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        馬鈴薯淀粉廢水處理應用研究

        發布時間:2019-7-21 8:40:38  中國污水處理工程網

          目前國內常用的預處理方法有混凝法、發酵法、氣浮法和超濾法。發酵法雖然可以回收淀粉廢水中的可溶性蛋白,但是COD去除率相對較低,還需進行二次處理;氣浮法回收蛋白率不高,有機物去除率低;超濾法在回收蛋白的同時,可以降解廢水中的COD,是一種有前景的處理技術,但設備投資大,目前在馬鈴薯淀粉加工企業推廣有困難;混凝法具有投資操作簡單,有機物去除率高,運行穩定等優點,筆者采用混凝沉淀法對馬鈴薯淀粉廢水進行處理,試驗效果較好,在蛋白回收生產工藝中應用,提高了蛋白回收率。

          1試驗部分

          1.1廢水水質

          試驗用水取自青海某馬鈴薯淀粉廠旋流器出水。廢水水質見表1。

          1.2分析項目及檢測方法

          COD采用重鉻酸鉀氧化法測定;懸浮固體(SS)用標準重量法測定;濁度采用HI93703-11便攜式濁度測定儀測定;pH用HI8424pH計測定;蛋白采用考馬斯亮藍法測定。

          1.3試驗方法

          試驗分為三個階段,分別為燒杯試驗、現場試驗和工程應用。

          燒杯試驗:一是混凝劑最佳條件的試驗研究,主要包括混凝劑種類、投加量、投加順序、pH及沉降時間;二是廢水消泡試驗的研究,包括消泡劑投加量和投加順序的影響。

          現場試驗:結合廠區現有的沉淀池和加藥罐,在燒杯試驗數據基礎上進行現場試驗,研究廢水混凝沉淀和消泡情況。工程應用:以現場試驗數據為依據,將混凝沉淀技術應用于蛋白回收生產線,提高蛋白回收率。

          2結果與討論

          2.1燒杯試驗

          2.1.1混凝劑的選擇

          取16組廢水,每組250mL,按表2進行試驗,采用直觀分析法。結果表明,FeSO4的混凝效果最差,Al2(SO4)3、PAC和低鐵廣譜具有較好的混凝效果。分析原因為混凝劑對適用pH范圍不同,FeSO4主要在堿性條件下起作用,而馬鈴薯淀粉廢水屬于酸性廢水,Fe2+很難使得廢水中的膠體雜質碰撞凝聚,形成絮體沉淀。相比較而言,其它幾種混凝劑適用pH范圍廣,可以形成很好的絮體,沉淀效果較好。

          2.1.2不同混凝劑投加量對廢水處理效果的影響

          選用三種混凝劑PAC、低鐵廣譜和硫酸鋁,在不改變原水pH、相同的攪拌速度和攪拌時間下,不斷變化混凝劑的投加量。如圖1所示,可以看出混凝劑的投加量對COD去除率影響很大,且隨著投藥量的加大,上清液的COD逐漸減少,COD去除率均呈現出先增大后降低的趨勢。再結合表1、2,分析試驗數據可知,混凝劑PAC優先達到最佳投加量(5000mg·L-1),且去除效果明顯好于低鐵廣譜與硫酸鋁。故選定最佳混凝劑為PAC,以下試驗均以PAC為主。

          2.1.3助凝劑PAM投加量及投加順序對去除效果的影響

          為了考察助凝劑PAM投加量及投加順序對COD的去除效果,變化PAM投加量和投加順序,固定絮凝劑PAC投加量5000mg·L-1及其它條件不變,見圖2(1#為PAC+PAM;2#為PAM+PAC)。結果顯示,在PAM投加量為2~3.5mg·L-1范圍內,處理效果最好,且以PAM投加量為3.2mg·L-1為最佳。超過該范圍繼續增大投藥量時,去除率上升緩慢甚至有下降趨勢。故本試驗確定助凝劑PAM的最佳投藥量為3.2mg·L-1。PAC與PAM投加順序對COD影響顯著,去除率可變化22.64%,投加順序應以先加PAC為宜。

          2.1.4pH對去除效果的影響

          在PAC投加量5000mg·L-1,PAM投加量(3.2mg·L-1),其它條件不變的情況下,改變pH,來考察pH對去除率的影響,如圖3所示。結果顯示pH在10左右,處理效果最好。故最佳pH在10左右。此外,試驗中還發現Ca(OH)2不但可以調節pH,還可作為增重劑,有助于沉淀[10]。從工程實際考慮其本身價格低廉,也可減少工程費用。

          2.1.5沉降時間對混凝效果的影響

          對馬鈴薯淀粉廢水進行混凝試驗。混凝后靜沉,每隔5min抽取液體表層的上清液測定COD,考察沉降時間對去除率的影響,試驗結果如圖4所示。沉降時間對去除率影響很大,隨著時間的延長,去除率呈上升趨勢,30min后,去除率趨于平緩。故就本研究而言最佳沉降時間為30min。具體聯系污水寶或參見http://www.z8968.com更多相關技術文檔。

          2.1.6消泡劑投加量及投加順序的影響

          為了改善淀粉加工企業的生產環境,在確定混凝最佳條件的基礎上,輔以消泡劑進行消泡試驗,消泡劑投加量及投加順序的影響見表3和圖5。

          從表3及圖5可知,消泡劑投加量及投加順序對廢水處理效果差別很大,總體來說先絮凝再消泡效果最好,其他兩種投加方式效果差,且隨著消泡劑量的增加,消泡時間逐漸縮短,但增加到0.12mL·L-1時,消泡時間減少不明顯。分析原因為廢水混凝之后形成的大顆粒絮體通過吸附、架橋作用為泡沫的吸附創造了更加有利的環境,因而消泡效果好。混凝劑和消泡劑混合則造成相互之間的反應,抑制了混凝和消泡的作用。考慮到經濟因素,最終選定有機硅消泡劑的投藥量為0.12mL·L-1,且投加順序應以先投混凝劑再加消泡劑為宜。

          2.2現場試驗

          利用淀粉廠沉淀池、加藥罐進行現場試驗,處理水量為4m3·h-1,廢水直接進入沉淀池,混凝劑PAC(5%)、助凝劑PAM(1%)和有機硅消泡劑(0.1%)分別分批加入藥劑計量箱中,現場測定結果見表4。

          結果顯示,有機污染指標COD、濁度、SS去除率分別為58.14%、91.97%、91.11%,消泡時間僅為5s,現場試驗效果良好,該方法較好的解決了后續生化處理系統的負擔,改善了現場的工作環境。

          2.3工程應用

          青海某淀粉廠建有一條進料流量為40m3·h-1的馬鈴薯蛋白回收生產線,生產線廢水先經換熱器預加熱至30℃,再經瞬間加藥罐加熱至90℃使蛋白質變性,之后進入離心分離器進行固液分離,分離出的濃蛋白液經蒸汽加熱烘干,最后經粉碎機粉碎后可得成品蛋白,該工藝在生產過程中蛋白回收率較低,約在10%。為了提高蛋白回收率,將混凝沉淀技術應用于該工藝中,在瞬間加熱前增加混凝劑投加和pH調節工序。經過一段時間的運行,發現新工藝運行狀況較好,蛋白回收率提高到40%左右,蛋白回收效果明顯,有推廣價值。

          3結論

          采用混凝沉淀法處理馬鈴薯淀粉廢水效果較好,且混凝劑種類、投加量、投加方式、pH、沉降時間、消泡劑投加量及投加順序都對處理效果有著不同程度的影響。在pH為10左右,PAC投加量為5000mg·L-1,PAM投加量為3.2mg·L-1,沉降30min,有機硅消泡劑投加量為0.12mL·L-1時,處理效果最優,且投加順序以先加絮凝劑再加助凝劑及先絮凝再消泡為宜。

          現場試驗效果良好,主要污染指標COD、SS及濁度均得到了大幅去除,對產生的泡沫去除明顯,改善了生產環境。

          將混凝沉淀法應用于蛋白回收生產線,可以提高蛋白回收率,實行資源利用,在馬鈴薯淀粉廢水處理中有推廣價值。(來源:《水處理技術》)

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