高浓度粉丝废水预处理方法的研究

高浓度粉丝废水预处理方法的研究高浓度粉丝废水预处理方法的研究摘要：对高浓度粉丝废水的预处理方法作了实验研究。采用调节等电点酸沉的方法回收蛋白质，然后用聚合硫酸铁化学混凝处理上清液以降低COD的含量。实验证明了方法的可行性并得出了最佳实验条件。关键词：粉丝废水蛋白回收混凝剂聚合硫酸铁废水处理粉丝厂排出的废水可分为高浓度有机废水和泡豆、洗豆及粉丝洗涤废水两类。前者不仅COD含量很高，而且蛋白含量占原料质量的20%左右，若当作废水排掉，既污染环境又浪费了宝贵的蛋白质。废水中的蛋白质含量大，也增加了后续废水处理的成本。国内蛋白回收有的用气浮法但此设备结构较复杂。采用酸沉法工艺简单，运行成本低。化学法废水处理是选用混凝剂使废水的胶体破坏，使分散状态的有机物脱稳、凝聚，形成聚集状态的粗颗粒从水中分离出来，达到降低废水中COD含量的目的。聚合硫酸铁因其高效、廉价已广泛用于水和废水处理中。即使同一混凝剂处理同一的废水，不同的条件下的混凝效果也不同，它受到水样的pH、温度、搅拌速度以及混凝剂投加量、废水的浓度、温度的影响，需具体问题具体分析，优化选择。实验中所用聚合硫酸铁为液体型：碱化度B=0.4;pH=1.5;铁含量0.5mol/L。实验中所用废水取自烟台粉丝厂。粉丝原料为豌豆。水质主要指标：浆黄色;pH4.2;COD含量为7000～20000mg/L。1主要实验仪器与试剂7200可见分光光度计;JJ-3型六联定时变速搅拌机;TG-32A型电光分析天平;PHS-2C精密酸度计及其他常规仪器;TL-1型COD测定仪;COD测定专用氧化剂、催化剂;Ferron试剂(AR，进口)及常规试剂。2实验方法2.1实验流程图2.2粗蛋白的回收实验2.2.1自然沉降直接从现场取1L高浓度粉丝废水置于大型透明玻璃容器中，间隔一定时间分别测量上清液高度和上清液中COD的含量。COD的测量采用重铬酸钾法在COD消解仪上进行。由于COD残余量的大小与蛋白回收率的大小成反比，实验中用COD残余量间接反映蛋白回收量(下同)。2.2.2酸沉实验发现自然沉降所得清液残余COD值仍较大，蛋白回收量必小。考虑到蛋白质的酸碱两重性，在其等电点附近溶解度最小提出酸沉的方法：通过调节水样pH来强化沉降，一方面可增加粗蛋白的回收量，另一方面可减轻后续水处理的负担。实验中分别取一定量的水样，调节其pH到指定值，静沉2h，分别测定上清液COD值。对于最优pH，采用2.2.1的方法测定清液层高度和上清液的COD值。由pH-COD曲线可得最优沉降所需的pH。2.3混凝实验分别取500mL水样，调节pH到指定值，控制水样温度恒温25℃，加入一定量的PFS，在六连搅拌机上快速搅拌1min，转慢速5min，静止沉降2h。然后在液面下1cm处取上清液在COD消解仪上测定COD。在该实验测定条件下，COD的标准曲线近似为COD=14700Amg/L(A为吸光度)2.3.1最优混凝pH的确定分别取500mL水样，调节pH分别为6.0、7.0、7.95、8.9、9.9，分别加入150mg/L(以Fe计)PFS，做混凝试验。COD值最小时对应的pH应为最优pH。2.3.2最优混凝剂投加量的确定分别取500mL水样，均调节pH为最佳絮凝pH，分别投加不同量的PFS，混凝后，测定上层清液的残余COD值。作COD-混凝剂用量曲线图，找出混凝剂最佳用量。3实验结果与分析3.1自然沉降与酸沉时清液中COD含量和清液层高度随沉降时间的变化图1沉降清液层高度随时间的变化由图1可以看出，沉降的时间在大于24h后，清液高度不再变化。图2自然沉降与快速沉降时COD值随时间的变化由图2可看出，在12h左右，COD值变化已不明显。考虑到沉降后期主要是沉渣压紧的过程，清液高度在沉降后期变化很慢，因此可取12h为pH=4.7条件下的沉降时间。两种沉降曲线可以看出：当调节pH后，沉降所得清液的残余COD值更小，即蛋白回收量较大。3.2酸沉时清液中残余COD量随pH的变化由图3可知，酸沉时的最优pH为4.7。从废水处理的角度看，COD值的减少量有限(由图1、2也可看出)。因此，蛋白回收后的清液仍需作进一步处理。图3酸沉时水样pH对残余COD值的影响图4水样pH对混凝效果的影响3.3水样pH对混凝效果的影响由实验结果图4可知，聚合硫酸铁在粉丝废水中的最优pH为9.0。3.4混凝剂投加量对混凝效果的影响选择不同的聚合硫酸铁投加量，测定混凝后的COD残余量，结果见图5。图5投加量对混凝效果的影响由图5可看出，最优投加量为3mL，折合Fe为85mg/L。4结论(1)酸沉优于自然沉降。酸沉时水样的pH为4.6，沉降时间为12h。(2)聚合硫酸铁(PFS)在粉丝废水中的最佳混凝条件为：pH=8.9，絮凝剂投加量为85mg/L。(3)经过以上方法的处理后