黃原膠廢水殘留膠體去除的研究,黃原膠生產(chǎn)廢水粘度比較大,富含有機物,廢水如果直接排放,會對環(huán)境造成很大的污 染,但世界上對黃原膠生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水的研究很少。本課題研究的是黃原膠殘留膠體的去除, 實驗中通過幾種不同絮凝劑在不同條件下的絮凝效果確定使用的最佳劑量和最佳效果,同時本實驗還 對絮凝處理后水體的生化效果做了簡單的研究。
黃原膠廢水來源于黃原膠發(fā)酵和提取過程的 幾道工序。黃原膠廢水殘留膠體去除的研究,低濃度的廢水中無有毒有害物質(zhì),主要為 精餾塔回收酒精后的外排廢水和設(shè)備清洗廢水,主 要污染物為未利用的淀粉、蛋白質(zhì)等有機物。黃原 膠發(fā)酵廢水的成分比較復(fù)雜,主要含有NaNO,、 NaCl、CaCl2等無機鹽及一定量的糖類和有機小分子 物質(zhì)其中大部分為生物膠,生物膠為類纖維素膠 類,其結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定,很難分解,生化處理比較困 難大多數(shù)微生物不能利用其作為碳源'
黃原膠廢水的第一個特點就是含有膠類物質(zhì), 微生物難以分解;黃原膠廢水的第二個特點是其 COD值高,一般髙濃度廢水中的COD值在4 000 以上,低濃度的廢水有機物的COD值也在1 000左 右。并且其值波動范圍比較大,水量亦不穩(wěn)定,再 次廢水的pH值波動大,一般在2 ~ 12都會出現(xiàn)。 髙濃度廢水pH值在11.5 ~ 12.5之間;黃原膠廢水 的第三個特點是粘度很大,由于黃原膠的特性就是 高粘度,所以在廢水的處理過程中粘度高的問題一 直困擾著設(shè)備高效地運行,因粘度高而引起的管 道、泵及反應(yīng)器的堵塞而使動力消耗增加,影響處 理設(shè)備的正常運行12<。
1實驗部分
1.1實驗儀器與試劑 1.1.1 儀器
錐形瓶(150 mL )、量筒(100 mL )、膠頭滴管、 試劑瓶、COD瓶、COD恒溫加熱器、722型分光光 度計。
1.1.2實驗材料
重鉻酸鉀、硫酸鋁、硫酸亞鐵銨、硫酸銀、硫 酸、氫氧化鈉、濃鹽酸為分析純;聚合氯化鋁、聚 丙烯酰胺、聚丙烯乙酸鈉均為工業(yè)用制劑。
1.2實驗方法
(1)測定黃原膠廢水的吸收曲線 以蒸餾水為參比用722型分光光度計測定黃原 膠廢水在340~940 rnn間的透過率,確定黃原膠廢 水的最佳吸收波長。
(2 )單種絮凝劑在不同pH下的絮凝效果 取50.00 mL廢水加人100 mL的錐形瓶中,用 1 : 1的鹽酸溶液和5 mol/L的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)其 pH 分別為 2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、 13的12種不同的pH值(用量在5滴之內(nèi))溶液。 加人相同量的同種絮凝劑觀察各pH下的絮凝狀 況。
(3)確定單種絮凝劑的最佳絮凝時間 量取100 mL的廢水放人150 mL的錐形瓶中,
加入等階的不同劑量的同種絮凝劑,搖勻至沉淀完 全,然后移入100 mL的量筒中,觀察30 min后的
絮凝量。
(4)多級絮凝的研究
在廢水中加人一定劑量的一種絮凝劑,然后加 人一定量的助凝劑聚丙烯酰胺,觀察30 min的絮凝 量,并與未加人助凝劑的絮凝量進行比較。
(5)測定處理后的廢水對后續(xù)生物降解的影 響
在廢水中加入絮凝劑聚合氯化鋁進行絮凝沉 淀,均勻混合后靜置放置1 h后去上清液加人曝氣 池,加入好氧污泥,進行不間斷連續(xù)曝氣實驗,每 隔8 h進行1次COD檢測,記錄并與未進行絮凝處 理的廢水生化處理進行比較。
2實驗結(jié)果和討論
2.1水樣水質(zhì)
水樣為山東某黃原膠生產(chǎn)企業(yè)污水處理廠廢 水,水質(zhì)情況如表1。
表1黃原膠廢水特征
COD/, (mg-L_)SS/
(mg-L_,)PH溫度況
3000 ?55001000~120012 ?20 5~6 50-60
2.2吸收曲線的測定
黃原膠廢水在340~940 ran間的透過率如表2
所示。
表2黃原膠在340~940nm間的透過率
波長/nm340440540640740840940
T8.526.443.054.963.770.174.9
因為要測定溶液的透過率所以工作曲線不易 選的過大,黃原膠廢水殘留膠體去除的研究,過大將會導(dǎo)致大部分的處理過的溶液的 透過率大于1〇〇從而失去測定透過率的意義;也不 易選的過小,過小的工作曲線將使實驗的誤差加 大。經(jīng)過試驗發(fā)現(xiàn)在540 nm波長時較為合適,所 以選擇540 rnn為測定工作曲線。
2.3不同pH下的沉淀測定
表3為單一絮凝劑在不同pH下的絮凝情況, 原水水量為50.00 mL,溫度為室溫,COD的測定是 沉淀后取上清液通過標(biāo)準(zhǔn)鉻法測定,T的測定是取 上清液用722分光光度計測得,pH的調(diào)節(jié)是加入 少量高濃度的酸堿液調(diào)節(jié)一般在3~5滴之間可以忽 略pH調(diào)節(jié)對原水的稀釋作用。硫酸鋁絮凝劑:〇.8〇 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的溶液,實驗結(jié)果如表3所示。
在堿性條件下硫酸鋁的視覺絮凝效果比較明 顯,但較明顯的視覺效果卻未能表現(xiàn)出較高的COD 去除率,幾乎所有pH下的COD下降都是相同的, 可以得出初步的結(jié)論,絮凝劑的添加可以降低原水 的部分COD。黃原膠廢水為工業(yè)單菌發(fā)酵后的發(fā)酵 液,其成分簡單而且固定不含有自然水體中的提供 絮凝的礦物成分,所以可以認(rèn)為廢水中的黃原膠提 供了絮體的成分,雖然在堿性條件下硫酸鋁會水解 產(chǎn)生膠體,整體看可以認(rèn)為硫酸鋁絮凝劑的添加可 以降低水體的C0D,不管其是否產(chǎn)生明顯的沉淀。
表3不同pH值條件下,硫酸鋁的絮凝效果
pH溫度/丈C0D/(mgL_1)T (540 nm)
2214 53227.5
321447223.6
4214 63428.3
5214 56227.0
6214 54232.5
7214 70336.2
8214 58257.4
9213 97982.4
10214 18083.5
1121414076.0
12214 54271.2
13214 38158.5
2.4絮凝劑含量不同時的絮凝效果
硫酸鋁在最適PH下的沉淀時間:硫酸鋁絮凝 劑不同用量時30 min的沉淀量如表4所7K。
表4絮凝劑置不同時的絮凝效果
絮凝劑用量/mLT(540 nm)COD /(rng L-1)
1.6039.84842
1.8081.84502
2.0080.14777
2.2077.24824
2.4080.23777
由表4可以看出,隨著絮凝劑用量的增多,廢 水的絮凝效果越好,黃原膠廢水殘留膠體去除的研究,當(dāng)絮凝劑增加到一定量時,廢 水絮凝的處理效果隨著絮凝劑的增加而逐漸降低。 2.5助凝劑對絮凝劑影響的測定
采用聚合氯化招作為絮凝劑,聚丙烯酰胺為助 凝劑時。用量筒量取1〇〇 mL的廢水于150 mL的錐 形瓶中加入1.00 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的聚合氯化鋁 溶液,滴加聚丙烯酰胺溶液搖勻后混合均勻后移人 100 mL的量筒中觀察沉淀的下降情況并記錄。
表5未添加助凝劑與添加助凝劑對比
時間/min102030
未添加助凝劑沉淀情況,%826340
添加助凝劑沉淀情況,%453325
2.6絮凝后對后續(xù)生物降解壓力的測定
原水的C0D=3 537 mg/L加入絮凝劑沉淀后取 上清液加人活性污泥曝氣隨時間變化如圖1所示。
膠體的去除能降低后續(xù)生化的壓力提高后續(xù) 生化的去除率,在經(jīng)絮凝劑處理后能夠達到的 去除率,相對于未經(jīng)處理的87%有一定的提高。
圖1未添加絮凝與添加絮凝生化性比較
3實驗結(jié)論
(1)黃原膠殘膠可以在絮凝劑作用下絮凝達 到從水體去除的目的。黃原膠廢水殘留膠體去除的研究,硫酸鋁做絮凝劑的最佳pH 值為11。
(2 )助凝劑的加人可明顯減少絮體的沉降時 間,可以降低廢水絮凝的處理成本。
(3 )膠體的去除可較高的提高后續(xù)生化效率, 在經(jīng)絮凝劑處理后能夠達到%%的去除率,相對與 未經(jīng)處理的87%有一定的提高,而達到相同的去除 率可以減少大約24 h的生化時間,對于污水處理的 工廠化運用是非常有力的。
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