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 0.5 mol/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;pH 4.2;COD含量为7000～20000 mg/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1 L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2 h，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500 mL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1 min，转慢速5 min，静止沉降2 h。然后在液面下1 cm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=14700A mg/L (A为吸光度)
2.3.1最优混凝 pH的确定
分别取500 mL水样，调节pH分别为6.0、7.0、7.95、8.9、9.9，分别加入150 mg/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500 mL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24 h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12 h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12 h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3 mL，折合Fe为85 mg/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12 h。
(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85 mg/L。
(3)经过以上 方法 的处理后废水指标：pH=7～8;COD含量为500～1000 mg/L。基本接近泡豆、粉丝洗涤废水的指标，与其他废水混合处理后，完全可用于车间洗刷等。
参考 文献
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