马铃薯淀粉废水处理

 目前国内常用的预处理方法有混凝法、发酵法、气浮法和超滤法。发酵法虽然可以回收淀粉废水中的可溶性蛋白，但是COD去除率相对较低，还需进行二次处理;气浮法回收蛋白率不高，有机物去除率低;超滤法在回收蛋白的同时，可以降解废水中的COD，是一种有前景的处理技术，但设备投资大，目前在马铃薯淀粉加工企业推广有困难;混凝法具有投资操作简单，有机物去除率高，运行稳定等优点，笔者采用混凝沉淀法对马铃薯淀粉废水进行处理，试验效果较好，在蛋白回收生产工艺中应用，提高了蛋白回收率。
1试验部分
1.1废水水质
试验用水取自青海某马铃薯淀粉厂旋流器出水。废水水质见表1。
1.2分析项目及检测方法
COD采用重铬酸钾氧化法测定;悬浮固体(SS)用标准重量法测定;浊度采用HI93703-11便携式浊度测定仪测定;pH用HI8424pH计测定;蛋白采用考马斯亮蓝法测定。
1.3试验方法
试验分为三个阶段，分别为烧杯试验、现场试验和工程应用。
烧杯试验：一是混凝剂最佳条件的试验研究，主要包括混凝剂种类、投加量、投加顺序、pH及沉降时间;二是废水消泡试验的研究，包括消泡剂投加量和投加顺序的影响。
现场试验：结合厂区现有的沉淀池和加药罐，在烧杯试验数据基础上进行现场试验，研究废水混凝沉淀和消泡情况。工程应用：以现场试验数据为依据，将混凝沉淀技术应用于蛋白回收生产线，提高蛋白回收率。
2结果与讨论
2.1烧杯试验
2.1.1混凝剂的选择
取16组废水，每组250mL，按表2进行试验，采用直观分析法。结果表明，FeSO4的混凝效果最差，Al2(SO4)3、PAC和低铁广谱具有较好的混凝效果。分析原因为混凝剂对适用pH范围不同，FeSO4主要在碱性条件下起作用，而马铃薯淀粉废水属于酸性废水，Fe2+很难使得废水中的胶体杂质碰撞凝聚，形成絮体沉淀。相比较而言，其它几种混凝剂适用pH范围广，可以形成很好的絮体，沉淀效果较好。
2.1.2不同混凝剂投加量对废水处理效果的影响
选用三种混凝剂PAC、低铁广谱和硫酸铝，在不改变原水pH、相同的搅拌速度和搅拌时间下，不断变化混凝剂的投加量。如图1所示，可以看出混凝剂的投加量对COD去除率影响很大，且随着投药量的加大，上清液的COD逐渐减少，COD去除率均呈现出先增大后降低的趋势。再结合表1、2，分析试验数据可知，混凝剂PAC优先达到最佳投加量(5000mg·L-1)，且去除效果明显好于低铁广谱与硫酸铝。故选定最佳混凝剂为PAC，以下试验均以PAC为主。
2.1.3助凝剂PAM投加量及投加顺序对去除效果的影响
为了考察助凝剂PAM投加量及投加顺序对COD的去除效果，变化PAM投加量和投加顺序，固定絮凝剂PAC投加量5000mg·L-1及其它条件不变，见图2(1#为PAC+PAM;2#为PAM+PAC)。结果显示，在PAM投加量为2～3.5mg·L-1范围内，处理效果最好，且以PAM投加量为3.2mg·L-1为最佳。超过该范围继续增大投药量时，去除率上升缓慢甚至有下降趋势。故本试验确定助凝剂PAM的最佳投药量为3.2mg·L-1。PAC与PAM投加顺序对COD影响显著，去除率可变化22.64%，投加顺序应以先加PAC为宜。
2.1.4pH对去除效果的影响
在PAC投加量5000mg·L-1，PAM投加量(3.2mg·L-1)，其它条件不变的情况下，改变pH，来考察pH对去除率的影响，如图3所示。结果显示pH在10左右，处理效果最好。故最佳pH在10左右。此外，试验中还发现Ca(OH)2不但可以调节pH，还可作为增重剂，有助于沉淀[10]。从工程实际考虑其本身价格低廉，也可减少工程费用。
2.1.5沉降时间对混凝效果的影响
对马铃薯淀粉废水进行混凝试验。混凝后静沉，每隔5min抽取液体表层的上清液测定COD，考察沉降时间对去除率的影响，试验结果如图4所示。沉降时间对去除率影响很大，随着时间的延长，去除率呈上升趋势，30min后，去除率趋于平缓。故就本研究而言最佳沉降时间为30min。
2.1.6消泡剂投加量及投加顺序的影响
为了改善淀粉加工企业的生产环境，在确定混凝最佳条件的基础上，辅以消泡剂进行消泡试验，消泡剂投加量及投加顺序的影响见表3和图5。
从表3及图5可知，消泡剂投加量及投加顺序对废水处理效果差别很大，总体来说先絮凝再消泡效果最好，其他两种投加方式效果差，且随着消泡剂量的增加，消泡时间逐渐缩短，但增加到0.12mL·L-1时，消泡时间减少不明显。分析原因为废水混凝之后形成的大颗粒絮体通过吸附、架桥作用为泡沫的吸附创造了更加有利的环境，因而消泡效果好。混凝剂和消泡剂混合则造成相互之间的反应，抑制了混凝和消泡的作用。考虑到经济因素，最终选定有机硅消泡剂的投药量为0.12mL·L-1，且投加顺序应以先投混凝剂再加消泡剂为宜。
2.2现场试验
利用淀粉厂沉淀池、加药罐进行现场试验，处理水量为4m3·h-1，废水直接进入沉淀池，混凝