摘要：采用(yong)混(hun)凝沉(chen)淀(dian)法(fa)(fa)對(dui)馬鈴薯淀(dian)粉(fen)(fen)廢水進行了試驗及(ji)(ji)工程(cheng)應用(yong)研究。結(jie)果(guo)表(biao)明，混(hun)凝劑(ji)種類、投(tou)加量(liang)、投(tou)加方式、pH及(ji)(ji)沉(chen)降時間對(dui)處(chu)理(li)效(xiao)果(guo)都(dou)起著重要作(zuo)用(yong)。在(zai)(zai)pH為(wei)10左右，PAC投(tou)加量(liang)為(wei)5000mg·L-1，PAM投(tou)加量(liang)為(wei)3.2mg·L-1時，沉(chen)降30min，廢水COD去(qu)除率達58.14%；濁度去(qu)除率可(ke)達91.97%；SS去(qu)除率達91.11%。用(yong)混(hun)凝沉(chen)淀(dian)法(fa)(fa)處(chu)理(li)馬鈴薯淀(dian)粉(fen)(fen)廢水可(ke)減輕(qing)后續(xu)生(sheng)化處(chu)理(li)系統的(de)負擔，在(zai)(zai)蛋白回(hui)收生(sheng)產(chan)工藝中應用(yong)，可(ke)提高蛋白的(de)回(hui)收率。

淀(dian)粉廢(fei)水(shui)(shui)是在淀(dian)粉以(yi)及(ji)相關淀(dian)粉化工(gong)(gong)產(chan)品的生(sheng)(sheng)產(chan)過(guo)程(cheng)中(zhong)產(chan)生(sheng)(sheng)的廢(fei)液，是食(shi)品工(gong)(gong)業中(zhong)污染(ran)最(zui)嚴重的廢(fei)水(shui)(shui)之(zhi)一。以(yi)馬鈴(ling)薯淀(dian)粉生(sheng)(sheng)產(chan)為例，生(sheng)(sheng)產(chan)過(guo)程(cheng)中(zhong)會(hui)產(chan)生(sheng)(sheng)清(qing)洗(xi)廢(fei)水(shui)(shui)和生(sheng)(sheng)產(chan)廢(fei)水(shui)(shui)。清(qing)洗(xi)廢(fei)水(shui)(shui)COD、BOD含(han)量不高，采用(yong)(yong)澄清(qing)沉淀(dian)的方法可循環使用(yong)(yong)；生(sheng)(sheng)產(chan)廢(fei)水(shui)(shui)由細胞液和工(gong)(gong)藝廢(fei)水(shui)(shui)組成，含(han)有(you)(you)大量的有(you)(you)機物(wu)，COD高達(da)10000～40000mg·L-1，排(pai)放(fang)過(guo)程(cheng)中(zhong)會(hui)產(chan)生(sheng)(sheng)大量的氣泡，直(zhi)接進行生(sheng)(sheng)化處理有(you)(you)難度(du)。需進行預(yu)處理，其(qi)目的是降低廢(fei)水(shui)(shui)中(zhong)的有(you)(you)機物(wu)含(han)量及(ji)濁(zhuo)度(du)，減輕(qing)后續處理系(xi)統的負擔，同時(shi)實現蛋白的回收利用(yong)(yong)。

目(mu)前國內(nei)常用的(de)預處(chu)(chu)理(li)方法(fa)(fa)(fa)有(you)混凝(ning)法(fa)(fa)(fa)[1-2]、發酵(jiao)法(fa)(fa)(fa)[3-4]、氣浮(fu)法(fa)(fa)(fa)[5]和(he)超(chao)濾法(fa)(fa)(fa)[6]。發酵(jiao)法(fa)(fa)(fa)雖然可以回收(shou)(shou)(shou)淀(dian)粉廢水(shui)中的(de)可溶性蛋(dan)白(bai)，但是COD去除(chu)率(lv)相(xiang)對(dui)較(jiao)低，還(huan)需(xu)進(jin)行(xing)(xing)二(er)次(ci)處(chu)(chu)理(li)[7]；氣浮(fu)法(fa)(fa)(fa)回收(shou)(shou)(shou)蛋(dan)白(bai)率(lv)不高(gao)，有(you)機物(wu)去除(chu)率(lv)低；超(chao)濾法(fa)(fa)(fa)在回收(shou)(shou)(shou)蛋(dan)白(bai)的(de)同時，可以降解廢水(shui)中的(de)COD，是一種有(you)前景的(de)處(chu)(chu)理(li)技術，但設備投資(zi)大，目(mu)前在馬鈴(ling)薯淀(dian)粉加工企(qi)業推廣有(you)困難；混凝(ning)法(fa)(fa)(fa)具有(you)投資(zi)操作簡單，有(you)機物(wu)去除(chu)率(lv)高(gao)，運行(xing)(xing)穩定[8]等(deng)優點，筆者采用混凝(ning)沉淀(dian)法(fa)(fa)(fa)對(dui)馬鈴(ling)薯淀(dian)粉廢水(shui)進(jin)行(xing)(xing)處(chu)(chu)理(li)，試驗效(xiao)果較(jiao)好，在蛋(dan)白(bai)回收(shou)(shou)(shou)生產(chan)工藝中應用，提(ti)高(gao)了蛋(dan)白(bai)回收(shou)(shou)(shou)率(lv)。

1試驗部分

1.1廢水水質

試驗(yan)用水取自青海某(mou)馬鈴薯淀粉廠(chang)旋流器出(chu)水。廢水水質(zhi)見(jian)表1。

1.2分析項目及檢測方法

COD采(cai)用(yong)重(zhong)(zhong)鉻酸鉀氧化法測(ce)(ce)定(ding)；懸浮(fu)固體（SS）用(yong)標準重(zhong)(zhong)量法測(ce)(ce)定(ding)；濁(zhuo)度(du)采(cai)用(yong)HI93703-11便攜式濁(zhuo)度(du)測(ce)(ce)定(ding)儀測(ce)(ce)定(ding)；pH用(yong)HI8424pH計測(ce)(ce)定(ding)；蛋(dan)白采(cai)用(yong)考馬斯亮藍法測(ce)(ce)定(ding)。

1.3試驗方法

試驗(yan)(yan)分為(wei)三個階段，分別為(wei)燒(shao)杯(bei)試驗(yan)(yan)、現場試驗(yan)(yan)和工程(cheng)應(ying)用。

燒杯試(shi)驗：一是(shi)(shi)混凝劑(ji)(ji)最佳條件的(de)試(shi)驗研究，主要包括混凝劑(ji)(ji)種類、投加(jia)(jia)量(liang)、投加(jia)(jia)順序、pH及(ji)沉降時間；二(er)是(shi)(shi)廢水消泡試(shi)驗的(de)研究，包括消泡劑(ji)(ji)投加(jia)(jia)量(liang)和投加(jia)(jia)順序的(de)影響。

現(xian)場試(shi)驗(yan)(yan)：結(jie)合(he)廠區現(xian)有的沉(chen)淀池和加藥罐(guan)，在燒(shao)杯(bei)試(shi)驗(yan)(yan)數據(ju)基礎上(shang)進行現(xian)場試(shi)驗(yan)(yan)，研究廢(fei)水(shui)混凝沉(chen)淀和消泡情況。工程應(ying)用：以現(xian)場試(shi)驗(yan)(yan)數據(ju)為依據(ju)，將混凝沉(chen)淀技術應(ying)用于(yu)蛋白回(hui)收生產線，提(ti)高(gao)蛋白回(hui)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(shui)，每組250mL，按表(biao)2進行試驗(yan)，采用直觀分析(xi)法。結果表(biao)明，FeSO4的(de)混(hun)(hun)凝(ning)(ning)效果最差，Al2(SO4)3、PAC和低鐵廣譜具有較好的(de)混(hun)(hun)凝(ning)(ning)效果。分析(xi)原因為混(hun)(hun)凝(ning)(ning)劑(ji)對適(shi)用pH范圍(wei)不(bu)同，FeSO4主要在堿性條(tiao)件(jian)下起(qi)作用，而馬鈴(ling)薯淀粉廢水(shui)屬(shu)于酸(suan)性廢水(shui)，Fe2+很(hen)難使得廢水(shui)中的(de)膠(jiao)體雜(za)質(zhi)碰撞凝(ning)(ning)聚，形(xing)成絮體沉淀。相比較而言(yan)，其它幾種混(hun)(hun)凝(ning)(ning)劑(ji)適(shi)用pH范圍(wei)廣，可(ke)以形(xing)成很(hen)好的(de)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(ning)劑PAC、低(di)鐵(tie)(tie)廣(guang)譜和(he)硫(liu)酸(suan)鋁(lv)，在(zai)不改變原(yuan)水pH、相同的(de)攪(jiao)拌速度和(he)攪(jiao)拌時間下，不斷變化混凝(ning)劑的(de)投(tou)(tou)加(jia)量(liang)。如圖1所示，可(ke)以(yi)看出(chu)混凝(ning)劑的(de)投(tou)(tou)加(jia)量(liang)對(dui)COD去除率影響(xiang)很大(da)，且隨著投(tou)(tou)藥量(liang)的(de)加(jia)大(da)，上清(qing)液的(de)COD逐(zhu)漸減少(shao)，COD去除率均呈現(xian)出(chu)先增大(da)后降低(di)的(de)趨勢。再(zai)結(jie)合表1、2，分析試驗(yan)數據可(ke)知(zhi)，混凝(ning)劑PAC優(you)先達到最(zui)佳(jia)投(tou)(tou)加(jia)量(liang)（5000mg·L-1），且去除效果明顯(xian)好(hao)于低(di)鐵(tie)(tie)廣(guang)譜與(yu)硫(liu)酸(suan)鋁(lv)。故選定最(zui)佳(jia)混凝(ning)劑為(wei)PAC，以(yi)下試驗(yan)均以(yi)PAC為(wei)主(zhu)。

2.1.3助凝劑PAM投加量及投加順序對去除效果的影響

為(wei)(wei)(wei)了考察助凝(ning)(ning)劑(ji)PAM投(tou)(tou)(tou)(tou)(tou)加(jia)(jia)量(liang)及投(tou)(tou)(tou)(tou)(tou)加(jia)(jia)順(shun)序對COD的去(qu)除(chu)(chu)效果，變化PAM投(tou)(tou)(tou)(tou)(tou)加(jia)(jia)量(liang)和投(tou)(tou)(tou)(tou)(tou)加(jia)(jia)順(shun)序，固定絮(xu)凝(ning)(ning)劑(ji)PAC投(tou)(tou)(tou)(tou)(tou)加(jia)(jia)量(liang)5000mg·L-1及其它(ta)條(tiao)件不(bu)變，見圖2（1#為(wei)(wei)(wei)PAC+PAM；2#為(wei)(wei)(wei)PAM+PAC）。結果顯(xian)示，在PAM投(tou)(tou)(tou)(tou)(tou)加(jia)(jia)量(liang)為(wei)(wei)(wei)2～3.5mg·L-1范圍內，處理(li)效果最好(hao)，且以PAM投(tou)(tou)(tou)(tou)(tou)加(jia)(jia)量(liang)為(wei)(wei)(wei)3.2mg·L-1為(wei)(wei)(wei)最佳。超(chao)過該范圍繼(ji)續(xu)增大投(tou)(tou)(tou)(tou)(tou)藥量(liang)時，去(qu)除(chu)(chu)率上升緩慢(man)甚(shen)至有下降趨勢(shi)。故本試驗確(que)定助凝(ning)(ning)劑(ji)PAM的最佳投(tou)(tou)(tou)(tou)(tou)藥量(liang)為(wei)(wei)(wei)3.2mg·L-1。PAC與PAM投(tou)(tou)(tou)(tou)(tou)加(jia)(jia)順(shun)序對COD影響顯(xian)著，去(qu)除(chu)(chu)率可變化22.64%，投(tou)(tou)(tou)(tou)(tou)加(jia)(jia)順(shun)序應以先加(jia)(jia)PAC為(wei)(wei)(wei)宜(yi)。

2.1.4pH對去除效果的影響

在PAC投(tou)加量5000mg·L-1，PAM投(tou)加量（3.2mg·L-1），其它條件不變的情(qing)況(kuang)下，改變pH，來(lai)考察pH對去除率的影響，如(ru)圖3所(suo)示。結果顯示pH在10左右，處(chu)理效果最好(hao)。故最佳(jia)pH在10左右。此外，試驗中還(huan)發現Ca(OH)2不但(dan)可(ke)以調(diao)節pH，還(huan)可(ke)作為增(zeng)重劑，有(you)助(zhu)于沉淀(dian)[10]。從工程(cheng)實際考慮其本(ben)身(shen)價格低(di)廉，也可(ke)減(jian)少工程(cheng)費用。

2.1.5沉降時間對混凝效果的影響

對馬鈴(ling)薯淀(dian)粉廢水進行混(hun)(hun)凝試(shi)驗。混(hun)(hun)凝后靜沉，每隔5min抽取(qu)液體表層的(de)上(shang)清(qing)液測定COD，考察沉降時(shi)(shi)間(jian)對去(qu)(qu)除(chu)(chu)率(lv)的(de)影(ying)響，試(shi)驗結(jie)果(guo)如圖4所示。沉降時(shi)(shi)間(jian)對去(qu)(qu)除(chu)(chu)率(lv)影(ying)響很大，隨著時(shi)(shi)間(jian)的(de)延長，去(qu)(qu)除(chu)(chu)率(lv)呈上(shang)升趨勢(shi)，30min后，去(qu)(qu)除(chu)(chu)率(lv)趨于平緩。故就(jiu)本(ben)研究(jiu)而言最佳(jia)沉降時(shi)(shi)間(jian)為30min。

2.1.6消泡劑投加量及投加順序的影響

為了改(gai)善淀粉(fen)加(jia)工企(qi)業的生產環(huan)境，在確(que)定混凝最佳條(tiao)件的基(ji)礎上(shang)，輔以消(xiao)泡劑(ji)進行(xing)消(xiao)泡試驗，消(xiao)泡劑(ji)投加(jia)量及(ji)投加(jia)順(shun)序的影響見(jian)表3和圖5。

從表(biao)3及圖5可知(zhi)，消(xiao)泡(pao)(pao)(pao)(pao)劑投(tou)加(jia)(jia)(jia)量(liang)及投(tou)加(jia)(jia)(jia)順(shun)序對廢(fei)水(shui)處(chu)理(li)效(xiao)(xiao)果差(cha)別很(hen)大，總體(ti)來說先絮(xu)凝(ning)再(zai)(zai)消(xiao)泡(pao)(pao)(pao)(pao)效(xiao)(xiao)果最好(hao)，其他兩種投(tou)加(jia)(jia)(jia)方式效(xiao)(xiao)果差(cha)，且隨著消(xiao)泡(pao)(pao)(pao)(pao)劑量(liang)的(de)增加(jia)(jia)(jia)，消(xiao)泡(pao)(pao)(pao)(pao)時(shi)間逐(zhu)漸縮(suo)短，但(dan)增加(jia)(jia)(jia)到0.12mL·L-1時(shi)，消(xiao)泡(pao)(pao)(pao)(pao)時(shi)間減(jian)少不明(ming)顯。分(fen)析原因為(wei)廢(fei)水(shui)混凝(ning)之后形(xing)成的(de)大顆粒絮(xu)體(ti)通(tong)過吸附(fu)、架橋作用為(wei)泡(pao)(pao)(pao)(pao)沫的(de)吸附(fu)創(chuang)造了更加(jia)(jia)(jia)有利的(de)環境，因而(er)消(xiao)泡(pao)(pao)(pao)(pao)效(xiao)(xiao)果好(hao)。混凝(ning)劑和消(xiao)泡(pao)(pao)(pao)(pao)劑混合(he)則造成相互之間的(de)反應，抑制了混凝(ning)和消(xiao)泡(pao)(pao)(pao)(pao)的(de)作用。考慮(lv)到經(jing)濟因素，最終選定(ding)有機硅消(xiao)泡(pao)(pao)(pao)(pao)劑的(de)投(tou)藥量(liang)為(wei)0.12mL·L-1，且投(tou)加(jia)(jia)(jia)順(shun)序應以先投(tou)混凝(ning)劑再(zai)(zai)加(jia)(jia)(jia)消(xiao)泡(pao)(pao)(pao)(pao)劑為(wei)宜(yi)。

2.2現場試驗

利用淀粉廠沉淀池(chi)、加藥罐進行現場試驗，處理水量(liang)為4m3·h-1，廢水直接進入(ru)沉淀池(chi)，混(hun)凝(ning)劑(ji)PAC（5%）、助(zhu)凝(ning)劑(ji)PAM（1%）和有(you)機硅消泡劑(ji)（0.1%）分(fen)別分(fen)批加入(ru)藥劑(ji)計量(liang)箱中，現場測定結果見(jian)表4。

結(jie)果顯示(shi)，有機污(wu)染(ran)指標COD、濁度(du)、SS去除(chu)率分別(bie)為58.14%、91.97%、91.11%，消(xiao)泡時間(jian)僅(jin)為5s，現場(chang)試(shi)驗效果良好，該方法較好的(de)(de)解決了后續生化(hua)處理(li)系(xi)統(tong)的(de)(de)負擔，改善了現場(chang)的(de)(de)工(gong)作環(huan)境。

2.3工程應用

青海某淀(dian)粉廠建有一條進(jin)料流量為(wei)40m3·h-1的馬鈴薯蛋(dan)白(bai)(bai)(bai)(bai)回(hui)收生產(chan)線，生產(chan)線廢水先經(jing)換熱(re)器預(yu)加(jia)(jia)熱(re)至(zhi)30℃，再經(jing)瞬(shun)間(jian)(jian)加(jia)(jia)藥(yao)罐加(jia)(jia)熱(re)至(zhi)90℃使蛋(dan)白(bai)(bai)(bai)(bai)質變(bian)性，之后進(jin)入離(li)心(xin)分離(li)器進(jin)行固液分離(li)，分離(li)出(chu)的濃蛋(dan)白(bai)(bai)(bai)(bai)液經(jing)蒸汽加(jia)(jia)熱(re)烘干，最后經(jing)粉碎機粉碎后可得成品蛋(dan)白(bai)(bai)(bai)(bai)，該工(gong)藝(yi)在(zai)生產(chan)過程中(zhong)蛋(dan)白(bai)(bai)(bai)(bai)回(hui)收率(lv)較低(di)，約在(zai)10%。為(wei)了提(ti)高蛋(dan)白(bai)(bai)(bai)(bai)回(hui)收率(lv)，將混凝沉淀(dian)技術(shu)應用于該工(gong)藝(yi)中(zhong)，在(zai)瞬(shun)間(jian)(jian)加(jia)(jia)熱(re)前增加(jia)(jia)混凝劑(ji)投加(jia)(jia)和pH調節工(gong)序。經(jing)過一段時間(jian)(jian)的運(yun)行，發現(xian)新工(gong)藝(yi)運(yun)行狀況較好，蛋(dan)白(bai)(bai)(bai)(bai)回(hui)收率(lv)提(ti)高到40%左右，蛋(dan)白(bai)(bai)(bai)(bai)回(hui)收效(xiao)果明顯(xian)，有推(tui)廣價值。

3結論

采用混凝(ning)(ning)(ning)(ning)沉淀法處理(li)馬鈴薯淀粉廢水效果(guo)較好，且混凝(ning)(ning)(ning)(ning)劑種類、投(tou)(tou)加(jia)(jia)量(liang)(liang)、投(tou)(tou)加(jia)(jia)方(fang)式(shi)、pH、沉降時間、消泡劑投(tou)(tou)加(jia)(jia)量(liang)(liang)及(ji)投(tou)(tou)加(jia)(jia)順(shun)序都對處理(li)效果(guo)有著不同程度的影響。在pH為(wei)(wei)10左(zuo)右(you)，PAC投(tou)(tou)加(jia)(jia)量(liang)(liang)為(wei)(wei)5000mg·L-1，PAM投(tou)(tou)加(jia)(jia)量(liang)(liang)為(wei)(wei)3.2mg·L-1，沉降30min，有機硅消泡劑投(tou)(tou)加(jia)(jia)量(liang)(liang)為(wei)(wei)0.12mL·L-1時，處理(li)效果(guo)最優，且投(tou)(tou)加(jia)(jia)順(shun)序以先加(jia)(jia)絮凝(ning)(ning)(ning)(ning)劑再加(jia)(jia)助凝(ning)(ning)(ning)(ning)劑及(ji)先絮凝(ning)(ning)(ning)(ning)再消泡為(wei)(wei)宜。

現場試驗效(xiao)果良好，主要污染指標COD、SS及濁度均得到了(le)(le)大幅(fu)去(qu)除，對(dui)產(chan)生(sheng)的(de)泡(pao)沫去(qu)除明顯，改善了(le)(le)生(sheng)產(chan)環境。

將混凝(ning)沉淀(dian)(dian)法應(ying)用(yong)于蛋(dan)白(bai)回收生產線，可(ke)以提高蛋(dan)白(bai)回收率，實(shi)行(xing)資源利用(yong)，在馬(ma)鈴薯淀(dian)(dian)粉廢(fei)水處理中有推廣(guang)價值。

本(ben)文轉自(zi)“乾(qian)來(lai)環保(bao)”。

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