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黄原胶废水残留胶体去除的研究

发布日期:2015-03-05 17:28:56

黄原胶废水残留胶体去除的研究和废水

黄原胶废水残留胶体去除的研究黄原胶生产废水粘度比较大,富含有机物,废水如果直接排放,会对环境造成很大的污 染,但世界上对黄原胶生产过程中产生的废水的研究很少。本课题研究的是黄原胶残留胶体的去除, 实验中通过几种不同絮凝剂在不同条件下的絮凝效果确定使用的最佳剂量和最佳效果,同时本实验还 对絮凝处理后水体的生化效果做了简单的研究。

黄原胶废水来源于黄原胶发酵提取过程的 几道工序。黄原胶废水残留胶体去除的研究,低浓度的废水中无有毒有害物质,主要为 精馏塔回收酒精后的外排废水和设备清洗废水,主 要污染物为未利用的淀粉、蛋白质等有机物。黄原 胶发酵废水的成分比较复杂,主要含有NaNO,、 NaCl、CaCl2等无机盐及一定量的糖类和有机小分子 物质其中大部分为生物胶,生物胶为类纤维素胶 类,其结构比较稳定,很难分解,生化处理比较困 难大多数微生物不能利用其作为碳源'
黄原胶废水的第一个特点就是含有胶类物质, 微生物难以分解;黄原胶废水的第二个特点是其 COD值高,一般髙浓度废水中的COD值在4 000 以上,低浓度的废水有机物的COD值也在1 000左 右。并且其值波动范围比较大,水量亦不稳定,再 次废水的pH值波动大,一般在2 ~ 12都会出现。 髙浓度废水pH值在11.5 ~ 12.5之间;黄原胶废水 的第三个特点是粘度很大,由于黄原胶的特性就是 高粘度,所以在废水的处理过程中粘度高的问题一 直困扰着设备高效地运行,因粘度高而引起的管 道、泵及反应器的堵塞而使动力消耗增加,影响处 理设备的正常运行12<。
1实验部分
1.1实验仪器与试剂 1.1.1 仪器
锥形瓶(150 mL )、量筒(100 mL )、胶头滴管、 试剂瓶、COD瓶、COD恒温加热器、722型分光光 度计。
1.1.2实验材料
重铬酸钾、硫酸铝、硫酸亚铁铵、硫酸银、硫 酸、氢氧化钠、浓盐酸为分析纯;聚合氯化铝、聚 丙烯酰胺、聚丙烯乙酸钠均为工业用制剂。
1.2实验方法
(1)测定黄原胶废水的吸收曲线 以蒸馏水为参比用722型分光光度计测定黄原 胶废水在340~940 rnn间的透过率,确定黄原胶废 水的最佳吸收波长。
(2 )单种絮凝剂在不同pH下的絮凝效果 取50.00 mL废水加人100 mL的锥形瓶中,用 1 : 1的盐酸溶液和5 mol/L的氢氧化钠溶液调节其 pH 分别为 2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、 13的12种不同的pH值(用量在5滴之内)溶液。 加人相同量的同种絮凝剂观察各pH下的絮凝状 况。
(3)确定单种絮凝剂的最佳絮凝时间 量取100 mL的废水放人150 mL的锥形瓶中,
加入等阶的不同剂量的同种絮凝剂,摇勻至沉淀完 全,然后移入100 mL的量筒中,观察30 min后的
絮凝量。
(4)多级絮凝的研究
在废水中加人一定剂量的一种絮凝剂,然后加 人一定量的助凝剂聚丙烯酰胺,观察30 min的絮凝 量,并与未加人助凝剂的絮凝量进行比较。
(5)测定处理后的废水对后续生物降解的影 响
在废水中加入絮凝剂聚合氯化铝进行絮凝沉 淀,均匀混合后静置放置1 h后去上清液加人曝气 池,加入好氧污泥,进行不间断连续曝气实验,每 隔8 h进行1次COD检测,记录并与未进行絮凝处 理的废水生化处理进行比较。
2实验结果和讨论
2.1水样水质
水样为山东某黄原胶生产企业污水处理厂废 水,水质情况如表1。
表1黄原胶废水特征
COD/, (mg-L_)SS/
(mg-L_,)PH温度况
3000 55001000~120012 20 5~6 50-60
2.2吸收曲线的测定
黄原胶废水在340~940 ran间的透过率如表2
所示。
表2黄原胶在340~940nm间的透过率
波长/nm340440540640740840940
T8.526.443.054.963.770.174.9
因为要测定溶液的透过率所以工作曲线不易 选的过大,黄原胶废水残留胶体去除的研究,过大将会导致大部分的处理过的溶液的 透过率大于1〇〇从而失去测定透过率的意义;也不 易选的过。〉墓ぷ髑呓故笛榈奈蟛罴 大。经过试验发现在540 nm波长时较为合适,所 以选择540 rnn为测定工作曲线。
2.3不同pH下的沉淀测定
表3为单一絮凝剂在不同pH下的絮凝情况, 原水水量为50.00 mL,温度为室温,COD的测定是 沉淀后取上清液通过标准铬法测定,T的测定是取 上清液用722分光光度计测得,pH的调节是加入 少量高浓度的酸碱液调节一般在3~5滴之间可以忽 略pH调节对原水的稀释作用。硫酸铝絮凝剂:〇.8〇 mL质量分数为10%的溶液,实验结果如表3所示。
在碱性条件下硫酸铝的视觉絮凝效果比较明 显,但较明显的视觉效果却未能表现出较高的COD 去除率,几乎所有pH下的COD下降都是相同的, 可以得出初步的结论,絮凝剂的添加可以降低原水 的部分COD。黄原胶废水为工业单菌发酵后的发酵 液,其成分简单而且固定不含有自然水体中的提供 絮凝的矿物成分,所以可以认为废水中的黄原胶提 供了絮体的成分,虽然在碱性条件下硫酸铝会水解 产生胶体,整体看可以认为硫酸铝絮凝剂的添加可 以降低水体的C0D,不管其是否产生明显的沉淀。
表3不同pH值条件下,硫酸铝的絮凝效果
pH温度/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絮凝剂含量不同时的絮凝效果
硫酸铝在最适PH下的沉淀时间:硫酸铝絮凝 剂不同用量时30 min的沉淀量如表4所7K。
表4絮凝剂置不同时的絮凝效果
絮凝剂用量/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,随着絮凝剂用量的增多,废 水的絮凝效果越好,黄原胶废水残留胶体去除的研究,当絮凝剂增加到一定量时,废 水絮凝的处理效果随着絮凝剂的增加而逐渐降低。 2.5助凝剂对絮凝剂影响的测定
采用聚合氯化招作为絮凝剂,聚丙烯酰胺为助 凝剂时。用量筒量取1〇〇 mL的废水于150 mL的锥 形瓶中加入1.00 mL质量分数为5%的聚合氯化铝 溶液,滴加聚丙烯酰胺溶液摇匀后混合均匀后移人 100 mL的量筒中观察沉淀的下降情况并记录。
表5未添加助凝剂与添加助凝剂对比
时间/min102030
未添加助凝剂沉淀情况,%826340
添加助凝剂沉淀情况,%453325
2.6絮凝后对后续生物降解压力的测定
原水的C0D=3 537 mg/L加入絮凝剂沉淀后取 上清液加人活性污泥曝气随时间变化如图1所示。
胶体的去除能降低后续生化的压力提高后续 生化的去除率,在经絮凝剂处理后能够达到的 去除率,相对于未经处理的87%有一定的提高。
图1未添加絮凝与添加絮凝生化性比较
3实验结论
(1)黄原胶残胶可以在絮凝剂作用下絮凝达 到从水体去除的目的。黄原胶废水残留胶体去除的研究,硫酸铝做絮凝剂的最佳pH 值为11。
(2 )助凝剂的加人可明显减少絮体的沉降时 间,可以降低废水絮凝的处理成本。
(3 )胶体的去除可较高的提高后续生化效率, 在经絮凝剂处理后能够达到%%的去除率,相对与 未经处理的87%有一定的提高,而达到相同的去除 率可以减少大约24 h的生化时间,对于污水处理的 工厂化运用是非常有力的。
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