混凝沉淀法处理马铃薯淀粉废水的应用研究
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摘要：采用混凝沉淀法对马铃薯淀粉废水实行了实验及工程应用研讨。结果标明，混凝剂品种、投加量、投加方式、pH及沉降时间对处置效果都起着重要作用。在pH为10左右，PAC投加量为5000mg·L-1，PAM投加量为3.2mg·L-1时，沉降30min，废水COD去除率达58.14%；浊度去除率可达91.97%；SS去除率达91.11%。用混凝沉淀法处置马铃薯淀粉废水可减轻后续生化处置系统的担负，在蛋白回收消费工艺中应用，可提升蛋白的回收率。
淀粉废水是在淀粉以及相关淀粉化工产品的生产过程中产生的废液，是食品工业中污染最严重的废水之一。以马铃薯淀粉生产过程为例，生产过程中会产生清洗废水和生产废水。清洗废水COD、BOD含量不高，采用廓清沉淀的办法可循环运用；生产废水由细胞液和工艺废水组成，含有大量的有机物，COD高达10000～40000mg·L-1，排放过程中会产生大量的气泡，直接实行生化处置有难度。需实行预处置，其目的是降低废水中的有机物含量及浊度，减轻后续处置系统的担负，同时完成蛋白的回收应用。
目前国内常用的预处置办法有混凝法、发酵法、气浮法和超滤法。发酵法尽管能够回收淀粉废水中的可溶性蛋白，但是COD去除率相对较低，还需实行二次处置；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，能够降解废水中的COD，是一种有前景的处置技术，但设备投资大，目前在马铃薯淀粉加工企业推行难度较大；混凝法具有投资操作简便，有机物去除率高，运转稳定等优点，本文采用混凝沉淀法对马铃薯淀粉工业废水处理，实验效果较好，在蛋白回收产出工艺中应用，提升了蛋白回收率。
1实验过程
1.1废水水质
实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剖析项目及检测办法
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实验过程
实验分为三个阶段，分别为烧杯实验、现场实验和工程应用。
烧杯实验：一是混凝剂最佳条件的实验研讨，主要包括混凝剂品种、投加量、投加次第、pH及沉降时间；二是废水消泡实验的研讨，包括消泡剂投加量和投加次第的影响。
现场实验：综合厂区现有的沉淀池和加药罐，依据烧杯实验数据实行现场实验，研讨废水混凝沉淀和消泡状况。工程应用：以现场实验数据为根据，将混凝沉淀技术应用于蛋白回收生产线，提升蛋白回收率。
2结果与讨论
2.1烧杯实验
2.1.1混凝剂的选择
取16组废水，每组250mL，按表2实行实验，采用直观剖析法。结果标明，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。剖析缘由为混凝剂对适用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，构成絮体沉淀。相对比而言，其它几种混凝剂适用pH范围广，能够构成很好的絮体，沉淀效果较好。
2.1.2不同混凝剂投加量对废水处置效果的影响
选用三种混凝剂PAC、低铁广谱和硫酸铝，在不改动原水pH、相同的搅拌速度和搅拌时间下，持续改变混凝剂的投加量。如图1所示，能够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逐步降低，COD去除率均出现出先增大后降低的趋向。再综合表1、2，剖析实验数据可知，混凝剂PAC优先到达最佳投加量（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，以下实验均以PAC为主。
2.1.3助凝剂PAM投加量及投加先后对去除效果的影响
为了考量助凝剂PAM投加量及投加次第对COD的去除效果，变化PAM投加量和投加先后，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）。结果显现，在PAM投加量为2～3.5mg·L-1范围内，处置效果最好，且以PAM投加量为3.2mg·L-1为最佳。超出该范围继续增大投药量时，去除率上升迟缓以至有降低趋向。故本实验肯定助凝剂PAM的最佳投药量为3.2mg·L-1。PAC与PAM投加次第对COD影响显著，去除率可变化22.64%，投加次第应以先加PAC为宜。
2.1.4 pH对去除效果的影响
在PAC投加量5000mg·L-1，PAM投加量（3.2mg·L-1），其它条件不变的状况下，调整pH，来测试pH对去除率的影响，如图3所示。结果显现pH在10左右，处置效果最好。故最佳pH在10左右。此外，实验中还发现Ca(OH)2不但能够调理pH，还可作为增重剂，有助于沉淀。从工程实践考量其自身价钱低廉，也可减少工程费用。
2.1.5沉降时间对混凝效果的影响
对马铃薯淀粉废水实行混凝实验。混凝后静沉，每隔5min抽取液体表层的上清液测定COD，调查沉降时间对去除率的影响，实验结果如图4所示。沉降时间对去除率影响很大，随着时间的延长，去除率呈上升趋向，30min后，去除率趋于平缓。故就本研讨而言最佳沉降时间为30min。
2.1.6消泡剂投加量及投加次第的影响
为了改善淀粉加工企业的消费环境，在肯定混凝最佳条件的根底上，辅以消泡剂实行消泡实验，消泡剂投加量及投加次第的影响见表3和图5。
从表3及图5可知，消泡剂投加量及投加次第对废水处置效果差异很大，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，消泡时间逐步缩短，但增加到0.12mL·L-1时，消泡时间减少不明显。剖析缘由为废水混凝之后构成的大颗粒絮体经过吸附、架桥作用为泡沫的吸附发明了愈加有利的环境，因此消泡效果好。混凝剂和消泡剂混合则形成互相之间的反响，抑止了混凝和消泡的作用。思索到经济要素，最终选定有机硅消泡剂的投药量为0.12mL·L-1，且投加次第应以先投混凝剂再加消泡剂为宜。
2.2现场实验
应用淀粉厂沉淀池、加药罐实行现场实验，处置水量为4m3·h-1，废水直接进入沉淀池，混凝剂PAC（5%）、助凝剂PAM（1%）和有机硅消泡剂（0.1%）分别分批参加药剂计量箱中，现场测定结果见表4。
结果显现，有机污介入标COD、浊度、SS去除率分别为58.14%、91.97%、91.11%，消泡时间仅为5s，现场实验效果良好，该办法较好的减轻了后续生化处置系统的担负，改善了现场的工作环境。
2.3工程应用
青海某淀粉厂建有一条进料流量为40m3·h-1的马铃薯蛋白回收生产线，生产线废水先经换热器预加热至30℃，再经霎时加药罐加热至90℃使蛋白质变性，之后进入离心别离器实行固液别离，别离出的浓蛋白液经蒸汽加热烘干，最后经粉碎机粉碎后可得废品蛋白，该工艺在消费过程中蛋白回收率较低，约在10%。为了进步蛋白回收率，将混凝沉淀技术应用于该工艺中，在霎时加热前增加混凝剂投加和pH调理工序。经过一段时间的运转，发现新工艺运转情况较好，蛋白回收率进步到40%左右，蛋白回收效果明显，有推行价值。
3结论
采用混凝沉淀法处置马铃薯淀粉废水效果较好，且混凝剂品种、投加量、投加方式、pH、沉降时间、消泡剂投加量及投加次第都对处置效果有着不同水平的影响。在pH为10左右，PAC投加量为5000mg·L-1，PAM投加量为3.2mg·L-1，沉降30min，有机硅消泡剂投加量为0.12mL·L-1时，处置效果最优，且投加次第以先加絮凝剂再加助凝剂及先絮凝再消泡为宜。
现场实验效果良好，主要污染物含量COD、SS及浊度均得到了大幅去除，对产生的泡沫去除明显，改善了制造环境。
将混凝沉淀法应用于蛋白回收生产线，能够提升蛋白回收率，实行资源应用，在马铃薯淀粉废水处置中有推行价值。
