復(fù)合混凝法對涼果廢水的處理

史亮，陳師楚，何凌峰，張永利

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復(fù)合混凝法對涼果廢水的處理

史亮1，陳師楚2，何凌峰3，張永利3

（1. 佛山市斯科特環(huán)保工程有限公司，廣東 佛山 528000; 2. 佛山市弘峻水處理設(shè)備有限公司，廣東 佛山 528000;3. 佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院 環(huán)境與化學(xué)工程學(xué)院，廣東 佛山 528000）

通過調(diào)整復(fù)合混凝劑優(yōu)化處理工藝處理涼果廢水，研究涼果廢水的處理效果。通過數(shù)據(jù)分析可以得出結(jié)論：采用聚合硫酸鐵、聚鋁復(fù)合混凝劑，其適宜的用量為300 mg/L。涼果廢水經(jīng)過復(fù)合混凝處理，其糖及鹽分去除率分別高達(dá)98.3%、99.7%，COD去除率和脫色率去除率分別為99.6%、96.9%，均達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

涼果廢水；復(fù)合混凝劑；鹽分去除率；糖分去除率；COD去除率；SS去除率

蜜餞，一種酸甜可口的食物，歷史悠久，結(jié)合現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，流傳于全國各地，受到廣大人民喜愛。我國蜜餞的產(chǎn)量很大。該行業(yè)提供大量的工作機(jī)會(huì)，但是工業(yè)化的處理使得處理后的廢水污染物含量增加，這就需要對流程處理后的廢水進(jìn)一步處理[1-3]。涼果廢水成分復(fù)雜，含糖含鹽比例大，因具備以上性質(zhì)，難以用生物法降解，故而采取混凝法處理。

顆粒懸浮物廣泛存在于污水理，通常用的方法為化學(xué)凝聚法和電凝聚法，重點(diǎn)研究對象為廣譜有效的的混凝劑。一般認(rèn)為，對水溶性染料來說，起脫色作用的主要是混凝產(chǎn)生的膠體物質(zhì)和微小絮體的吸附作用，同時(shí)通過架橋、電中和作用，生成的絮凝體也截流微細(xì)懸浮物。目前常報(bào)導(dǎo)一些對染料脫色效果好的新型混凝劑，但各種混凝劑對染料的脫色沒有廣普性，而且產(chǎn)生的大量化學(xué)污染物帶來二次污染。電凝聚法處理廢水已有很多成功的報(bào)導(dǎo)，它是依靠電場力的作用，將鐵電極電解成Fe2+，F(xiàn)e2+在水中形成各種鐵的絡(luò)合物，對水中各種染料起電凝聚作用，此外高壓電場力對染料分子的結(jié)構(gòu)也起到一定的破壞作用。然而，電化學(xué)的研究表明，F(xiàn)e2+作用下的脫色率及COD去除率均較低，而且電極鈍化、電解產(chǎn)生了大量污泥，因此其廣泛應(yīng)用有待于進(jìn)一步研究。

鐵元素其良好的性能體現(xiàn)在降解效果上，三價(jià)鐵鹽的形成是由于二價(jià)鐵鹽在反應(yīng)釜中被氧氣氛圍包圍氧化。其絮凝的機(jī)理以下式表示，以下是方程式[4-6]：

而Fe(OH)3在溶液中存在著如下的溶解—沉淀平衡：

水合離子存在是其常常存在形態(tài)，因?yàn)槿齼r(jià)鐵離子很難存在于水中。羥基三價(jià)鐵離子的生成，在提高溶液pH情況下，解離了水分子的配位，方程式如下：

假設(shè)配體取代水分子配位，能產(chǎn)生許多水解形態(tài)，例如：

（3）

高價(jià)態(tài)的羥基鐵離子產(chǎn)生了，以上的水分子能略去，其式子列在下面：

（5）

Fe(Ⅲ)離子水解產(chǎn)物與pH值有關(guān)系，其中[Fe(Ⅲ)]的單位為mol/L。除了上述的幾種水解產(chǎn)物外，還可能存在、以及等。

三價(jià)鐵離子的生成過程有2個(gè)過程，一是聚合反應(yīng)，二是水解反應(yīng)：

（7）

（8）

混凝對象有2種，一種是懸浮物、一種是膠體。除去其的方法可以用沉淀法。其原理是重力的影響讓其懸浮物下沉。小的膠體和固體，能懸浮于水中，即使通過十幾個(gè)小時(shí)的靜置，也難以沉降。原因是懸浮物和膠體的穩(wěn)定性。一般研究認(rèn)為，普遍帶電荷的是膠體。有電荷的有2種，一種是粘土類、一種是淀粉。

混凝法具有簡單的操作流程，性價(jià)比高，適用范圍廣等諸多特點(diǎn)，在廢水處理中應(yīng)用較廣。單一的混凝劑往往不能用于復(fù)雜的環(huán)境，采取復(fù)合混凝劑的方法，不僅提高了涼果廢水的脫糖脫鹽率，對于處理的工藝增強(qiáng)了保障，其逐漸成為現(xiàn)在研究的熱點(diǎn)。通過對知網(wǎng)等學(xué)術(shù)期刊的搜索，關(guān)于涼果廢水處理相關(guān)的文獻(xiàn)報(bào)道極少，同時(shí)這又是諸多地方的自主創(chuàng)業(yè)產(chǎn)業(yè)，故而研究涼果廢水具有工業(yè)價(jià)值[7-9]。首先通過分析涼果廢水的性質(zhì)，采取混凝法處理涼果廢水，為后續(xù)生化法提供一定的基礎(chǔ)，大幅度降低廢水中含糖含鹽的比例，與此同時(shí)，提高懸浮物及有機(jī)質(zhì)去除效率，使處理后的廢水能達(dá)到中水回用的標(biāo)準(zhǔn)，一方面能減少污染，另一方面能節(jié)約能源[10-12]。在簡單的操作工藝，投入資金少，見效快，處理效率高等諸多優(yōu)點(diǎn)條件下，通過研究復(fù)合混凝劑的應(yīng)用，在復(fù)雜涼果廢水不斷變化的水質(zhì)當(dāng)中，研究投加條件，研究出一種適用于高效處理復(fù)雜性質(zhì)的涼果廢水尤為重要，為粵西環(huán)境發(fā)展提供一定的保障。本文研究復(fù)合混凝劑用量對蜜餞涼果廢水混凝沉降效果的影響，并以三級(jí)處理工藝處理涼果廢水，通過鹽分去除率、糖分率、COD、SS考察絮凝技術(shù)對廢水的處理成效。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)廢水

實(shí)驗(yàn)所用廢水取自潮州市某涼果廠，廢水中的糖的濃度為27%，食鹽濃度質(zhì)量分?jǐn)?shù)為46%，但是其它COD為6 852 mg/L，超過一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)高達(dá)85倍，懸浮固體濃度SS高達(dá)1 652 mg/L?？梢缘贸?，含糖含鹽都比較大，BOD和COD都很大。綜合考慮，考慮先用絮凝劑進(jìn)行一級(jí)處理，通過混凝沉降，改善水質(zhì)，達(dá)到去除部分COD和BOD的效果。

1.2 水質(zhì)分析方法及檢測設(shè)備

（1）COD的測定：重鉻酸鉀法（GB11914-89）

COD是有機(jī)物廢水處理中必不可少的一個(gè)指標(biāo)，其采取的是國標(biāo)法（GB11914-89），它的機(jī)理是，在硫酸環(huán)境下，有機(jī)物被氧化，常常判斷重鉻酸鉀的標(biāo)準(zhǔn)是亞鐵靈，然后將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理算出COD。此方法的缺點(diǎn)在于，濃度高的廢水要稀釋才可用此法。整個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置采取的是自制的COD測量平臺(tái)。

（2）懸浮物的測定：重量法（GB 11901-89）

測定步驟:

通過超聲振蕩溶液，取一定體積的懸浮液，采用事先稱取好的濾膜過濾，再用蒸餾水洗滌3次。

通過在105 ℃烘箱中烘干附有濾膜的稱量瓶，2 h后，稱取最后的兩次誤差不超過0.1%，

計(jì)算

懸浮物含量(mg/L)計(jì)算公式如下：

=（a-b）×106/

式中：——懸浮物的濃度，mg/L；

a——總重，包括SS、稱量瓶、濾膜，g；

b——濾膜和稱量瓶總的重量，g；

——取樣體積，mL。

（3）pH的測定：玻璃電極法（GB6920—86）

在常溫條件下?lián)嗽趦x器上直接以pH的讀數(shù)表示。先標(biāo)定用標(biāo)準(zhǔn)液，再測pH；在測定水樣時(shí)，同樣需保持pH計(jì)的探頭干燥清潔，而且每一次測完一個(gè)水樣探頭都要用蒸餾水潤洗，然后拿濾紙輕輕擦拭干凈；待顯示屏上的數(shù)值穩(wěn)定不變即可讀數(shù)，所讀得的數(shù)值即為該水樣的pH值；待實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，將探頭浸泡在濃的KCl飽和溶液中以保護(hù)玻璃電極，防止pH計(jì)的損壞。

1.3 實(shí)驗(yàn)方案

比較加快蜜餞廢水混凝過程，進(jìn)行混凝劑PAC和PFS的混合處理，，通過聚合硫酸鐵、聚鋁復(fù)合混凝劑(比例為1∶1)藥劑，并用于涼果廢水的復(fù)合混凝處理中，考察復(fù)合混凝處理工藝對涼果廢水的處理效果。

涼果廢水經(jīng)過裝有砂濾和廢陶瓷濾料的過濾池預(yù)處理后，輸送至pH調(diào)節(jié)池，加入堿液并攪拌，調(diào)節(jié)涼果廢水pH至9；先運(yùn)到混凝池，加混凝劑、聚鋁、聚合硫酸鐵300 mg/L，在攪拌20 min的過程中用一百轉(zhuǎn)每分鐘的速度；經(jīng)過攪拌后的廢水溢流到初沉淀池，其中初沉淀池頂部的污水溢流到集水槽，而初沉淀池中的污泥則通過斜管沉淀到池的底部。

2 結(jié)果與討論

2.1 適用于涼果污水的流程工藝圖

以下圖二是流程工藝圖，關(guān)于涼果污水降解的。涼果廢水經(jīng)過調(diào)節(jié)pH和混凝沉降處理后，實(shí)現(xiàn)廢水回用，用于工業(yè)生產(chǎn)、廠區(qū)綠化及生活雜用。然后將產(chǎn)生的污泥運(yùn)輸?shù)教盥駨S。

圖1 涼果廢水處理的工藝流程圖

2.2 涼果污水的降解受混凝劑用量的影響

圖2 復(fù)合混凝劑用量對涼果廢水SS去除率的影響

目的是考量在涼果污水的降解過程中，絮凝劑的量對降解效率的影響，分別進(jìn)行50、100、200、300、400、500 mg/L用量的混合絮凝實(shí)驗(yàn)，圖2直觀的展示了實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

圖2中的意思是，當(dāng)增加混凝劑的量，懸浮物的去除率一直上升，當(dāng)超過300 mg/L的時(shí)候，混凝劑的處理效果變?nèi)?，綜合價(jià)格因素，把最佳用量定在300 mg/L。

2.3 涼果廢水混凝處理

如圖3所示，涼果廢水經(jīng)過混凝處理復(fù)合工藝后，其糖及鹽分去除率分別高達(dá)98.3%及99.7%，出水水質(zhì)較好，不利于微生物的繁衍。

圖3 混凝處理后廢水的鹽分及糖分去除率

如圖4所示，涼果廢水經(jīng)過混凝處理后，COD及SS去除率分別為99.6%及96.9%。處理后的水的COD和SS達(dá)到一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

圖4 混凝處理后廢水的COD及脫色去除率

3 結(jié)論

（1）通過研究聚合硫酸鐵、聚鋁的復(fù)合混凝劑用量對處理效果的影響，確定300 mg/L為最適宜的復(fù)合混凝劑用量。

（2）涼果廢水經(jīng)過復(fù)合處理混凝沉降，實(shí)現(xiàn)廢水回用，用于工業(yè)生產(chǎn)、廠區(qū)綠化及生活雜用。污泥濃縮后送往填埋場。

（3）糖鹽去除率98.3%、99.7%是建立在用過該工藝之后的基礎(chǔ)上，COD和色度去除率分別為99.6%、96.9%，其出水的COD去除率，脫色效果達(dá)到一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

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Treatment of Preserved Fruit Wastewater by Complex Coagulation Method

1,2,3,3

(1.Foshan Sikete Environmental Protection Engineering Co., Ltd., Guangdong Foshan 528000, China;2.Foshan Hongjun Water Treatment Equipment Co., Ltd, Guangdong Foshan 528000, China;3. School of Environmental and Chemical Engineering, Foshan University, Guangdong Foshan 528000, China）

By changing the dosage of composite coagulant, the treatment effect of preserved fruit wastewater by complex coagulation method was investigated. The results show that appropriate dose of the composite coagulant containing polymeric ferric sulfate and poly aluminum is 300 mg/L. After treating the preserved fruit wastewater with the compound coagulant, the sugar and salt removal rates can reach to 98.3% and 99.7%,respectively.Furthermore, the COD removal rate and the decolorization rate can reach to 99.6% and 96.9% respectively, treated wastewater can meet level 1 standard of "the integrated wastewater discharge standard" (GB8978-1996).

Preserved fruit wastewater; Compound coagulant; Salt removal rate; Sugar removal rate; COD removal rate; SS removal rate

X 703

A

1671-0460（2017）08-1531-03

2016佛山科技局課題 (2016GA10159)。

2017-01-05

史亮（1989-），男，遼寧朝陽市人，助理工程師，研究方向：工業(yè)廢水的處理。E-mail：402225029@qq.com。