紫膠是一種具有較高經濟價值的林副產品和重要的工業原料,在原膠加工為顆粒膠的過程中,需水洗脫除其中的水溶性色素和各種雜質(如水溶性蛋白、無機鹽和糖等)。被洗脫的水溶性色素經回收用于食品、醫藥、化妝品及紡織品等的著色,但回收利用后的紫膠洗色廢水中仍含有一定量的色素,廢水的色度大、觀感差、COD高,對水體的污染較嚴重。
我國的紫膠加工企業主要分布于云南、廣西、四川等地區,一般規模小而分散,對洗色廢水的處理方式比較粗放,排放水質遠未達到《污水綜合排放標準》。考慮到紫膠加工企業的特點,對于其洗色廢水處理的方法選擇應兼顧效果與成本。工業廢水的脫色方法總的來說可分為物理、化學和生物3大類方法。沉降法是一種操作簡便、成本較低、見效較快等的化學方法。沉降法脫色效果的影響因素主要有沉降劑的種類、廢水本身的化學組成、pH、反應溫度、反應時間和攪拌速率等。本研究選用市場上廉價易得的沉降劑對紫膠洗色廢水進行前處理,篩選出處理效果好且成本較低的沉降劑,以期為工業應用提供參考。
工藝條件的優化
沉降劑的選擇
試驗所用紫膠洗色廢水取自昆明某生物公司。 在6組100mL洗色廢水中分別投加CaO、CaCl2、BaCl2、FeSO4、MgO、AlCl3,每組的沉降劑質量分別設為0、0.20、0.40、0.60、0.80、1.00、1.20、1.50g,調節pH為7、反應溫度為25℃、攪拌速率為200r/min,反應30min后過濾,測定吸光度(490nm波長處,下同)。具體聯系污水寶或參見http://www.jianfeilema.cn更多相關技術文檔。
pH對處理效果的影響
在6組100mL洗色廢水中分別投加0.20gCaO、CaCl2、BaCl2、FeSO4、MgO、AlCl3,每組分別調節pH為6、7、8、9、10、11、12,控制反應溫度為25℃、攪拌速率為200r/min,反應30min后過濾,測定吸光度。
攪拌速率對處理效果的影響
300mL洗色廢水中CaO的投加量為4.0g/L,
控制pH為7、反應溫度為25℃、反應時間為30min,分別考察攪拌速率為0、100、200、300、400、500r/min時的濾液吸光度。
反應溫度對處理效果的影響
300mL洗色廢水中CaO的投加量為4.0g/L,控制pH為7、攪拌速率為300r/min、反應時間為30min,分別考察反應溫度為25、40、55、70、85℃時的濾液吸光度。
反應時間對處理效果的影響
300mL洗色廢水中CaO的投加量為4.0g/L,控制pH為7、攪拌速率為300r/min、反應溫度為55℃,在反應時間分別為1、2、3、4、5、10、15、20、40、60、80、100、160min時取樣過濾,測定吸光度。1.2.6 響應曲面優化試驗設計在單因素試驗的基礎上,選擇CaO投加量(A)、反應溫度(B)、攪拌速率(C)3個主要因素進一步進行響應曲面優化試驗設計。
結 論
(1)通過單因素優化試驗和響應曲面優化試驗得到紫膠洗色廢水的最佳處理工藝條件:CaO投加量5.7g/L、pH=7、攪拌速率270r/min、反應溫度50℃、反應時間30min。該工藝條件可以滿足實際應用的需要。
(2)CaO沉降法最佳處理工藝處理紫膠洗色廢水,懸浮物由211.8mg/L降至7.3mg/L,COD由4 019mg/L降至853mg/L,BOD5由3 800mg/L降至670mg/L,TOC由4 392mg/L降至680mg/L,紫膠紅色素由16.95mg/L降至0.25mg/L,多數有機物發生了沉降,特別是紫膠洗色廢水中相對含量較高的肉豆蔻油酸、肉豆蔻酸、棕櫚油酸、棕櫚酸、油酸、香葉基異戊酸6種有機酸得到了很大程度的去除。