復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. 佛山市斯科特環保工程有限公司，廣東 佛山 528000; 2. 佛山市弘峻水處理設備有限公司，廣東 佛山 528000;3. 佛山科學技術學院 環境與化學工程學院，廣東 佛山 528000）

通過調整復合混凝劑優化處理工藝處理涼果廢水，研究涼果廢水的處理效果。通過數據分析可以得出結論：采用聚合硫酸鐵、聚鋁復合混凝劑，其適宜的用量為300 mg/L。涼果廢水經過復合混凝處理，其糖及鹽分去除率分別高達98.3%、99.7%，COD去除率和脫色率去除率分別為99.6%、96.9%，均達到《污水綜合排放標準》(GB8978-1996)的一級標準。

涼果廢水；復合混凝劑；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，結合現代網絡技術，流傳于全國各地，受到廣大人民喜愛。我國蜜餞的產量很大。該行業提供大量的工作機會，但是工業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一步處理[1-3]。涼果廢水成分復雜，含糖含鹽比例大，因具備以上性質，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凝聚法和電凝聚法，重點研究對象為廣譜有效的的混凝劑。一般認為，對水溶性染料來說，起脫色作用的主要是混凝產生的膠體物質和微小絮體的吸附作用，同時通過架橋、電中和作用，生成的絮凝體也截流微細懸浮物。目前常報導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，而且產生的大量化學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導，它是依靠電場力的作用，將鐵電極電解成Fe2+，Fe2+在水中形成各種鐵的絡合物，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構也起到一定的破壞作用。然而，電化學的研究表明，Fe2+作用下的脫色率及COD去除率均較低，而且電極鈍化、電解產生了大量污泥，因此其廣泛應用有待于進一步研究。

鐵元素其良好的性能體現在降解效果上，三價鐵鹽的形成是由于二價鐵鹽在反應釜中被氧氣氛圍包圍氧化。其絮凝的機理以下式表示，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，因為三價鐵離子很難存在于水中。羥基三價鐵離子的生成，在提高溶液pH情況下，解離了水分子的配位，方程式如下：

假設配體取代水分子配位，能產生許多水解形態，例如：

（3）

高價態的羥基鐵離子產生了，以上的水分子能略去，其式子列在下面：

（5）

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

三價鐵離子的生成過程有2個過程，一是聚合反應，二是水解反應：

（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，即使通過十幾個小時的靜置，也難以沉降。原因是懸浮物和膠體的穩定性。一般研究認為，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，性價比高，適用范圍廣等諸多特點，在廢水處理中應用較廣。單一的混凝劑往往不能用于復雜的環境，采取復合混凝劑的方法，不僅提高了涼果廢水的脫糖脫鹽率，對于處理的工藝增強了保障，其逐漸成為現在研究的熱點。通過對知網等學術期刊的搜索，關于涼果廢水處理相關的文獻報道極少，同時這又是諸多地方的自主創業產業，故而研究涼果廢水具有工業價值[7-9]。首先通過分析涼果廢水的性質，采取混凝法處理涼果廢水，為后續生化法提供一定的基礎，大幅度降低廢水中含糖含鹽的比例，與此同時，提高懸浮物及有機質去除效率，使處理后的廢水能達到中水回用的標準，一方面能減少污染，另一方面能節約能源[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點條件下，通過研究復合混凝劑的應用，在復雜涼果廢水不斷變化的水質當中，研究投加條件，研究出一種適用于高效處理復雜性質的涼果廢水尤為重要，為粵西環境發展提供一定的保障。本文研究復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考察絮凝技術對廢水的處理成效。

1 實驗部分

1.1 實驗廢水

實驗所用廢水取自潮州市某涼果廠，廢水中的糖的濃度為27%，食鹽濃度質量分數為46%，但是其它COD為6 852 mg/L，超過一級標準高達85倍，懸浮固體濃度SS高達1 652 mg/L。可以得出，含糖含鹽都比較大，BOD和COD都很大。綜合考慮，考慮先用絮凝劑進行一級處理，通過混凝沉降，改善水質，達到去除部分COD和BOD的效果。

1.2 水質分析方法及檢測設備

（1）COD的測定：重鉻酸鉀法（GB11914-89）

COD是有機物廢水處理中必不可少的一個指標，其采取的是國標法（GB11914-89），它的機理是，在硫酸環境下，有機物被氧化，常常判斷重鉻酸鉀的標準是亞鐵靈，然后將實驗數據處理算出COD。此方法的缺點在于，濃度高的廢水要稀釋才可用此法。整個實驗裝置采取的是自制的COD測量平臺。

（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%，

計算

懸浮物含量(mg/L)計算公式如下：

=（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）

在常溫條件下據此在儀器上直接以pH的讀數表示。先標定用標準液，再測pH；在測定水樣時，同樣需保持pH計的探頭干燥清潔，而且每一次測完一個水樣探頭都要用蒸餾水潤洗，然后拿濾紙輕輕擦拭干凈；待顯示屏上的數值穩定不變即可讀數，所讀得的數值即為該水樣的pH值；待實驗結束后，將探頭浸泡在濃的KCl飽和溶液中以保護玻璃電極，防止pH計的損壞。

1.3 實驗方案

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

涼果廢水經過裝有砂濾和廢陶瓷濾料的過濾池預處理后，輸送至pH調節池，加入堿液并攪拌，調節涼果廢水pH至9；先運到混凝池，加混凝劑、聚鋁、聚合硫酸鐵300 mg/L，在攪拌20 min的過程中用一百轉每分鐘的速度；經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，關于涼果污水降解的。涼果廢水經過調節pH和混凝沉降處理后，實現廢水回用，用于工業生產、廠區綠化及生活雜用。然后將產生的污泥運輸到填埋廠。

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，分別進行50、100、200、300、400、500 mg/L用量的混合絮凝實驗，圖2直觀的展示了實驗結果。

圖2中的意思是，當增加混凝劑的量，懸浮物的去除率一直上升，當超過300 mg/L的時候，混凝劑的處理效果變弱，綜合價格因素，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，涼果廢水經過混凝處理復合工藝后，其糖及鹽分去除率分別高達98.3%及99.7%，出水水質較好，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達到一級標準。

圖4 混凝處理后廢水的COD及脫色去除率

3 結論

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

（2）涼果廢水經過復合處理混凝沉降，實現廢水回用，用于工業生產、廠區綠化及生活雜用。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，脫色效果達到一級標準。

［1］廖建龍. 果脯、蜜錢加工中的綜合利用[J]. 福建農業,2013(01):38.

［2］彭艷發,胡菊英,彭志兵,等. 蜜餞產業發展中存在的問題分析[J]. 安徽農業科學,2012,(34):16822-16824+16827.

［3］史亮,林曼斌,張永利. 七水合硫酸亞鐵混凝沉降涼果廢水的研究[J]. 當代化工,2011(10):1001-1003.

［4］[英] R.艾克撕,著. 絮凝技術[M]. 北京: 原子能出版社, 1981.

［5］國家環境保護局科技標準司,編. 混凝技術[M]. 北京: 中國環境科學出版社, 1992

［6］常青,編著. 水處理絮凝學[M]. 北京: 化學工業出版社, 2003.

［7］劉文偉. 高鹽度蜜餞加工廢水處理技術的實驗研究[J]. 福建師范大學學報(自然科學版),2011(04):87-91.

［8］林曼斌,余文騰,林婉柔, 等. PAC混凝沉降法處理涼果廢水的研究[J]. 當代化工,2011(03):319-321.

［9］高永,張鳳娥,孔峰, 等. 上流式厭氧污泥床處理味精生產尾母液廢水影響因素的研究[J]. 環境污染與防治,2010(09):9-12+17.

［10］王靜,王麗榮,李紅蕓. 蜜餞類食品中苯甲酸 山梨酸和糖精鈉的測定[J]. 微量元素與健康研究,2008(04):29-30.

［11］馬乃良,許思昭,郭大捷, 等. 食品添加劑在蜜餞(涼果)的使用[J]. 現代食品科技,2005(01):192-191.

［12］陳玉,劉峰,王建晨, 等. 上流式厭氧污泥床（UASB）處理制藥廢水的研究[J]. 環境科學,1994(01):50-52+94.: 763-769.

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：工業廢水的處理。E-mail：402225029@qq.com。