论文部分内容阅读
紫胶是一种具有较高经济价值的林副产品和重要的工业原料,在食品、医药、日用化工、涂料等诸多领域应用广泛,历史悠久。其规模化利用方式主要为颗粒胶加工和漂白紫胶加工,但在制得产品的同时也伴随着工业废水的产生,尤以洗色和漂白阶段的污染负荷较为突出。在紫胶原胶加工为颗粒胶的过程中,会产生洗色废水,由于水体中残留的色素,使废水色度大、观感差、COD值高,污染问题较严重。在颗粒胶加工成漂白胶的过程中,产生漂白废水,由于水体中残留着未有效收集的紫胶微粒,导致废水悬浮物、化学需氧量、五日生化需氧量较高。目前工业上对紫胶漂白废水处理常采用自然沉降和混凝沉降方式,而对其试验研究报道较少,对于此类天然有机物加工企业的废水处理,一般先采用絮凝或直接采用高级氧化,再与生化处理相结合的方式,这些方法存在耗时较长、成本较高、实用性欠佳等问题。针对紫胶产业现状,结合废水中有害物质的特性,采用市场上廉价易得的沉降剂如铁盐、铝盐、钙盐及其氧化物等对洗色废水进行前处理以大幅降低废水色度,并从中筛选出处理效果好、成本低廉的沉降剂做进一步的优化工艺;针对紫胶漂白废水中的特征,利用漂白紫胶特殊的热性质,对其进行加热处理,将废水悬浮物中的紫胶微粒聚集、沉降并分离回收,从而降低紫胶漂白废水中悬浮物浓度和后续处理负荷,可为紫胶漂白废水的进一步处理提供了较好的基础。结合UV-Fenton氧化法适用范围广、氧化能力强的特点,可用于紫胶加工废水的进一步氧化,使其达污水综合排放标准。研究的主要内容及结果如下:1、采用了化学沉降的预处理方式,分析6种沉降剂在不同pH和用量水平条件下,对洗色废水色度降低的效果,筛选出CaO作为较优沉降剂,并对其沉降工艺进行了响应曲面法优化;得到CaO处理洗色废水的最佳工艺条件:CaO用量5.7g/L、搅拌速度270r/min、反应温度50℃。经最佳工艺处理后的洗色废水色度由2125降至70,已达污水综合排放标准的二级排放指标值,与此同时,SS由211.8mg/L降至37.4mg/L,符合污水综合排放标准的一级排放指标值;COD由4019mg/L降至853mg/L,BOD由3800mg/L降至670mg/L,总氮由75.6mg/L降至30.8mg/L,总磷由25mg/L降至13mg/L。通过对CaO处理前后的洗色废水进行了总蒽醌含量、元素分析以及GC-MS检测,表明CaO作为沉降剂,在一定程度上降低了废水中紫胶色酸等有机酸类物质的含量。2、为进一步降低洗色废水COD值,采用UV-Fenton氧化法对CaO处理后废水进一步处理。实验探讨了H202用量、FeSO4浓度、反应时间及初始pH值对COD去除率的影响,并通过Design-Expert设计优化实验得出了UV-Fenton氧化法处理紫胶洗色废水的最佳工艺条件:H202用量为13.7g/L、FeSO4用量为0.6g/L反应时间为2h。处理后的紫胶洗色废水中COD由853mg/L降至107mg/L, BOD5由670mg/L降至57mg/L,符合污水综合排放标准的二级标准值。在此过程中,伴随着COD值的降低,氧化处理后废水中的悬浮物、色度、总氮和总磷均有较大幅度降低,总氮由30.8mg/L降至0.055mg/L,总磷由13mg/L降至0.0741mg/L总氮、总磷指标值符合污水综合排放标准的一级标准值。3、根据漂白紫胶热性质,采用热聚沉方式分离废水中的悬浮物,并通过单因素及响应曲面优化试验设计,得到了紫胶漂白废水热聚沉的最佳工艺条件:处理温度55。C、恒温时间130 min、搅拌速度80 r/min。经热聚沉处理后,可将漂白废水滤液中的悬浮物由1489mg/L降至237.6 mg/L,浊度由1689 NTU降至420 NTU,CODcr由4735.6 mg/L降低至2280.8 mg/L, BOD由2460mg/L降低到1640mg/L。在此基础上,通过对废水及其悬浮物微粒的结构、性质及形态等系列检测,表明废水中悬浮物微粒的热聚沉经过了漂白紫胶的软化聚集及收缩沉降两个过程,其中软化是漂白紫胶微粒碰撞后聚集成长的动力,而收缩则是漂白紫胶微粒的物理形态变化及发生沉降的原因。4、采用UV-Fenton氧化法对预处理过的紫胶漂白废水做其进一步处理,探索了H202用量、FeSO4浓度、反应时间及初始pH值对COD去除率的影响,并通过Design-Expert设计优化实验得出了UV-Fenton氧化法处理紫胶漂白废水的最佳工艺条件:H202用量为49g/L、FeSO4用量为2.6g/L、反应时间为4h。通过UV-Fenton氧化后,紫胶漂白废水中COD值由1938mg/L降至48mg/L, BOD5值由1169mg/L降至32mg/L;在此过程中,伴随着COD、BOD大幅度的降低,沉降处理后废水的悬浮物、总氮和总磷均有较大幅度降低。UV-Fenton氧化法处理后,废水各排放指标均已达污水综合排放标准的二级标准值。研究结果表明,紫胶洗色废水通过化学沉降和UV-Fenton氧化法的两步处理,其COD 4019 mg/L降至107 mg/L, BOD由3800 mg/L降至57 mg/L,色度由2125降至30,悬浮物由211.8 mg/L降至7.3 mg/L,总氮由75.6 mg/L降至0.055 mg/L总磷由25 mg/L降至0.074 mg/L,均已达到污水综合排放标准的二级标准。漂白废水经热聚沉和UV-Fenton氧化法的两步处理,其COD由4735mg/L降至48mg/L,BOD由2460 mg/L降至32 mg/L,色度由112降至24,悬浮物由1489mg/L降至27.3 mg/L,总氮由3.06mg/L降至0.027 mg/L,总磷由0.47 mg/L降至0.021mg/L,均已达到污水综合排放标准的二级标准。