黃原膠廢水有機物的降解與色度去除的研究,黃原膠是一種極具市場潛力的微生物多糖產 品m。隨著黃原膠的逐步工業(yè)化及生產規(guī)模的擴大, 在生產過程中產生的大量廢水處理便成了一個 急需解決的問題。黃原膠發(fā)酵廢水的成分比較復 雜,主要含有NaNO JaaCaCCh等無機鹽及一定量 的糖類和有機小分子物質。直接排放會污染環(huán)境, 同時也浪費其中的有用物質。
黃原膠廢水屬于高濃度有機廢水,而高濃度有 機廢水不但難以降解,且稍微處理不當就會嚴重污 染當?shù)刂苓叚h(huán)境。對黃原膠廢水來說,一是其濃度 高,不易處理;二是廢水中含膠類物質,且黃原膠 性質穩(wěn)定(由以上黃原膠的特性得出),微生物難 以分解。而且,黃原膠作為增稠劑、懸浮劑、乳化 劑和穩(wěn)定劑,廣泛應用于食品、石油、醫(yī)藥等20 多個行業(yè),是目前世界上生產規(guī)模最大的微生物多 糖。黃原膠廢水有機物的降解與色度去除的研究,國內外對黃原膠市場需求潛力巨大,發(fā)展前景 十分廣闊'因此,產生的廢水量也是相當大的, 所以,不少專業(yè)人士已著手研究與黃原膠廢水的最 好的處理方法。
1實驗部分
1.1實驗儀器與試劑
A/0裝置1套(關閉厭氧部分)、溫度計、燒杯、 COD恒溫加熱器、COD瓶、250 mL錐形瓶、1 000 mL錐形瓶、移液管、電子天平、搖床、722分光光 度計、比色管、比色皿、恒溫加熱棒、100 mL量筒;
重鉻酸鉀溶液、硫酸-硫酸銀溶液 (Ag2S〇4-H2S(V溶液)、硫酸亞鐵銨標準液、祐鈷標準 溶液、鉆標準溶液、稀鹽酸溶液。
1.2測試指標和測試方法131
COD:重鉻酸鉀氧化法;色度:鉑鈷標準比色
法。
1.3實驗原理
利用微生物處理污水實際就是通過微生物的 新陳代謝活動,將污水中的有機物分解,從而達到凈 化污水的目的.微生物能從污水中攝取糖,蛋白質, 脂肪,淀粉及其它低分子化合物。在氧存在條件下, 許多好氧微生物通過分解代謝、合成代謝和物質礦 物化,最終有機物被利用分解,一部份轉化為生物 體的結構成分,一部分被分解成(:02和樂0等,并 在過程中獲尋C源、N源、P源、S和能量。從而 使水中有機物質隨著時間的增加而不斷降低,從而 達到處理廢水的效果。污水的微生物好氧凈化就是 模擬上述原理,把微生物置于一定的構筑物內通氣 培養(yǎng),高效率凈化污水。
5廢水來源及特性
實驗用黃原膠廢水來自山東某發(fā)酵有限公司 黃原膠廢水處理廠。黃原膠廢水偏淺黃色、渾濁, 味道無刺激性,如果在處理過程不佳酸堿試劑的 話,曝氣后污水顯紅色。黃原膠廢水屬于有機廢水, 且濃度高,而高濃度有機廢水不但難以降解,且稍 微處理不當就會嚴重污染及破壞當?shù)刂苓叚h(huán)境。 1.6實驗步驟與方法
取黃原膠廢水和曝氣池內的水各兩桶,曝氣池 水沉淀一段時間,去掉上清液,留桶底污泥,備用。 實驗時,將一定量的黃原膠廢水加人A/0裝置中的 好氧池內(厭氧池不用),加入一定量的沉淀后的 污泥,打開曝氣裝置混使水勻,然后關閉。拿1〇〇 mL 量筒取混合后污水至刻度,沉降半小時,使污泥沉 降比約為45%左右。
(1)曝氣過程中COD變化值
開始曝氣,將曝氣裝置中空氣流量計流量調節(jié) 至0.4 L/min,用燒杯將曝氣前污水取出一部分,沉 降20 min后取上清液,測COD值,計時間為零。 之后每隔一段時間測一次COD值。測出混合后廢 水的COD值,然后按C : N : P=100 : 5 : 1的比值 算出需要加入的P元素的含量,每過一段時間測 COD 1次,觀察COD的變化曲線;
(2)廢水中含膠量影響實驗
黃原膠廢水再同泥混合前,加人絮凝劑聚鋁, 使原廢水中的膠類物質絮凝,沉淀1 h,取上清液 間污泥混合,實驗步驟如(1 );
(3 )黃原膠廢水色度去除實驗 黃原膠廢水曝氣處理后,透明度逐漸增高,處理 后污水色度比之原水增大很多。因此,研究怎樣使處 理后黃原膠廢水的色度降低,也是一項重要課題。
找好5個1 000 mL錐形瓶,加人一定量的黃原 膠廢水和沉淀后的曝氣池污泥至標線,黃原膠廢水有機物的降解與色度去除的研究,搖勻,使污 泥沉降比(SV)約為40%左右。測混合后污泥pH 值,約為6.5,之后將其他4個錐形瓶內混合后廢 水pH值分別調節(jié)為6.0, 7.0, 7.5, 8.0,搖床培養(yǎng) 24 h。到時間后取出錐形瓶,放置一段時間,測上 清液色度。
2實驗結果和討論
2.1 P對廢水COD去除效果的影響
為了驗證鱗元素對污水處理是否有影響,在生 長在同一環(huán)境下的微生物基本是相同的,每次添加 等量的活性污泥,使其SV基本上不變。在室溫條 件為22.5 ^條件下進行實驗,一組不加KHaP〇4, 另一組加人一定量的KH2P〇4,加入量按C : P=100 1,曝氣3天,實驗結果如圖2所示。 40
時間/h
圖2 P對COD降解速率的影響
由圖2可以看出,含磷元素的廢水降解效率要 比不含磷元素的廢水在開始階段處理效果要好。從 以上對關于黃原膠廢水好氧處理的圖表的總體分 析可看出,室溫條件下含磷元素的黃原膠廢水在初 始階段的降解速度及效率都略大于黃原膠廢水原 水,至于廢水總的處理效率,前者為86.8%,后者 為87.2%,相差不大;但對處理廢水的最終COD 值來說,含磷元素的黃原膠廢水COD=257.6 mg/L, 而黃原膠原廢水COD=336.1 ing/L,因此可看出,含 憐元素的廢水好養(yǎng)處理效果要稍好一些。
2.2膠體對廢水COD講解速率的影響
同樣保持29.5丈恒溫條件,加水前將原水中 加入聚鋁使廢水中膠體絮凝,沉淀后取上清液。添 加與以上實驗等量的活性污泥,使SV基本上保持 不變。曝氣3天。將實驗結果如表1。
表1絮凝后污水COD降解速率對照表
時間/h 原水
絮凝后
絮凝完廢水進行好氧生化處理,觀察絮凝后廢 水COD的去除情況,實驗結果如圖3所示。
由圖3可以看出,72 h內,絮凝除膠體后黃原 膠廢水的總COD降解效率為96.4%,廢水的處理效
果較好。
2.3黃原膠廢水色度去除效果的研究
因為黃原膠廢水在處理中,隨著時間的進行會 產生一些發(fā)色基團,排放前要進行處理。將黃原膠 暸太與活件污泥混合加人5個1 000 mL錐形瓶中,
時
使SV=40%,按實驗設計中的數(shù)值調一系列的pH 值,搖床培養(yǎng)24 h,測處理后黃原膠廢水上清液的 色度。實驗結果如表2所示。
2500i—~1
圖3厭氧時間與出水COD關系
pH值6.06.57.07.5 8.0
色度(度)182045120 300
由實驗結果可看出,pH在6和6.5的時候處理 后黃原膠廢水的色度相差不大,黃原膠廢水有機物的降解與色度去除的研究,且都相對較小,隨 著PH的增大而色度也隨之增加且增加速率加快, pH = 6時,色度為18; pH = 8時,色度為300。由 此可看出黃原膠廢水在酸性條件下對廢水色度的 處理效果最好,即最不易產生顯色物質。但是由于 酸性太大對微生物的活性有一定影響,所以pH不 能過低,又因為PH=6時廢水色度基本上非常低, 排放后基本上看不出顏色,所以曝氣時可將pH調 節(jié)為6左右。
3結論
(1)P對黃原膠廢水好氧實驗有一定的影響, 當含有一定的P時可以提高廢水的降解速率。
(2)黃原膠廢水中的膠體對微生物的生化作 用有一定的抑制作用,通過加入絮凝劑可以去除一 部分膠體.提高廢水的生化性。
(3 )黃原膠廢水在酸性條件下廢水色度的去 除效果較好。
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