聚合硫酸铁在粉丝废水中的混凝效果研究

聚合硫酸铁在粉丝废水中的混凝效果研究
  在0．1～0．2时混凝效果最好。随着熟
  化时间的延长，巾聚态铁转化为高聚态铁，聚合硫酸铁的混凝性能降低。用聚合硫酸铁处理粉丝废水是可行的，COD
  去除率可高达80％。
  [关键词]粉丝废水；聚合硫酸铁；混凝；废水处理
  [中图分类号]TU991．22；X703 [文献标识码]A [文章编号]1005—829X(2004)10—0045—03
  Studies of the coagulating eficiency of poly-ferric
  sulfate(PFS)on starch wastewater
  Wang Zhenfang，Wu Junsen，Cao Chengbo，Zhang Changqiao
  (School of Chemistry and Chemical Engineering，Shandong University，．~nan 250100，China)
  Abstract：The effect of different hydrolysis characteristic of poly—ferric sulfate(PFS)on the coagulation in starch
  wastewater is mainly studied．By iar tests，the effect of the PFS dosage and the pH value of the wastewater on the
  coagulating eficiency of the PFS in starch wastewater is analysed． The tests show that the coagulating eficiency
  is the best when the alkalinity is between O．1～O．2．With the prolonging of aging time．the middle polymeric PFS
  is convened into the high polymeric PFS，the coagulating eficiency of PFS is getting lower．It is feasible to treat
  starch wastewater with PFS．The removal rate of COD can be as high as 80％ ．
  Key words：starch wastewater；poly—ferric sulfate(PFS)；coagulation；wastewater treatment
  化学法处理废水是采用絮凝剂使废水的胶体破坏，使分散状态的有机物脱稳、凝聚，形成聚集状态的粗颗粒从水中分离 来，达到降低废水中COD含量的目的。絮凝剂可选用低价格的无机絮凝剂如聚合硫酸铁、聚合氯化铝等。聚合硫酸铁(PFS)作为一种廉价高效的无机高分子絮凝剂， 目前已广泛用于水和废水处理中¨j。不同的絮凝剂处理同一废水絮
  凝效果不同．也受到水样的pH、温度及絮凝剂投加量的影响．需优化选择。
  粉丝厂排 的废水可分为两类：高浓度有机废水和泡豆、洗豆及粉丝洗涤废水。制取粉丝所用原料有豌豆、红薯等。实验中所用粉丝废水取自烟台龙口粉丝厂以豌豆为原粉生产粉丝产生的高浓度废水，又称黄浆水。由于蛋白含量较高，COD很高。经预处理回收粗蛋白后，取上清液作混凝处理_2]。
  主要水质指标：废水为浆黄色：pH为4．1O：废水
  量25～30 m ／h；COD为5 000～6 000 mg／L。
  1 试验部分
  1．1 主要实验仪器与试剂
  7200可见分光光度计：JJ一3型六联定时变速搅拌机；pHS一$21酸度计及常规仪器；TL一1型COD测定仪；Feron试剂．俗称试铁灵，即8一羟基一7一碘喹啉一5一磺酸(AR)，及其他常用试剂。
  1．2 实验方法
  1．2．1 聚合硫酸铁的制备配制一定浓度的硫酸铁溶液．加入硫酸以防止水解，严格控制pH恒定。然后通过快速搅拌、缓慢滴加稀碱溶液．控制水解聚合反应温度在6O℃，并
  于5O℃熟化 。
  所用商品聚合硫酸铁为液体，含铁质量分数为30％．碱化度为14％。
  1．2．2 水解情况测定原理及方法
  汤鸿霄等应用Feron逐时络合比色法探讨Fe(1lI)的水解一聚合一沉淀过程，把其形态分为
  试验研究 工业水处理2004—10，24(10)Fe(a)、Fe(b)、Fe(c)即游离态的Fe(11I)、低聚合态Fe(11I)和高聚合态Fe(11I) t 。自由铁离子即Fe(a)与Ferron问的反应可在短时间内完成。Fe(b)是Fe(a)向Fe(c)转化的过渡态，其相对分子质量较低，其与Ferron的反应可在2～3 h内完成，在此过程中它被逐渐分解络合成为Ferron的可测态。测定条件是pH：5。实验条件下，Fe(11I)一Ferron标准曲线可用下式表示：
  C=A／(5．17×10 )
  式中：c-一Fe(Ⅲ)浓度，mol／L；A— — 吸光度
  1．2-3 混凝试验影响混凝效果的因素较多，主要有投加量、pH、温度、搅拌速度等。本实验只考察了前两项的影响。
  将所需的废水样调到所需的pH，取一定体积的废水样，恒温25℃．在六联搅拌机上快速搅拌的情况下加入一定量(按Fe含量计)的PFS，快速搅拌5 min，然后慢速搅拌10 min。静置分层2 h，取上清液在COD消解仪上测定COD的残余量。
  2 实验结果与分析
  2．1 不同碱化度对混凝效果的影响
  (1)低浓度的聚合硫酸铁的水解形态及相应的混凝效果。分别取相同量的硫酸铁溶液(以Fe，+计为O．1 mol／L)配制碱化度 分别为O．1、O．2、O3、O．4、O．5、0、6的聚合硫酸铁溶液。熟化时间为3 h。混凝效果试验中PFS投加质量浓度按Fe计为168 mg／L。它们的水解形态分布如图1所示，混凝效果如图2所示。
  图2 PFS的碱化度对混凝效果的影响比较图l和图2可看出，随着碱化度的增加，Fe(a)
  的含量依次降低，PFS水解形态中聚态Fe(b)、高聚态Fe(c)的含量依次增多，相应地COD去除率逐渐降低。碱化度在O．1～O．2时PFS对粉丝废水的混凝效果较好。碱化度168 mg／L时．COD的减少已不明显，且混凝后清液的浊度明显上升。
  2．4 自制PFS与市售PFS的混凝效果比较自制PFS与市售PFS的混凝效果比较见表1。
  表1 自制PFS与市售PFS的混凝效果比较
  由表1可以看出．市售PFS与自制PFS在碱化度相近的情况下．混凝效果基本一致：对于市售PFS．储存时间过长，将影响混凝效果，尤其在气温较高时，储存时间延长，PFS的活性下降。
  3 结论
  (1)铁的水懈非常快 几乎在5 min左右即可完成，游离态Fe(a)的浓度也很快趋于稳定。随着熟化时间的增加．中聚态铁和高聚态铁之间的转换是高聚态铁逐渐增多，这种转换随熟化温度的提高而加快，稳定性也变弱。
  (2)碱化度越大，高聚态铁的含量越多．混凝效果越差。因此，在聚合硫酸铁的制备中，一味追求高碱化度或高相对分子质量并不可取。
  (3)随着熟化时间的增大，高聚态的铁含量愈多．混凝效果愈差。考虑到水处理药品的成本问题，实际应用PFS时，采用现场制备现场使用更合理。
  (4)用聚合硫酸铁处理粉丝废水是可行的。COD去除率可高达80％。
  ， [参考文献]
  [1]栾兆坤，汤鸿霄．我国无机高分子絮凝剂产业发展现状与规划
  [J]．工业水处理，2000，20(11)：1—6
  [2]王振芳，等．高浓度粉丝废水预处理方法的研究[J／OL]．http：／／
  wMrw．zjepc．com／article—mag／magarticlelist．asp
  [3]Jiang J Q， Graham N J D．Preparation and characterisation of an
  optimal polyferric sulphate as a coagulant for water treatment[J]．J．
  Chem．Techno1．Biotechno1．，1998，73(3)：351—358
  [4]Cheng W P． rhe hydrolysis characteristics of poly—ferric sulfate CO．
  agulant and its optimal condition of preparation [J]．Colloids and
  Surfaces A：Physichem．Eng．Aspects，2001，182(1)：57—63
  [5]汤鸿霄．无机高分子絮凝剂的基础研究[J]．环境化学，1990，9
  (3)：1—12
  [6]田宝珍，汤鸿霄．Ferron逐时络合比色法测定Fe(Ⅲ)溶液聚合液
  的形态[J]．环境化学，1989，8(4)：27—33
  [作者简介]王振芳(1963一)，1986年毕业于华东理工大学，现为山东
  大学化学与化工学院副教授。