淀粉废水处理研究

淀粉废水处理研究

活性炭吸附法处理淀粉废水的实验研究陈侠栾少燕(山东轻工业学院轻化与环境工程学院，山东济南，250353)摘要:本试验采用活性炭吸附处理低浓度马铃薯淀粉废水，研究吸附时间、活性炭粒径、废水的pH及温度对活性炭吸附马铃薯淀粉废水处理效果的影响。试验结果表明：在当活性炭的粒径为40H，用量为5g,吸附时间为lh,溶液温度为27°C,pH为5时，其吸附效率最高。关键词：活性炭；马铃薯淀粉废水；吸附StudyonthepotatostarchwastewaterbytheActiveCarbonAdsorptionChenXialuanShaoyan(DepartmentofEnvironmentalScience&EngineeringShandongPolytechnicuniversity,Jinan,250353,China)Abstract：Thistestusedactivatedcarbonadsorptiontreatmentoflowconcentrationpotatostarchwastewater,studyingtheadsorptiontime,activatedcarbonparticlesize,wastewaterpHandtempenitureontheinfluenceofpotatostarchwastewaterbytheactivatedcarbonadsorption•Theresultsshowedthat:theadsorptionefficiencywasthehighest,whenactivatedcarbonparticlesizeof40mesh,thedosagefor5g,adsorptiontimeforIh,solutiontemperatureof27°C,thepHfor5.Keywords:activatedcarbon;starchwastewater;adsorption淀粉是一种重要的工业原料，广泛地应用于食品、化工、纺织、医纱等多种行业。在淀粉的生产过程屮，废水的排放量很大，大约每生产It淀粉就要产生10m3-20m3废水，这些废水主耍含有淀粉、蛋口质、有机酸、尘土、矿物质及少量的油脂，属高浓度有机废水⑴。般情况下淀粉废水一般没有毒性，其COD浓度在5000〜50000mg/L之间，BOD浓度在3000〜30000mg/L,SS在1000〜5000mg/L[2]o如将废水直接排放，不仅是水资源的巨大浪费，而且将造成严重的环境污染。针对淀粉废水的特点，目前国内应用最多的是生化法和絮凝沉淀法。1材料与方法1.1淀粉废水的制备将自制的马铃暮淀粉废水进行稀释，然后测定被稀释水样的COD值，经测定得出，其COD为224mg/l,pH为6,温度为22±2°C。n1・2器材与药品容量瓶、试管、烧杯、移液管、锥形瓶、酸式滴定管、COD瓶、玻璃珠、COD恒温加热器药品：马铃薯淀粉废水、活性炭、浓硫酸、Ag2SO4.K2CT2O7、C12H8N2H2O.FeSO4-7H2O>FeSO4（NH4）2-6H2O1.3试验方法COD釆用重珞酸钾回流法；pH值采用pHS-25型酸度计进行测量；温度采用水银温度计。2.实验结果分析与讨论2」时间及粒径对活性炭吸附效率的影响分别投加粒径为20目、30目、40目的活性炭各5gF三个锥形瓶中，各加入lOOmL的口制马铃薯淀粉废水,将锥形瓶放在转速为2800r/min的六联振荡仪进行振荡。其活性炭吸附COD的变化曲线如图1所示：250O5JO2O5151X5rsi/h时图1不同粒径下COD随着吋间的变化从图1可以看出，随着活性炭粒径的减少，用活性炭吸附后的淀粉废水的COD值逐渐减少，由此可见，活性炭的粒径对其吸附效率的影响是：粒径越大,其吸附效率越低。这是因为活性炭的吸附能力与活性炭的孔隙大小和结构有关。-般來说，颗粒越小，孔隙扩散速度越快，活性炭的吸附能力就越强。从上图还可以看出，吋间对于活性炭吸附效率的影响是：一小吋之内淀粉废水的COD值随着吸附的进行迅速降低，而一小时之后，COD值虽然仍然降低，但降低的速n度却比较缓慢，这是因为活性炭对冇机物的吸附是物理吸附和化学吸附综合作用的结果，水样中化学需氧量随水样与活性炭接触时间的不同而不同，接触时间越长，处理后的水质越佳，COD值越低。在本次实验中，活性炭与水接触的吋问为lhll寸，可达到较好的处理效果。接触吋间继续增加，COD值的变化基木不大。2.2活性炭用量对吸附效率的影响从图2中可以看出,在用量分别为:3g、3・5g、4g、4.5g、5g的活性炭中,用量对其吸附效率的影响是：随着用量的增加，被活性炭吸附后的淀粉废水的COD值越来越小，这说明活性炭对淀粉废水中的冇机物的吸附量越来越多，即其吸附效率也越來越高。活性炭虽/E5.5图2不同用量活性炭对■淀粉废水COD吸附影响2.3pH对活性炭吸附效率的影响从图3中可以看岀，pH对活性炭吸附效率的影响为：随着pH的升高，被活性炭吸附后的淀粉废水的COD值逐渐增大，且增大的速度比较缓慢，及活性炭的吸附效率逐渐降低，且降低得不是特别大。PH的变化对活性炭吸附淀粉废水屮有机物的能力没有特别大的、比较明显的影响。因此，在用活性炭吸附淀粉废水时，可以根据操作的需要选择合适的pH,而不会影响到活性炭吸附有机物的效果。n9080-*-40目678pH图3不同pH条件下活性炭对淀粉废水吸附影响2.4温度对活性炭吸附效率的影响从图4中可以看出，温随着温度的升高，被活性炭吸附后的淀粉废水的COD值逐渐增大，即活性炭的吸附效率逐渐降低，由此可见，温度与活性炭的吸附效率呈反比。因为活性炭的吸附能力与水温的关系：水温越高，活性炭的吸附能力就越强；若水温高达30°C以上时，吸附能力达到极限，并冇逐渐降低的口J能。控制吸附吋的水温为30°C,可达到较好的处理效果⑷。而且吸附反应通常是放热反应，因此温度低对吸附反应有利。20—>—40目30405060温度/叱图4不同温度条件下活性炭对淀粉废水吸附效果3小结本试验采用人工配制的低浓度马铃薯淀粉废水，温度为当时实验室，研究了吸附时间、活性炭粒径、活性炭用量以及所配淀粉废水的pH值对活性炭吸附处理效果的影响，结果表明:(1)在室温(22±2°C)条件下，活性炭粒径分别为：20目、30目及40目的n条件下吸附处理弱酸性(pH=6.5±0.2)马铃薯淀粉废水的COD最大吸附降解率分别为:33%、46%、55%,颗粒活性炭的粒径越小，其最大吸附速率和吸附量越高。这与郑兰香⑷等所做的实验结论是相一致的。(1)在用量分别为：3g、3.5g、4g、4,5g.5g的活性炭中，用量对其吸附效率的影响是：随着用量的增加，被活性炭吸附后的淀粉废水的COD值越来越小，这说明活性炭对淀粉废水中的有机物的吸附量越来越多，即其吸附效率也越来越高。(2)在室温条件下，20〜40目的颗粒活性炭吸附处理pH值分别为5、6、7的马铃薯淀粉废水的COD最人吸附降解率分别为62%、59%、53%°pH值越低颗粒活性炭的最大吸附速率和吸附量越高。(3)在活性炭粒径为40目，温度分别为：25、40及50°C的条件下吸附处理弱酸性(pH=6.5±0.2)马铃薯淀粉废水的COD最大吸附降解率分别：51%、40%、36%,随着温度的升高，被活性炭吸附后的淀粉废水的COD值逐渐增大，即活性炭的吸附效率逐渐降低，由此口J见，温度与活性炭的吸附效率呈反比。因为活性炭的吸附能力与水温的关系：水温越高，活性炭的吸附能力就越强；若水温高达30°C以上时，吸附能力达到极限，并有逐渐降低的可能。控制吸附时的水温为30°C,可达到较好的处理效果⑷。而月.吸附反应通常是放热反应，因此温度低对吸附反应有利。参考文献[1]叶为标•淀粉废水处理方法研究进展[J].根命与別履2008,(10):4〜7.⑵李冬，韩敏.活性炭吸附在废水处理中的应用洛阳理工学院学报〜30[3]郑兰香，苏胜亮，常晓艳,杨林兴，刘晓彤,金利娜•活性炭静态吸附马铃蒋淀粉废水的试验研究环境与可持续发展⑵：19〜20.[4]杨启峰，张萍，赵永志.淀粉废水的处理技术QI黑龙江环境通报20W24⑵:55〜56.陈侠山东轻工业学院轻化与环境工程学院通讯地址：山东省济南由西部新城大学科技园邮编250353电话13953130118研究方向：环境污染治理及资源化利用目前博士在读