改性淀粉加工過程中產(chǎn)生了大量高濃度有機(jī)廢水，是水環(huán)境的主要污染源之一。當(dāng)前淀粉生產(chǎn)廢水 總體采用“預(yù)處理+生物處理+深度處理”治理工藝，其預(yù)處理常用沉淀、氣浮等工藝去除顆粒污染物。 然而，對(duì)于磷含量和高顆粒濃度的酯化淀粉生產(chǎn)廢水，傳統(tǒng)工序或因處理負(fù)荷過高、或因堵塞板結(jié)等問 題，造成預(yù)處理工序失效，使后續(xù)生化和深度處理工序壓力陡增，嚴(yán)重時(shí)可使污水處理系統(tǒng)最終出水不 達(dá)標(biāo)。

1 材料與方法

1.1 廢水來源

廢水來源于企業(yè)濕法生產(chǎn)三聚磷酸鈉交聯(lián)改性淀粉時(shí)所產(chǎn)生的廢水，淀粉廢水處理規(guī)模為300 m3 /d (按12.5 m3 /h計(jì)算)，超聲-電絮凝處理單元進(jìn)水為調(diào)節(jié)池出水(用于調(diào)節(jié)pH=7.0～8.0和初沉大顆粒物 質(zhì))，其水質(zhì)參數(shù)見表1(水質(zhì)參數(shù)均按國標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測)。

1.2 電絮凝-超聲處理設(shè)備

1) 電絮凝極板：電絮凝鐵陽極和陰極均為該企業(yè)周邊鋼鐵鑄造企業(yè)生產(chǎn)剩余廢鐵邊角料，其成分 為碳鋼.選擇足夠面積的碳鋼，并將其規(guī)整化為長度為50 cm，寬度為10 cm，厚度為1 cm條狀，經(jīng)洗滌和 連接組成電極組件后即可進(jìn)行電絮凝使用。
2) 超聲發(fā)生設(shè)備：HSD-10300超聲裝置選購自深圳愛德樂精密模具電解清洗設(shè)備有限公司，含防 腐型可調(diào)試數(shù)顯超聲波發(fā)生器(超聲輸出頻率分別為20 kHz、30 kHz、40 kHz；電源輸出功率為 5 kW)； SUS316L材質(zhì)超聲波換能器，浸沒式安裝，長度為500 cm，寬度為400 cm ，厚度為10 cm。
3) 電絮凝穩(wěn)壓電源：PA6310直流恒壓電源選購自廣州德肯電子有限公司，其恒壓輸出電壓為 0～30 V，輸出電流≤40 A，輸出功率≤1 200 W。
4) 反應(yīng)器：超聲-電絮凝反應(yīng)器沿用該企業(yè)原本閑置的SUS304材質(zhì)原料過渡罐，殼裝(在殼體和 罐槽間填充消音棉，有效避免環(huán)境噪音污染)法蘭連接，有效容積為10 m3 。

2 結(jié)果與討論

電絮凝過程產(chǎn)生的Fe2+離子促使顆粒物和膠體脫穩(wěn)聚沉，在電場作用下電極發(fā)生氧化-還原作用亦 削減水中污染物。超聲空化效應(yīng)“熱點(diǎn)”可產(chǎn)生高溫(>5 000 K)、高壓(>5×107 Pa)和高剪切射流速率 等，對(duì)水污染物直接和間接作用。因此，需考察工序運(yùn)行電壓、功率和超聲輸出頻率，求得最優(yōu)工 況效率，保證廢水處理效果前提下節(jié)約處理成本。，隨著電絮凝電壓升高而提高，特別是電絮凝工作電壓10 V以后的超聲頻段，其COD、 BOD和TP污染物削減效果顯著(p<0.05)，出水污染物中COD、BOD和TP均值分別維持在483±15 mg/L、 317±26 mg/L和6.4±1.4 mg/L，而SS在電絮凝工作電壓為5～10 V區(qū)間時(shí)出水均值維持在372±21 mg/L。 當(dāng)處理電壓高于10 V后其出水SS顯著升高，最高值分別達(dá)到579±27 mg/L (20 kHz)、699±28 mg/L (30 kHz)和762±62 mg/L(40 kHz)。超聲存在時(shí)，超聲空化效應(yīng)使電絮凝陽極氧化生成的Fe2+離子等 物質(zhì)在射流和振動(dòng)雙重?cái)_動(dòng)下向周圍空間擴(kuò)散，不斷保持鐵電陽極暴露于酯化淀粉廢水中，而不至于 因濃差極化等因素降低電絮凝處理效率。

3 結(jié)論

1) 優(yōu)化后超聲-電絮凝處理的電極工作電壓和超聲工作頻率分別為10 V和30 kHz，在“調(diào)節(jié)池+ 超聲-電絮凝裝置+濾池+活性炭濾池”工藝處理出水污染物中，COD、BOD和TP均值分別維持在 483±15 mg/L、317±26 mg/L和6.4±1.4 mg/L，達(dá)到《淀粉工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB25461-2010) 間接排放標(biāo)準(zhǔn)，可以直接納入市政排水管網(wǎng)。
2) 在生產(chǎn)周期內(nèi)(10天)，“調(diào)節(jié)池+超聲-電絮凝裝置+濾池+活性炭濾池”工藝可有效治理企業(yè)高磷 改性酯化淀粉廢水中COD、BOD、TP和SS，解決了原先工藝出水水質(zhì)不穩(wěn)定和超標(biāo)等問題。
3) 就地取材，“以廢(鐵)治廢(水)”，效益核算表明該企業(yè)只需保證穩(wěn)定現(xiàn)有條件下運(yùn)行27.4個(gè)月， 即可回收設(shè)備投資成本。



 

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