改性淀粉加工過程中產生了大量高濃度有機廢水，是水環境的主要污染源之一。當前淀粉生產廢水 總體采用“預處理+生物處理+深度處理”治理工藝，其預處理常用沉淀、氣浮等工藝去除顆粒污染物。 然而，對于磷含量和高顆粒濃度的酯化淀粉生產廢水，傳統工序或因處理負荷過高、或因堵塞板結等問 題，造成預處理工序失效，使后續生化和深度處理工序壓力陡增，嚴重時可使污水處理系統最終出水不 達標。

1 材料與方法

1.1 廢水來源

廢水來源于企業濕法生產三聚磷酸鈉交聯改性淀粉時所產生的廢水，淀粉廢水處理規模為300 m3 /d (按12.5 m3 /h計算)，超聲-電絮凝處理單元進水為調節池出水(用于調節pH=7.0～8.0和初沉大顆粒物 質)，其水質參數見表1(水質參數均按國標進行監測)。

1.2 電絮凝-超聲處理設備

1) 電絮凝極板：電絮凝鐵陽極和陰極均為該企業周邊鋼鐵鑄造企業生產剩余廢鐵邊角料，其成分 為碳鋼.選擇足夠面積的碳鋼，并將其規整化為長度為50 cm，寬度為10 cm，厚度為1 cm條狀，經洗滌和 連接組成電極組件后即可進行電絮凝使用。
2) 超聲發生設備：HSD-10300超聲裝置選購自深圳愛德樂精密模具電解清洗設備有限公司，含防 腐型可調試數顯超聲波發生器(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) 反應器：超聲-電絮凝反應器沿用該企業原本閑置的SUS304材質原料過渡罐，殼裝(在殼體和 罐槽間填充消音棉，有效避免環境噪音污染)法蘭連接，有效容積為10 m3 。

2 結果與討論

電絮凝過程產生的Fe2+離子促使顆粒物和膠體脫穩聚沉，在電場作用下電極發生氧化-還原作用亦 削減水中污染物。超聲空化效應“熱點”可產生高溫(>5 000 K)、高壓(>5×107 Pa)和高剪切射流速率 等，對水污染物直接和間接作用。因此，需考察工序運行電壓、功率和超聲輸出頻率，求得最優工 況效率，保證廢水處理效果前提下節約處理成本。，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區間時出水均值維持在372±21 mg/L。 當處理電壓高于10 V后其出水SS顯著升高，最高值分別達到579±27 mg/L (20 kHz)、699±28 mg/L (30 kHz)和762±62 mg/L(40 kHz)。超聲存在時，超聲空化效應使電絮凝陽極氧化生成的Fe2+離子等 物質在射流和振動雙重擾動下向周圍空間擴散，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 結論

1) 優化后超聲-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“調節池+ 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，達到《淀粉工業水污染物排放標準》(GB25461-2010) 間接排放標準，可以直接納入市政排水管網。
2) 在生產周期內(10天)，“調節池+超聲-電絮凝裝置+濾池+活性炭濾池”工藝可有效治理企業高磷 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不穩定和超標等問題。
3) 就地取材，“以廢(鐵)治廢(水)”，效益核算表明該企業只需保證穩定現有條件下運行27.4個月， 即可回收設備投資成本。



 

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