我國(guó)馬鈴薯淀粉加工產(chǎn)業(yè)近年來發(fā)展迅速，據(jù)調(diào)查，目前全國(guó)淀粉生產(chǎn)企業(yè) 2 000 多家，馬鈴薯的年加工總量高達(dá) 800 多萬 t， 其中馬鈴薯淀粉年加工能力達(dá) 120 多萬 t， 每年因馬鈴薯淀粉加工而排放的酸性高濃度有機(jī)廢水（ 簡(jiǎn)稱馬鈴薯淀粉廢水）高達(dá) 2 000 多萬 t。馬鈴薯淀粉廢水具有高濁度和高濃度的特點(diǎn)， 主要含有溶解性淀粉、多種蛋白質(zhì)和氨基酸等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)〔1-2〕，如果不進(jìn)行處理就直接排放到江河湖泊中， 其富營(yíng)養(yǎng)化會(huì)導(dǎo)致河流魚蝦死亡，局部地區(qū)農(nóng)田減產(chǎn)甚至絕收，而且長(zhǎng)期存留的廢水發(fā)酵產(chǎn)生惡臭氣體將嚴(yán)重影響附近居民的正常生產(chǎn)生活。
我國(guó)馬鈴薯產(chǎn)區(qū)主要集中在北方地區(qū)， 加工期通常在冬季， 因此傳統(tǒng)的生化處理系統(tǒng)難以適應(yīng)馬鈴薯淀粉廢水的凈化處理要求， 處理后的排放水也達(dá)不到企業(yè)回用水質(zhì)的要求，使用膜分離“多級(jí)水處理”技術(shù)又存在處理成本太高的問題，企業(yè)難以負(fù)擔(dān)處理費(fèi)用〔3-6〕。 如果能夠?qū)⒏邼舛锐R鈴薯淀粉廢水中的多種蛋白質(zhì)和氨基酸等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)回收并資源化利用， 將對(duì)我國(guó)馬鈴薯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。 我國(guó)蒙脫土儲(chǔ)量豐富，它是一種價(jià)格便宜、具有大比表面積的含水硅酸鹽礦， 其對(duì)大部分陽離子和有機(jī)小分子（氨氮等）均可直接吸附，已在污水處理、飼料添加劑和農(nóng)用化肥等領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng) 用〔7-9〕，以蒙脫土為 基礎(chǔ)制備蒙脫土基絮凝吸附材料處理馬鈴薯淀粉廢水， 并將吸附后絮體收集制成家禽飼料和有機(jī)化肥的原料， 實(shí)現(xiàn)將馬鈴薯淀粉廢水資源化利用的研究未見報(bào)道。
筆者以蒙脫土為原料制備了蒙脫土基絮凝吸附材料， 測(cè)定了其對(duì)馬鈴薯淀粉廢水 COD 吸附量、濁度去除率及 pH 的影響， 以期為蒙脫土黏土礦和馬鈴薯淀粉廢水的資源化利用提供參考。
1 實(shí)驗(yàn)部分
1.1 主要試劑
濃硫酸，北京恒業(yè)中遠(yuǎn)化工有限公司，分析純；過氧化氫，天津市精細(xì)光復(fù)化工研究所，分析純；鹽酸，白銀化學(xué)試劑有限公司，分析純；氯化鈉，天津市宇鋒化工有限公司，分析純。
1.2 主要儀器
THZ-98A 恒溫震蕩培養(yǎng)箱， 上海一恒科技有限公司；TGL-20B 離心機(jī)， 上海安亭科學(xué)儀器廠； Lovibond ET125SC COD 測(cè)定儀， 德國(guó) Lovibond； 雷磁 pHS-25 型 pH 計(jì)， 上海精科儀器有限公司； WGZ-200S 散射光濁度儀， 上海晰瑞儀器儀表有限公司；WMX-Ⅲ-A 型微波爐， 頻率 2 455 Hz， 功率 900 W；FE-SEM 冷場(chǎng)發(fā)射型掃描電子顯微鏡， 加速電壓為 10 kV。
1.3 蒙脫土基絮凝吸附材料制備
蒙脫土主要由含水的鋁硅酸鹽礦物組成，屬于2∶1 型層狀結(jié)構(gòu)〔10〕，純度、特殊結(jié)構(gòu)和表面電荷是影響其蒙脫土黏土礦物吸附交換性能的主要因素，以下是通過常見的物理改性和化學(xué)改性方法制備的蒙脫土基絮凝吸附材料。
蒙脫土原土（記為 A）：取自甘肅臨澤，將原礦粉碎過 0.061 mm 篩網(wǎng)， 在 100 ℃下真空干燥 24 h 后備用。
水懸浮法提純蒙脫土（ 記為 B）： 將蒙脫土原礦配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 2%的水懸浮液，300 r/min 下攪拌 36 h，靜置分層，去上清液和下層泥沙，留中層懸浮液后干燥， 粉碎過 0.061 mm 篩網(wǎng)， 在 100 ℃下真空干燥 24 h 后備用。
鈉基蒙脫土（ 記為 C）： 將通過水懸浮提純后的蒙脫土加入到預(yù)先配制的 1 mol/L 的 NaCl 溶液中，配成 10％的懸浮液， 超聲攪拌 40 min，300 r/min 下攪拌 48 h，離心分離，水洗至無 Cl-殘留，然后粉碎過0.061 mm 篩網(wǎng)，100 ℃真空干燥 24 h 后備用。
酸活化蒙脫土（記為 D）：將通過水懸浮提純后的蒙脫土加入到一定比例的濃硫酸、雙氧水、硝酸混合溶液中， 攪拌 1 h， 水洗至中性， 粉碎過 0.061 mm篩網(wǎng)，在 100 ℃下真空干燥 24 h 后備用。
復(fù)合黏土（ 記為 E）： 將通過水懸浮提純后的蒙脫土和凹凸棒土按照質(zhì)量比為 1∶1 配成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的懸浮液，并放入 WMX-Ⅲ-A 型微波爐微波改性 2 min， 離心， 粉碎過 0.061 mm 篩網(wǎng)， 在 100 ℃下真空干燥 24 h 后備用。介孔 SiO2（ 記為 F）： 按文獻(xiàn)〔11〕中介紹的方法制備介孔 SiO2。
1.4 實(shí)驗(yàn)廢水
實(shí)驗(yàn)用馬鈴薯淀粉廢水取自甘肅臨洮騰勝淀粉有限公司，COD 為 25 000～35 000 mg/L，SS 為2 000～ 25 000 mg/L， 氨氮為 1 500～2 500 mg/L ，pH 為 4.5±0.5，溫度為（20±1） ℃，濁度為 284 NTU。
1.5 實(shí)驗(yàn)分析方法
取 50 mL 廢水加入錐形瓶中， 加入 0.50 g 的蒙脫土基絮凝吸附材料，置于（30±1） ℃恒溫震蕩培養(yǎng)箱， 在 125 r/min 下震蕩吸附 6 h， 用離心機(jī)在 5 000r/min 下離心除去絮凝吸附材料，取上層離心液測(cè)定COD、濁度、pH。 其中 COD 測(cè)定采用重鉻酸鹽法，濁度采用分光光度法， 氨氮含量測(cè)定采用氨氮測(cè)定儀，SS 的測(cè)定采用重量法，pH 的測(cè)定采用玻璃電極法。
2、 資源化利用分析
馬鈴薯淀粉廢水含有可溶性淀粉、多種蛋白質(zhì)和氨基酸等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，COD 可達(dá) 30 000 mg/L， 氨氮也在 2 000 mg/L 以上。 從蒙脫土基絮凝吸附材料對(duì)馬鈴薯淀粉廢水處理效果的測(cè)定可知，蒙脫土基絮凝吸附材料處理馬鈴薯淀粉廢水 COD 吸附量在 116～245 mg/g 之間，弱電性的各種蛋白質(zhì)、氨基酸等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)更容易被蒙脫土基絮凝吸附材料吸附，因而吸附后的蒙脫土基絮凝吸附材料含有豐富的蛋白質(zhì)、氨基酸等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。
從鈉化改性制備的蒙脫土基絮凝吸附材料吸附馬鈴薯淀粉廢水后表面 EDS譜各元素相對(duì)含量定量分析可知，絮凝吸附材料含有豐富的氮元素， 氮元素的原子比例達(dá)到 22.58％，說明蒙脫土基絮凝吸附材料對(duì)馬鈴薯淀粉廢水資源化處理后含有大量的蛋白質(zhì)、 氨基酸等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。同時(shí)蒙脫土基絮凝吸附材料價(jià)格便宜，是環(huán)境友好型硅酸鹽礦物，R. Wolter 等〔7-9〕研究表明， 蒙脫土可制作家禽飼料和農(nóng)用化肥，而馬鈴薯淀粉廢水處理后的回收物在蒙脫土基礎(chǔ)上增加了大量的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，因而更可作為調(diào)配家禽飼料或農(nóng)用化肥的原料，提高企業(yè)的收益率，從而達(dá)到降低水處理的投資和運(yùn)行費(fèi)用，提高出水達(dá)標(biāo)率和實(shí)現(xiàn)馬鈴薯淀粉廢水的資源化利用的目的，同時(shí)還可以帶動(dòng)我國(guó)黏土礦產(chǎn)資源的開發(fā)利用，為實(shí)現(xiàn)一舉多得的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益做出貢獻(xiàn)。
3、結(jié)論
以馬鈴薯淀粉廢水和蒙脫土基絮凝吸附材料為研究對(duì)象，測(cè)定了不同改性方法制備的蒙脫土基絮凝吸附材料對(duì)馬鈴薯淀粉廢水的處理效果，結(jié)果表明：
（1）采用不同的改性方法制備的各種蒙脫土基絮凝吸附材料，對(duì)馬鈴薯淀粉廢水中的 COD 吸附量最高達(dá)到 245 mg/g，濁度去除率最高達(dá)到 93%，廢水經(jīng)蒙脫土基絮凝吸附材料處理后的 pH 介于 4.7～7.0，處理后水質(zhì)清澈透明。
（2）在蒙脫土基絮凝吸附材料對(duì)馬鈴薯淀粉廢水的吸附過程中，提高吸附材料的純度，比表面積增大，吸附性能提高；同時(shí)吸附材料表面存在的可交換離子越多，吸附性能越高。
（3）蒙脫土基絮凝吸附材料對(duì)馬鈴薯淀粉廢水的吸附量在 116~245 mg/g， 吸附后的絮凝材料含有豐富的蛋白質(zhì)、氨基酸等，可作為配制家禽飼料或農(nóng)用化肥的原料，進(jìn)一步提高企業(yè)利潤(rùn)，實(shí)現(xiàn)蒙脫土和馬鈴薯淀粉加工廢水的雙重資源化利用。
4、如何選購(gòu)合適的馬鈴薯淀粉廢水設(shè)備
首先，去看供應(yīng)商成功案例現(xiàn)場(chǎng)觀看效果。
其次，約定出水執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)，處置程度不同，污水處理成本會(huì)有很大差異。
最后，在購(gòu)買前多家環(huán)保公司對(duì)比，確定合同條款，付款流程比例。
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