１、引言
馬鈴薯在我國許多地區(qū)廣泛種植。馬鈴薯產(chǎn)業(yè)近年來發(fā)展迅速，但其工藝廢水含有大量的有機物，主要是溶解性的淀粉和少量蛋白質(zhì)，一般沒有毒性，但ＣＯＤ很高，通常為１００００～４００００ｍｇ／Ｌ，不加處理直接排放將造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。由于，馬鈴薯產(chǎn)區(qū)主要集中在北方地區(qū)，而淀粉生產(chǎn)加工期１００ｄ左右，且氣溫較低，采用生化法處理較困難。因此，采用物化法處理這類廢水更有前景。
２、實驗項目及儀器
２．１ 測試項目及方法
蛋白質(zhì)（考馬斯亮藍(lán)法），ＣＯＤ（重鉻酸鉀法）。
２．２ 實驗儀器
ＪＪ－２組織搗碎勻漿機；７２１分光光度計；ＪＪ２４六聯(lián)電動攪拌器；ｐＨ－２ＦｐＨ值計。
３、實驗方法
３．１ 淀粉廢水
按土豆與水３∶１的比例，經(jīng)過１５ｍｉｎ粉碎磨漿后過濾并靜沉１ｈ，取上清液作為試驗水樣�？刂扑畼拥牡鞍踪|(zhì)含量在６０００～８０００ｍｇ／Ｌ左右，ＣＯＤｃｒ值在１８０００～２４０００ｍｇ／Ｌ左右。此模擬廢水對應(yīng)于馬鈴薯淀粉生產(chǎn)過程中排出的濃蛋白廢液。
３．２ 蛋白分離
分取一定量水樣在相同攪拌條件下加入不同量的硫酸或聚合硫酸鐵，靜置４５ｍｉｎ后分取上清液測定蛋白質(zhì)含量和ＣＯＤｃｒ值。
４、實驗結(jié)果與分析
４．１ 酸析法
用濃硫酸和蒸餾水按１∶１的體積比配置成（１＋１）硫酸用于實驗，向各燒杯中加入等量水樣，在不同加酸量下均先以１２０ｒ／ｍｉｎ的轉(zhuǎn)速快速攪拌１ｍｉｎ，再以６０ｒ／ｍｉｎ的轉(zhuǎn)速攪拌２ｍｉｎ。不同加酸量對蛋白質(zhì)及ＣＯＤｃｒ的去除結(jié)果如圖１所示。
圖１的實驗結(jié)果表明，隨著硫酸量的增加，蛋白質(zhì)和ＣＯＤｃｒ的去除率也均增大，但投加量大于４ｍｌ／Ｌ（廢水）以后趨于平緩，去除率不再增加�？紤]到經(jīng)濟費用問題，因此（１＋１）硫酸量在４ｍｌ／Ｌ（廢水）時效果最好。同時，隨著蛋白質(zhì)去除率的提高ＣＯＤｃｒ去除率也在提高，二者去除率滿足２．５∶１左右的關(guān)系，其絕對值的比值約在１∶１．２左右，表明酸析法沉淀物中幾乎均為蛋白質(zhì)而其它有機物含量很少。
４．２ 聚合硫酸鐵絮凝法
實驗采用液體聚合硫酸鐵（ＧＢ），由于馬鈴薯廢水原水樣的ｐＨ值為５．５～６，滿足聚合硫酸鐵作用范圍，因此直接投加。在不同投加量下均先以１５０ｒ／ｍｉｎ的轉(zhuǎn)速快速攪拌１ｍｉｎ，再以６０ｒ／ｍｉｎ的轉(zhuǎn)速攪拌５ｍｉｎ。
圖２的實驗結(jié)果表明，ＰＦＳ投加量為１．４ｍｌ／Ｌ（廢水）時，蛋白質(zhì)和ＣＯＤｃｒ的去除率同時達(dá)到最高值，隨著蛋白質(zhì)去除率的提高ＣＯＤｃｒ的去除率也在提高，它們之間滿足２∶１左右的關(guān)系，其絕對值的比值約在１∶１．６左右，表明絮凝法沉淀物中既有蛋白質(zhì)也有其它有機物。ＰＦＳ對廢水蛋白質(zhì)及ＣＯＤｃｒ的去除率是隨著投藥量的增大先增加后降低。當(dāng)聚鐵的投藥量不足時，則膠體顆粒的粘附、架橋、網(wǎng)捕作用都不充分，膠粒不能充分地發(fā)生凝聚；當(dāng)加入過量的聚鐵時，膠體顆粒過量的吸附帶正電荷的ＰＦＳ，大量的高分子包圍了膠粒，阻止了膠粒之間互碰聚沉，產(chǎn)生了“膠體保護”作用。同時，聚合硫酸鐵投至適量后，再繼續(xù)增加其投量，則會增加廢水的色度，并且廢水中形成的絮體也難以下沉。
４．３ 酸析與ＰＦＳ絮凝對去除廢水中蛋白質(zhì)及ＣＯＤｃｒ的比較
由圖３可以看出，采用加酸與加ＰＦＳ對蛋白質(zhì)的去除率分別為４８．４８％和５１．２７％，對ＣＯＤｃｒ的去除率分別為２０．９７％和２７．８５％，因此加ＰＦＳ比加酸對廢水蛋白質(zhì)及ＣＯＤｃｒ的去除率都稍高。從經(jīng)濟角度看，采用加（１＋１）硫酸法處理噸廢水費用為１．５元／ｔ左右，采用加ＰＦＳ法處理噸廢水費用為２．３元／ｔ左右，則采用加酸法較經(jīng)濟。從蛋白質(zhì)再利用方面考慮，加酸法沉淀出的蛋白較安全可靠。
５、結(jié)論
通過實驗室模擬馬鈴薯淀粉廢水水樣，分別采用加（１＋１）硫酸和聚合硫酸鐵的方法對廢水中蛋白質(zhì)及ＣＯＤｃｒ的去除效果進行研究。結(jié)果表明：加ＰＦＳ對廢水蛋白質(zhì)及ＣＯＤｃｒ的去除率比加酸稍高，而從經(jīng)濟性和再利用角度看，加酸法更優(yōu)。加酸是使蛋白質(zhì)發(fā)生變性進而沉淀，加ＰＦＳ則既有其水解出的重金屬離子使蛋白質(zhì)變性沉淀，又有其網(wǎng)捕等作用使蛋白質(zhì)沉淀。但是，從結(jié)果來看，二者對廢水中蛋白質(zhì)的去除率相差無幾，蛋白質(zhì)的去除率都穩(wěn)定在５０％左右而無法進一步提高，究其原因，應(yīng)該從馬鈴薯廢水自身蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)等特點考慮，可能為兩大類型，采用酸析及絮凝法均對一類蛋白起作用。同時，由于馬鈴薯粉碎工藝不同，實驗中模擬水樣可能與實際有所偏差。馬鈴薯淀粉廢水通過加酸或ＰＦＳ處理后的水質(zhì)指標(biāo)均距排放標(biāo)準(zhǔn)相差甚遠(yuǎn)，水中有機物的含量仍然很高，必須再經(jīng)過后續(xù)處理達(dá)標(biāo)后才能排放。（來源：上海市政工程設(shè)計研究總院第十市政設(shè)計院有限公司，蘭州交通大學(xué)環(huán)境與市政工程學(xué)院）
