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user: 3. 结果与讨论 3.1. 混凝剂对废水处理效果影响 为筛选出最适合处理马铃薯淀粉生产废水的混凝剂，根据试验条件对PFS、PAC、FeCl 3 进行混凝效果的比较，结果如表1所示。从表中可知，混凝对马铃薯淀粉尘产废水中COD去除方面有一定的去除能力，其中对废水悬浮物的去除效果较为明显。说明将混凝作为马铃薯淀粉废水预处理是符合其水质特点的。在相同条件下，混凝剂对废水COD去除效果为：PFS > FeCl 3 > PAC，其中FeCl 3 和PAC的去除效果相差不大，分别是24%、23%。PFS的COD去除率为26%，且废水色度去除较好，投加量较其他两种要少，价格也较便宜。 3.2. pH值对混凝效果的影响 pH值是影响混凝处理效果的一个重要因素。用盐酸和氢氧化钠调整废水到所要求的pH值，其他条件与之前混凝实验一样，检测各种混凝剂对废水COD去除效果的变化，找到其最佳pH值范围，结果如图1所示。 通过以上的数据分析发现，在不同的pH值条件下，三种混凝剂对COD的去除率有一定差别，三种混凝剂对马铃薯淀粉生产废水混凝时各有一个最佳的pH值范围。其中，PAC最佳pH值范围在10.00左右，此时的处理效果最好，COD的去除率达到24.9%；FeCl 3 最佳pH值范围在11.00左右，COD去除率达到40.00%；PFS最佳pH值范围在6.00~7.00，即接近马铃薯淀粉生产废水原水样的pH值为5~6，其COD去除率达到26%。虽然FeCl 3 的处理效率能达到40.00%，但考虑到调节pH值(至11.00)给工艺运行、维护、经济成本等带来不利影响 [ 4 ] ，马铃薯淀粉生产废水的pH值是5~6，符合PFS的pH值要求，无需调节pH值，因此确定选择PFS作为马铃薯淀粉生产废水混凝预处理时的混凝剂。 3.3. PFS的投加量对混凝效果的影响 取水样500 ml，在不改变水样pH值，PAM投加量为12 mg/L，沉降时间30 min，不断改变废水PFS的投加量，然后测出水COD，实验结果如图2所示。 由图2可以看出，PFS投加量为800 mg/L时，混凝效果最好，COD的去除率最高，能达到25%以上。PFS对废水COD的去除率是随着投药量的增大先增加后又降低。其原因可能是当投加量过少时，对胶体颗粒的粘附、架桥、交联作用都不充分，胶粒不能充分地发生凝聚；当投加量过大时，单个胶粒表面都吸附聚铁络离子达到饱和，无法再与其它胶粒发生交联作用，使胶体颗粒处于再稳定状态不易凝聚，因此影响到废水中有机物的去除。 3.4. 沉降时间对混凝效果的影响 取水样500 mL，在不调节pH值、PFS投加量为800 mg/L和PAM投加量为12 mg/L的条件下，进 图1. 混凝剂在不同pH值时废水COD的去除效果 Table 1 The influence on the effect of different coagulants on wastewater treatmen 混凝剂种类 助凝剂投加量/mg/L COD/mg/L COD去除率/% 色度/倍 PFS 12 18，500 26 400 PAC 12 19，250 23 400 FeCl 3 12 19，000 24 800 表1. 不同混凝剂对废水处理效果的影响 行混凝实验，混凝后沉降，每隔10 min用注射器抽取上清液测定COD值，实验结果如图3所示。 通过以上数据表明，随着沉降时间的增加，COD去除率随之提离，当沉淀30 min后，COD去除率趋于稳定，随时间的变化不大，沉淀时间选为30 min。 3.5. 最佳条件下混凝实验 在上述实验确定的最佳条件下(混凝剂PFS投加量为800 mg/L，沉降时间30 min)，进行混凝实验，其处理效果见表2。 从表2中可以看出，混凝剂PFS在最佳实验条件下混凝效果也相应达到了最好，其COD去除率达到28.3%，色度去除率也达到73.3%，TN、TP的去除也有一定效果，分别为13.6%、10.6%。处理后的pH值较原水降低，其原因可能是PFS在废水中水解后生成Fe(OH) 3 ，导致pH值下降。 3.6. 混凝预处理 + 膜酵母反应器组合工艺 通过对马铃薯淀粉废水进行混凝预处理，认为混凝剂PFS对淀粉废水的COD及色度均有一定的预处理效果，但是考虑到混凝剂中的某些金属离子司可能会对酵母反成器中微生物产生影响，因此，本实验开展了混凝预处理 + 膜酵母反应器组合工艺研究。 通过投加PFS混凝剂对马铃薯淀粉废水进行预处理，其控制最佳条件分别为：PFS 800 mg/L，PAM 12 mg/L，pH5~6，沉降时间30 min。经过预处理后的废水水质见表3。 图2. PFS投加量对COD的影响 图3. 沉淀时间对COD影响 Table 2 Under the condition of optimum coagulant water quality change before and after processin 项目 COD/mg/L 色度/倍 TN/mg/L TP/mg/L pH 原水 25，100 1500 377 182.8 5.8 混凝后 18，000 400 325.8 163.5 4.9 去除率/% 28.3 73.3 13.6 10.6 表2. 最佳条件下混凝剂处理前后的水质变化 Table 3 Water after coagulation pretreatmen 水样 COD/mg/L pH 色度/倍 原水 25，000 5.5 1500 预处理出水 18，300 4.8 400 表3. 混凝预处理后水质 取马铃薯淀粉废水预处理出水2 L于酵母反应器中培养，控制反应器潞度在25℃左右，pH为4~5，停留时间为32~48 h，排水比为1:2，经过一个月的培养，其膜酵母反应器出水状况如图4。从图4中可以看出，酵母出水COD在运行前一周内逐渐降低，COD去除率逐渐升高。但随着系统的运行，到了后期酵母出水COD趋于稳定，基本稳定在4500 mg/L左右，COD去除率稳定在75％左右，表现出良好的污染物去除效果。其原因可能是在运行前一周内，膜酵母反应器中酵母的数量在逐渐增多，活性也在相应提高，酵母在逐步适应废水的进水浓度，在运行一周后系统则趋于稳定运行。在之后的运行中出水COD也会出现一些波动，发现pH值都有所提高(pH值7左右)，此时的出水COD会变高，且酵母浓度也有所下降。通过显微镜观察发现酵母菌体较分散，沉降性能变量。然而通过调整pH值为4~5，膜酵母反应器出水又趋于正常稳定。 这现象说明在运行过程中，对于短时间的pH冲击，可以通过及时调节pH值即可恢复膜酵母反虑器系统的最常运行。 图5显示了在膜酵母反应器中酵母浓度的变化及其污泥沉降性能的变化，随着进水负荷的变化，在前半个月的运行中，污泥浓度都在增长，变动范围在10~16 g/L，大部分时间都是维持在15 g/L左右。污泥沉降比SV 30 变化与MLSS变化趋势基本相同，变动范围在10%~12.5%，大部分时间是在12%左右，比没有混凝处理时要高。究其原因是酵母浓度MLSS在一定程度上影响着SV 30 ，酵母浓度较高时，酵母之间相互挤压，形成较大的胶体团块便于沉降，且由于是混凝出水中存在一定数量的聚合铁离子，这样会使酵母胶核表面直接吸附带异号电荷的聚合离子等，来降低ξ电位从而使胶体失稳，更易于酵母胶体之间相互聚集，从而形成较大的菌胶团，易于沉降，这样酵母沉降性能得到提高，能有效提高废水的处理效率和酵母的回收效率。 在运行时期、中期、后期的专个时期内酵母形态有着明湿地变化。在运行前期酵母数量相对较少，但都已繁殖出芽，此时生长酵母活性大，繁殖速度快；运行中期时，酵母的数量和活性都已达到较高水平；运行后期时，酵母数量也相对较多，但活性可能相对减小。中期和后期的反应器中酵母都能相互聚集在一起，易形成菌胶团，此时酵母处理效率也相应提高很多，这些都能很好地说明图5中酵母浓度和沉降性能的变化趋势。