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1、第三届环境模搜与污染控裁学术研讨会论文 咖啡因生产废水处理工艺研究 邹东雷谭明徐跃卫 吉林大学环境与资源学院长春1 3 0 0 6 l 1 前言 咖啡因生产过程中产生的废水主要来自紫脲酸洗涤工序、还原铁泥废水、钠母液浓缩工 序、氯提残液以及茶碱精制等过程。其特点是废水浊度较大( 1 8 4 N T u ) ，污染物浓度高( c 。O 为2 3 1 8 0 I l l g 几) ，难生物降解( B O D 仅为1 8 4 0 m g 几) p H 值变化大( 3 O 一8 O ) 。根据该废水的特 点，本文采用混凝沉淀、微电解氧化以及过滤等联合工艺对该混合废水进行净化处理实验研 究，确定出处理该
2、废水的适宜工艺流程及实验条件。 2 实验研究 1 1 混凝实验 由于咖啡因废水中含有多种有机质，且部分物质随p H 的变化将改变其在水中的溶解状态， 因此，通过D H 值的调节可以使废水中有机物析出，再经混凝沉淀的方法去除悬浮物。实验过 程中分别以硫酸铝、聚合氯化铝、聚丙烯酰胺等混凝药剂为研究对象。通过单独使用以及复 配使用的方法确定出混凝剂的种类和最佳用量。圈1 是1 聚合氯化铝和l 聚丙烯酰胺的体积 比分别为l ：0 5 、l ：1 0 和l ：2 0 时的实验结果。实验结果表明：以聚合氯化铝和聚丙烯酰胺复配 为絮凝剂，三种比例均可以使咖啡因生产混合废水的浊度的去除率达到9 0 以上。 图
3、1 浊度去除率与投药量关系睦线圈 1 2 微电解氧化过程 影响微电解反应过程的主要因素为迸水p H 值、铁碳比、反应时间，氧化剂用量等，采用 正交实验方法确定微电解反应条件。实验结果表明：将原水p H 调到3 以下，铁碳比5 ：1 反应时 间2 0 分钟双氧水量为废水加入量的5 ，出水p H 为6 5 ，出水C O D 去除率可以达到6 8 以上，具 体结果见表l 。 表1 微电解过程不同P H 下c O D 的去除率变化 1 3 微电解出水混凝过滤实验 经微电解处理后，出水中含有很多细小悬浮物，因此。通过改变p H 值和投加絮凝剂的方 一l 笛一 禽 舯阳f；如m o 第三届耳境模拟与污染较
4、制学术研讨会论文 法使出水浊度和c O D 进一步去除。絮凝剂的实验情况同l ，l ，仍然采用聚合氯化锚和聚丙烯醚 胺复配的方式。改变p H 等实验条件，即分别取p H 为6 5 ( 电解出水p H 值) 7j 0 ，8 0 0 g0 ， 1 0 5 ，1 1 5 ，1 聚合氯化铝和l 聚丙烯酰胺投加量( 体积比) 的比例为l ( ) ( ) ；1 。咖啡冈废水 出水C O D 下降到2 l o o m g 几左右，实验结果见表2 。 表2 在不同P H 下C o D 的去除率 IP H6 6 67 58 0 29O l O 4 4U5 4 【剩余c o D m g 15 0 3 2 7 3
5、6 6 4 52 1 4 0 1 2 3 8 8OI2 5 0 937 5 8 7 6 l去除率，7 8 ，48 4 29 0 88 9 7l8 926 73 将混凝出水再经过石英砂过滤器过滤，咖啡因废水出水c o D 可以下降到1 0 0 0 m g 儿以下。 1 4 铁屑粒度对处理效果的影响 根据前面实验结果，在进水p H 值为：j 左右：铁碳( 体积) 比为j ：l ；反应时间，2 0 分 钟的条件下，双氧水量为废水加入量的5 ，考察铁屑粒度对处理效果的影响。出水再经掘 凝过滤后，测定剩余c o D ，实验结果如下表， 表3 不同粒度下C O D 的去除率 可见，铁屑粒度对实验结果有较大
6、影响铁屑粒度在1 0 1 6 目之间时，C O D 去除效果最佳； 2 咖啡因废水处理工艺流程如下： 原水 出水 3 结论 咖啡因生产废水经絮凝沉淀、微电解氧化以及再次絮凝沉淀过滤等联台工艺处理后。出 水效果明显改善，具体结论如下： ( 1 ) 铁碳微电解技术应用于咖啡因生产废水，废水浊度由1 8 4 N T u 下降到2 N H 以F ，c 0 I J 由2 3 1 8 0 下降到9 0 0 以下，去除率分别达到9 9 和9 5 以上。 ( 2 ) 优化实验条件为：原水絮凝p H 值1 2 左右：微电解进水p H 为3 左右；铁碳( 体积) 比为5 ：l ；双氧水量为废水加入量的5 ：反应时间约2 0 分钟：铁屑粒度l O 到L 6 目；1 聚合氯化铝和l 聚丙烯酰胺投加量( 体积比) 的比例为1 0 0 ：l ，沉淀时间约2 0 分钟。 ( 3 ) 在有效去除浊度和c o D 的同时，废水可生化性也得到明显改善。B o D c O D 从O ，0 7 9 上升到0 2 3 1 ，有利于后续生化处理。 ( 4 ) 确定了咖啡因生产废水的适宜的生产工艺，即：p H 值调节、投加絮凝剂絮凝、再 调节p H 、铁炭微电解及氧化、再次絮凝沉淀以及过滤。 一1 2 6
