超声波辅助活性炭吸附处理高浓度食品废水的研究李琛

202(陕西理工学院化学与环境科学学院，陕西汉中723001)以汉中某食品生产企业的高浓度食品废水为处理对象，利用构建的超声波辅助活性炭吸附废水连续处理装置对废水进行处理，研究了超声波功率、超声波频率及废水进水流速对废水处理效果的影响，研究发现，在超声波功率为90W;超声波频率为30kHz;套管冷凝水流速为10L/min;进水流速不高于10cm/min时，所设计的废水处理工艺对供试水样具有较好的处理效果，当进水流速为10cm/min时，COD、BOD、氨氮和SS的去除率依次为86.3%、57.2%、63.6%和93.8%，废水可生化指标BOD/COD由原来的0.232提高到0.724。食品废水，COD，氨氮，核桃壳活性炭，超声波辅助Studyonheavyorganicconcentrationfood－wastewatertreatmentwithactivatedcarbonunderultrasonicassistantLIChen，GEHong－guang，LIUJun－hai，SONGFeng－min，LIUZhi－feng，WANGYan－min，ZHAOZuo－ping，TANGBo，LIUJin(SchoolofChemistryandEnvironmentalScience，ShaanxiUniversityofTechnology，Hanzhong723001，China)Abstract:Theheavyorganicconcentrationfood－wastewaterinHanzhongwastreatedwithawastewatercontinuoustreatmentapparatus.Intheapparatus，thewalnutshellactivatedcarbonwasusedasadsorptionfillerandtheultrasonicwasusedasanadjunct.Theexperimentprocesshadinvestigatedtheultrasonicpower，ultrasonicfrequencyandtheinletvelocityofwastewaterinthetreatmentoffood－wastewater.Ｒesultsshowedthat，theoptimumoperatingconditionsoftheprocesswereasfollows:theultrasonicpowerwas90W，theultrasonicfrequencywas30kHz，theinletvelocityofwastewaterwasnothigherthan10cm/minandtheflowrateofcondensateincondensingtubewas10L/min.Astheinletvelocityofwastewaterwas10cm/min，theremovalratesofCOD，BOD，NH+4－NandSSwere86.3%，57.2%，63.6%and93.8%.Thebiodegradabilityindex(BOD/COD)wasincreasedfrom0.232upto0.724.Keywords:food－wastewater;COD;NH+4－N;walnutshellactivatedcarbon;ultrasonicassistantTS209B1002－0306201411－0202－05doi10．13386/j．issn1002－0306．2014．11．0362014－01－03李琛(1980－)，男，硕士，讲师，研究方向:水污染综合治理与环境修复。:国家自然科学基金项目(21373132);陕西理工学院科研计划项目(slgky13－29)。、1－2。、。Fenton3、4。BOD/COD=0.232＜0.3、。11.12031pH8～90.38～0.45g/cm31000～1500m2/g0.6～0.9cm3/g13～241.3～1.6m2/g。1Table1ThewaterqualityparametersofthetestedwastewatersampleCODmg/LBOD5mg/LSSmg/LNH+4－Nmg/LpH/13800320012801184.3h=1.4mD=0.2m1CODCODLH－BOD601ABODBOD5WLG－1000SSStarter300pHpH。1Fig.1Theschematicdiagramsofacontinuoustreatmentapparatusforwastewatertreatment1－2－3－4－5－6－7－8－9－10－11－12－13－。1.21.2.1CODBOD55SSNH+4－N5。COD、SSNH+4－NE%=C0－C/C0×100C0C。1.2.2废水样→废水槽→加压泵→电磁阀→吸附柱(超声波辅助)→出水。1.2.31.2.3.14cm/min25kHz10L/min30、50、70、90、110、130W。1.2.3.24cm/min90W10L/min20、25、30、35、40、50kHz。1.2.3.390W30kHz10L/min2、4、6、8、10、12cm/min。1.2.3.490W30kHz10L/min10cm/minBODBOD/COD。22.12.1.1COD、SS2。2Fig.2Thechangesofwastewaterwiththeultrasonicpower230～90WCOD90WCOD76.1%90WCOD130WCOD－17.4%CODCOD。2046－7。90W8COD。COD130WCOD9－10CODCOD11－12CODCODCOD13。SS130WSS69.5%89.8%。。SSSS1411－12SSSS。90WCOD76.1%90、130WSSSSSS90W68.8%81.4%130W69.5%89.8%90W。2.1.2COD、SS3。3COD20～35kHzCOD35kHzCOD35kHzCOD86.2%。SS50kHzSS96.1%30kHz84.7%。COD3Fig.3Thechangesofwastewaterwiththeultrasonicfrequency。14COD。SSSSSSSS35kHz12SSSS。20～30kHz1516－17。30kHzCOD84.4%84.7%SS78.1%35kHzCOD86.2%78.8%SS83.6%。30kHz35kHzCOD30kHz。2.1.3。COD、SS4。4COD12cm/minCOD10cm/minCOD86%。8cm/min2054Fig.4ThechangesofwastewaterwithinletvelocityofwastewaterCOD16。SSSS。CODCODCODCOD。SS18－20SSCODCODSS。、SS、CODSS“U”。SSCODSSCOD。10cm/min。90W30kHz10L/min10cm/min。2.2BOD/COD2。BOD/COD0.2320.724。2.3。1.5kWh/t0.5kWh/t0.7/kWh1.4/t。0.02/t。1.5/t21－22。2Table2Theresultsofheavyorganicconcentrationfood－wastewatertreatmentwithactivatedcarbonunderultrasonicassistantmg/Lmg/L%BOD/CODCOD13800189086.3BOD53200137057.2SS12808093.8NH+4－N1184363.60.7243COD、SS、90W30kHz10L/min10cm/min。10cm/minCOD、BOD、SS86.3%、57.2%、63.6%93.8%BOD/COD0.724。［1］王德慈.水中有机污染物的超声处理技术发展研究［J］.地下水，2011(5):67－69.［2］赵萍，姚莹，王雅，等.凹凸棒有机改性及其在脱水洋葱加工废水除臭中的应用［J］.食品工业科技，2008，29(12):138－139，215.［3］吴丹，王亚军，侯式娟，等.物化处理食品工业废水的研究进展［J］.食品工业科技，2013，34(10):47－53.［4］丁春生，缪佳，秦树林，等.臭氧/活性炭/紫外光联用处理几种高浓度有机废水影响因素［J］.环境科学学报，2008(3):496－501.［5］国家环境保护总局.水和废水监测分析方法(第4版)［M］.北京:中国环境科学出版社，2002，371－413.［6］王建龙，柳萍，施汉昌，等.声化学在水污染控制中的应用研究现状［J］.化学通报，1997(7):35－38.［7］NamSN，HanSK，KangJW，etal.Kineticsandmechanismsofthesonolyticdestructionofnon－volatileorganiccompounds:investigationofthesonochemicalreactionzoneusingseveral·OHmonitoringtechniques［J］.Ultrasonicssonochemistry，2003，10(3):139－147.(下转第209页)209。3Fig.3ChangesinviscosityofAgaricusblazeiyogurtduringstorage38%0.3%8%10%44℃6h。、、、。、、、VC、。、4℃15d。［1］王小红，谢笔钧，史贤明，等.金黄色葡萄球菌在酸奶中的生长状况与产毒规律研究［J］.食品科学，2004，25(7):78－81.［2］朱永胜，刘小杰.酸奶功能特性的研究进展［J］.乳业科学与技术，2013，36(2):30－33.［3］孙宁.功能性乳制品及其相关开发途径［J］.食品与机械，2012，28(3):243－245.［4］金艳梅，孙立梅.功能性香菇酸奶生产工艺的探讨［J］.食品工业科技，2009，30(6):192－196.［5］魏秀俭，张文会，郭彦.姬松茸的营养保健价值及其开发利用前景［J］.中国食物与营养，2005(10):23－24.［6］张卉，杨占森，雷晓燕，等.姬松茸保健饮液的研制及其免疫调节功能评价［J］.食品科学，2008，29(7):405－407.［7］MizuonM，MinatoK，ItoH，etal.Anti－tumorpolysaccharidefromthemyceliumofliquidculturedAgaicusblazeimurill［J］.BiochemandMolecularBiolInter，1999，67(4):707－714.［8］TamimeAY，ＲobinsonＲK，蒋竹茂主译.酸乳科学与技术(第二版)［M］.北京:中国农业出版社，2003:45－50.［9］王静波，赵江林，彭镰心，等.一种苦荞复配酸奶的研制［J］.食品科技，2013，38(8):167－171.［10］魏群，刘月华，谭芳宇.“红姑娘”酸奶的工艺研究［J］.食品工业，2013，34(7):97－99.［11］王明华，刘振华.酸奶和发酵豆奶的营养分析与评价［J］.食品工业，1999(1):21－22.［12］岳亚玲，张巍，刘丹，等.姬松茸药用价值研究进展［J］.中国药房，2011，22(43):檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾4116－4118.(上接第205页)［8］KirpalaniDM，McQuinnKJ.Experimentalquantificationofcavitationyieldrevisited:focusonhighfrequencyultrasoundreactors［J］.U