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近年來，城市生活污水排放量增大給城市的污水處理帶來了難題。餐飲污水作為城市生活污水的重要組成部分，一直引起社 會(huì)的高度重視。餐飲污水本身含油污量高，再加上洗滌劑的使用，使得油污懸浮于廢水之中，不易沉降，也使水中的COD量增大 了，處理起來更為困難。

化學(xué)需氧量COD(Chemical Oxygen Demand)是以化學(xué)方法測(cè)量水樣中需要被氧化的還原性物質(zhì)的量，是衡量水中有機(jī)物質(zhì)含 量多少的重要指標(biāo)，也是衡量水質(zhì)有機(jī)污染和水排放是否達(dá)標(biāo)的 重要指標(biāo)。在目前乃至將來很長(zhǎng)一段時(shí)間，都將會(huì)作為人們?cè)O(shè) 法降低的一大目標(biāo)。目前COD降低的方法有Fenton法、絮凝法、電解氧化法。本試驗(yàn)采用絮凝法處理餐飲污水，降低COD含量90%以上，達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。

1 實(shí)驗(yàn)原理

餐飲污水中懸浮物較多，COD約為800mg/L，不能直接排放， 本實(shí)驗(yàn)采用無機(jī)絮凝劑聚合硫酸鐵和有機(jī)絮凝劑聚丙烯酰胺相結(jié) 合的方式處理。與其它無機(jī)絮凝劑相比，聚合硫酸鐵具有較強(qiáng)的凝聚力，主要是因?yàn)樗谒兴猱a(chǎn)生[Fe(OH)(H₂O)₅]²⁺ 、 [Fe₂(OH)₃(H₂O)7]³⁺ 、[Fe₂(OH)₂(H₂O)8]⁴⁺ 、[Fe₃(OH)₄(H₂O)₅]5+、[Fe₃(OH)₃(H₂O)₆]⁶⁺等一系列多核高價(jià)的絡(luò)合陽(yáng)離子，在一定條件下，這些絡(luò)合陽(yáng)離子能中和水中的帶電粒子，增大顆粒間在水中的不穩(wěn)定性，當(dāng)它們相互運(yùn)動(dòng)碰撞時(shí)就會(huì)聚集起來形成礬花狀沉淀。當(dāng)向水中加入絮凝劑聚丙烯酰胺時(shí)，聚集的速度加快，聚丙烯酰胺和聚合硫酸鐵均具有線性結(jié)構(gòu)，對(duì)固體顆粒具有較強(qiáng)的吸附作用，同時(shí)它們都具有架橋聯(lián)結(jié)作用，通過高分子絮凝劑的許多鏈節(jié)架橋聯(lián)結(jié)在不同顆粒表面上，使顆粒逐漸增大，進(jìn)而沉淀下來。

2 試驗(yàn)儀器與試劑

另實(shí)驗(yàn)過程中的燒杯、玻璃棒、燒瓶、洗瓶、冷凝管、橡皮 管、量筒、藥匙、滴管、酸式滴定管、移液管、容量瓶、防爆沸 玻璃珠、pH試紙、吸耳球等的規(guī)格和數(shù)量隨實(shí)驗(yàn)操作所需而定。

3 實(shí)驗(yàn)步驟

3.1 COD 含量測(cè)定方法的選擇

COD 的測(cè)量方法和儀器有很多，目前使用較普遍的是酸性高錳酸鉀氧化法與重鉻酸鉀氧化法。高錳酸鉀法，氧化率較低，但 比較簡(jiǎn)便，在測(cè)定水樣中有機(jī)物含量的相對(duì)比較值及清潔地表水和地下水水樣時(shí)，可以采用。重鉻酸鉀法，氧化率高，再現(xiàn)性好， 適用于廢水監(jiān)測(cè)中測(cè)定水樣中有機(jī)物的總量。本實(shí)驗(yàn)采用的就是GB11914-89 重鉻酸鹽法來測(cè)定水樣中的COD含量。

3.2 溶液的配置

(1)硫酸—硫酸銀溶液：向1L濃硫酸中加入10g硫酸銀，靜置1~2天使之溶解，使用前小心搖動(dòng)混勻。

(2)重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液(C(1/6K₂Cr₂O₇)=0.250mol/L)：稱取 12.258g重鉻酸鉀在105℃下干燥2h后，溶于水，稀釋至1000mL。

(3) 硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液(C[(NH₄)₂Fe(SO₄)₂·6H₂O]≈0.10mol/L)：稱取39g硫酸亞鐵銨溶于水中，并加入20mL濃硫酸，待溶液冷卻后，稀釋至1000mL。

(4)鄰苯二甲酸氫鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液(C(KC₈H₅O₄)=2.0824 m mol/L)：稱取0.4251g鄰苯二甲酸氫鉀在105℃下干燥2h后，溶于水，并稀釋至1000mL。

(5)1,10-菲繞啉指示劑溶液：稱取0.7g七水合硫酸亞鐵 (FeSO₄·7H₂O)溶于50mL的水中，加入1.5g 1,10-菲繞啉，攪拌至溶解，稀釋至100mL。

3.3 餐飲污水COD含量的測(cè)定

(1)去干擾試驗(yàn)：如果水樣中含有無機(jī)還原性鹽類如亞硝酸鹽、硫化物及二價(jià)鐵鹽會(huì)使COD測(cè)定結(jié)果增加，但實(shí)際測(cè)定過程中將其需氧量作為水樣COD值的一部分。該方法測(cè)定COD主要受氯化物的干擾物，可加入硫酸汞與氯離子形成可溶性的氯汞絡(luò)合物除去。

(2)水樣的測(cè)定：用移液管分別量取稀釋后的水樣20.0mL和重 鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液10.0mL于圓底燒瓶中，搖勻。將溶液稀釋至140mL左右，滴加3滴試亞鐵靈指示劑，再用硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，溶液由黃色經(jīng)藍(lán)綠色變?yōu)榧t褐色即為滴定終點(diǎn)。記錄硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的消耗體積V2。

(3)空白試驗(yàn)：按上述步驟以20.0mL蒸餾水進(jìn)行空白試驗(yàn)，記錄下滴定時(shí)硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的消耗體積V1。

(4)校核試驗(yàn)：按測(cè)定水樣COD的方法測(cè)定20.0mL鄰苯二甲酸氫鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液的COD值。該標(biāo)準(zhǔn)溶液理論COD值為500mg/L，如果校核試驗(yàn)的結(jié)果大 于該值的96%，即可認(rèn)為實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本準(zhǔn)確。

(5)計(jì)算方法：

以mg/L為單位計(jì)的水樣化學(xué)需氧量，計(jì)算公式如下：

COD（mg/L）=C(V₁-V₂)×8000/V_{0              （1）}

式中：

C：硫酸亞鐵按標(biāo)準(zhǔn)溶液的摩爾濃度；

V0：水樣的體積，mL；

8000：1/4O₂的摩爾質(zhì)量以mg/L為單位的換算值。

3.4 餐飲污水處理方法

取一定量餐飲污水于燒杯中，用H₂SO₄或NaOH調(diào)節(jié)pH為較佳值后，邊攪拌邊加入一定量的聚合硫酸鐵和一定量的聚丙烯酰胺，靜置30分鐘，取上清液測(cè)COD。

4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及討論

4.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

按照上述COD的測(cè)定方法和步驟，分別測(cè)出用絮凝劑處理前的餐飲污水水樣和處理后的水樣，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見下表。

從上表可以看出，以蒸餾水作空白試劑，實(shí)驗(yàn)測(cè)得鄰苯二甲酸氫鉀溶液的COD為499.84mg/L，而理論值為500mg/L，說明實(shí)驗(yàn)步驟和試劑是可行的。

由表4可知，聚合硫酸鐵能夠有效的去除水樣中COD，去除率達(dá)67%；經(jīng)過聚合硫酸鐵處理后，再在水樣中加入少量的聚丙烯酰胺，經(jīng)測(cè)定COD去除率達(dá)90%，比單獨(dú)使用聚合硫酸鐵效果好，這可能是由于聚丙烯酰胺這種高分子的吸附架橋作用，使顆粒逐漸增大，加速了絮狀物的形成和沉淀，增強(qiáng)了COD的去除效果。

4.2 聚合硫酸鐵投加量的影響

由表5可以看出，隨著聚合硫酸鐵投加量的增加，水樣中COD值越來越低，當(dāng)聚合硫酸鐵投加量達(dá)到0.6g時(shí)，水樣變成紅色， 可能是由于過量的聚合硫酸鐵水解產(chǎn)生的H+較多，使溶液呈酸性而產(chǎn)生了Fe³⁺。

4.3 聚丙烯酰胺投加量的影響

由表6可知，當(dāng)聚合硫酸鐵加入量一定時(shí)，隨著聚丙烯酰胺加入量的增加，懸浮物的沉降速度加快，當(dāng)聚丙烯酰胺量增加至 0.5g時(shí)，達(dá)到峰值，繼續(xù)增加聚丙烯酰胺量，水樣中的聚合硫酸鐵沉降不下來，懸浮在水溶液中。這可能是由于聚丙烯酰胺加人 量增加到一定程度時(shí)，影響了其線性鏈的伸展性，不利于對(duì)懸浮物的橋聯(lián)、吸附作用，導(dǎo)致了絮凝效果的下降。因此，在本次 實(shí)驗(yàn)中選定聚合硫酸鐵加人量0.5g，聚丙烯酰胺加人量0.4g。

聚合硫酸鐵在水中發(fā)生水解反應(yīng)，不斷釋放出H^-，導(dǎo)致溶液酸性增強(qiáng)，pH下降。如果水樣酸性較低，就會(huì)使聚合硫酸鐵水解產(chǎn)生的多核高價(jià)絡(luò)合陽(yáng)離子分解生成Fe³⁺，進(jìn)而失去了絮凝的效 果。由上表可知，溶液pH≥6聚合硫酸鐵—聚丙烯酰胺能有效降低水中COD，溶液pH＜6時(shí)聚合硫酸鐵就水解生成Fe3+，進(jìn)而失 去了絮凝的效果。

5 結(jié)論

采用無機(jī)絮凝劑聚合硫酸鐵和有機(jī)絮凝劑聚丙烯酰胺相結(jié)合的方式對(duì)餐飲污水進(jìn)行處理，使水樣COD值降低為73mg/L，COD去除率達(dá)到90%以上。該方法的操作條件為：pH=9的500mL水樣，聚合硫酸鐵投加量0.5g，聚丙烯酰胺投加量0.4g，沉降30min。使用聚合硫酸鐵與聚丙烯酰胺構(gòu)成的無機(jī)-有機(jī)絮凝劑復(fù)配可以減少絮凝劑的投加量，節(jié)約成本，而且絮凝效果較好。復(fù)合絮凝劑充分發(fā)揮了無機(jī)絮凝劑電中和作用和有機(jī)高分子絮凝劑的架橋作用，使其優(yōu)點(diǎn)協(xié)同發(fā)揮，形成的絮體大而密實(shí)。有機(jī)絮凝劑的 加入使絮體得抗剪切性能好，沉降速度，絮凝效率顯著提高。