植物油脂,如大豆油生产过程中会产生油皂脚。以油皂脚为原料生产酸化油进而制备生物柴油,是油皂脚有效利用的一条重要途径。在生产酸化油过程中产生的水解废水是含脂肪酸的废水,具有强酸性和高有机物浓度,会导致水体的COD、BOD5的值迅速升高,若直接排放会严重污染环境。因此,对酸化油水解废水的处理工艺进行研究有着重要意义。以往研究表明,酸化油水解废水中含有有机酸和无机酸,在脱酸过程中加入石灰乳,与有机酸形成的钙皂不溶于水,与酸化油生产过程中的主要无机酸(硫酸)反应生成的硫酸钙微溶于水,达到降低酸度和沉淀有机物的目的。因此,本研究通过加入石灰乳来调节主要的控制要素-酸度,设置三因素三水平的正交实验,优化脱酸工艺条件。
1、实验1.1、材料酸化油水解废水:河北省邯郸市某脂肪酸厂,其成分见表1。
正交实验方案及实验结果见表3;
实验结果控制因素(以DS为例)的含量直观与方差分析见表4。
2.2、最优条件下的酸化油水解废水脱酸处理效果酸化油水解废水脱酸处理效果见表5。
由表5可见,脱酸处理过程达到了很好的效果,固体DS的处理效果非常好,分别达到了93.75%和90.99%在生产酸化油的过程中加入了浓硫酸,使一部分物质被碳化变黑,并且水解时生成了脂肪酸和脂肪酸甘油酯(呈现食物油的黄色),加入石灰乳使脂肪酸和脂肪酸甘油酯沉淀了下来,达到了很好地去色效果。对于DS,致盐阴离子如SO2-、CO2-、HCO-等分别被沉淀下来,因此处理效果也非常明显。而SS的成分之一甘油没有被去除,所以去除SS的效果相对没有色度和DS显著。经过简单的化学沉淀,COD数量上被去除了很多,但由于总量很大,需经后面继续进行生物法深化处理。N的处理效果比P好,是由于加入石灰乳后,N以氨气的形式被除去,但NO-和NO2形态的N并没有被除去。而P可能是仍有一部分没被硫酸酸化成PO3-,有待进一步生物法处理。