淀粉废水处理工艺

淀粉废水处理工艺一,淀粉的来源性质及其用途淀粉属多羟基天然高分子化合物,广泛从在于植物的根，茎和果实中。淀粉是人类重要的食品，在工业生产中也有广泛的用途，作为浆料，添加剂，胶黏剂和填充剂等用于许多工业部门，如造纸，纺织，食品，医学，化工等。由于工业的发展，淀粉所具有的自然性能已不能满足要求。近20年来，人们采用化学，物理化学和酶催化技术对淀粉进行处理，研制出多种改性淀粉，以满足工业生产的要求。淀粉生产的主要原料作物有甘薯类，玉米类和小麦类。现就其以甘薯为原料对其生产工艺，用水的水质质量，出水的水质及废水处理技术加以说明。二，淀粉的工业废水处理1.淀粉生产工艺用水水质与水量淀粉生产工艺使用的水应不含有铁,锰，悬浮物等杂质，有机物含量低，硬度低，PH值应适宜。原料流送用水和洗涤用水可以直接使用地下水和清洁的地表水，在使用后经适当处理可循环使用。生产工艺用水则应经过常规的处理工艺进行处理，及混凝沉淀和沙滤的工艺处理。当使用地下水作为水源时，一般可不仅处理直接饮用，每吨原料的用水量约为13~20m3，因工厂不同而异，其中流送洗净水用水量约占40%~50%。下图为甘薯类（包括马铃薯及其其他薯类）为原料的淀粉生产工艺流程。2.淀粉生产工艺及废水的产生A.输送与洗净废水再洗料生产车间，作为原料的甘薯，马铃薯等都是通过输送渠道流送到生产线的。在流送过程中，甘薯，马铃薯在一定程度上被洗净，此外在淀粉车间还专设洗净工序，比较彻底的去除甘薯，马铃薯表面所沾染的污物的砂土。有流送工段和洗净工段流出的废水中含有砂土，甘薯，马铃薯的破皮片以及由原料析出的有机物，这类废水悬浮物含量高，但COD与BOD含量都不高。B.生产废水（分离废水）原料甘薯，马铃薯洗净后加以磨碎形成淀粉乳液。在乳液中含有大量的渣滓分离，淀粉乳送至精致浓缩工段。分离废水中含有大量的水溶性物质，如糖，蛋白质，脂肪等，此外还含有少量的微细纤维和淀粉质，COD,BOD值很高，并且水量大。因此，本工段废水是甘薯，马铃薯原料淀粉厂的主要废水，精致淀粉乳脱水工序产生的废水水质与分离废水相同。C.生产设备洗刷废水指对生产设备进行洗刷二产生的废水。D.淀粉贮槽废水在淀粉生产过程中，作为副产品产生大量的渣滓，长期积存在贮罐，贮槽中，会产生一点亮的废水，这种废水虽然不会产生恶臭，但酸度高。3.废水的水量与水质以甘薯为原料的淀粉生产工艺，单位原料所产生的废水水量，见下表表一以甘薯类为原料生产淀粉产生的废水水量单位:m3/t原料原料种类流道废水量分离废水量淀粉贮槽废水量甘薯6~105~72.5~3.0马铃薯10~119~162.6~3.5表二以甘薯类为原料生产淀粉产生的废水水质单位：㎎/L原料种类指标流道废水分离废水淀粉贮槽废水甘薯SSCODBOD273~78082~28050~1502000~30007400~95005000~80007540002300马铃薯SSCODBOD390~200060~21040~120600~25001550~4800900~410080~170730~2000550~10004.废水处理工艺与技术以甘薯类为原料的淀粉生产废水中含有大量的溶解性悬浮物以及呈胶体状的有机污染物，且不含有有毒物质，可生化性良好，采用生物处理法能够取得良好的效果。但是以甘薯为原料的淀粉生产工艺在季节性等方面存在一系列不利于生物法处理的因素，其主要原因有：生产周期短，由于原料生产物不易贮存，而淀粉生产的时间非常集中，一般集中在2~3个月内，而且是在严寒的冬季，技术上有困难。根据这些情况和已有的经验，对甘薯为原料的淀粉生产废水采用的设计运行数据和取得的净化效果如下：1)沉淀分离法使用沉淀池或沉淀塘,但池中发生厌氧反应时,生成的有机酸使废水的PH值下降处于胶体状态的蛋白质将形成絮凝体而沉淀，能提高分离效果。2)单纯曝气法用空气或含臭氧的空气对废水进行短时间的曝气，通过空气氧化，臭氧养化以及对挥发物质的曝气吹脱以取得净化效果。空气曝气去除有机污染物效果显著，但曝气时间不宜过长，控制在16h以内。3)稳定塘法如土地富余，气候温暖，淀粉生产废水处理也可考虑用稳定塘进行处理。4)生物处理法活性污泥法，生物膜法都是处理淀粉废水的生物处理方法。当采用生物转盘处理淀粉废水时，可考虑采用下列参数：BOD5容积负荷为600g/(m2盘面积d)，转盘角转速2.5~4.5/min，在4~8℃下BOD5去除率可达50%左右。显然一级生物转盘很难使废水达到较高的处理效果，应采用二级或三级转盘或在组合其他处理工艺组成两段好样处理系统。活性污泥法中可选用普通活性污泥法，ABR,SBR,CASS,ICEAS,氧化沟，纯氧曝气，A/O,A2/O,MBR,延时曝气，接触氧化或厌氧----两级好氧。三，淀粉废水处理实例(一)，厌氧---接触氧化---气浮工艺的综合处理淀粉生产废水铁岭玉深集团淀粉厂是国内最先进的淀粉之一。该厂日处理玉米2500t，年产药用淀粉5万吨，饲料1.3万吨，胚芽饼0.25万吨及精致玉米油0.2万吨。淀粉生产采用“一浸三分离”的湿磨法闭环式工艺流程。CODcr5500㎎/L,BOD53000㎎/L,SS1000~15000㎎/L,PH值4，水温45~55℃，排放量400m3/d。玉米加工厂的炼油车间排出的低浓度废水CODcr1000㎎/L,BOD5450㎎/L,PH值6~7,水温20~22℃，排放量100m3/L。该厂采用厌氧（UASB+AF）--接触氧化—气浮处理工艺。厌氧工艺主演技术经济指标为：进水水温30~32℃，厌氧池CODcr容积负荷5.5㎏/(m3d),水力停留时间HRT=24h,厌氧罐容积4*100m3,CODcr去除率85%，BOD5去除率90℃，生产沼气748m3/d。接触氧化工艺主要技术经济指标为：处理水量500m3/d,CODcr860㎎/L,BOD5362㎎/L,接触氧化池CODcr负荷1.5㎏/(m3.d),HRT=14.4h,氧化池有效容积300m3，CODcr去除率76%，BOD去除率77%，气水比18:1.处理工艺流程如图所示：运行结果表明，厌氧菌种的数量和比活性是决定厌氧处理效果的关键。一般控制MLSS在6~8㎏/m3，氧化池的污泥浓度为2g/L。厌氧段CODcr容积负荷达9.2㎏/(m3.d)，比设计的容积负荷5.5/(m3.d)提高67%，而废水的CODcr的去除率仍达到85%，BOD5去除率达到90%。好氧段的CODcr容积负荷达到1.8㎏/(m3.d),CODcr去除率75%~80%，BOD5去除率77%。(二)光合细菌（PSB）氧化—生物接触氧在处理淀粉生产废水中小型淀粉厂的废水主要来源于玉米浸渍水和加工工艺过程水。淀粉糖厂的废水主要来源于离子交换系统的再生水，其水质为CODcr2000~5000㎎/L,BOD51500~3500㎎/L,SS1000㎎/L,氨氮60㎎/L，PH值4.5~6。这两类废水除可采用厌氧—好氧处理工艺外，还可采用光合细菌（PSB）氧化—生物接触氧化处理工艺。该公艺是一种新颖的出理方法，具有处理工艺简单，流程短，占地面积小，一次性投资少，运行效果稳定及费用低，操作管理方便等特点，在日本以大量引用，在韩国，澳大利亚等也有应用，我国也有应用。某场已用该工艺运行生产，该厂废水的CODcr为700~8000㎎/L，SS200~3000㎎/L,PH值2,5~6.5，处理量达30m3/h,处理后的CODcr降至60~90㎎/L，SS30~50㎎/L,PH值6~9，处理费用为1元/m3左右。光合细菌（PSB）氧化—生物接触氧化处理工艺流程如图所示：一、图中调节可溶化池的作用主要是调节水量水质，废水中的大分子有机物在好氧兼厌氧菌生化作用下分解成小分子，为光合细菌提供营养物质。光合细菌氧化池与生物接触氧化池是处理工艺中的关键。要选择合适的光合细菌种类和确定最佳的接种量，这样可承受较高的有机负荷，使容积负荷达6㎏COD/(m3.d),处理效果稳定可靠。生物接触氧化可继续去除有机物。生物炭池是为了确保废水处理达到排放标准的深度处理单元，当接触氧化池出水经沉淀池沉淀后达到排放标准时，可超越生物炭池而排放。四，淀粉生产废水的综合利用玉米淀粉生产过程中排放大量的高浓度有机废水，将其进行综合利用，可以提取蛋白质，玉米浆等多种有用物质。淀粉生产废水综合利用方法较多，且工艺简单，成熟，设备投资少。具体方案如下：1)浸泡玉米水生产菲丁，玉米浆。浸泡玉米水中含有丰富的有机物和有机酸，将石灰乳加入浸泡水中充分搅拌，调节PH值6~6.5，经经板框压滤机进行过滤和挤压，提取干物质，极为菲丁。板框压滤机排出的滤液经蒸发凝缩，干物质极为玉米浆，浓缩蒸发水返回浸泡工段重复利用，从而实现了浸泡工段废水的零排放，蒸发水回用还能够提高浸泡水温度，节约一定能源。2)分别废水生产蛋白粉淀粉蛋白分离工段产生的废水含高浓度蛋白，将该部分废水采用板框压滤机脱水方法回收有机物，生产蛋白粉（蛋白粉是饲料生产的优质原料）。另外，也可以采用李欣浓缩机浓缩板框压滤机脱水方法从废水中提取蛋白粉，提取效率高于只采用一级半框压滤工艺。3)筛选废水生产粗纤维.筛选废水中含有大量渣皮等干物质,使用板框压滤机是该部分与渣皮等干物质分开,干物质经烘干加工生产粗纤维,是生产饲料的重要原料。4)副产品深加工，用废水提取的玉米浆，蛋白质为原料，配以油饼，纤维，经接菌发酵，混合，成型，干燥的工艺路线生产单细胞酵母，其经济效益十分可观。5)玉米湿胚芽，湿纤维渣，湿蛋白质继续生产产品。玉米湿胚芽经干燥含有45%~55%的脂肪，可通过机械压榨法或浸出法直接制取玉米胚芽粗油，再经“三脱”,“五脱”工艺生产玉米胚芽精油，剩下胚芽饼可做饲料。湿纤维渣（含水57.5%）经干燥可做玉米复制饲料，湿蛋白质（含水64.0%）经干燥生产蛋白粉。五，淀粉生产废水处理新工艺近年来，许多学者都在研究膜生物系统，这种系统组合了废水处理工艺和膜分离技术。两相厌氧膜生物系统试验工艺流程如图（一）所示。此工艺处理淀粉配制废水，COD去除率平均为97.2%左右，并且运行稳定。由于膜的截留和吸附以及部分排泥的作用，该系统对氮也有一定的去除效率。淀粉生产废水产酸反应器MBR工艺在某些工业废水处理中一得到应用，其主要是采用A/0-MBRA2/O-MBR两种工艺技术，可将CODcr去除95%以上，BOD去除95%~98%，SS去除98%~100%,氨氧去除90%以上，总磷去除99%以上，达到了很好的处理效果。此工艺流程如图（二）（三）所示：沼气利用膜组件产甲烷反应器出水近年来微生物絮凝剂应用于玉米淀粉废水处理引起了人们的关注，进行了大量的实验研究。微生物絮凝剂和常用化学絮凝剂对淀粉生产黄浆废水的处理效果比较如下表所示：总的来说，目前国内对于淀粉加工废水治理方面的研究比较重视，在这方面不断取得新的进步。虽然和国外发达国家相比还有很大差距，但处理方法和工艺已相当成熟，基本适应我国淀粉加工业的发展需要。由于淀粉废水的高有机浓度和无毒等特点，目前应用最多的是生化法和絮凝沉淀法，对这两种方法的应用研究也是最多的，但是近些年随着一些新的废水处理工艺的出现和发展，这些工艺也必将会被不断应用于淀粉废水的处理。另外，将各种方法结合起来，可以使它们的优缺点相互补充，达到较高的处理效果。我们还应该看到，只通过末端治理来解决问题，治标不治本，要想真正解决我国淀粉加工业的污染问题，还需要通过对企业推行清洁生产，采用先进的生产工艺，加强管理等措施来实现。相信通过各方面的努力，必将实现我国淀粉加工业的可持续发展。参考文献:水处理实用新技术案例周国成,凌建军主编化学工业出版社