淀粉废水的来源及处理工艺

2012年04月17日 作者：圣亚 次

淀粉工业废水来源

淀粉生产大约有80%是以玉米为原料，其余以薯类、小麦、大麦、燕麦以及其他富含淀粉的植物块根等为原料。原料中除含有淀粉以外还含有其他的多种成分— 蛋白质、纤维素、机盐等口淀粉 生产 由原料处理、浸泡、粉碎、过筛、分离淀粉、洗涤、干燥等几个主要工序组成。但具体操作上因原料的不同存在着一些差异，废水的主要来源也因淀粉生产原料的不同而异。不同原料生产淀粉的工艺流程及废水来源。

以玉米为原料生产淀粉时，以绝干计，大致有60%的玉米可成为商品淀粉，还有30%的玉米成为副产品，其余部分则成为废液排出厂外。玉米淀粉废水的一般组成为二总糖0.3%一0.7%，粗蛋白2.1%，固形物5%一10%，粗纤维2%一3%，脂肪酸0.1%一0.3%。而以甘薯类(包括马铃薯和其他薯类)为原料的淀粉生产废水中可溶性固形物一般组成为(以干基计):蛋白质33%一41%，总糖35%，有机酸4%，矿物质20%.淀粉厂从各个车间排放的废水的水质波动较大。

马铃薯淀粉废水

我国是马铃薯生产大国, 马铃薯加工产生的淀粉废水污染十分严重, 如果不加处理, 随意排放, 将会对居民的生存环境造成严重威胁。淀粉废水中的有机物含量高(化学需氧量COD 值大约在2 000 ~10 000mg /L), 在土壤中分解时吸收了土壤中的氧气, 土壤中的植物根部因缺氧而腐烂, 最终导致整个植物死亡。马铃薯淀粉废水属于高浓度有机废水, 其废水主要含有淀粉、各种糖类、多种氨基酸、脂肪、有机酸、维生素以及酶类、茄素等 。淀粉废水的处理方法非常多, 针对马铃薯淀粉的生产特点、马铃薯淀粉废水的水质及当地的经济状况, 选择流程简单, 容易操作, 基建费和运行费低, 便于管理的工艺, 是当务之急。

甘薯淀粉废水

工业甘薯淀粉废水是一种高浓度有机废水,COD值一般在11 482~ 13 780 mg /L[ 2] 。排放到环境中会造成污染, 同时造成资源的浪费。据报道, 利用淀粉废水来获取食用菌菌丝体、单细胞蛋白、天然色素、食用菌多糖, 能够达到对废水的高效利用, 变废为宝。

玉米淀粉废水

玉米淀粉生产过程主要产生两种废水[ 3] : 一为高浓度有机工艺废水, 具有四高一低 的特点, 即CODCr高( 8 000~ 15 000 mg /L)、悬浮固体( SS)高( 1 000~ 3 000mg /L)、总氮值高( 240~ 540mg /L)、磷酸盐浓度高(以P计, 约15~ 130 mg /L) , 一低为pH 值低( 4. 2~ 5 ); 二是中等浓度有机废水, CODC r值在2 000~ 3 500 mg /L, 氨氮和磷酸盐浓度均不高, 分别为! 20 mg /L和14~ 32mg /L[ 4] 。

废水来源

生产废水主要来源于浸泡、胚芽分离、纤维洗涤和脱水等工序，其主要成分为淀粉、糖类、蛋白质、纤维素等有机物质和氮、磷等无机物，各种废水水质、水量见表1。

混合废水水质、水量

废水经厂内地下管网汇集到废水处理站，混合废水的水质、水量见表2。

混合废水的BOD5/COD一般为0.6～0.625，其可生化性较好，总水量为500～600m3/d，故处理站设计水量取600m3/d。根据该厂地理位置及环保要求，废水经处理后应达到《污水综合排放标准》(GB8978—1996)中的二级标准要求，即COD≤150mg/L ，BO D5≤60 mg/L，SS≤200mg/L，pH=6～9。

UASB–氧化塘工艺处理马铃薯淀粉加工废水的实验研究
本研究针对马铃薯淀粉生产的季节性和变动性特点，采用上流式厌氧污泥床–曝气氧化塘工艺对马铃薯淀粉废水进行了处理工艺的模拟试验，以期为实际工程设计提供参考。

试验所用UASB反应器为一有机玻璃圆柱，内径150mm，高2000mm，总容积约为35.0L。反应器下部为污泥驯化形成的颗粒污泥膨胀床，中上部为三相分离器，沿反应器外侧不同高度设有取样口，底部进水、排泥，顶端加盖，设有集气装置。

模拟曝气氧化塘为一水池，池深600mm，内径500mm。充氧器为一小型曝气机，可提供恒定的氧气量。基于马铃薯淀粉废水易于生化的特性，通过对多种处理工艺的比较分析，本试验采用UASB—曝气氧化塘为核心的处理工艺，该工艺具有处理效率高，投资运行费用低、管理简单等特点。在运行过程中，马铃薯淀粉废水从UASB反应器底部进入污泥床，经厌氧处理后，再通入曝气氧化塘处理，氧化塘处理后出水达标直接排放或经过消毒后循环利用。

UASB反应器能否稳定、高效地运行，关键是看能否培养出具有优良沉降性能和产甲烷菌活性高的颗粒污泥。在UASB柱状反应器内可维持很高的颗粒污泥生物量，因此保证了UASB反应器可在高负荷下稳定运行。试验UASB反应器利用橡胶厂兼性塘溢流堰中的污泥接种，反应器在中温（30～36℃）条件下分阶段培养驯化，通过连续运行35d后，颗粒污泥形成，系统达到稳定的处理效果。污泥颗粒化过程一般可分为三个阶段：⑴污泥呈现絮凝状，此阶段为微生物适应周围环境的过程；⑵开始出现颗粒化污泥，但是直径较小(0.1～0.3mm)；⑶ 颗粒污泥不断增大，絮污泥逐渐减少，此时，颗粒污泥直径在2.0～5.0 mm之间。颗粒污泥密度比絮体污泥大，具有良好的沉降性能，具有很高的生物活性，并因废水生化处理阶段的不同而呈现黑色和灰色。具体参见http://www.dowater.com更多相关技术文档。

UASB–曝气氧化塘组合工艺对高浓度马铃薯淀粉废水具有很好的处理效果，当废水进水COD浓度为4016mg/L时，出水COD浓度可达133mg/L，去除率为96.7%，主要污染指标也均达到国家污水综合排放二级标准（GB8978-1996）。

选择UASB反应器作为厌氧生物处理装置，其具有占地面积小、处理能力大、处理效率高、操作简单，并可产生沼气等优点。

根据马铃薯淀粉生产厂的具体情况，选择曝气氧化塘作为好氧处理单元，其具有处理成本低，运行管理方便等优点，是一种适合目前马铃薯淀粉生产具体情况的处理工艺。

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