小型紅薯淀粉污水處理，淀粉污水處理方法

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紅薯，也叫地瓜，甘薯。地瓜容易腐爛，不宜長(zhǎng)期保存。甘薯深加工可以解決新鮮甘薯貯藏不當(dāng)導(dǎo)致大量腐爛的現(xiàn)象。經(jīng)過(guò)不同深加工，甘薯精制淀粉可以生產(chǎn)數(shù)百種有價(jià)值的化學(xué)產(chǎn)品，價(jià)值增加約10 - 30倍，前景可觀，市場(chǎng)潛力巨大。但是，如果甘薯淀粉廢水未經(jīng)處理就排放，不僅會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，還會(huì)造成資源浪費(fèi)。

廢水處理方法

淀粉廢水治理工藝路線的選擇應(yīng)根據(jù)現(xiàn)行和地方有關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)、污染物來(lái)源及性質(zhì)、排水去向確定淀粉廢水處理程度，選擇相應(yīng)的處理工藝。

　　淀粉廢水治理總體上宜采用“預(yù)處理+厭氧生物處理+好氧生物處理+深處理”的污染治理工藝，工藝流程圖如下：淀粉企業(yè)額根據(jù)淀粉生產(chǎn)的原料和產(chǎn)品種類、廢水性質(zhì)選擇合適的廢水工藝路線和單元技術(shù)。

好氧生物處理可選用序批式活性污泥法(SBR)、缺氧-好氧(A/O)+二沉池、氧化溝+二沉池等工藝。

　　深處理可選用混凝沉淀、砂濾、膜生物反應(yīng)器(MBR)等工藝;根據(jù)用水需求可通過(guò)納濾、反滲透處理后回用。根據(jù)回用目的的不同，回用時(shí)可選擇超濾、超濾+反滲透(RO)、超濾+RO+混合離子交換床等工藝。其中，可采用MBR代替好氧生物處理(脫氮除磷)+深處理，也可將MBR作為深處理工藝。

地瓜的化學(xué)成分主要包括水、淀粉、蛋白質(zhì)、脂肪、纖維、灰分等。地瓜淀粉的制備是一個(gè)物理分離過(guò)程，它使用的淀粉不溶于冷水，比重大于水，比重與其他成分不同。以新鮮甘薯或干甘薯為原料，采用酸沉法生產(chǎn)淀粉，產(chǎn)生甘薯淀粉廢水。它的主要成分是水溶性淀粉、可溶性蛋白質(zhì)、多糖、氨基酸、維生素、無(wú)機(jī)鹽和其他有機(jī)和無(wú)機(jī)物質(zhì)。這是一種無(wú)毒性物質(zhì)的高濃度有機(jī)廢水。其COD約為12000mg/L，BOD5為4500mg/L，可生化性很好。

2．1ABR法

厭氧折流板反應(yīng)器( ABR )是1982年提出的一種新型高效厭氧反應(yīng)器，與其他厭氧工藝相比具有許多優(yōu)點(diǎn)。反應(yīng)器內(nèi)沿水力流動(dòng)方向設(shè)有多層隔板，將反應(yīng)器分成多個(gè)串聯(lián)的反應(yīng)室，每個(gè)反應(yīng)室類似于厭氧污泥床單元。該工藝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，反應(yīng)器內(nèi)水流的反復(fù)上下阻礙作用，改善微生物與待處理廢水的混合接觸，穩(wěn)定處理效果，促進(jìn)顆粒污泥的形成和生成，充分發(fā)揮混合沖擊承載能力；和所有微生物的作用。由于每個(gè)隔室中的營(yíng)養(yǎng)水平不同，反應(yīng)器的微生物階段有明顯的群體差異。

處理過(guò)程如下:

　1.進(jìn)水箱；2.電磁計(jì)量泵；3.恒溫水浴槽；4.ABR；5.出水箱；6.沼氣

從ABR污泥注入開(kāi)始到正常運(yùn)行，它經(jīng)歷了三個(gè)階段:污泥馴化、反應(yīng)器啟動(dòng)、不同運(yùn)行條件下的反應(yīng)器運(yùn)行和反應(yīng)器酸化回收。在污泥馴化和反應(yīng)器啟動(dòng)階段，向進(jìn)水中加入碳酸氫鈉以調(diào)節(jié)pH值，并加入一定量的微量營(yíng)養(yǎng)素，使進(jìn)水COD從1200毫克/升逐漸增加到4000毫克/升.。***21 - 95d是反應(yīng)器在不同HRT和不同容積負(fù)荷下處理的地瓜淀粉廢水的COD去除率，并找出ABR處理效果良好所需的操作條件；反應(yīng)器的酸化和回收階段包括初始酸化階段、完全酸化階段和回收階段。酸化試驗(yàn)進(jìn)水中的COD約為12000毫克/升，進(jìn)水中不添加任何化學(xué)物質(zhì)提供堿度，HRT控制在24小時(shí)，并進(jìn)行連續(xù)動(dòng)態(tài)培養(yǎng)和馴化。反應(yīng)器酸化后，研究了酸化過(guò)程中各隔室pH和COD的變化規(guī)律。在回收階段，調(diào)節(jié)堿度和進(jìn)水負(fù)荷，以研究酸化回收反應(yīng)器的有效方法。此外，厭氧池污泥(污泥顆粒化較好)，污泥濃度為10.4g(VSSPL)，VSS/TSS約為百分之25

2．2產(chǎn)油真菌發(fā)酵法

研究表明，利用甘薯淀粉廢水中的有機(jī)物可以獲得食用菌菌絲體、單細(xì)胞蛋白、天然色素、食用菌多糖等物質(zhì)。利用甘薯淀粉廢水作為培養(yǎng)基質(zhì)，還可以篩選產(chǎn)油真菌，以低成本生產(chǎn)微生物油，從而為生物柴油提供廉價(jià)的油源。通過(guò)模擬工業(yè)甘薯淀粉廢水，可以發(fā)現(xiàn)不同批次模擬甘薯淀粉廢水的質(zhì)量特征不同，甘薯的不同儲(chǔ)存期也會(huì)導(dǎo)致廢水質(zhì)量的差異。廢水含糖量為9，可以滿足微生物油脂發(fā)酵合成的需要。

以甘薯淀粉廢水為發(fā)酵底物，培養(yǎng)15株產(chǎn)油細(xì)菌，發(fā)酵7天。可以篩選出的產(chǎn)油細(xì)菌F7。菌株F7的生物量在11d至13d達(dá)到大值，此時(shí)發(fā)酵液中的殘余糖含量剛剛降至零。粗脂肪在11d到達(dá)嘴，然后迅速減少。油含量在***9天達(dá)到大值，然后下降。發(fā)酵液的COD也在***11天達(dá)到低。培養(yǎng)后期，生物量和粗脂肪均呈下降趨勢(shì)，但生物量下降幅度較小，粗脂肪下降率高于生物量。在營(yíng)養(yǎng)耗盡的后期，細(xì)菌利用自己的油脂維持新陳代謝。隨著培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)，剩余糖含量和COD均呈下降趨勢(shì)，表明在生產(chǎn)微生物油脂的同時(shí)，甘薯淀粉廢水的COD負(fù)荷可以得到有效去除。

在不增加系統(tǒng)負(fù)荷的情況下，添加離子可以有效促進(jìn)微生物發(fā)酵和產(chǎn)油。在廢水中添加不同濃度的NaAc和KH2PO4，以提高發(fā)酵后菌株F7的生物量、粗脂肪和含油量，NaAc的效果更明顯。向廢水系統(tǒng)中添加金屬離子來(lái)調(diào)節(jié)產(chǎn)油真菌的發(fā)酵，可以提高其產(chǎn)油能力，并減少系統(tǒng)的廢水負(fù)荷。

2．3復(fù)合微生物絮凝法

微生物絮凝處理是利用微生物代謝產(chǎn)生的多糖、糖蛋白和菌體形成絮凝沉淀來(lái)凈化廢水。與其他絮凝劑相比，微生物絮凝具有良好的絮凝沉降性能，安全無(wú)毒，不會(huì)產(chǎn)生二次污染。研究表明，多種微生物的共生和協(xié)同作用比單一菌株具有更好的絮凝效果。

由于生產(chǎn)原料和沉淀時(shí)間等因素的不同，每批淀粉廢水具有不同的COD。這種高濃度酸性有機(jī)廢水的處理是通過(guò)微生物絮凝處理的，不受季節(jié)溫度的影響。將釀酒酵母和膠質(zhì)芽孢桿菌直接與淀粉廢水膨脹培養(yǎng)，制備復(fù)合微生物絮凝菌液，絮凝甘薯淀粉廢水，在少量氯化鈣的輔助下，絮凝率達(dá)到百分之97由復(fù)合菌液絮凝的廢水的流出物具有約8.0的pH值和95 li的COD去除率。該廢水可用于淀粉生產(chǎn)、水產(chǎn)養(yǎng)殖和農(nóng)田灌溉。復(fù)合菌液絮凝處理得到的沉淀物富含蛋白質(zhì)和多種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，干燥后可制成飼料。

在絮凝過(guò)程中，影響絮凝率的主要因素是絮凝菌的添加量和pH值。當(dāng)加入的絮凝菌液的絮凝率為2.50時(shí)，絮凝率不會(huì)隨著絮凝菌液的增加而增加。當(dāng)絮凝菌液的添加量為10時(shí)，絮凝率低于2.5；然而，絮凝菌液的添加量為2.5，凝結(jié)速度相似?？紤]到絮凝淀粉廢水的成本，絮凝菌液的添加量為2.5。當(dāng)溶液的pH值為9.5時(shí)，在適當(dāng)?shù)穆然}的幫助下，醉絮凝率可以達(dá)到百分之97

釀酒酵母和膠質(zhì)芽孢桿菌不僅能在甘薯淀粉廢水中生長(zhǎng)繁殖，還能與廢水中的其他微生物一起絮凝廢水。當(dāng)絮凝菌液加入廢水中時(shí)，沉淀物會(huì)慢慢沉淀。當(dāng)添加10鈣時(shí)，沉淀量增加，沉淀速度加快，表明氯化鈣有助于絮凝。當(dāng)溶液的pH值調(diào)節(jié)為堿性時(shí)，生成的沉淀絮凝物大而牢固，沉降速度明顯加快。一段時(shí)間后，上清液變清。一般來(lái)說(shuō)，靜置30分鐘后，絮凝和沉淀基本結(jié)束，但靜置2 - 3小時(shí)后，沉淀更牢固，更容易過(guò)濾。

2．4氣浮UASB-SBR工藝

淀粉生產(chǎn)工藝相對(duì)落后，資源利用率相對(duì)較低。淀粉生產(chǎn)過(guò)程中大量的植物蛋白沒(méi)有被利用，而是隨著生產(chǎn)廢水排出。在淀粉廢水處理過(guò)程中，如果植物蛋白能同時(shí)回收，廢水能循環(huán)利用，將有廣闊的應(yīng)用前景。

甘薯淀粉生產(chǎn)廢水富含有機(jī)物，濃度高，懸浮物含量高，BOD5/COD為0.53。氣浮UASB-SBR工藝對(duì)出水水質(zhì)要求很高，因此物理和生化處理相結(jié)合是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。

氣浮池的流出物流入U(xiǎn)ASB厭氧反應(yīng)器。由于淀粉廢水是酸性的，后續(xù)的厭氧處理過(guò)程將受到抑制，產(chǎn)甲烷菌無(wú)法承受低pH值的環(huán)境。因此，UASB反應(yīng)器運(yùn)行的適pH值為6.8 - 7.2。氣浮UASB-SBR工藝采用流出物回流法和流出物堿度來(lái)調(diào)節(jié)pH值。盡管進(jìn)水pH值波動(dòng)，但不會(huì)影響反應(yīng)器的正常運(yùn)行。

在產(chǎn)酸菌和產(chǎn)甲烷菌的作用下，大部分有機(jī)物分解成無(wú)機(jī)小分子物質(zhì)和甲烷，剩余污泥進(jìn)入污泥濃縮池，甲烷經(jīng)三向分離器收集凈化后可作為生產(chǎn)和生活的能源，流出物流入預(yù)曝氣沉淀池。

預(yù)曝氣沉淀池是厭氧處理單元和好氧處理單元之間的重要結(jié)構(gòu)。其功能主要是去除厭氧流出物中的懸浮固體和H2S及其他有害氣體，增加水中的溶解氧，并為好氧處理創(chuàng)造有利條件。預(yù)曝氣沉淀池的出水自動(dòng)流入SBR進(jìn)行好氧生物處理，進(jìn)一步降解水中的有機(jī)物。

調(diào)節(jié)沉淀池、UASB、預(yù)曝氣沉淀池、SBR等處理單元產(chǎn)生的污泥排入污泥濃縮池進(jìn)行濃縮，以提高污泥的固體含量，使含水率低于95的污泥濃縮后進(jìn)入污泥脫水室進(jìn)行機(jī)械脫水，并將產(chǎn)生的污泥濾餅外運(yùn)。污泥濃縮池的上清液和機(jī)械濾液返回調(diào)節(jié)沉淀池進(jìn)一步處理。

絮凝氣浮可以有效去除淀粉廢水中的懸浮物，降低廢水中的COD，獲得較高的蛋白質(zhì)飼料回收率。絮凝劑的投加比例和投加量對(duì)COD的去除率有很大影響。如果能進(jìn)一步確定絮凝劑的投加比例和投加量，不僅可以獲得更好的出水水質(zhì)，還可以降低運(yùn)行成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。

厭氧菌對(duì)溫度敏感。當(dāng)溫度較低時(shí)，它們的活性降低，甚至死亡。因此，UASB反應(yīng)器需要在冬季運(yùn)行期間加熱。反應(yīng)器產(chǎn)生的沼氣可用作能量，以提供UASB所需的溫度，從而充分利用資源。

氣浮UASB-SBR工藝出水水質(zhì)良好，可用于污水深處理。處理后的水可用于植物綠化、道路噴灑和廁所用水。

3減少地瓜淀粉生產(chǎn)廢水的措施

3．1改進(jìn)加工技術(shù)

通過(guò)對(duì)甘薯加工技術(shù)的改進(jìn)，可以減少?gòu)U水的產(chǎn)生。在材料選擇方面，為了降低淀粉加工成本，先選擇淀粉含量高的無(wú)病毒品種。在清洗過(guò)程中，有三個(gè)步驟:浸泡、淘洗和清洗。每個(gè)水池中的水可以循環(huán)使用，這一方面可以減少水的消耗，另一方面可以減少污水的產(chǎn)生。通過(guò)在制漿、分離和沉淀的進(jìn)料口注入一定量的清水，可以提高淀粉的提取率。

3.2發(fā)展綠色產(chǎn)業(yè)

甘薯加工造成的污染不是化學(xué)污染。這主要是由于廢水中殘留的少量淀粉在微生物的作用下腐爛變質(zhì)，導(dǎo)致水質(zhì)發(fā)黑發(fā)臭，污染環(huán)境。因此，我們應(yīng)該從治理和排放這兩個(gè)環(huán)節(jié)入手。為了解決甘薯加工廢水中淀粉因微生物作用而變質(zhì)發(fā)臭的問(wèn)題，對(duì)甘薯加工廢水的性質(zhì)進(jìn)行了技術(shù)研究，探索了一種簡(jiǎn)單、有效、低成本的污染控制方法。更重要的是，廢水排放應(yīng)該受到監(jiān)管。所有甘薯淀粉加工站必須將洗滌水和淀粉廢水分開(kāi)，并形成一套完整的防滲淀粉廢水沉淀池。嚴(yán)禁隨意排放。

3.4地瓜深加工

地瓜具有抗癌、修復(fù)肝損傷、減肥、延緩人體衰老、抗高血壓、抑制膽固醇、增強(qiáng)免疫力等功能。因此，地瓜的深加工、甘薯系列食品的開(kāi)發(fā)以及地瓜的深加工可以大大減少地瓜淀粉產(chǎn)生的廢水量或廢水中更難的成分。