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    【干货】淀粉工业废水处置技术详细解析

    更新日期:2021-11-09 16:36


     

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    淀粉工业是以玉米、马铃薯、小麦、大米等农产品为原料生产淀粉或淀粉深加工产品(淀粉糖、葡萄糖、淀粉衍生物等)的工业。淀粉工业约需1.7t原料才可以得到1t产品,在过程中,需水量很大,淀粉废水排放量也大,而且废水都是含大量淀粉、蛋白质、糖类、脂肪等有机物的髙浓度有机废水,如不加以处置直接排入水体中,将形成水体缺氧,使水生动物窒息,给水生态环境带来极大的危害。

     

    一、淀粉生产废水处置

     

    淀粉是一种重要的工业原料,它的用处很普遍,除供食用与加工食品外,更普遍的应用于纺织、造纸、医药、发酵、铸造、胶粘、化工、机械及钻井等行业,目前,我国年产淀粉300多万吨。在淀粉生产过程中,废水抻放量很大,每产一吨淀粉排放废水10~20m3

     

    1.1淀粉生产工艺

     

    淀粉生产约有80%是以玉米为原料,其他是以薯类、小麦、大麦、燕麦以及其他富含淀粉的植物块根等为质料。原料中除含淀粉以外,还含有其他的多种成分一蛋白质、脂肪、纤维、无机盐等。淀粉具有不溶于冷水和比严重于水的根本特征。淀粉生产就是依据这两大根本特征,经过物理别离过程,除去其他物质而获得较为纯洁的淀粉制品。

     

    淀粉生产大致由原料处置、浸泡、破碎、过筛、离淀粉、洗濯、烘干等几个主要工序组成,在详细操作上因原料不同而异,但根本工艺过程是相同的。

     

    玉米淀粉生产流程:玉米过筛浸泡(回收玉米浆)→粉碎胚芽别离(胚芽可压玉米油)→磨细筛分(粉渣可做饲料)→沉淀别离(别离玉米蛋白)→淀粉洗濯脱水烘干淀粉。

     

    废水主要来源干玉米运送洗濯水、玉米浸泡水、胚芽别离、黄浆废水等工艺过程水,除此以外,还有少擞空中冲洗水。

     

    甘薯类淀粉生产流程:甘薯,洗濯磨碎过筛(薯渣作饲料)→浆液离心别离(回收黄浆水中蛋白质)→淀粉洗濯脱水烘干淀粉。

     

    废水主要来源于沉淀池上清水和离心机脱水。

     

    二.废水水质水量及其特征

     

    用玉米为原料生产淀粉,大致有以绝干计60%的玉米成为商品淀粉,还有30%的玉米成为副产品,其他则成为废液排出厂外。副产品主要是以固体状态扫除的粉渣(含纤维,剩余淀粉)和胚芽,废液则主要为两股高浓度的有机废水,一是浸泡水,固形物浓度5%,二是黄桨水,固形物浓度2%以上。大型企业浸泡水经浓缩成玉米浆,作为抗菌素生产的营养源,但绝大多数小厂没有回收。浸泡水的排放量为原料的0.5%~1%,而黄浆水的排放量达原料的30(或产品淀粉的20)左右,一个年处置玉米1万吨的淀粉厂,每日排放黄浆水约600t。这种髙浓度有机废水的主要成分是蛋白质、糖、脂肪等,另外含有大量含氮、碳无机化合物。

     

    玉米淀粉废水的通常组成为:总糖0.3%~0.7%,粗蛋白2.1%,固形物5%~10%,粗纤维2%~3%,脂肪酸0.1%~0.3%。玉米淀粉生产不受时节影响,可全年进行。工艺用水量很大,通常5~13m3/t玉米,玉米淀粉废水中主要成分为淀粉、糖类、蛋白质、纤维素有机物质,COD值为8000~30000mg/LBOD5值为5000~20000mg/LSS值为3000~5000mg/LpH4~6,呈酸性。另外,在玉米浸泡过程中,为毁坏玉米的机械强度,削弱淀粉与其他成分的亲合力,离可溶性蛋白,同时为抑止徼生物单生繁衍,在浸泡时加一定量的亚硫酸溶液,浸泡水中亚硫酸浓度约0.1%。因而,废水中含有SO32-SO42-,当两者浓度分别超越300mg/L时,用厌氧法处置会对产甲烷菌有抑止作用。

     

    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,保送和洗濯水(由保送工段和洗净工段流出的废水)含有砂土、马铃薯破皮片以及由原料流出的有机物,这种废水悬浮物含量高,CODBOD5值都不高;离废水(薯浆废水及蛋白质水)中主要含有机化合物,如糖类和蛋白质及大量的不溶物,如淀粉微粒、细胞、根纤维及叶子等。废水中可溶性固形物普通组成为(以干基计):蛋白质33%~41%,总糖35%,有机酸4%,矿物质20%,每吨淀粉可产生这种固形物200kg左右,CODBOD5值很髙,并且水量大,是马铃薯原料淀粉厂主要污染的废水;淀粉渣贮槽废水是淀粉渣长期积存在贮槽内产生的废水,这种废水虽不产生恶臭,但酸度高;冷凝水根本上是未受污染的水。

     

    三、淀粉生产废水理办法

     

    目前,国内外常用的淀粉废水处置办法冇如下几种:沉淀离法、化学絮凝法、单纯曝气法、生物处置法(活性污泥法、厌氧生物法、生物膜法、生物塘等)、膜离技术、光合细菌等。

     

    (1)沉淀离法

     

    淀粉不溶于冷水,可直接经过物理沉淀使废水中悬浮物沉淀下来,通常运用沉淀池或沉淀塘。淀粉废水含有蛋白质、淀粉,糖类及悬浮物,属高分散系的亲水胶体,这种胶体通常比拟稳定,当池中产生厌氧反响时,生成的有机酸使废水pH值降落,处于胶体状态的蛋白质,将构成絮凝体而沉淀,可以提髙别离效果。

     

    沉淀池()HRT2~7d,每吨原料需求设沉淀池()容积1.5~1.6m3。沉淀池()的净化效果,SS去除率普通在70%左右,效果好的可达90%BOD5的去除率可达20%~30%

     

    (2)化学絮凝法

     

    直接采用自然沉淀,处置时间长,BOD5的去除率低,假如加药剂,采用化学混凝法,毁坏胶体的稳定作用,使分散状态的有机物脱稳、凝聚,构成汇集状态的粗颗粒物质从水中别离出来。混凝沉淀法比物理沉淀法去除效果好,处置时间短。经过混凝能够除去分子量较大的有机物,而分子量较小的有机物可经过活性炭吸附法除去。

     

    (3)单纯曝气法

     

    用空气或含臭氧的空气对废水实行短时间的曝气,经过空气氧化、臭氧氧化以及对挥发物质的吹脱以获得净化效果,通常不单独运用。

     

    我国北方一些以马铃薯为原料的小型淀粉厂,在生产工艺、生产时节等条件不适合釆取生物处置法时可采用沉淀别离一单纯曝气法组合工艺,经过沉淀离,可减轻单纯曝气法的处置负荷,还有调理、稳定水质水量的作用。后续单纯曝气的目的是保证处置后出水达标,同时也可把沉淀别离过程中生成的有机酸吹脱进来,使废水达中性。

     

    (4)生物处置法

     

    淀粉生产废水属于高浓度有机废水,不含有毒物,可生化性好,因而,国内外常用的淀粉废水处置办法是生化法,包括活性污泥法、厌氧生物法、生物膜法、生物稳定塘等。由于淀粉废水有机物含量高,采用好氧生物法处置能耗大,处置费用高,而厌氧生物法无需供氧,处置费用低,应用普遍。下面重点引见这种处置办法。

     

    厌氧生物法是指无分子氧条件下经过厌氧微生物(包括兼生物)的作用,将淀粉废水中的各种复杂有机物降解为甲烷和化碳等物质的过程,间时把某些有机质合成细菌胞体,经过气、固分,使污水得到净化。

     

    近年来,在淀粉废水厌氧处置中,开展最快应用最多的是上流式厌氧污泥床(UASB)工艺。此外,厌氧接触法、厌氣填料床、厌氧滤池、纵向折流套筒式厌氧污泥床(VBASB)、厌氧折流板反响器(ABR)等工艺也有应用。

     

    (5)离技术

     

    用来处置淀粉废水的膜别离技术主要是反透和超滤。国外应用膜离技术去除马铃薯淀粉废水中的COD,并浓缩回收蛋白质。我国在这方面也有研讨,下面引见应用超滤技术处置马铃薯淀粉废水的模仿研讨。

     

    实验采用两级中空纤维超滤膜组件串联,聚丙烯腈(PAN)膜在前,孔径大一些,截留分子量选在10万左右,以去除大的颗粒及一定量COD,使蛋白质经过;聚砜(PS)膜在后,截留分子量选为1.5万左右,主要对蛋白质浓缩。操作条件:操作压力0.1MPa,进料流量70L/h、温度为室温,超滤前调理料液pH3.5左右。进水COD8175mg/L,经超滤处置后COD3610mg/LCOD去除率为55.8%,后面可接其他处置技术使废水达标。污染后的膜,用40℃0.1mol/LNaOH溶液清洗,恢复率90%左右。应用超滤技术时,原料液预处置十分重要。

     

    (6)光合细菌

     

    应用光合细菌(Photosynthetic Bacteria,简称PSB)处置淀粉废水不只有机污染物去除率高,投资省,占地少,且菌体污泥是对人畜无害,富含营养的蛋白饲料。因而,法是一种十分有出路的净化高浓度有机废水的处置技术。

     

    (7)淀粉废水的资源化回收技术

     

    淀粉废水中含有丰厚的营养物质,如能从淀粉废水中回收有用物质,既变废为宝,综合应用,又能减小废液处置的费用。我国在应用淀粉废水消费饲料酵母、提取淀粉酶等方面都有研讨。

     

    四、淀粉废水处置工艺

     

    目前,国内外经常采用的淀粉工业废水处工艺有如下几种。

     

    (1)厌氧-好氧串联工艺

     

    厌氧环节通常采用UASB、厌氧滤池、厌氧塘、纵向折流套筒式厌氧污泥床(VBASB)处置工艺,好氧环节可采用生物接触氧化、循环式活性污泥法等工艺,厌氧前面采用调理池预曝气、沉淀等预处置,好氧后面普通接气浮、吸附、过滤等后处置,以保证出水达标。

     

    (2)两段好氧串联工艺

     

    该工艺可为生物接触氧化与氧化塘串联,如江西国药厂淀粉分厂就是采用这种工艺。也可采用酵母菌-焦炭固定床生物膜两段好处置工艺。

     

    (3)化学絮凝-活性炭吸附

     

    国内外常用的淀粉废水处置办法是生化法,该办法具有技术成熟,效果较好,运转牢靠等特性。其缺陷是所需空间大,基建投资高,技术难度大,作管理复杂等。国内一些中小型淀粉厂由于技术和经济条件有限,特别是北方地域,冬季气温低,采用生化法处置淀粉废水处理难度加大。用化学絮凝、活性炭吸附的流程处置淀粉废水,具有基建投资少,工艺简单,操作容易,能耗低,对气温的变化顺应性强,特别适用于该类中小型淀粉厂。

     

    处置流程为:废水反响池(参加混凝剂,可应用工业废渣DSZ),调理pH值为9~11)→管道反响器(加絮凝剂,可用PAM)→斜板沉淀池上清水(用工业废酸调理pH值为6~9)→砂滤池炭塔出水排放。