淀粉废水来源及处理方法

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以玉米淀粉为例,玉米淀粉生产废水来源于及相应特点:

如果淀粉是最终产品,其排出废水主要是原料洗涤用水、玉米浆蒸发的气压冷凝水和干燥过程废水。

(1)洗涤水

洗涤水产生在清杂工艺段,玉米在投料时,用水力输送去浸泡系统,玉米和输送水的比例为1:2.5~3,温度为35~50度。输送水经脱水筛脱除杂质后,湿玉米进入浸泡罐,洗涤水排出。另外,浸泡后的玉米进行洗涤时,也排放少量污水。洗涤水的特点是:水量较大,一般吨淀粉用水约为2m3;水中的悬浮物较多,悬浮物主要是玉米皮、碎玉米等;污水的COD比较低,大约在400~800mg/L。

(2)菲汀水或蒸发冷凝液

玉米在亚硫酸溶液中浸泡后的玉米浆,可直接蒸发浓缩做玉米浆,也可用于生产菲汀,在压滤菲汀时产生的废水就叫菲汀水。菲汀水的特点是:水量较小,一般吨淀粉产生菲汀水约0.5~1m3;废水的CODCr 比较高,大约在50000~80000mg/L;废水中的亚硫酸根浓度很高,大约在2000~3000mg/L。

现在大多数企业综合多方面考虑,已经不再生产菲汀,通过三效蒸发对浸泡液进行浓缩做玉米浆,同时排放蒸发冷凝液,吨淀粉排放1 m3左右,其CODCr一般在1000mg/L~2000mg/L以下,处理难度相对较小。

(3)蛋白水

在蛋白分离时,进行浮选浓缩时,有大量的废水排放;在进行蛋白压滤时,有少量废水排放,在纤维榨水时,有少量废水排放,我们把这些废水统称为蛋白水。蛋白水的特点是:水量较大,一吨淀粉产生的蛋白水约5~10m3,有的甚至更多;废水中的COD浓度较高,约为4000~8000mg/L,因用水量不同而存在较大差别。

综上所述,淀粉废水主要来源于玉米淀粉加工过程中的洗涤、压滤、浓缩等工艺段,废水中含有大量溶解性的有机污染物,如蛋白质、糖类、碳水化合物、脂肪、氨基酸等,其次是含N、P的无机化合物,另外还含有一定量的挥发酸、灰分等,属生化性较好的高浓度有机废水。

若淀粉深加工,还会产生其它废水如:

1.液体葡萄糖脱盐的废水。

2.以次氯酸盐氧化法生产淀粉衍生物的废水,加入二氧化硫可停止反应。

淀粉废水处理:

国家环保总局在国家环境科技发展“十五”计划纲要指出:继续把淀粉工业的废水污染控制技术作为重要内容进行研究。针对淀粉工业废水的特点,人们都在力求研究出一种快速、高效、低能耗的淀粉废水处理方法。

国内外目前常用的处理方法总体上可分为生化法和化学絮凝沉淀法,两种处理方法在实际应用中各有利弊。

絮凝沉淀处理

絮凝沉淀法作为一种成本较低的水处理方法应用广泛。其水处理效果的好坏很大程度上取决于絮凝剂的性能,所以絮凝剂是絮凝法水处理技术的关键。絮凝剂可分为无机絮凝剂、合成有机高分子絮凝剂、天然高分子絮凝剂和复合型絮凝剂。追求高效、廉价、环保是絮凝剂研制者们的目标。

生物处理

生物处理法是利用微生物新陈代谢功能,使废水中呈溶解和胶体状态的有机污染物被降解并转化为无害物质,使废水得以净化的方法。一般可分为好氧生物处理法和厌氧生物处理法两种。该方法在处理高浓度有机废水方面,以其处理费用低、处理效率高等优点被广泛采用。

厌氧生物法

厌氧法处理淀粉废水,其最终产物是以甲烷为主的可燃气体,可作为能源回收利用;剩余污泥量少且易于脱水浓缩,可作为肥料使用;处理工艺运转费用低。在当前能源日益紧张的形势下,该方法作为一种低能耗,可回收资源的处理工艺日益受到世界各国的重视。

近年来,厌氧发酵法处理淀粉废水主要有升流式厌氧污泥床(UASB)、厌氧流化床(AFB)、厌氧接触法(ACP)、两相厌氧消化法(TPAD)和厌氧滤池(AF)等。

好氧生物法

与厌氧法相比,好氧生物法在处理淀粉加工废水方面有许多不足之处,例如需要充氧、动力消耗大、无能量回收、微生物所需营养多和污泥量大等适合处理低浓度的有机废水。而淀粉废水的COD一般较大,所以在淀粉废水的处理中单独应用的较少,主要是接触氧化法、生物氧化塘法和SBR法。在淀粉加工废水的处理中,好氧生物处理一般用作后续处理。

一、玉米淀粉加工废水主要来源和特点

作为生产淀粉的原料,玉米具有淀粉含量高、副产品能够进行综合利用、生产成本较低的特点。

玉米淀粉废水主要来源于浸泡、胚芽分离、纤维洗涤和脱水等工序。玉米淀粉生产不受季节影响,可全年生产。工艺用水量较大,一般为5-13m3废水/t玉米,因此玉米淀粉生产主要表现为耗水量大和淀粉的提取率低的特点,造成我国的玉米淀粉生产工艺产生的废水量较大,污染物浓度高。

玉米淀粉生产污染物污染负荷和排放量见表1所列。进一步提取废水中的淀粉、蛋白质和纤维素,开展综合利用,并增加废水的循环利用率是减少玉米淀粉废水污染程度的有效途径。

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。同样排放废水的C OD浓度较高,为500-50000mg/L,悬浮物浓度为400-10000mg/L。

二、玉米淀粉加工废水处理工艺

玉米淀粉生产废水水质成分复杂,污染物浓度也高。玉米淀粉生产废水的处理以生物处理法为主,好氧生物处理法一般不能作为单一的处理系统。目前,推荐的废水处理工艺为:预处理+厌氧生物处理+好氧生物处理工艺。

(1)预处理预处理主要采用沉淀分离法。此外,可采用离心分离,微滤及压滤等设备强化预处理能力。

(2)生物处理法玉米淀粉生产废水的厌氧生物处理技术,经常采用UASB反应器、厌氧流化床及厌氧滤池等,有机物经厌氧生物处理可大幅度削减,一般COD去除率可达8 0%~90%,可达到预期的COD去除率,设计参数参考以下数值。

UASB反应器有机负荷:7~9kgCOD/(m3·d)(35℃),3~4kg COD/(m3·d)(2 5℃)。

经厌氧生物处理工艺后的出水可经好氧生物处理工艺进一步处理,好氧部分可采用颗泣污泥UASB的负荷可以达到10-15kg COD/(m3·d),可以节省50%以上的建设费用。

三、淀粉加工废水处理工程实例

(一)某玉米制品有限公司淀粉厂UASB+CAAA工艺该玉米制品有限公司始建于19 94年,1998年11月扩大规模后年产玉米淀粉10万吨。该公司现有产品包括玉米淀粉、玉米蛋白玉米胚芽、玉米纤维、植酸钙等。淀粉废水含有大量植物蛋白等污染物质,主要来源于玉米淀粉加工过程中的洗涤、浸泡、压滤、浓缩等工艺段,属于高浓度有机废水。该污水厂1998年6月开始设计,1999年调试完成并通过有关部门的验收。

该玉米制品有限公司废水处理厂设计水量为2300m3/d,根据公司废水监测的数据,并结合同类废水的水质,确定设计水质PH值为6-9。本工程设计出水水质采用《中华人民共和国污水综合排放标准》(GB8978-1996)一级标准。

淀粉废水属可生化性较好的高浓度有机废水,因而采用厌氧生化处理和好氧生化处理相串联的主体工艺。

工程实践表明,当废水中-浓度超过200mg/L,-浓度超过300mg/L,就会对甲烷菌产生抑制作用,导致厌氧处理去除率下降,产气量减少。根据以上废水水质的特点,工程中采用选择反应器作为预处理措施。选择反应器兼有调节水质水量作用,能提高废水的可生化性,使生化时间缩短,降低造价和运行费用。选择反应器还可以有效脱除废水中的含硫化合物,消除对后续厌氧处理和好氧处理的抑制和干扰,保证系统的成功运行。

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