淀粉生產(chǎn)大約有80%是以玉米為原料，其余以薯類、小麥、大麥、燕麥以及其他富含淀粉的植物塊根等為原料。原料中除含有淀粉以外還含有其他的多種成分— 蛋白質(zhì)、纖維素、機(jī)鹽等口淀粉 生產(chǎn) 由原料處理、浸泡、粉碎、過篩、分離淀粉、洗滌、干燥等幾個主要工序組成。但具體操作上因原料的不同存在著一些差異，廢水的主要來源也因淀粉生產(chǎn)原料的不同而異。不同原料生產(chǎn)淀粉的工藝流程及廢水來源。
以玉米為原料生產(chǎn)淀粉時，以絕干計，大致有60%的玉米可成為商品淀粉，還有30%的玉米成為副產(chǎn)品，其余部分則成為廢液排出廠外。玉米淀粉廢水的一般組成為二總糖0.3%一0.7%，粗蛋白2.1%，固形物5%一10%，粗纖維2%一3%，脂肪酸0.1%一0.3%。而以甘薯類(包括馬鈴薯和其他薯類)為原料的淀粉生產(chǎn)廢水中可溶性固形物一般組成為(以干基計):蛋白質(zhì)33%一41%，總糖35%，有機(jī)酸4%，礦物質(zhì)20%.淀粉廠從各個車間排放的廢水的水質(zhì)波動較大。
我國是馬鈴薯生產(chǎn)大國, 馬鈴薯加工產(chǎn)生的淀粉廢水污染十分嚴(yán)重, 如果不加處理, 隨意排放, 將會對居民的生存環(huán)境造成嚴(yán)重威脅。淀粉廢水中的有機(jī)物含量高(化學(xué)需氧量COD 值大約在2 000 ~10 000mg /L), 在土壤中分解時吸收了土壤中的氧氣, 土壤中的植物根部因缺氧而腐爛, 最終導(dǎo)致整個植物死亡。馬鈴薯淀粉廢水屬于高濃度有機(jī)廢水, 其廢水主要含有淀粉、各種糖類、多種氨基酸、脂肪、有機(jī)酸、維生素以及酶類、茄素等 。淀粉廢水的處理方法非常多, 針對馬鈴薯淀粉的生產(chǎn)特點(diǎn)、馬鈴薯淀粉廢水的水質(zhì)及當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)狀況, 選擇流程簡單, 容易操作, 基建費(fèi)和運(yùn)行費(fèi)低, 便于管理的工藝, 是當(dāng)務(wù)之急。
工業(yè)甘薯淀粉廢水是一種高濃度有機(jī)廢水,COD值一般在11 482~ 13 780 mg /L[ 2] 。排放到環(huán)境中會造成污染, 同時造成資源的浪費(fèi)。據(jù)報道, 利用淀粉廢水來獲取食用菌菌絲體、單細(xì)胞蛋白、天然色素、食用菌多糖, 能夠達(dá)到對廢水的高效利用, 變廢為寶。
玉米淀粉生產(chǎn)過程主要產(chǎn)生兩種廢水[ 3] : 一為高濃度有機(jī)工藝廢水, 具有四高一低 的特點(diǎn), 即CODCr高( 8 000~ 15 000 mg /L)、懸浮固體( SS)高( 1 000~ 3 000mg /L)、總氮值高( 240~ 540mg /L)、磷酸鹽濃度高(以P計, 約15~ 130 mg /L) , 一低為pH 值低( 4. 2~ 5 ); 二是中等濃度有機(jī)廢水, CODC r值在2 000~ 3 500 mg /L, 氨氮和磷酸鹽濃度均不高, 分別為! 20 mg /L和14~ 32mg /L[ 4] 。
生產(chǎn)廢水主要來源于浸泡、胚芽分離、纖維洗滌和脫水等工序，其主要成分為淀粉、糖類、蛋白質(zhì)、纖維素等有機(jī)物質(zhì)和氮、磷等無機(jī)物，各種廢水水質(zhì)、水量見表1。
廢水經(jīng)廠內(nèi)地下管網(wǎng)匯集到廢水處理站，混合廢水的水質(zhì)、水量見表2。
混合廢水的BOD5/COD一般為0.6～0.625，其可生化性較好，總水量為500～600m3/d，故處理站設(shè)計水量取600m3/d。根據(jù)該廠地理位置及環(huán)保要求，廢水經(jīng)處理后應(yīng)達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978—1996)中的二級標(biāo)準(zhǔn)要求，即COD≤150mg/L ，BO D5≤60 mg/L，SS≤200mg/L，pH=6～9。
UASB–氧化塘工藝處理馬鈴薯淀粉加工廢水的實驗研究
本研究針對馬鈴薯淀粉生產(chǎn)的季節(jié)性和變動性特點(diǎn)，采用上流式厭氧污泥床–曝氣氧化塘工藝對馬鈴薯淀粉廢水進(jìn)行了處理工藝的模擬試驗，以期為實際工程設(shè)計提供參考。
試驗所用UASB反應(yīng)器為一有機(jī)玻璃圓柱，內(nèi)徑150mm，高2000mm，總?cè)莘e約為35.0L。反應(yīng)器下部為污泥馴化形成的顆粒污泥膨脹床，中上部為三相分離器，沿反應(yīng)器外側(cè)不同高度設(shè)有取樣口，底部進(jìn)水、排泥，頂端加蓋，設(shè)有集氣裝置。
模擬曝氣氧化塘為一水池，池深600mm，內(nèi)徑500mm。充氧器為一小型曝氣機(jī)，可提供恒定的氧氣量。基于馬鈴薯淀粉廢水易于生化的特性，通過對多種處理工藝的比較分析，本試驗采用UASB—曝氣氧化塘為核心的處理工藝，該工藝具有處理效率高，投資運(yùn)行費(fèi)用低、管理簡單等特點(diǎn)。在運(yùn)行過程中，馬鈴薯淀粉廢水從UASB反應(yīng)器底部進(jìn)入污泥床，經(jīng)厭氧處理后，再通入曝氣氧化塘處理，氧化塘處理后出水達(dá)標(biāo)直接排放或經(jīng)過消毒后循環(huán)利用。
UASB反應(yīng)器能否穩(wěn)定、高效地運(yùn)行，關(guān)鍵是看能否培養(yǎng)出具有優(yōu)良沉降性能和產(chǎn)甲烷菌活性高的顆粒污泥。在UASB柱狀反應(yīng)器內(nèi)可維持很高的顆粒污泥生物量，因此保證了UASB反應(yīng)器可在高負(fù)荷下穩(wěn)定運(yùn)行。試驗UASB反應(yīng)器利用橡膠廠兼性塘溢流堰中的污泥接種，反應(yīng)器在中溫（30～36℃）條件下分階段培養(yǎng)馴化，通過連續(xù)運(yùn)行35d后，顆粒污泥形成，系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定的處理效果。污泥顆粒化過程一般可分為三個階段：⑴污泥呈現(xiàn)絮凝狀，此階段為微生物適應(yīng)周圍環(huán)境的過程；⑵開始出現(xiàn)顆?；勰啵侵睆捷^小(0.1～0.3mm)；⑶ 顆粒污泥不斷增大，絮污泥逐漸減少，此時，顆粒污泥直徑在2.0～5.0 mm之間。顆粒污泥密度比絮體污泥大，具有良好的沉降性能，具有很高的生物活性，并因廢水生化處理階段的不同而呈現(xiàn)黑色和灰色。具體參見http://www.dowater.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。
UASB–曝氣氧化塘組合工藝對高濃度馬鈴薯淀粉廢水具有很好的處理效果，當(dāng)廢水進(jìn)水COD濃度為4016mg/L時，出水COD濃度可達(dá)133mg/L，去除率為96.7%，主要污染指標(biāo)也均達(dá)到國家污水綜合排放二級標(biāo)準(zhǔn)（GB8978-1996）。
選擇UASB反應(yīng)器作為厭氧生物處理裝置，其具有占地面積小、處理能力大、處理效率高、操作簡單，并可產(chǎn)生沼氣等優(yōu)點(diǎn)。
根據(jù)馬鈴薯淀粉生產(chǎn)廠的具體情況，選擇曝氣氧化塘作為好氧處理單元，其具有處理成本低，運(yùn)行管理方便等優(yōu)點(diǎn)，是一種適合目前馬鈴薯淀粉生產(chǎn)具體情況的處理工藝。
