淀粉廢水處理工藝

一、廢水的初級處理

  廢水的初級處理主要是去除廢水中呈懸浮狀態(tài)的固體污染物，大多采用物理方法。當(dāng)用篩子去除大的固形物（懸浮物和沉淀物）后，廢水可以進(jìn)入初級處理系統(tǒng)。初級處理系統(tǒng)實質(zhì)上是一個長方形和圓形的澄清設(shè)備。它設(shè)有一個刮板機(jī)，用來去除固形物。刮板機(jī)安在底部或浮在頂部。澄清池中通常設(shè)有一個溢流堰。

  1．格柵

  格柵是由一組平行的金屬或其它柵條制成的框架，斜置在廢水流經(jīng)的渠道上或泵站集水池的處，用以截留懸浮狀態(tài)的雜物。在廢水處理流程中，格柵是一種對后處理裝置或水泵機(jī)組具有保護(hù)作用的處理設(shè)備。隨著我國廢水處理行業(yè)的不斷完善，格柵的作用日益受到人們的重視，各地相繼開發(fā)應(yīng)用了一些新型格柵，比較成功的有圓條型回轉(zhuǎn)細(xì)格柵、回轉(zhuǎn)式固液分離機(jī)、曲面格柵。

  2．重力分離

  重力分離法是依據(jù)廢水中懸浮物與廢水的相對密度不同這一特點，除去廢水中懸浮物質(zhì)的一種方法。當(dāng)懸浮物的相對密度大于廢水相對密度時，在重力作用下，懸浮物下沉形成沉淀物；當(dāng)懸浮物的相對密度小于廢水相對密度時，懸浮物上升到水面。通過收集沉淀物與上浮物，可使廢水凈化。重力沉淀法可以去除廢水中的沙粒、化學(xué)沉淀物、化學(xué)混凝處理所形成的化學(xué)絮凝體和生物處理形成的生物污泥，也可以用于污泥濃縮。重力上浮法主要用于去除廢水中的油分及相對密度小于廢水的成分（如苯等）。重力沉淀法與重力上浮法的基本原理和特性是相同的。

  3．氣浮

  氣浮法是利用高度分散的微小氣泡作為載體除去廢水中的懸浮物，使其密度小于水而上浮到水面以實現(xiàn)固液分離的過程。在水處理中，氣浮法廣泛應(yīng)用于：①分離地面水中的細(xì)小懸浮物、藻類及微小絮凝體。②回收工業(yè)廢水中的有用物質(zhì)，如造紙廠廢水中的紙漿纖維及填料等。③代替二次沉淀池，分離和濃縮活性污泥。④分離回收含油廢水中的懸浮油和乳化油。⑤分離回收以分子或離子狀態(tài)存在的物質(zhì)，如表面活性物質(zhì)和金屬離子。

  4．均和調(diào)節(jié)

  化工廢水具有水質(zhì)、水量多變化的特點，在一日內(nèi)或一個班內(nèi)都可能有很大變化，尤其是當(dāng)操作不正常或設(shè)備、管道泄漏而使物料流入廢水中時更為顯著。廢水水質(zhì)、水量的這種變化對排水設(shè)施及廢水處理設(shè)備，特別是生物處理設(shè)備正常發(fā)揮其凈化功能是不利的，甚至還可能造成破壞。在這種情況下，經(jīng)常采取的措施是在廢水處理系統(tǒng)之前設(shè)調(diào)節(jié)池，用以進(jìn)行水量的調(diào)節(jié)（均量池）和水質(zhì)的均和（均質(zhì)池），以保證廢水處理的正常進(jìn)行。此外，均量池還可以起到臨時貯存事故排水的作用。

  5．離心分離

  離心分離治理廢水是利用快速旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力將廢水中懸浮顆粒進(jìn)行分離。當(dāng)含懸浮顆粒的廢水發(fā)生快速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動時，質(zhì)量大的固體顆粒被甩到外圍，質(zhì)量小的則留在內(nèi)圈，從而使廢水與懸浮顆粒得到分離，廢水獲得凈化。

  二、廢水的后處理

  1．好氧塘

  好氧塘是利用天然或人工修造的池塘，使廢水在塘內(nèi)長時間停留，通過生物和微生物的作用使水得到凈化。在處理馬鈴薯副產(chǎn)品時，為了增加溶解氧量可以用液壓，如果馬鈴薯加工廠廢水中BOD為6500mg/L，經(jīng)好氧處理后BOD降為6mg/L，*達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，所用工藝為間歇曝氣工藝，10min給氧，20min沉淀。并且好氧二級處理中能使BOD降低90%，去除96%的大腸菌群。在廢水加入沉淀劑，幾乎可以100%地去除懸浮固體。經(jīng)一級、二級處理后廢水中沒有檢測到糞便大腸桿菌。

  2．活性污泥工藝

  活性污泥法處理廢水，就是讓生物絮凝體懸浮在廢水中形成混合液，使廢水中的有機(jī)物同活性污泥微生物充分接觸，溶解性的有機(jī)物將被細(xì)胞所吸附和吸收，進(jìn)入細(xì)胞原生質(zhì)內(nèi)，并在細(xì)胞內(nèi)酶的作用下進(jìn)行氧化分解。廢水中懸浮狀態(tài)和膠態(tài)有機(jī)污染物被吸附后，先在微生物的細(xì)胞外酶作用下，分解為溶解性的低分子有機(jī)物，再進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部。通過這樣一種轉(zhuǎn)移和微生物的新陳代謝作用，使有機(jī)物分解，廢水得到凈化。同時，新的細(xì)胞物質(zhì)不斷合成，活性污泥的數(shù)量也不斷增加。在將懸浮于廢水中的活性污泥進(jìn)行分離后，排出的即為凈化后的廢水。

  用這種方法可以至少去除90%的BOD。從馬鈴薯皮和馬鈴薯淀粉廠出來的蛋白質(zhì)廢水中含有懸浮物820mg/L、總氮830 mg/L、COD3300 mg/L、BOD6000 mg/L。如果用5%活性污泥，有機(jī)負(fù)荷為1.3kgCOD/（m3?d）時，則可使COD和BOD去除率分別為96.2%和98.8%。盡管馬鈴薯加工廠和城市廢水的有機(jī)負(fù)荷高，但用活性污泥法處理還是可行的。在一個長方形*混合連續(xù)活性污泥反應(yīng)器中，5d后馬鈴薯加工廠廢水COD的去除率為90%，氨的去除效果也較好。

  3．厭氧處理

  廢水厭氧生物處理是指在無分子氧條件下通過厭氧微生物（包括兼性微生物）的作用，將廢水中的各種復(fù)雜有機(jī)物分解轉(zhuǎn)化成甲烷和二氧化碳等物質(zhì)的過程，也稱為厭氧消化。它與好氧過程的根本區(qū)別在于不以分子態(tài)氧作為受氫體，而以化合態(tài)氧、碳、氮等作為受氫體。

  厭氧生物處理是一個復(fù)雜的生物化學(xué)過程，依靠三大主要類群的細(xì)菌，即水解產(chǎn)酸細(xì)菌，產(chǎn)氫、產(chǎn)乙酸細(xì)菌和產(chǎn)甲烷細(xì)菌的聯(lián)合作用*，因而可粗略地將厭氧消化過程劃分為三個連續(xù)的階段，即水解酸化階段、產(chǎn)氫乙酸階段、產(chǎn)甲烷階段。

  厭氧法處理廢水是在密閉池或開放池的底部進(jìn)行，不要求供氧、維修費用低，所以是處理廢水簡單的方法。有些有機(jī)物對好氧生物處理法來說是難降解的，但對厭氧生物處理法來說是可降解的，并能產(chǎn)生甲烷氣。高溫和高生物量能加快生物降解速度。甲烷發(fā)酵時間長容易導(dǎo)致固體物質(zhì)的停留和積累。產(chǎn)甲烷菌對有機(jī)負(fù)荷、有毒物質(zhì)及環(huán)境條件變化是非常敏感的。厭氧工藝可以在短時間內(nèi)處理大量廢水，厭氧消化工藝的大負(fù)荷由反應(yīng)器的污泥停留時間（SRT）決定。過去使用厭氧接觸工藝和過濾器來提高SRT，現(xiàn)在采用上流式厭氧污泥床（UASB）工藝。UASB工藝廣泛應(yīng)用于處理含可溶性碳水化合物、蛋白質(zhì)廢水。這些廢水來自馬鈴薯食品廠、馬鈴薯淀粉廠、小麥淀粉廠、甜菜糖廠、制糖廠、啤酒廠、酵母廠、糖漿廠和發(fā)酵廠，化工廠廢水也可用UASB工藝處理。

  在眾多的厭氧處理工藝中上流式厭氧污泥床（UASB）具有投資較低、容積負(fù)荷高、處理效率高的特點，因而被廣泛應(yīng)用。以生產(chǎn)馬鈴薯淀粉廢水處理為例，其生產(chǎn)工藝流程如圖所示。

  圖  UASB處理馬鈴薯淀粉加工廢水流程

  三、厭氧-好氧生物處理

  根據(jù)馬鈴薯加工廠廢水含高濃度的有機(jī)物、可生化性能良好的特點，將厭氧生物轉(zhuǎn)盤與好氧生物轉(zhuǎn)盤串聯(lián)起來，用于馬鈴薯廢水處理，取得了良好的處理效果，排水水質(zhì)可以達(dá)到國家規(guī)定的污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)。該工藝中厭氧、好氧各有污泥分離與回流裝置，整個系統(tǒng)的剩余污泥全部回流到厭氧生物轉(zhuǎn)盤，一是為了提高生物量，因而也縮短總的水力停留時間；二是為了將多余的活性污泥消化在系統(tǒng)內(nèi)部。該工藝流程也是兼具固著生長和懸浮生長的特點。還可通過轉(zhuǎn)盤投加絮凝劑進(jìn)一步提高COD去除率和脫色率。該流程對COD、色度等的去除率均達(dá)到70%以上。進(jìn)一步提高厭氧池中的懸浮污泥濃度也可以提高脫色率和COD去除率。

  四、其它處理方法

  1．化學(xué)方法

  為適應(yīng)不同的要求可用化學(xué)方法處理廢水，這些化學(xué)方法有中和、沉淀、氧化還原、分解和離子交換。在處理過程中應(yīng)嚴(yán)格控制pH。如果同時處理城市污水和工業(yè)廢水，PH控制是一個關(guān)鍵因素。在處理洗馬鈴薯廢水時，膨潤土是有效的助凝劑。經(jīng)化學(xué)處理的馬鈴薯廢水，COD明顯降低，然后進(jìn)入城市污水處理系統(tǒng)或其它污水處理系統(tǒng)，進(jìn)一步處理以至達(dá)到水質(zhì)排放標(biāo)準(zhǔn)。

  2．活性炭處理

  活性炭是一種非極性吸附劑，具有較大的吸附表面及其具有多孔性，吸附污染物的效率高。它可以吸附色素、BOD、COD、TSS、氣味、泡沫和食品加工廠廢水中的細(xì)菌菌團(tuán)。活性炭處理費用高，且不能吸附弱極性化合物，由于對廢水排放的要求越來越高，而活性炭吸附是除生物處理有機(jī)污染物以外的惟一處理方法，所以越來越受到人們的關(guān)注。活性炭處理馬鈴薯加工廠廢水已經(jīng)作為活性污泥處理后的第三級處理過程。三級處理是一種凈化要求較高的處理，主要是去除二級處理所未能除去的污染物，其中包括微生物未能降解的有機(jī)物和磷、氮等，能夠?qū)е滤w富營養(yǎng)化的可溶性無機(jī)物等。三級處理后，BOD5可從20～30mg/L降至5mg/L以下，還能夠去除大部分的氮、磷。

  3．過濾和膜分離

  處理廢水所用的過濾和膜分離方法有電滲析、反滲透、超濾、沙濾和生物膜。在利用生物膜法時，廢水通過棲著大量細(xì)菌的生物膜時，有機(jī)廢物即被細(xì)菌分解。在利用生物膜法處理廢水時，有機(jī)負(fù)荷過高會影響出水水質(zhì)，主要表現(xiàn)為BOD的去除率低。因此降低有機(jī)負(fù)荷可以使BOD的去除率達(dá)到5kg/（m3?d），可以去除谷物和馬鈴薯片廢水70%～90%的BOD，利用超濾和反滲透法處理馬鈴薯加工廠廢水時能阻止泡沫的產(chǎn)生。

  4．農(nóng)田灌溉

  工業(yè)廢水被稀釋后，可用于土壤的灌溉。生物固體、濾餅、泥漿都可回填到土壤中。利用廢水進(jìn)行灌溉可用灑水車或其它灌溉技術(shù)。在灌溉時應(yīng)控制給水速度，使水在土壤中有足夠時間進(jìn)行生物降解。在利用廢水進(jìn)行灌溉時應(yīng)嚴(yán)格控制土壤的土質(zhì)、pH和鈉離子的濃度