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，不宜長期保存。甘薯深加工可以解決新鮮甘薯貯藏不當導(dǎo)致大量腐爛的現(xiàn)象。經(jīng)過不同深加工，甘薯精制淀粉可以生產(chǎn)數(shù)百種有價值的化學產(chǎn)品，價值增加約10 - 30倍，前景可觀，市場潛力巨大。但是，如果甘薯淀粉廢水未經(jīng)處理就排放，不僅會造成嚴重的環(huán)境污染，還會造成資源浪費。
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)排放標準、污染物來源及性質(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)用水需求可通過納濾、反滲透處理后回用。根據(jù)回用目的的不同，回用時可選擇超濾、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物理分離過程，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、無機鹽和其他有機和無機物質(zhì)。這是一種無毒性物質(zhì)的高濃度有機廢水。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。反應(yīng)器內(nèi)沿水力流動方向設(shè)有多層隔板，將反應(yīng)器分成多個串聯(lián)的反應(yīng)室，每個反應(yīng)室類似于厭氧污泥床單元。該工藝結(jié)構(gòu)設(shè)計簡單，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。由于每個隔室中的營養(yǎng)水平不同，反應(yīng)器的微生物階段有明顯的群體差異。
處理過程如下:
處理過程如下:
1.進水箱；2.電磁計量泵；3.恒溫水浴槽；4.ABR；5.出水箱；6.沼氣
從ABR污泥注入開始到正常運行，它經(jīng)歷了三個階段:污泥馴化、反應(yīng)器啟動、不同運行條件下的反應(yīng)器運行和反應(yīng)器酸化回收。在污泥馴化和反應(yīng)器啟動階段，向進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養(yǎng)素，使進水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。酸化試驗進水中的COD約為12000毫克/升，進水中不添加任何化學物質(zhì)提供堿度，HRT控制在24小時，并進行連續(xù)動態(tài)培養(yǎng)和馴化。反應(yīng)器酸化后，研究了酸化過程中各隔室pH和COD的變化規(guī)律。在回收階段，調(diào)節(jié)堿度和進水負荷，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?；^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物可以獲得食用菌菌絲體、單細胞蛋白、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的油源。通過模擬工業(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，甘薯的不同儲存期也會導(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)油細菌，發(fā)酵7天?？梢院Y選出的產(chǎn)油細菌F7。菌株F7的生物量在11d至13d達到大值，此時發(fā)酵液中的殘余糖含量剛剛降至零。粗脂肪在11d到達嘴，然后迅速減少。油含量在***9天達到大值，然后下降。發(fā)酵液的COD也在***11天達到低。培養(yǎng)后期，生物量和粗脂肪均呈下降趨勢，但生物量下降幅度較小，粗脂肪下降率高于生物量。在營養(yǎng)耗盡的后期，細菌利用自己的油脂維持新陳代謝。隨著培養(yǎng)時間的延長，剩余糖含量和COD均呈下降趨勢，表明在生產(chǎn)微生物油脂的同時，甘薯淀粉廢水的COD負荷可以得到有效去除。
在不增加系統(tǒng)負荷的情況下，添加離子可以有效促進微生物發(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，安全無毒，不會產(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廢水的處理是通過微生物絮凝處理的，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)和多種營養(yǎng)物質(zhì)，干燥后可制成飼料。
在絮凝過程中，影響絮凝率的主要因素是絮凝菌的添加量和pH值。當加入的絮凝菌液的絮凝率為2.50時，絮凝率不會隨著絮凝菌液的增加而增加。當絮凝菌液的添加量為10時，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。當溶液的pH值為9.5時，在適當?shù)穆然}的幫助下，醉絮凝率可以達到百分之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繁殖，還能與廢水中的其他微生物一起絮凝廢水。當絮凝菌液加入廢水中時，沉淀物會慢慢沉淀。當添加10鈣時，沉淀量增加，沉淀速度加快，表明氯化鈣有助于絮凝。當溶液的pH值調(diào)節(jié)為堿性時，生成的沉淀絮凝物大而牢固，沉降速度明顯加快。一段時間后，上清液變清。一般來說，靜置30分鐘后，絮凝和沉淀基本結(jié)束，但靜置2 - 3小時后，沉淀更牢固，更容易過濾。
2．4氣浮UASB-SBR工藝
淀粉生產(chǎn)工藝相對落后，資源利用率相對較低。淀粉生產(chǎn)過程中大量的植物蛋白沒有被利用，而是隨著生產(chǎn)廢水排出。在淀粉廢水處理過程中，如果植物蛋白能同時回收，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)廢水富含有機物，濃度高，懸浮物含量高，BOD5/COD為0.53。氣浮UASB-SBR工藝對出水水質(zhì)要求很高，因此物理和生化處理相結(jié)合是一個不錯的選擇。
氣浮池的流出物流入UASB厭氧反應(yīng)器。由于淀粉廢水是酸性的，后續(xù)的厭氧處理過程將受到抑制，產(chǎn)甲烷菌無法承受低pH值的環(huán)境。因此，UASB反應(yīng)器運行的適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調(diào)節(jié)pH值。盡管進水pH值波動，但不會影響反應(yīng)器的正常運行。
在產(chǎn)酸菌和產(chǎn)甲烷菌的作用下，大部分有機物分解成無機小分子物質(zhì)和甲烷，剩余污泥進入污泥濃縮池，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流入SBR進行好氧生物處理，進一步降解水中的有機物。
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的污泥濃縮后進入污泥脫水室進行機械脫水，并將產(chǎn)生的污泥濾餅外運。污泥濃縮池的上清液和機械濾液返回調(diào)節(jié)沉淀池進一步處理。
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COD的去除率有很大影響。如果能進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)，還可以降低運行成本，提高經(jīng)濟效益。
厭氧菌對溫度敏感。當溫度較低時，它們的活性降低，甚至死亡。因此，UASB反應(yīng)器需要在冬季運行期間加熱。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改進加工技術(shù)
通過對甘薯加工技術(shù)的改進，可以減少廢水的產(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病毒品種。在清洗過程中，有三個步驟:浸泡、淘洗和清洗。每個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。通過在制漿、分離和沉淀的進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)臭的問題，對甘薯加工廢水的性質(zhì)進行了技術(shù)研究，探索了一種簡單、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，并形成一套完整的防滲淀粉廢水沉淀池。嚴禁隨意排放。
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、增強免疫力等功能。因此，地瓜的深加工、甘薯系列食品的開發(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。
結(jié)論
甘薯淀粉生產(chǎn)廢水是一種高濃度有機廢水。它可以作為有機肥直接排放到地里，從中提取出許多有用的成分。它是一種很好的生物和工業(yè)原料，具有極高的利用價值，可以變廢為寶，節(jié)約資源，不污染環(huán)境。
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