1、 本科毕业论文 文献综述 环境 工程 淀粉废水的处理技术研究进展 摘要： 淀粉废水是一种 高色度、高浓度的有机废水 。该废水处理工艺复杂，往往需要多个工艺共同处理。本文重点介绍了淀粉废水的现状与特征，处理工艺和对此类废水处理工艺的展望。 关键词： 淀粉废水；现状；特征；处理工艺；展望 1.淀粉废水的现状与特征 淀粉是一种重要的工业原料 1，除供食用与加工食品外，更广泛的应用于纺织、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 2000 多万吨 2，伴随着经济的迅速发展和人民生活水平的不断提高， 食品加工业也会随之扩大，企业机械化水平和行业集中度进一步提高，企业经营状
2、况进一步好转，因而淀粉废水的污染还在不断的加剧。淀粉废水的 水质 3特点：（ 1）因玉米生产淀粉过程中水的利用率较低，故玉米淀粉废水水量较大，水质水量变化较小；（ 2）有机物含量高、可生化性好、固体悬浮物含量高，无毒性。玉米淀粉废水的一般组成为二总糖 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%。而以甘薯类 (包括马铃薯和其他薯类 )为原料的淀粉生产废水中可溶性固形物一般组成为 (以干基计 ):蛋 白质 33%41%，总糖35%，有机酸 4%，矿物质 20%。所以要求其废水处理工艺 4具有高效平稳、操作简单、管理方便等特点。 2淀粉废水的处
3、理技术研究现状 我国淀粉生产企业众多，原料不同，工艺不同，使得淀粉废水污染指标间的差异也很大，尽管如此，淀粉废水有着以下共同特点：化学耗氧量（ COD）、生物耗氧量（ BOD）以及浊度（ SS）都非常高。随着污染日益严重，目前国内主要方法有： 沉淀分离法、单纯曝气法 5、光合细菌法 6、 气浮法 7、絮凝法 8-10（物理絮凝法、化学絮凝法、生物絮凝法）、厌氧法、好氧 法 11等，目前的主要组合 工艺有 12， 13： 絮凝 +厌氧 +好氧 +生物炭深化处理工艺 、气浮 +厌氧 +好氧工艺等多种组合工艺为主。 2.1 淀粉废水处理方法的优缺点介绍 经查阅相关资料和总结后，对一些国内主要的方法作
4、简单介绍： （ 1）气浮法处理淀粉废水，是利用空气使蛋白质颗粒上浮，能有效去除 SS，并且回收利用一定数量的蛋白质，效果较好。但由于水中的空气含量增加，不适用厌氧法作其后续； （ 2）利用光合细菌 (PSB)处理淀粉废水，不仅有机污染物去除率高而且节省能耗，投资省，占地少，菌体污泥还对人畜无害，是富含营养的 蛋白饲料。因此，PSB 是一种非常有前途的处理高浓度有机废水的方法，但是需要考虑阳光常年足够充足，温度需要适宜，给光合细菌提高良好的条件，才能保证其工艺的正常运行，有一定的瓶颈。 （ 3）絮凝沉淀法有很多种，包括物理絮凝法、化学絮凝法、生物絮凝法等。沉淀效果非常好，但需要综合考量能耗、气温
5、影响、成本、操作难度等影响，需要综合情况再选择。化学絮凝法比物理沉淀法去除效果好，处理时间短，可以去除原水中的悬浮物和胶体，降低出水浊度、色度，磷、重金属等有机和无机污染物，改善水质，有利于后续处理。化学絮凝法中常用的混凝剂有 铝盐、铁盐、 PAM、活性炭等。生物絮凝法目前技术尚未成熟，且成本较高，暂不予考虑。 （ 4） 厌氧生物处理法 处理淀粉废水 也是应用较广泛的生物处理方法之一。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。同好氧处理相比，厌氧处理可以回收生物能源，无能耗或低能耗，容积负荷率
6、较高，对环境的要求低；剩余污泥产量 很少 ，且非常稳定；投资费用低、管理简易，有广阔的应用潜力 ，适用于高浓度废水处理工艺 。 但厌氧处理的缺点是时间需求相当大，运行 十分缓慢。 近年来，厌氧发酵法处理淀粉废水主要有 14-18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)、 厌氧滤池 (AF)和 新兴的 升流式膨胀污泥床（ EGSB）等。 （ 5） 好氧生物法是处理废水中最常用的方法之一， 适用于低浓度废水处理工艺。 好氧生物法一般可分为活性污泥法和生物膜 法。 活性污泥法处理效果虽好，成本较低，但其产生的污泥量较大，后续处
7、理较为麻烦 。 生物膜法是在活性污泥法基础上发展起来的，本质都是利用微生物处理不同之处在于，生物膜法微生物是存 在于填料之中的，不担心污泥的流失与膨胀，对水量、水质、水温变动适应性强 ， 处理效果好并具良好硝化功能 ， 污泥量小。当生物膜厚度增加，内层就转变为厌氧，外部好氧，厌氧会产生气体，久而久之，会导致生物膜脱落，所以，生物膜法只要防止生物膜集中脱落，使之维持良性循环，就会有良好的处理效率。生物膜法包括生物滤池，普通生物滤池、高负荷生物滤池、塔式生物滤池、生物转盘、生物接触氧化法 19， 20、好氧生物流化床等。 2.2 淀粉废水处理方法工艺的研究 由于 该污水的 BOD/COD=0.6，
8、可生化性好，污水的各项指标都比较高，含 有大量有机物，非常有利于生物处理 ，查阅大量资料后，一般都采用厌氧和好氧组合的工艺。下面介绍几种和设计相关的技术研究： 2.2.1 絮凝沉淀法处理淀粉废水的工艺的研究 岑超平 21对木薯淀粉黄浆水，先用石灰乳中和，再用进口高分子絮凝剂N-OP、 650BC、 AN 絮凝，结果表明，有很好的净化效果， COD 去除率为 60% 99.3%，总固形物去除率为 45% 66.8%。絮凝后可生化处理达标排放，且药剂总耗费小于 0.3 元 /m3 ，这在高浓度有机废水治理工程中是完全可以接受的，絮凝下沉物容易脱水分离，便于回收和综合利用。 李媚 22等采用聚铁 (
9、PFS)混凝法，在选定条件下处理某淀粉厂废水，结果表明，处理后废水 COD 去除率达 88%以上。絮凝剂为 PFS 加改性聚丙烯酞胺、 PFS 投加量 5mL/L(废水 )、改性聚丙烯酞胺投加量0.5mL/L(废水 )、沉降时间 30min， pH 为 8。该方法在实际应用中处理效果好，具有絮凝和沉降速度快、工艺简单且占地面积小等优点。杨丽娟 23等用石灰、PAM、活性炭等化学方法进行实验研究并将结果应用于某淀粉厂，得到该方法处理淀粉废水的一些特点 :基建投资少、工艺简单、操作容易、能耗低，对气温的变化适应性强 ，且出水水质达到排放标准 ;絮凝物经压滤脱水后掺在煤中做燃料，无二次污染问题。处理
10、每立方米废水的药剂费在 0.20 0.35 元，运行费用在 0、50元 /m3 以下，经济可行。由上述例子表明，化学絮凝法处理淀粉废水是经济可行的。 2.2.2 厌氧法 +好氧法工艺处理淀粉废水的研究 戴建强等 24在中温 (35 1) 条件下，采用 UASB 和混合活性污泥串联的方法来处理玉米淀粉生产废水，当 COD 在 7000 8000mg/L， HRT 为 18h 时，废水经两步处理后，试验结果显示 COD 的去除率在 97%以上，经二级生化处理的出水达到国 家规定的排放标准。该方法 UASB 反应器内的厌氧活性污泥直接引自废水处理系统，可有效缩短启动周期，节约资金。对高浓度有机废水的
11、 COD 去除率高，运行稳定可靠。毛海亮等 25采用 UASB-SBR 工艺处理淀粉废水，充分利用 UASB高效高负荷的处理优势，使废水得到有效治理。试验结果表明，废水经颗粒化UASB 稳定处理后，出水 COD 可降到 500mg/L 以下，然后再经 SBR 处理后，出水COD 可降到 100mg/L 以下，出水清澈。该处理系统具有耐冲击负荷、处理效果稳定、运行管理简单、运行费用低等特点。该系统处理每立方米淀粉废 水 ， 可节约用电 7 8kW.h。李清泉等 26采用水解 -接触氧化组合工艺处理高浓度玉米淀粉废水，效果较好， COD、 BOD 的总平均去除率分别达 98.0%和 99.4%，该
12、方法各处理单元相互衔接，水解段主要是使大分子有机物分解，同时可提高废水的可生化性，为后续好氧处理创造条件，接触氧化段对去除废水中 COD、 BOD、 NH+4 起主要作用。 隗华 、 陈崇亮 27用 EGSB/CASS 工艺处理植物蛋白废水中，利用 EGSB 的高负荷运作与 CASS 的脱氮除磷综合作用下治理淀粉废水，其结果表明， EGSB 反应器负荷很高 10 20kg/(m3.d)， 回流比很高 (100% 300%)， 对 COD去除率高 (90%)，产气量大 ， 运行稳定。但蛋白废水在厌氧处理过程中产生大量结晶 ， 易堵塞泵及管道 ， 影响正常运转 ;蛋白废水的悬浮物和胶体物质含量高
13、， 预处理非常困难 ，故先需寻找价廉高效、在蛋白的回收综合利用中起关键作用的絮凝剂 。 综上所述，在处理类似淀粉废水这种含有高浓度有机物的废水时，适宜选择厌氧 +好氧的组合工艺，厌氧处理需要选择高负荷设备，好氧处理选择较多，但也需因地时宜，在有较多颗粒物的情况下，为了不堵塞生物处理设备，需先进行沉淀，再进行生物处理 。上述例子也证明， UASB， EGSB， CASS，接触氧化等方法的组合都是可行的。但 我们要研究的方法是在能达到排放标准的前提下尽量缩小占地面积、降低能耗、节约能本，于是新型的组合工艺有广阔的前景，最终为彻底根除淀粉废水的环境污染服务。 3结论与展望 如今， 国内对淀粉加工 淀
14、粉废水的 治理越来越重视， 处理工艺 也 很多， 虽然和发达国家尚有一定的差距，但基本工艺已经相当成熟。我们要应用技术， 尽量使淀粉废水里的蛋白质，纤维素之类的物质变废为宝，同时要降低处理的成本，完善一系列的废水处理系统，根治环境污染的基础上逐步提高 经济效益。 近些年 ，随着 高新技术和复合技术出现 以及不断应用于淀粉废水的处理当中， 使处理效率不断提升， 另外，将各种方法结合起来联用，使他们的优缺点相互补充 ， 治理淀粉废水的技术必将走上新的台阶。 参考文献 1 谢听 .王荣民 .宋鹏飞 .王云普 .淀粉工业废水处理现状 J.上海环境科学 2004.23(5): 215226 2 201
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