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1、淀粉废水处理方法文献综述摘要：淀粉废水的处理正越来越受到重视，本文就目前国内外淀粉废水的各种处理方法和工艺进行了综述与概括，并引用了相关文献。关键词：淀粉废水；化学絮凝；好氧处理；厌氧处理淀粉属多羟基天然高分子化合物，广泛的存在于植物的根，茎和果实中，是食品，医药，化工，造纸，纺织等工业部门的主要原料。淀粉生产的主要原料作物是玉米、薯类和小麦。在淀粉加工过程中产生大量的高浓度酸性有机废水，其含量随生产的波动而时有变化，其中主要是溶解性的淀粉和少量蛋白质，一般没有毒性，但COD值很高，通常为100030000mg/L，SS为1500mg/L。如将该废水直接排放到环境水体中，不仅对环境造成严重危害
2、，也造成水资源的浪费。而且经常出现淀粉加工企业附近的居民采取举报、上访等形式反映淀粉废水的污染问题。国家环保总局在国家环境科技发展“十五”计划纲要指出，继续把淀粉加工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，两种方法可以说是各有利弊。1.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。通常，絮凝剂可分为四类：无机絮凝剂；合成有机高分子絮凝剂；天然高分子絮凝
3、剂；复合型絮凝剂。纵观絮凝剂的发展史，其发展走向是从低分子到高分子，从无机到有机，从单一型到复合型；追求高效、廉价、环保是絮凝剂研制者们的目标。1目前絮凝沉淀法在淀粉废水处理方面有广泛的应用，并取得了很好的经济和社会效益，现举出在这方面比较有代表性的一些例子供同行们在实际应用和实验研究中参考：岑超平等2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，有很好的净化效果，CODcr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/t废水，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
4、水分离，便于回收和综合利用。李媚等3采用聚铁(PFS)混凝法，在选定条件下处理某淀粉厂废水，处理后废水CODcr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值为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、占地面积小等优点。杨丽娟等4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：基建设资少、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；
5、处理每吨废水的药剂费在0.200.35元之间，运行费用在0.50元/t以下，经济可行。莫日根等5对高浓度的有机淀粉废水，通过采用物化絮凝和吸附柱吸附等措施后，废水CODcr的去除作用明显，其CODcr去除率为54%65%。这对最终的处理出水达标，起了决定性作用。处理后废水再经过后续工段的生化处理即可达标排放。王乃芝等6介绍了用DSZ（工业废渣）、PAM、活性炭等化学处理方法，进行静态、动态处理淀粉废水的实验研究。其结果表明用该方法处理淀粉废水是可行的；所用的DSZ为工业废渣，解决了DSZ的综合利用问题，达到以废治废的目的；絮凝物经压滤脱水后掺在煤中做燃料，无二次污染问题；该方法经济合理，实验结
6、果在某市淀粉厂实施，取得了较好的效果。邓述波等7从土壤中分离，筛选得到高效絮凝剂产生菌A-9，对其培养液的粘性及其絮凝性进行考察。该菌产生的絮凝剂的粘度高达295mPas，且粘性和絮凝率具有正相关性，对淀粉厂的黄浆废水具有良好的絮凝效果。添加絮凝剂明显能够起到加速沉降，降低出水浊度的作用。经絮凝沉降处理后，废水的SS和CODcr的去除率分别可达85.5%和68.5%，效果明显优于常用的化学絮凝剂。由于微生物絮凝剂具有无毒、无二次污染的特点，因而处理淀粉厂废水絮凝得到的蛋白物质可以作为动物饲料进行综合利用。Poesponegoro等8对某食品厂活性污泥中分离出的两种菌株Ivk和Ivb进行培养驯化
7、，并以它们作为絮凝剂对淀粉废水进行处理。结果表明，Ivk在水利停留时间为816h时，COD去除率可达8495；Ivb在水力停留时间为1325h时COD去除率可达7796，处理效果十分明显。李亚峰等8采用聚铁混凝沉淀活性炭吸附工艺处理淀粉废水，具有较好的处理效果，处理后各项指标均能达到国家污水排放标准。主要技术参数：聚铁的投加量为150250mg/L；PAM的投加量为25mg/L；混合搅拌时间为23min；搅拌速度为100120r/min。药剂费为0.31元/m3。该方法具有工艺简单，处理效果好，投资小，易于操作等优点，而且处理效果不受气候条件影响，因此，特别适用于寒冷地区小流量淀粉废水的处理。
8、此外，乔应池等9采用Fenton试剂处理中小型淀粉废水也是可行的，处理每吨废水需30%H2O2为0.2L、FeSO47H2O为2kg，加上能耗及设备折旧、工人工资等，综合成本不超过1.2元，每年以300生产日计，共需费用1.8万元。废水达标排放的同时，也使企业减少了约2万元排污费。张美华等10在不调pH值的前提下，以聚铁为絮凝剂，使COD由3842mg/L降至164.88mg/L，COD去除率达95.7%，得出聚铁最佳絮凝操作条件：聚铁用量为0.2ml/L，快速(180r/min)搅拌10s，慢速(60r/min)搅拌30s，沉降90min，故对淀粉废水使用聚铁絮凝分离是可行的，既可以分离出有
9、机质为进一步开发利用创造良好的条件，又可使出水COD达到排放标准。若能采用槽式连续沉降法进行絮凝沉降，则可解决沉降时间过长的问题，进一步优化处理工艺。李明臣等11用化学絮凝、活性炭吸附流程处理淀粉废水，其优点是基建投资少，工艺简单，操作容易，能耗低，对气温变化适应性强。在实验条件下，废水各项指标去除率高，处理效果显著。所用的DSZ为工业废渣，解决了DSZ的综合利用。处理后的絮凝物脱水后可掺在煤中做燃料，无二次污染问题。处理每吨废水药剂费仅为0.22元，从经济上也是合理的。贾海江等12等选用石灰和聚合氯化铝作为絮凝剂，加入PAM作助凝剂，处理热水漂洗废水和土豆清洗废水的混合液，结果显示，絮凝在加
10、药合适时，COD去除率可达到 90。除此之外，牧剑波等13还报道了采用气浮一体化装置处理湖北某淀粉厂废水的研究，根据具体废水特点选择絮凝剂及操作条件并选择适宜的气浮剂用量，效果非常明显，一段处理后COD去除率就可达到93.2%，且操作易实现自动化控制，是一种简单、有效的方法。2.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。下面简单介绍一些该方法在处理淀粉加工业废水方面的应用实例：2.1厌氧生物
11、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，可以作为能源回收利用；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，该方法作为一种低能耗，并可回收资源的处理工艺日益受到世界各国的重视。近年来，淀粉废水处理所用的厌氧发酵法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) ，厌氧滤池(AF)和其他方法。2.1.3 升流式厌氧污泥床(UASB)UASB具有一系列其他厌氧反应器所缺乏的优良特性而受到世界各国的普遍重视，是目前应用最为广泛的高效厌氧反应器。该反应器内的水流方向与产气上升方向相一致
12、，一方面减少了堵塞的机率，另一方面则加强了对污泥床的搅拌混合作用而有利于微生物与进水基质间的混合接触及颗粒污泥的形成。该工艺不仅投资省，运行费用低，操作简便，而且产生可供利用的沼气，处理后的废水达标排放，获得较好的经济效益和环境效益。张振家等14采用UASB反应器处理淀粉废水，具有容积负荷及去除率高等显著优点，在反应器COD容积负荷保持在10 kg/(m3d)以上时，COD去除率可达到90%以上，有机氮去除率亦达到80%，为后续处理打下良好基础。试验结果表明，微量元素在废水的厌氧生物处理过程中具有不可或缺的作用，因此在厌氧处理过程中，必须充分重视厌氧反应体系对微量元素的需求，保证供给。甘海南等
13、15先采用SR生物脱硫技术降低玉米淀粉生产废水中硫酸盐和亚硫酸盐的浓度，以提高UASB反应器的处理能力，最后使用CASS工艺处理废水，该方法投资省，运行费用低，技术含量高。 胡威夷等16 推荐了某玉米淀粉厂厌氧一好氧相结合的处理工艺，该工程成功地运用常温UASB生产工艺处理淀粉废水，并在常温条件下实现了UASB反应器接种活性污泥的颗粒化，在国内淀粉行业尚属首次。厌氧处理提供的沼气使整个污水处理厂能做到能量自给有余。李燕等17采用上流式厌氧污泥床装置，对面粉厂中的淀粉废水处理进行了试验研究。取化粪池消化污泥经淘洗去杂后作为接种污泥进入UASB中，污泥量占UASB有效容积的1/3。试验结果表明，用
14、UASB处理高浓度淀粉废水是可行的，当COD浓度为40008000mg/L时，COD负荷达45kg/(m3d)，处理效率可达90%以上。2.1.4 厌氧流化床(AFB)反应器内填充着粒径小比表面积大的载体，厌氧微生物组成的生物膜在载体表面生长，载体处于流化状态，具有良好的传质条件，微生物易与废水充分接触，细菌具有很高的活性，设备处理效率高。栾金义等18将生物流化床与接触氧化法相结合的复合生物流化床方法，使淀粉废水先经过流化的生物载体后再经填料层，处理北京某淀粉厂的废水，COD去除率达90左右，废水可达标排放。该方法可使生物流化床技术与接触氧化法的优缺点相互补充，大大地提高了处理效率。2.1.5
15、垂直折流厌氧污泥床(VBASB)是一种复合型厌氧反应器，它是以UASB反应器为主体，综合了厌氧接触法（ACP）、UASB和AF三种工艺的特点，可视为在UASB反应器内加四道垂直挡板，使反应器的水流上下垂直折流，处理过的废水再经三相分离器流出反应器，使反应器内的水流呈推流的特点对高悬浮物高浓度有机废水比AF和UASB有更好的适应性。 贺晓红等19介绍了在常温条件下，采用VBASB反应器处理淀粉废水的经济有效的方法。当HRT=12h时，反应器的平均进水浓度为4511.8mg/L，平均COD容积负荷为903kg/(m3d)，出水COD值平均为778.1mg/L，平均处理效率达到81.47%，1gCO
16、D的沼气平均产率为0.30L，同时，在反应器内部形成了大量活性良好的颗粒污泥。在处理过程中，主要控制因素为VFA、碱度和pH值。保持反应器中VFA在500mg/L以下，碱度在1000mg/L左右，pH值在6.37.6之间是适宜的。处理后的出水进一步经过好氧生物处理，即可达标排放。2.1.6 厌氧接触消化法厌氧接触消化法属于第二代厌氧消化技术，由于采用将消化污泥回流至消化器的措施，可保持消化设施内较高浓度的生物量，从而提高了消化器的容积负荷。与上流式厌氧污泥床、厌氧滤床相比，厌氧接触消化法虽然负荷较低，但运行可靠，起动时间较短，但目前国内在淀粉废水处理方面的研究和应用并不多见。佘宗莲等20采用厌氧接触消化技术，分别在中温(32)和自然温度条件下处理淀粉厂的高浓度废
