淀粉废水处理技术现状及方法

1淀粉废水处理技术现状
1.1絮凝沉淀法
絮凝沉淀法是一种物理化学处理方法。加入絮凝剂以使有机物在分散状态下不稳定并分散,并使粗颗粒聚集以形成与水分离的聚集状态。絮凝剂的类型决定了絮凝沉淀的效果。

常用的絮凝剂可分为三类:无机有机絮凝剂和微生物絮凝剂。无机高分子絮凝剂主要是聚铝和聚铁。聚铝的优点是低剂量,快速沉降,良好的颗粒去除和浊度。除上述优点外,多铁还具有价格低廉和pH值范围广的特点。有机聚合物絮凝剂主要是季胺盐,多胺盐和聚丙烯酰胺。近年来,人们倾向于将其用于无毒,易于生物降解,原料来源广泛,价格低廉的天然改性聚合物絮凝剂,例如:淀粉纤维基植物胺多糖。微生物絮凝剂对人畜无二次污染无害,絮凝效果好,沉淀物也可用作蛋白质饲料的优点日益受到关注,已进行了广泛的研究和应用。

内蒙古环境科学研究所使用碱性聚氯化铝作为絮凝剂处理马铃薯淀粉废水。结果表明,当10%碱性聚氯化铝的质量分数为1.00和1.20mL时,COD去除率最高。可以达到47%。如果用碱性聚氯化铝处理过的淀粉废水通过吸附塔再用于吸附处理,其COD去除率可达到65%。

张美华等。使用较便宜的多铁絮凝剂处理淀粉废水。在不调节pH值的情况下,多铁溶液的体积分数为1%,使用2mL·L-1废水的量为180r·min-1,搅拌10s并沉降。 90min内废水COD去除率为95.7%。

张培芳等。使用聚-N-乙酰基-D-葡糖胺(也称为几丁质)作为絮凝剂,并在pH值为3.5的情况下依次添加适量的CaO,质量分数为0.1%的海藻酸钠和质量分数为0.2 %。质量分数为0.6%KMnO4的脱乙酰基甲壳质调节适当的酸度,并搅拌并过滤,废水的COD去除率为68%。所得骨料可用作饲料或肥料,不仅增加了收入,而且几丁质廉价且易于获得。

杨丽娟使用石灰作为凝结剂,使用聚丙烯邻苯二甲酰胺作为絮凝剂来处理淀粉生产废水。结果表明,处理后的淀粉废水符合排放标准,基本建设少,操作简便,能耗低。无二次污染等优点。

邓树波等人用微生物絮凝剂处理沉阳南塔淀粉厂的黄浆水。首先加入5mL 1%CaCl2溶液,然后加入0.3mL·L-1微生物絮凝剂将pH值调节至9〜10。沉降5分钟后,废水的SS和COD去除率分别为85.5%和68.5% ,沉淀的固体可用作饲料,为企业创造经济效益。

1.2气浮处理
气浮法使用在高压状态下溶解有大量气体的水(溶解有气体的水)。作为工作液体,突然减压后释放出许多微气泡。实际比重,随着气泡的上升,将絮凝物漂浮到液体表面,从而达到液固分离的目的。气浮法处理废水时,应根据实际处理材料和工业使用条件选择絮凝剂和操作条件,并选择合适的絮凝剂用量。

麦文宁,BOJIN等使用气浮分离技术从淀粉废水中提取蛋白质饲料。在获得蛋白质饲料的同时,去除了废水中80%的SS和30%的COD,有效降低了后续生物处理的有机负荷。

穆建波等人利用湖北某淀粉厂的废水,采用气浮一体化装置进行了实验研究。在实验过程中,将含有试剂的废水通过泵泵送到集成设备中,溶解的气态水直接通过塔的下部。突然减压后产生的微气泡与从液面以下某处添加的废水形成逆流接触。废水中的絮凝物附着在微气泡上,并随着气泡上升到塔顶以排放。色谱柱下方的已处理净水通过液位控制装置流出。通过实验,分析了絮凝剂,空气絮凝剂和各种操作参数对处理效果的影响。发现在70cm的进料位置处,进气量为120L·h-1,进料量为100mL·min。 -1,最佳操作条件是液体表面高度为127cm时。

1.3生物处理
生物处理方法可以分为厌氧生物处理方法和有氧生物处理方法。厌氧生物处理方法是指在没有分子氧的情况下使厌氧微生物(包括兼性需氧微生物)复杂化的各种淀粉废水。将有机物分解为甲烷,CO2和其他物质,同时将一部分有机物合成为细菌细胞体,并通过气液固分离纯化污水的过程。用于淀粉废水处理的厌氧生物处理方法有上游厌氧污泥床反应器(UASB)厌氧填充床厌氧滤池厌氧折流板反应器(ABR)厌氧池等方法,但UASB处理方法是最佳,低能耗低,残留污泥少,处理效率高等。国内外已进行了广泛的研究和应用。好氧生物处理是指在分子氧条件下,好氧微生物通过好氧微生物的作用,对淀粉废水中的各种复杂有机物进行好氧降解。用于处理淀粉废水的好氧生物处理方法包括SBR法,CASS法,接触氧化法和好氧池法。由于淀粉废水的有机负荷高,处理困难,经常在实际生产中使用。结合好氧处理和厌氧处理的方法,并有以下几种常见的处理方法:

1.3.1 UASB-SBR方法
该方法采用UASB-SBR两级厌氧和好氧组合技术。厌氧是该技术的主体。目的在于淀粉废水的高有机负荷和易生化特性,使淀粉废水中的大部分有机物降解,然后进入SBR进行好氧生物处理,进一步降解废水中的有机物,最后使废水达到标准排放量。 [28]。 UASB反应器由位于污泥层和污泥悬浮层沉降区的三相分离器组成。三相分离器是其主要组成部分。在高活性污泥层中,大多数有机物转化为CH4和CO2,并且三相分离器完成了气液固三相分离。 SBR是顺序分批活性污泥。该方法的缩写是间歇性活性污泥处理方法,其中反应和沉降在同一设备中进行。一个操作周期包括进水反应,沉淀,排水和污泥清除的五个基本过程。毛海良等人以上海浦南金粉厂的废水为处理对象,使用了有效容积为70L,总高度为2500mm,内径为220mm和外部加热套的不锈钢UASB试验反应器。反应器配有温度传感器,pH传感器,实时监控和相应的反应过程自动控制。电磁阀安装在UASB反应器后面,以控制流向SBR反应罐的流量。由碳钢制成的SBR反应罐有效容积为60L,用于UASB废水的好氧处理,以确保废水符合标准。最后,废水通过电磁阀及时排出。整个系统可以及时进行自动控制和监视。效果更好。结合SBR,废水的COD可以达到100mg·L-1以下。

孙震等人以山东某食品集团的淀粉厂废水为处理对象,采用UASB-SBR法对原有废水处理工艺进行改造后,进水的COD约为10,000 mg·L-1,系统处理后的COD小于150 mg·L-1。去除率达到98%〜99%。

1.3.2 SR-UASB-CASS方法
该方法对淀粉废水具有一定含量的SO32-和SO2-4,可以抑制产甲烷菌。在工艺流程的选择上采取了脱硫措施,以减少水中硫酸盐和亚硫酸盐的浓度,以确保生化处理的正常进行。 SR系统是一种前生物处理设施,具有调节水质和酸化以及将含亚硫酸盐的硫酸盐废水中的蛋白质聚合物化合物和复合盐分解并将其转化为水溶性有机酸和少量有机酸的功能。醇和酮。提高废水的生物降解性。 SR系统废水进入UASB反应器。 UASB是该技术的主要设备,可降解废水中的大多数有机物。然后进入CASS反应系统。 CASS是一种循环的需氧活性污泥生物。该反应系统是SBR工艺的改进版本,其工艺包括流入反应,沉淀和排水等基本过程,每个阶段都形成一个循环。

甘海南等人以济南啤酒股份有限公司白马山啤酒厂的玉米淀粉废水为处理对象,采用德国专利的脂罐技术作为UASB的主要设备。内部安装了先进合理的三相分离器和配水系统。能力强,能承受较高的有机负荷,较强的稳定性和对各种冲击的恢复能力。

1.3.3生物池法
生物池是利用自然净化能力处理废水的生物处理设施。自1950年代以来,该技术发展迅速,特别是在生活污水和有机工业废水处理方面。生物池由池中微生物的种类支持。方法和功能分为厌氧池,兼性池和好氧池。根据淀粉废水中有机物含量高,养分丰富的特点,可以采用厌氧池兼性池与好氧池相结合的生物池处理技术。沉中涛根据海门淀粉厂污水的水质特点,设计了一种综合性生物塘技术,该技术将废水处理与水生植物为主体相结合。该工厂在工厂附近使用了三个废弃的鱼池,总面积约为15,000平方米。采用厌氧和好氧联合生物池工艺。废水首先通过中和沉淀池,以将pH值调节到约7,然后使大部分悬浮物絮凝和沉淀。然后,废水进入一个废弃的鱼池作为厌氧池。 COD减少了60%。然后进入另一个废弃的鱼塘,作为水生植物池塘,水中生长的各种水生植物经过光合作用产生氧气,这使该池塘看起来很富营养,然后降解了废水中60%的COD。最终进入第三个废弃的鱼塘,并对池塘进行人工充气以使其有氧。鱼,鸭,黄花鱼等其他水生动物和池塘中养殖的其他水生动物利用废水中的有机物作为食物将COD降解80%,废水达到标准。排干或灌溉农田。

杨凤江等人用玉米淀粉废水沉淀在烤架上喂猪和鸡。废水排入氧化池进行自然发酵1至2天,然后排入风信子池中进行净化7天,再排入细绿坪池中进行7天净化。农田灌溉水质达标,这部分水可用于灌溉稻田,果树和蔬菜。

陈勇等。采用物理-生物接触氧化-生物池法串联处理废水,处理效果明显。经过处理后,所有水质指标均达到了综合废水排放的次要标准。

1.4光合细菌法
光合细菌方法称为PSB,它是在厌氧条件下不释放氧气的细菌的总称。用于净化有机废水的光合细菌主要是假单胞菌,其可以利用有机物作为光合作用的碳源和氢供体,可以耐受高浓度的有机物并分解去除。 1970年代,日本小林制药等进行的实验研究揭示了光合细菌的重要作用,人们开始逐渐使用光合细菌来处理高浓度的有机物废水。

王玉新等。用球形红球菌L2进行了中试实验。原废水首先进入预处理池,加入适量的絮凝剂以调节pH值和絮凝类型,然后上清液在初次沉淀池中沉淀后流入PSB处理池。该罐是该过程的主体。它的光线是日光,晚上是白炽灯。光强度不小于1500lx。溶解氧值控制在0.2〜0.5mg·L-1。处理温度约为30℃,pH7,停留时间为36.〜42h,废水处理量为4m3·d-1,COD最大体积负荷为6.7kg·m-3·d-1。经过处理的废水通过第二个沉淀池后,上清液可以进入曝气池进行第二阶段处理,以使废水排放达到标准。原水COD24805mg·L-1,经过预处理后沉淀为16794mg·L-1,经过处理后为1058mg·L-1,COD去除率为95.7%,曝气处理后的COD降至300mg·L-1以下,去除率是98.1%。

2个问题
由于淀粉废水排放量大,有机负荷高,污染严重,处理困难,上述淀粉废水处理方法已在实践中得到应用,但也存在一些问题。

1)采用絮凝沉淀法处理淀粉废水。尽管投资少,技术简单,操作简便,能耗低,对温度变化的适应性强。但是,絮凝沉淀​​法的去除效率低,尤其是废水中小分子有机物的去除率高。通常,它需要与其他处理方法结合使用以实现废水的排放。

2)气浮法分离时间短,装置简单,处理量大,占地面积小。然而,气浮法对进料位置,液位,液面高度和气浮剂的量具有接近的处理效率。与此相关,操作管理复杂,同时对加工设备的性能要求高,投资和运行成本高。

3)生物方法处理淀粉废水技术成熟,抗冲击性能可靠,处理效果强。特别是主要基于UASB反应器的厌氧生物处理工艺可以回收能源甲烷气,同时降解污染物。它已被广泛使用。然而,生物处理方法面积大,能耗大,投资和运行成本高,并且受到诸如水温,pH和废水中的有毒物质等环境条件的极大影响。

4)光合细菌法有机污染物去除率高,节省投资,占地少,细菌污泥是一种营养丰富的蛋白质饲料,对人畜无害。这是一种非常有前途的净化高浓度有机废水处理技术。然而,光合细菌方法对温度变化敏感,并且需要相应的加热和隔热装置。它在夜间需要强力的白色编织灯,更高的运营成本和不便的管理。

3展望
根据淀粉废水的特点,结合淀粉废水处理方法的研究现状,应从以下几个方面加大淀粉废水处理方法的研究和开发应用。

1)继续研究用于处理淀粉废水的混凝剂,特别是无毒无害的微生物絮凝剂。通过研究混凝剂的种类,混凝剂的量和沉淀时间,可以提高废水处理效果。

2)讨论了新的生物处理方法,并根据淀粉废水的水质特点研究了该新方法,该方法运行稳定,环境影响好,成本低。对于生产规模较小的淀粉厂,甲烷气没有回收价值,并且不消耗水。脱酸方法代替了目前最常用的UASB处理方法。水解酸化方法受温度,废水中有毒物质等环境条件的影响较小,投资成本也较低。

3)大力发展清洁生产,循环经济,继续研究淀粉废水中有用物质的回收,如混凝沉淀和混凝气浮以回收废水中的悬浮物用于蛋白饲料生产,以及淀粉废水中营养成分的利用。生态农业建设,废水的厌氧消化以回收甲烷气体等。在回收这些材料的同时,还降低了废水处理的难度。此外,淀粉废水中的有毒有害物质较少,因此应进一步处理。利用研究选择一种结合废水处理和资源利用的处理技术。

4)应加强对淀粉废水综合处理方法的研究和应用,即以上介绍的混凝沉淀法和气浮生物法相结合,不仅可使废水稳定达到标准要求,而且还可以使淀粉废水综合处理达到标准。恢复有用的组件并改善企业。经济效益。

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