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淀粉厂工业生产的污水处理工艺选择

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发表于 2019-5-11 17:18:14 | 显示全部楼层 |阅读模式

淀粉工业是从玉米,马铃薯,小麦和大米等农产品生产淀粉或淀粉深加工产品(淀粉糖,葡萄糖,淀粉衍生物等)的工业。淀粉工业需要约1.7吨原料才能获得1吨产品。在生产过程中,需水量大,废水排放量大,废水是含有大量有机物的有机废水,如淀粉,蛋白质,糖,脂肪等。如果不经处理就排入水体,会使水体失去氧气,导致水生动物窒息,给环境带来极大的危害。
1、淀粉生产废水处理
淀粉是一种重要的工业原料。广泛应用于纺织、造纸、医药、发酵、铸造、胶粘剂、化工、机械、钻探等行业。目前,我国淀粉年产量超过300万吨。在淀粉生产过程中,废水量很大,每吨淀粉排放量为10-20立方米。
1.1淀粉生产工艺与赣水莱汉
大约80%的淀粉生产是由玉米制成的,其余的来自马铃薯、小麦、大麦、燕麦和其它富含淀粉的植物块茎。除了淀粉以外,原料还含有多种成分-蛋白质、脂肪、纤维、无机盐等。淀粉不溶于冷水,比重大于水。淀粉的生产是基于这两种基本特性,通过物理分离过程,除去其它物质以获得更纯净的淀粉产品。
淀粉生产大致由几个主要过程组成,如原料加工,浸泡,粉碎,筛分,淀粉分离,洗涤和干燥。具体操作因原材料而异,但基本过程是一致的。
玉米淀粉生产工艺:玉米过筛、浸泡、破碎、胚芽分离、粉碎、过筛、沉淀分离、淀粉洗涤、脱水、干燥淀粉。
废水主要来源于干玉米洗涤水、玉米浸水、胚分离、黄浆废水等工艺水,而且表面冲洗水较少。
甘木淀粉生产工艺为:甘薯清洗、研磨、研磨、过筛(马铃薯渣为原料)、离心分离("黄浆水"蛋白回收)、淀粉洗涤、脱水、淀粉干燥。
废水主要来自沉淀池中的上清液和离心机的脱水。
1.2污水水质、水量及特征
以玉米为原料生产淀粉,约60%的玉米作为商业淀粉,30%的玉米作为副产品,其余作为废水排放到厂外。副产物主要是粉末残渣(含纤维、残余淀粉)和细菌,废液主要是两种高浓度有机废水,一种是浸泡水,一种是固体浓度为5,另一种是黄色桨水,固体浓度在2%以上。大型企业将浓缩成玉米浆后的水浸泡成玉米浆,作为抗生素生产的营养来源,但大多数小型工厂并没有恢复原状。浸水量为原料的0.5%,而黄浆水的排放量约为原料的30倍(或淀粉产量的20倍)。一个每年处理1万吨玉米的淀粉工厂每天释放大约600吨的黄浆水玉米。这种高浓度有机废水的主要成分是蛋白质、糖、脂肪等,而且含有大量的氮、碳和无机化合物。
玉米淀粉废水的总组成为:总糖0.3,粗蛋白2.1,固体51010,粗纤维2cm,脂肪酸0.10.3。玉米淀粉产量不受季节影响,可全年生产。玉米淀粉废水主要成分为淀粉、糖、蛋白质、纤维素有机物,COD值为8000~3000 mg/L,BOD_5值为5000~20000 mg/L~(-1),SS值为3000~5000 mg/L~(-1),pH值为4~6,pH值为酸性。此外,为了破坏玉米的机械强度,削弱淀粉与其它部分的亲和力,分离可溶性蛋白,抑制微生物的繁殖,在浸泡过程中加入一定量的亚硫酸溶液。浸出水中亚硫酸盐浓度约为0.1%。因此,当废水中SO 32、SO 42-浓度大于300 mg/L时,厌氧处理可抑制产甲烷菌。
在来自甘薯(包括马铃薯和其他马铃薯)的淀粉生产废水中,输送和洗涤水(从输送部分和洗涤部分流出的废水)包含沙子,马铃薯碎片和从原料流出的有机物质。这类废水的废水含量高,COD和BOD5值不高;分离出的废水(浆液废水和蛋白质水)主要含有糖类,蛋白质等有机化合物,淀粉微粒,细胞,根等大量不溶物。纤维和叶子。废水中的可溶性固体通常由(干基)组成:蛋白质33%至41%,总糖35%,有机酸4%,矿物质20%,每吨可生产约200kg该固体。淀粉,COD BOD5值很高,水量大,是马铃薯生淀粉厂的主要污染废水;淀粉渣储罐废水是长时间积聚在储罐中的淀粉渣产生的废水,废水不产生恶臭,但酸度高;冷凝水基本上是未污染的水。
淀粉厂废水水质和排放量波动较大。甘薯淀粉生产废水的一般水质特征及污染因子见表2-1。表2-1表明,干草淀粉生产废水属于高浓度有机废水。
1.3淀粉生产废水的处理
目前国内外淀粉废水的处理方法主要有沉淀分离法、化学絮凝法、纯曝气法、生物处理法(活性污泥法、厌氧生物法、生物膜法、生物池法等)、膜分离法等。光合细菌等
(1)沉淀分离法
淀粉不溶于冷水,废水中的悬浮固体可通过物理沉淀直接沉淀。通常,使用沉淀池或沉淀池。淀粉废水含有蛋白质,淀粉,糖和悬浮物。它是一种高度分散的亲水胶体。该胶体通常是稳定的。当在池中发生厌氧反应时,产生的有机酸降低了废水的pH并且处于胶体中。该状态的蛋白质会形成絮状物和沉淀物,从而提高分离效果。
沉淀池(池)的HRT约为2~7天,沉淀池(池)容积为每吨原料1.5~1.6m3。沉淀池(池)去除SS的净化效率约为70%,去除BOD5的净化效率约为90%,去除BOD5的净化效率约为20%-30%。
(2)化学絮凝法
直接采用自然沉淀法,处理时间长,BOD 5去除率低。如果加入化学混凝剂,胶体的稳定性就会被破坏,分散状态下的有机物会发生不稳定和凝聚。形成团聚状态的粗颗粒物质与水分离。混凝沉淀法比物理沉淀法具有更好的去除效果,且处理时间短。混凝法可以去除分子量较大的有机物,而活性炭吸附法可以去除分子量较小的有机物。
(3)单纯曝气法
废水在空气或含臭氧空气中曝气时间短,一般不单独使用,通过空气氧化、臭氧氧化和去除挥发性物质获得净化效果。
我国北方以马铃薯为原料的一些小型淀粉植物可以在生产过程,生产季节等条件下采用沉淀分离和简易曝气方法相结合。通过沉降分离可以减轻简单的曝气方法。处理负荷,以及调节和稳定水质和水量的作用。随后简单曝气的目的是确保处理后出水达到标准,同时,可以吹掉沉淀分离过程中产生的有机酸,使废水中性。
(4)生物处理法
高浓度淀粉生产废水的有机废水不含毒物,具有良好的生物降解性。因此,国内外淀粉废水处理的常用方法有生化法,包括活性污泥法、厌氧生物法、生物膜法、生物稳定池法等。由于淀粉废水中有机物含量高,好氧生物处理能耗高,处理成本高,而厌氧生物处理不需要氧气供应,处理成本低,应用广泛。这种处理方法主要介绍如下。
厌氧法是指在没有分子氧的条件下,利用厌氧微生物(包括两种微生物)的作用,将淀粉废水中的各种复杂有机物分解成甲烷和碳的过程,然后将一些有机物合成细菌胞体。通过气体和固体分配商,污水可以被净化。这一过程可分为为三阶段。
近年来,在淀粉废水的厌氧处理中,上流式厌氧污泥床(UASB)工艺是最广泛使用的。此外,还使用厌氧接触工艺、厌氧填充床、厌氧过滤器、纵向挡板厌氧污泥床(VBASB)、厌氧挡板反应器(ABR)。
(5)膜分离技术
用于处理淀粉废水的膜分离技术主要是反渗透和超滤。国外应用膜分离技术去除马铃薯淀粉废水中COD及浓缩蛋白回收。中国也在这方面进行过研究。以下是超滤技术在马铃薯淀粉废水处理中的应用模拟研究。
两级中空纤维超滤膜组件串联使用。聚丙烯腈(PAN)膜在膜的前面,孔径较大。以10万左右的钍分子量去除大颗粒和部分COD,使蛋白质得以通过。聚砜(PS)膜位于背面,切割分子量约15000,主要是浓缩蛋白。操作条件:操作压力0.1Mpa,进料流量70L/h,温度为室温,超滤前进料液pH值约3.5。进水COD值为8175 mg/L,超滤处理后COD值为3610 mg/L,COD去除率为55.8%。之后,可采用其他处理技术使废水达到标准。用40℃和0.1摩尔/升NaOH溶液洗涤污染膜,回收率约90%。在超滤技术的应用中,原液的预处理是非常重要的。
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