CN108689489A - 一种马铃薯淀粉加工废水达标排放处理工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种马铃薯淀粉废水达标排放处理工艺，是将马铃薯淀粉加工分离汁水分步回收小颗粒淀粉、细纤维、蛋白质及大分子有机物后的脱蛋白废水与经预处理去除颗粒物后的冲洗废水于混合池中混合，调节pH至6‑7后将混合液输送到混合液循环系统，并利用安装在混合液循环系统管道上的蒸汽加热器对循环系统内的混合液加热到30~36℃后，再送入太阳能集热保温IC厌氧罐，保持厌氧生化处理温度在30~36℃下进行循环处理；厌氧处理废水经过气浮去渣后进入二级好氧保温处理系统，在18~22℃下进行保温好氧处理，使有机物进一步分解，COD达到150mg/L以下，出水肉眼目测水质基本透明，无异味，达到农田直接灌溉水质标准。

Description

一种马铃薯淀粉加工废水达标排放处理工艺
技术领域
本发明涉及一种马铃薯淀粉加工废水处理工艺，马铃薯淀粉分离汁水（工艺水）脱蛋白水和冲洗水的高效生化处理达标排放工艺。
背景技术
在马铃薯、红薯和木薯等淀粉加工过程中，会排出含高浓度蛋白质等营养物质的分离汁水（工艺水）和原料冲洗水，过去薯类淀粉企业将分离汁水和冲洗水混合后以废水方式直接排放。由于废水COD高达20000-40000mg/L，常规污水处理技术几乎难以达标排放，对企业周边环境和生态水域安全构成了巨大危害。马铃薯淀粉废水处理已经成为马铃薯淀粉产业发展的技术瓶颈。201510797520.4公开了一种热絮凝法提取马铃薯蛋白的工艺，采用卧式离心机将马铃薯淀粉加工分离汁水中的小颗粒淀粉和细纤维混合物进行分离出来，获得小颗粒淀粉和细纤维混合物与马铃薯蛋白汁水；分离的小颗粒淀粉和细纤维混合物含水率在25%~75%之间，可以直接干燥用于食品添加剂或饲料添加剂，也可以采用淀粉旋流站或卧螺离心机清洗分离回收小颗粒淀粉（也称为B淀粉）。将马铃薯蛋白汁水先采用两个串联的换热器连续两次预热，再采用直射式蒸汽加热器加热温度到75℃-130℃；然后转入恒温反应罐恒温反应1min-10min；然后通过上述换热器回收余热降温；最后采用卧式离心机进行分离，获得湿马铃薯蛋白，分离汁水经热交换器降温至15℃~40℃，作为脱蛋白水排放。然而脱蛋白水的COD 在15000~20000 mg/L，其中废水浓度高、水量大、蛋白泡沫量大和高氨氮低C/N，常规厌氧/好氧生化处理技术都难以在经济许可的情况下达标排放。采用膜分离法，因颗粒物、悬浮物造成膜的污染堵塞而无法正常运行，而且成本高，在实际生产中均无法运行。另外，我国马铃薯淀粉加工主要集中在东北、西北和华北北部，加工期一般在秋冬季和来年4月左右，加工期实际环境温度在10℃以下甚至是-10℃左右。而厌氧工艺要求正常运行温度30~35℃，好氧最低要求也在10℃以上，因此常规的处理技术无法正常运行。原料冲洗水也不能直接用于农业生产和环境绿化。
发明内容
本发明针对目前国内马铃薯淀粉加工脱蛋白水不能实现达标排放的现实问题，提供一种将马铃薯淀粉分离汁水（工艺水）脱蛋白水与冲洗废水的达标排放处理工艺。
本发明马铃薯淀粉废水达标排放处理工艺，是将马铃薯淀粉加工分离汁水分步回收小颗粒淀粉、细纤维、蛋白质及大分子有机物后的脱蛋白废水与经预处理去除颗粒物后的冲洗废水于混合池中混合，调节pH至 6-7后将混合液输送到混合液循环系统，并利用安装在混合液循环系统管道上的蒸汽加热器对循环系统内的混合液加热到30~36℃后，再送入太阳能集热保温IC厌氧罐，保持厌氧生化处理温度在30~36℃下进行循环处理；厌氧处理废水经过气浮去渣后进入二级好氧保温处理系统，在18~22℃下进行保温好氧处理，使有机物进一步分解，最后达标排放；太阳能集热保温IC厌氧罐产生沼气后，安装在混合液循环系统管道上的蒸汽加热器不再运行，混合液输送循环系统内的混合液由太沼气废水自加热装置进行加热。
所述脱蛋白废水的CODcr：15000~20000 mg/L，浊度：50~600NTU，总氮：1000~2500mg/L。脱蛋白废水与冲洗废水以1.5:1~3:1的体积比混合。
所述太阳能集热保温IC厌氧罐的厌氧生化处理的具体工艺为：反应温度为30~36℃，污泥回流比为120~200%，停留时间：12~48 h，容积负荷率为：5~15 kg(COD)/(m3·d)。
所述太阳能集热保温IC厌氧罐包括一个IC厌氧罐，在IC厌氧罐筒状罐体外的面向太阳直射面弧面（弧面的弧度为120~180度）安装有空气式太阳能集热器；在IC厌氧罐罐体外其他部位包覆有石棉保温层。太阳能集热器将太阳能转化为热能直接通过厌氧罐璧导入内部液体加热，提高IC厌氧罐内部沼液温度，加快污染物分解降解速度。
所述二级好氧处理系统进行保温处理的工艺为：保持温度在18~25℃，停留时间为：12～36 h，容积负荷率为：1~6 kg(COD)/(m3·d)，溶解氧2~8 mg/L。为确保被处理废水的温度保持在18~25℃，所述二级好氧处理系统安装在日光塑料大棚内或设置在日光节能温室内。
所述冲洗废水的预处理去除颗粒物采用自然沉淀法、过滤法或絮凝沉淀法。
所述沼气废水自加热装置包括金属腔体，在腔体外设有保温层，腔体内安装有螺旋盘管和沼气燃烧管；所述螺旋盘管的入口、出口分别连通混合液输送循环系统的出口、入口；所述沼气燃烧管联通IC厌氧灌顶部的沼气收集管；沼气燃烧管上设有沼气燃烧喷嘴及点火装置；腔体的底部设有进风口，顶部设有烟筒通风口。通过沼气废水自加热装置，并利用IC厌氧灌收集的沼气对马铃薯工艺水脱蛋白液进行加热，确保了IC厌氧灌内部沼液温度在30~36℃之间，保证生化处理系统高效、快速降解有机生物。
本发明相对现有技术具有以下优点：
1、本发明利用太阳能集热保温IC厌氧灌，将太阳能转化为热能直接通过厌氧罐璧导入内部液体加热，提高IC厌氧罐内部沼液温度，加快污染物分解降解速度；
2、本发明通过加热装置，并利用IC厌氧灌收集的沼气对马铃薯工艺水脱蛋白液进行加热，确保了IC厌氧灌内部沼液温度在30~36℃之间，保证生化处理系统高效、快速降解有机生物；
3、二级好氧保温处理系安装在日光塑料大棚内或日光节能温室内，确保我国东北、西北、华北地区秋冬季马铃薯加工期间生化处理系统在18℃以上的工作环境，实现马铃薯淀粉废水达标排放；
4、本发明工艺简单、设备简化、占地面积小、投资少、运行成本低，无污染、可广泛用于马铃薯、红薯、木薯、豆类、米粉等淀粉加工分离汁水以及其它各类富含蛋白液中蛋白质提取回收和最终废水达标排放处理。
附图说明
图1为本发明马铃薯工艺脱托蛋白废水达标排放处理系统的结构示意图。
图2为本发明太阳能集热保温IC厌氧罐的结构示意图。
图3为图2的俯视图。
图4为沼气废水自加热装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明马铃薯淀粉废水达标排放处理系统的结构以及工作原理作进一步说明。
实施例1
（1）马铃薯淀粉废水达标排放处理系统
包括脱蛋白废水与冲洗废水混合调节池1，混合液输送循环系统2、太阳能集热保温IC厌氧罐5、沼气废水自加热装置4及二级好氧处理系统6五个部分。其中混合调节池1的出口联通混合液输送循环系统2的入口，混合液输送循环系统2的出口联接太阳能集热保温IC厌氧罐5的入口；太阳能集热保温IC厌氧罐5的出水口连接二级好氧处理系统6，太阳能集热保温IC厌氧罐5顶部的沼气出口连接沼气废水自加热装置4，为其提供加热能源（参照图1）。在混合液输送系统2的管道上安装有蒸汽加热器3，对管道内的混合液进行循环加热，以确保混合液的温度保持在30~40℃（参照图1）。蒸汽加热器3利用外援锅炉对混合液输送系统2中的混合废水进行循环加热，直到IC厌氧系统水温达到30~36℃范围，达到IC厌氧系统启动加温。当IC厌氧灌产生沼气后，蒸汽加热器3不再运行。太阳能集热保温IC厌氧罐5包括一个普通的IC厌氧罐，在IC厌氧罐罐体外面向太阳直射弧面（弧面的弧度在120~180度，以最大程度利用太阳能）安装有空气式太阳能集热器5-1，在厌氧罐罐体外其他部位包覆有石棉保温层5-3，且太阳能集热器5-1与周边保温层5-3紧密结合（参照图2）。在IC厌氧罐体外壁上喷涂有太阳能吸收涂料，以吸收太阳能并通过金属罐体对期内的液体进行保温。沼气废水自加热装置4包括金属腔体4-1，在腔体外设有保温层4-2，腔体内安装有螺旋盘管4-3和沼气燃烧管4-4；其中螺旋盘管4-3由厚度0.5~2.0 cm的不锈钢管制成，螺旋盘管4-3的入口、出口分别连通混合液输送循环系统2的入口、出口。沼气燃烧管4-4联通IC厌氧灌顶部的沼气收集管；沼气燃烧管4-4上设有沼气燃烧喷嘴及点火装置4-5；腔体的底部设有进风口4-6，顶部设有烟筒通风口4-7（参照图3）。沼气废水自加热装置利用IC厌氧罐体产生的沼气，对对混合液输送系统2中的混合废水进行循环加热，直到IC厌氧系统水温达到30~36℃范围，达到IC厌氧系统启动加温。二级好氧保温处理系安装在日光塑料大棚内，或将二级好氧保温处理系设置在日光节能温室内，利用太阳能集热加热和保温功能为好氧处理系统加热保温，使被处理废水的温度保持在18-22℃，确保我国东北、西北、华北地区秋冬季马铃薯淀粉加工季节生化系统高效运行，最终达标排放。
（2）马铃薯淀粉废水达标排放处理工艺
进水：马铃薯淀粉加工分离汁水脱蛋白水，COD为17600 mg/L，浊度300 NTU，总氮为1800 mg/L。流量为25吨/小时，每天600吨/天，原料冲洗水和车间冲洗水每天200吨，与脱蛋白水混合后进入生化处理系统；
生化处理：将马铃薯淀粉加工分离汁水分步回收小颗粒淀粉、细纤维、蛋白质及大分子有机物后的脱蛋白废水与经预处理去除颗粒物后的冲洗废水于混合池中混合，调节pH至6-7后将混合液输送到混合液循环系统，并利用安装在混合液循环系统管道上的蒸汽加热器对循环系统内的混合液加热到30~36℃后，再送入太阳能集热保温IC厌氧罐，保持厌氧生化处理温度在30~36℃下进行循环处理；厌氧处理废水经过气浮去渣后进入二级好氧保温处理系统，在18~25℃下进行保温好氧处理，使有机物进一步分解，最后达标排放；太阳能集热保温IC厌氧罐产生沼气后，安装在混合液循环系统管道上的蒸汽加热器不再运行，混合液输送循环系统内的混合液由太沼气废水自加热装置进行加热；
出水：COD达到150mg/L以下，出水肉眼目测水质基本透明，无异味，达到农田直接灌溉水质标准。
实施例2
（1）马铃薯淀粉废水达标排放处理系统：同实施例1。
（2）马铃薯淀粉废水达标排放处理工艺
进水：马铃薯淀粉加工分离汁水脱蛋白水，COD为18000 mg/L，浊度450 NTU，总氮为1720 mg/L。流量为30吨/小时，每天7200吨/天，原料冲洗水和车间冲洗水每天240吨，与脱蛋白水混合后进入生化处理系统；
生化处理：将马铃薯淀粉加工分离汁水分步回收小颗粒淀粉、细纤维、蛋白质及大分子有机物后的脱蛋白废水与经预处理去除颗粒物后的冲洗废水于混合池中混合，调节pH至6-7后将混合液输送到混合液循环系统，并利用安装在混合液循环系统管道上的蒸汽加热器对循环系统内的混合液加热到30~36℃后，再送入太阳能集热保温IC厌氧罐，保持厌氧生化处理温度在30~36℃下进行循环处理；厌氧处理废水经过气浮去渣后进入二级好氧保温处理系统，在18~25℃下进行保温好氧处理，使有机物进一步分解，最后达标排放；太阳能集热保温IC厌氧罐产生沼气后，安装在混合液循环系统管道上的蒸汽加热器不再运行，混合液输送循环系统内的混合液由太沼气废水自加热装置进行加热；
出水：COD达到200mg/L以下，出水肉眼目测水质基本透明，无异味，达到农田直接灌溉水质标准。
实施例3
（1）马铃薯淀粉废水达标排放处理系统：同实施例1。
（2）马铃薯淀粉废水达标排放处理工艺
进水：马铃薯淀粉加工分离汁水脱蛋白水，COD为178000 mg/L，浊度460 NTU，总氮为1800 mg/L。流量为35吨/小时，每天860吨/天，原料冲洗水和车间冲洗水每天280吨，与脱蛋白水混合后进入生化处理系统；
生化处理：将马铃薯淀粉加工分离汁水分步回收小颗粒淀粉、细纤维、蛋白质及大分子有机物后的脱蛋白废水与经预处理去除颗粒物后的冲洗废水于混合池中混合，调节pH至6-7后将混合液输送到混合液循环系统，并利用安装在混合液循环系统管道上的蒸汽加热器对循环系统内的混合液加热到30~36℃后，再送入太阳能集热保温IC厌氧罐，保持厌氧生化处理温度在30~36℃下进行循环处理；厌氧处理废水经过气浮去渣后进入二级好氧保温处理系统，在18~25℃下进行保温好氧处理，使有机物进一步分解，最后达标排放；太阳能集热保温IC厌氧罐产生沼气后，安装在混合液循环系统管道上的蒸汽加热器不再运行，混合液输送循环系统内的混合液由太沼气废水自加热装置进行加热；
出水：COD达到280mg/L以下，可以直接进入市政污水管网系统。
实施例4
（1）马铃薯淀粉废水达标排放处理系统：同实施例1。
（2）马铃薯淀粉废水达标排放处理工艺
进水：马铃薯淀粉加工分离汁水脱蛋白水，COD为18800 mg/L，浊度460 NTU，总氮为1810 mg/L。流量为40吨/小时，每天1000吨/天，原料冲洗水和车间冲洗水每天320吨，与脱蛋白水混合后进入生化处理系统；
生化处理：将马铃薯淀粉加工分离汁水分步回收小颗粒淀粉、细纤维、蛋白质及大分子有机物后的脱蛋白废水与经预处理去除颗粒物后的冲洗废水于混合池中混合，调节pH至6-7后将混合液输送到混合液循环系统，并利用安装在混合液循环系统管道上的蒸汽加热器对循环系统内的混合液加热到30~36℃后，再送入太阳能集热保温IC厌氧罐，保持厌氧生化处理温度在30~36℃下进行循环处理；厌氧处理废水经过气浮去渣后进入二级好氧保温处理系统，在18~25℃下进行保温好氧处理，使有机物进一步分解，最后达标排放；太阳能集热保温IC厌氧罐产生沼气后，安装在混合液循环系统管道上的蒸汽加热器不再运行，混合液输送循环系统内的混合液由太沼气废水自加热装置进行加热；
出水：COD达到300 mg/L以下，可以直接进入市政污水管网系统。

Claims (10)

1.一种马铃薯淀粉废水达标排放处理工艺，是将马铃薯淀粉加工分离汁水分步回收小颗粒淀粉、细纤维、蛋白质及大分子有机物后的脱蛋白废水与经预处理去除颗粒物后的冲洗废水于混合池（1）中混合，调节pH至 6-7后将混合液输送到混合液循环系统（2），并利用安装在混合液循环系统管道上的蒸汽加热器（3）对循环系统内的混合液加热到30~36℃后，再送入太阳能集热保温IC厌氧罐（5），保持厌氧生化处理温度在30~36℃下进行循环处理；厌氧处理废水经过气浮去渣后进入二级好氧保温处理系统（6），在18~22℃下进行保温好氧处理，使有机物进一步分解，最后达标排放；太阳能集热保温IC厌氧罐产生沼气后，安装在混合液循环系统管道上的蒸汽加热器（3）不再运行，混合液输送循环系统内的混合液由太沼气废水自加热装置（4）进行加热。
2.如权利要求1所述一种马铃薯淀粉废水达标排放处理工艺，其特征在于：所述脱蛋白废水CODcr：15000~20000 mg/L，浊度：50~600NTU，总氮：1000~2500 mg/L。
3.如权利要求1所述一种马铃薯淀粉废水达标排放处理工艺，其特征在于：脱蛋白废水与冲洗废水以1.5:1~3:1的体积比混合。
4.如权利要求1所述一种马铃薯淀粉废水达标排放处理工艺，其特征在于：厌氧生化处理的具体工艺为：反应温度为30~36℃，污泥回流比为120~200%，停留时间为12~48 h，容积负荷率为：5~15 kg(COD)/(m3·d)。
5.如权利要求1所述一种马铃薯淀粉废水达标排放处理工艺，其特征在于：二级好氧处理系统进行保温处理的工艺为：保持温度在18~25℃，停留时间为：12~36 h，容积负荷率为：1~6 kg(COD)/(m3·d)，溶解氧为2~8 mg/L。
6.如权利要求1所述一种马铃薯淀粉废水达标排放处理工艺，其特征在于：冲洗废水的预处理去除颗粒物采用自然沉淀法、过滤法或絮凝沉淀法。
7.如权利要求1所述一种马铃薯淀粉废水达标排放处理工艺，其特征在于：太阳能集热保温IC厌氧罐（5）包括一个IC厌氧罐，在IC厌氧罐罐体外的面向太阳直射弧面安装有太阳能集热器（5-1），在筒状罐体外其他部位包覆有石棉保温层（5-2），且太阳能集热器（5-1）与周边保温层（5-2）紧密结合。
8.如权利要求1所述一种马铃薯淀粉废水达标排放处理工艺，其特征在于：所述面向太阳直射弧面的弧度为120~180度。
9.如权利要求1所述一种马铃薯淀粉废水达标排放处理工艺，其特征在于：所述沼气废水自加热装置（4）包括金属腔体（4-1），在腔体外设有保温层（4-2），腔体内安装有螺旋盘管（4-3）和沼气燃烧管（4-4）；所述螺旋盘管（4-3）的入口、出口分别连通混合液输送循环系统的出口、入口；所述沼气燃烧管（4-4）联通IC厌氧灌顶部的沼气收集管；沼气燃烧管（4-4）上设有沼气燃烧喷嘴及点火装置（4-5）；腔体的底部设有进风口（4-6），顶部设有烟筒通风口（4-7）。
10.如权利要求1所述一种马铃薯淀粉废水达标排放处理工艺，其特征在于：所述二级好氧处理系统（6）安装在日光塑料大棚内或设置在日光节能温室内，以确保被处理废水的温度保持在18~25℃。
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CN111995182A (zh) * 2020-08-12 2020-11-27 中车环境科技有限公司 一种马铃薯淀粉废水作为污水厂补给碳源的资源化处理系统及方法

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