CN108773984A

CN108773984A - 一种马铃薯淀粉废水处理工艺

Info

Publication number: CN108773984A
Application number: CN201810732707.XA
Authority: CN
Inventors: 刘伟
Original assignee: JIANGSU ANDERSON SUPERCONDUCTING ACCELERATOR TECHNOLOGY Inc
Current assignee: JIANGSU ANDERSON SUPERCONDUCTING ACCELERATOR TECHNOLOGY Inc
Priority date: 2018-07-05
Filing date: 2018-07-05
Publication date: 2018-11-09

Abstract

本发明涉及一种马铃薯淀粉废水处理工艺,先依次经过集水、脱气、消泡的预处理，去除大颗粒悬浮物及残渣及进行均质均量的预水解酸化处理，再依次经过水解酸化厌氧池和厌氧反应器的厌氧处理阶段，降低有机物含量同时将总氮转化成氨氮，随后经过好氧处理阶段，利用悬浮微生物降解作用，最后依次经过氧化混凝池、混凝沉淀池和过滤池的深度处理阶段，出水稳定达GB25461‑2010直接排放标准；针对高浓度、高悬浮物的淀粉废水，将厌氧、好氧和混凝处理相结合，具有设备投资少、运行稳定、操作简单、传质速率快、负荷率、有机去除率和综合资源化利用度高等优点，使处理后的水质达到《淀粉工业水污染物排放标准》规定排放。

Description

一种马铃薯淀粉废水处理工艺

技术领域

本发明涉及一种马铃薯淀粉废水处理工艺,属于有机废水处理技术领域。

背景技术

马铃薯生产淀粉废水污染具有明显的季节性。马铃薯淀粉加工过程是纯物理过程，无任何化学添加剂，主要含有碳水化合物、蛋白质、油脂、纤维素等有机物，属于有害无毒的有机废水。马铃薯淀粉废水直接进入地表水流域，据调查几乎所有生产废水均属未经处理或不达标排放，使得地表水体污染严重，严重危害生态环境，废水问题不尽快解决，会成为马铃薯淀粉加工业健康发展的制约因素。

马铃薯淀粉废水成分复杂，含有大量的水溶性物质，如糖、蛋白质、树脂等，此外还含有一些溶解性淀粉颗粒、纤维素、脂肪等有机化合物，COD、BOD5值很高，水量大，浑浊。除了溶解的有机物外，还含有相当多的不溶性物质，如淀粉微粒、细胞、土豆种芽小片、根纤维以及叶子等。马铃薯淀粉废水处理已有很多成熟的技术，主要是生化处理法和化学混凝法；

生化处理法利用微生物的代谢作用，厌氧细菌的作用下将污泥中的有机物分解，使废水中呈溶解和胶体状态的有机污染物转化为无害物质，最后产生甲烷和二氧化碳等气体；化学混凝法在混凝剂的作用下，使废水中的胶体和细微悬浮物凝聚成絮凝体，然后予以分离除去，这两种处理方法在实际应用中各有利弊，单一使用与实际需求存在差距，难以综合资源化利用，即使例如石惠岗等人采用UASB和SBR相结合的工艺，处理山东某玉米淀粉厂废水，在进水COD高达10000-18000mg/L的情况下，可使出水COD低于120mg/L,达到国家二级排放标准，但针对马铃薯淀粉废水COD在32800mg/L左右，BOD₅值为14000mg/L，悬浮物为35000mg/L时，出水浓度不能达到排放标准。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种一种马铃薯淀粉废水处理工艺,针对高浓度、高悬浮物的淀粉废水，将厌氧、好氧和混凝处理相结合，具有设备投资少、运行稳定、操作简单、传质速率快、负荷率、有机去除率和综合资源化利用度高等优点，使处理后的水质达到《淀粉工业水污染物排放标准》GB25461-2010规定排放。

本发明是通过如下的技术方案予以实现的：

一种马铃薯淀粉废水处理工艺,其中，其处理步骤如下：

(1)搅拌脱气处理：通过搅拌方法将马铃薯淀粉废水富含的气体进行脱气处理；

(2)平衡酸碱度：将脱气后的马铃薯淀粉废水进行均质均量的预水解酸化处理；

(3)污水预处理：在恒温下用菌种对马铃薯淀粉废水进行预处理；所述污水预处理在水解强化池中进行，采用的菌种为NBA氨氮去除菌种，购自于江西调水人生态环境工程有限公司；

(4)ASB厌氧处理：通过厌氧反应器对马铃薯淀粉废水在恒温下进行厌氧生化反应，降低马铃薯淀粉废水中的有机物含量，同时将马铃薯淀粉废水中的总氮转化成氨氮，产生沼气，同时生成有机肥；

(5)好氧反应处理：将经过ASB厌氧处理处理的水与大气中好氧反应；

(6)污水净化处理：加入澄清剂至经过好氧反应处理的水中混凝反应，进一步去除生物难降解COD及总磷，沙滤，通过沙粒层把悬浮物杂质分离出去，处理后的废水COD降到100以下，BOD在20以下，达到直接排放标准，可以作为二级达标排放水厂内回用水二次利用。

进一步地，步骤(1)的具体方法为：将马铃薯淀粉废水通过集水池1存储，集水池内设有pH计和人工栅格，将马铃薯淀粉废水依次经过脱气缸、消泡池实现脱气处理，脱气缸内设置搅拌装置。

进一步地，步骤(2)的具体方法为：将脱气后的马铃薯淀粉废水引入强化水解池，强化水解池内设有pH计，调节pH为4～5。

进一步地，所述强化水解池与厌氧反应器间之间设有换热器，换热器通过太阳能锅炉供热装置的进行水质换热，所述强化水解池内设有若干加热管、在池壁上纵向交错设置的若干上折流板和下折流板，相邻上折流板和下折流板之间设有取样管和测温管，所述下折流板底部设有斜折板，所述强化水解池底部设有若干排泥管，所述强化水解池顶部设有弧形不锈钢池盖,所述弧形不锈钢池盖顶部设有第一沼气口，所述水解酸化厌氧池的水力停留时间为48h，水温为25～30℃。

进一步地，所述厌氧反应器底部两侧分别设有进水口和排泥口，所述厌氧反应器顶部设有倒锥形壳体，所述倒锥形壳体顶部设有第二沼气口、一侧设有出水口，且内部设有三相分离器，所述三相分离器包括V型分离罩或斜边导向沉淀器与布水器，所述V型分离罩或斜边导向沉淀器底部连接有三通回流管，所述三通回流管一端与布水器的喷水负压区相通，另一端与进水口相通，所述厌氧反应器的水力停留时间为48h，经过ASB厌氧处理处理的水COD含量为1000。

进一步地，经过好氧反应处理的水COD含量为100，反应时间为4h，好氧反应处理通过好氧反应器实现，好氧反应器通过空气压缩机供氧，好氧反应器后设有混凝沼淀池，混凝沼淀池内设有pH计，所述混凝沼淀池用于调节pH，加入澄清剂，确保厌氧污泥的截留。

进一步地，沙滤采用干湿式滤池，沙滤厚度为1m，干湿式滤池连接有清水消毒池，清水消毒池内设有pH计，由清水消毒池通过次氯酸钠消毒达标排放出水。

进一步地，沼气经沼气净化装置对经过反应的沼气进行净化处理，使其达到可以直接利用的程度，并通过沼气储柜收集储存。

进一步地，经过ASB厌氧处理、好氧反应处理和混凝反应产生的污泥均可直接泵入沼肥稳定陈化池，经沼肥稳定陈化池和沼气干化池产生液态沼气肥，直接用于农作物灌溉。

本发明的有益效果为：

(1)本发明针对高浓度、高悬浮物的淀粉废水，避免传统工艺单独提取废水中的蛋白，而是通过集水池直接进行人工栅格简单的筛分有效地除去大颗粒悬浮物及残渣，通过脱气缸、消泡池进行去除空气杂质，滤液则进入强化水解池进行水解酸化预处理，很好的将厌氧、好氧和混凝法相结合，废水中的有机物通过与微生物充分的接触而得到去除；(2)通过厌氧反应器的独特设计，形成自循环废水生物处理反应，使得废水中的有机物向生物细胞的传质速率大为提高，具有较高的负荷率和有机物的去除率；(3)好氧处理利用污水中的悬浮微生物的降解作用，可减少碱度投加量，节约运行费用，有效去除BOD5、COD、NH3-N等污染物，在混凝深度处理一步去除生化水中的生物难降解COD及总磷；(4)运用沼肥稳定陈化池及沼气净化系统处理废水处理过程中的可利用资源，沼气副产品用于制甲烷清洁生物能源为锅炉等供能，提高综合资源化利用度，综合处理后的出水可稳定达到《淀粉工业水污染物排放标准》。

附图说明

图1为本发明工艺流程图。

图2为本发明强化水解池结构示意图。

图3为本发明厌氧反应器结构示意图。

(图中，集水池1，脱气缸2，消泡池3，强化水解池4，换热器5，厌氧反应器6，好氧反应器7，混凝沼淀池8，千湿式滤池9，清水池10，供热装置11，沼气净化12，沼气储柜13，空气压缩机14，沼肥稳定陈化池15，沼肥干化池16，加药装置17，消毒装置18，加热管22、上折流板23和下折流板24，取样管25和测温管26，斜折板27，排泥管28，弧形不锈钢池盖29,第一沼气口30，进水口31和排泥口32，倒锥形壳体33，第二沼气口34、出水口35，三相分离器36，V型分离罩37，布水器39)。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。

参见图1，一种马铃薯淀粉废水处理工艺,其中，其处理步骤如下：

(1)搅拌脱气处理：将马铃薯淀粉废水通过集水池1存储，集水池1内设有pH计和人工栅格，人工栅格简单的筛分有效地除去大颗粒悬浮物及残渣，将马铃薯淀粉废水依次经过脱气缸2、消泡池3实现脱气处理，脱气缸2内设置搅拌装置，通过搅拌方法将马铃薯淀粉废水富含的空气杂质进行脱气处理；可以有效去除原废水中的气体杂质，以便进一步处理；

(2)平衡酸碱度：将脱气后的马铃薯淀粉废水即滤液引入强化水解池4，强化水解池4内设有pH计，通过加入如苯甲酸、醋酸等酸性或乙酸钠、甲胺等碱性有机物，调节pH为4.5，进行均质均量的预水解酸化处理；防止对废水造成二次污染，通过酸碱度平衡调整，为下一步预处理做准备；

参见图1、图2，所述强化水解池4与厌氧反应器6间之间设有换热器5，换热器5通过太阳能锅炉供热装置11的进行水质换热，所述强化水解池4内设有若干加热管22、在池壁上纵向交错设置的若干上折流板23和下折流板24，相邻上折流板23和下折流板24之间设有取样管25和测温管26，所述下折流板24底部设有斜折板27，所述强化水解池4底部设有若干排泥管28，所述强化水解池4顶部设有弧形不锈钢池盖29,所述弧形不锈钢池盖29顶部设有第一沼气口30，所述水解酸化厌氧池的水力停留时间为48h，水温为28℃；

通过带斜板的上折流板23和下折流板24交错设置，形成连续串联的多个小池体，优选为16个，使废水进入后上下折流前进，依次通过每个小池体，相当于多个独立的升流式厌氧污泥床系统，污泥床的污泥可以以颗粒形式或絮状形式存在，废水中的有机物通过与微生物充分接触而得到去除，弧形不锈钢池盖29起保温和收集沼气的作用；

(3)污水预处理：在恒温下用菌种对马铃薯淀粉废水进行预处理；所述污水预处理在水解强化池中进行，采用的菌种为NBA氨氮去除菌种，购自于江西调水人生态环境工程有限公司；不单独提取废水中的蛋白，增加了废水的可生化性，为后续的生化处理创造了稳定的水质条件；

(4)ASB厌氧处理：通过厌氧反应器6对马铃薯淀粉废水在恒温下进行厌氧生化反应，降低马铃薯淀粉废水中的有机物含量，同时将马铃薯淀粉废水中的总氮转化成氨氮，产生沼气，同时生成有机肥；

沼气经沼气净化12装置对经过反应的沼气进行净化处理，使其达到可以直接利用的程度，并通过沼气储柜13收集储存，用来作为锅炉的燃料加以利用；

参见附图3，所述厌氧反应器6底部两侧分别设有进水口31和排泥口32，所述厌氧反应器6顶部设有倒锥形壳体33，所述倒锥形壳体33顶部设有第二沼气口34、一侧设有出水口35，且内部设有三相分离器36，所述三相分离器36包括V型分离罩37或斜边导向沉淀器与布水器39，所述V型分离罩37或斜边导向沉淀器底部连接有三通回流管，所述三通回流管一端与布水器39的喷水负压区相通，另一端与进水口31相通，所述厌氧反应器6的水力停留时间为48h，经过ASB厌氧处理处理的水COD含量为1000；

厌氧反应器进行高效厌氧处理，进一步降低有机物，同时将大量的总氮转化成氨氮；从厌氧反应器底部进入内部，然后经过污泥悬浮层区，在沉淀过程中，菌种与污泥中的有机物充分接触，使得有机物被分解；上部沉淀区的污泥经三通回流管自动流到罐体下部反应区内与废水混合，增加了反应区的微生物的浓度，使得废水中的有机物向生物细胞的传质速率大大提高，具有较高的负荷率和有机物去除率，同时还具有结构简单、稳定性好、自循环能力强、回流量调控方便等优点，其所用污泥为能够提高污泥稳定性及其处理负荷的厌氧颗粒污泥；

经过好氧反应处理的水COD含量为100，反应时间为4h，好氧反应处理通过在马铃薯淀粉废水中的悬浮微生物降解作用下，以好氧反应器7实现，好氧反应器7通过空气压缩机14供氧，去除BOD5、COD、NH3-N等污染物，各污染物指标显著降低，但COD、TP指标仍存在未达标的风险；

(6)污水净化处理：通过加药装置17加入澄清剂至经过好氧反应处理的水中混凝反应，好氧反应器7后设有混凝沼淀池8，混凝沼淀池8内设有pH计，所述混凝沼淀池8用于调节pH为6.7，加入澄清剂，确保厌氧污泥的截留，进一步去除生物难降解COD及总磷，所述澄清剂为PAC、PAM中的一种或两种。PAC聚合氯化铝、PAM聚丙烯酰胺均购自于巩义市起凡净水材料有限公司；

出水自流至干湿式滤池9沙滤进行泥水分离，沙滤厚度为1m，有效去除水体中的固悬物，，通过沙粒层把悬浮物杂质分离出去，处理后的废水COD降到100以下，BOD在20以下，干湿式滤池9连接有清水消毒池，清水消毒池内设有pH计，由清水消毒池通过消毒装置18加入氯酸钠消毒，达到GB25461-2010直接排放标准排放，或者作为二级达标排放水厂内回用水二次利用；

经过ASB厌氧处理、好氧反应处理和混凝反应产生的污泥均可直接泵入沼肥稳定陈化池15，经沼肥稳定陈化池15和沼气干化池产生液态沼气肥，直接用于农作物灌溉。

本发明的处理效果为：

将本发明用于处理COD在32800mg/L左右，BOD₅值为14000mg/L，悬浮物为35000mg/L的高浓度淀粉废水，每天处理量Q为360t/d，调试后，稳定出水监测结果如下：

污染物项目	进水	水解及厌氧单元出水	出水
				pH	4-6	6-7.5	6-9
COD	33000	≤2000	≤100
				BOD₅	14000	≤600	≤20
SS	35000	≤1000	≤30
				氨氮	156	≤500	≤15
总磷	5	≤5	≤1

由此可见，本发明针对高浓度、高悬浮物的淀粉废水，将厌氧、好氧和混凝处理相结合，具有设备投资少、运行稳定、操作简单、传质速率快、负荷率、有机去除率和综合资源化利用度高等优点，经过综合处理后的出水可稳定达到《淀粉工业水污染物排放标准》(GB25461-2010)排放标准，即COD≤100mg/L，BOD₅≤20mg/L，悬浮物SS≤30mg/L，氨氮≤15mg/L，总氮≤30mg/L，总磷≤1.0mg/L的要求。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是管路连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims

1.一种马铃薯淀粉废水处理工艺,其特征为，其处理步骤如下：

(3)污水预处理：在恒温下用菌种对马铃薯淀粉废水进行预处理；

(4)ASB厌氧处理：通过厌氧反应器对马铃薯淀粉废水在恒温下进行厌氧生化反应，产生沼气，同时生成有机肥；

(6)污水净化处理：加入澄清剂至经过好氧反应处理的水中混凝反应，沙滤，处理后的水COD降到100以下，BOD在20以下，达到直接排放标准，可以作为二级达标排放水厂内回用水二次利用。

2.如权利要求1所述的一种马铃薯淀粉废水处理工艺,其特征为，步骤(1)的具体方法为：将马铃薯淀粉废水通过集水池1存储，集水池内设有pH计和人工栅格，将马铃薯淀粉废水依次经过脱气缸、消泡池实现脱气处理，脱气缸内设置搅拌装置。

3.如权利要求1所述的一种马铃薯淀粉废水处理工艺,其特征为，步骤(2)的具体方法为：将脱气后的马铃薯淀粉废水引入强化水解池，调节pH为4～5。

4.如权利要求3所述的一种马铃薯淀粉废水处理工艺,其特征为，所述强化水解池与厌氧反应器间之间设有换热器，换热器通过太阳能锅炉供热装置的进行水质换热，所述强化水解池内设有若干加热管、在池壁上纵向交错设置的若干上折流板和下折流板，相邻上折流板和下折流板之间设有取样管和测温管，所述下折流板底部设有斜折板，所述强化水解池底部设有若干排泥管，所述强化水解池顶部设有弧形不锈钢池盖,所述弧形不锈钢池盖顶部设有第一沼气口，所述水解酸化厌氧池的水力停留时间为48h，水温为25～30℃。

5.如权利要求1所述的一种马铃薯淀粉废水处理工艺,其特征为，所述厌氧反应器底部两侧分别设有进水口和排泥口，所述厌氧反应器顶部设有倒锥形壳体，所述倒锥形壳体顶部设有第二沼气口、一侧设有出水口，且内部设有三相分离器，所述三相分离器包括V型分离罩或斜边导向沉淀器与布水器，所述V型分离罩或斜边导向沉淀器底部连接有三通回流管，所述三通回流管一端与布水器的喷水负压区相通，另一端与进水口相通，所述厌氧反应器的水力停留时间为48h，经过ASB厌氧处理处理的水COD含量为1000。

6.如权利要求1所述的一种马铃薯淀粉废水处理工艺,其特征为，经过好氧反应处理的水COD含量为100，反应时间为4h，好氧反应处理通过好氧反应器实现，好氧反应器通过空气压缩机供氧，好氧反应器后设有混凝沼淀池，所述混凝沼淀池用于调节pH，加入澄清剂，确保厌氧污泥的截留。

7.如权利要求6所述的一种马铃薯淀粉废水处理工艺,其特征为，所述澄清剂为PAC、PAM中的一种或两种。

8.如权利要求1所述的一种马铃薯淀粉废水处理工艺,其特征为，沙滤采用干湿式滤池，沙滤厚度为1m，干湿式滤池连接有清水消毒池，由清水消毒池通过次氯酸钠消毒达标排放出水。

9.如权利要求1～5任意一项所述的一种马铃薯淀粉废水处理工艺,其特征为，沼气经沼气净化装置对经过反应的沼气进行净化处理，使其达到可以直接利用的程度，并通过沼气储柜收集储存。

10.如权利要求1～8任意一项所述的一种马铃薯淀粉废水处理工艺,其特征为，经过ASB厌氧处理、好氧反应处理和混凝反应产生的污泥均可直接泵入沼肥稳定陈化池，经沼肥稳定陈化池和沼气干化池产生液态沼气肥，直接用于农作物灌溉。