应用甘薯淀粉污水处理的组合工艺

　　应用甘薯淀粉污水处理的组合工艺。

　　淀粉污水CODCR高。悬浮物浓度高。氮磷含量相对较低，淀粉污水水温高，水平易水解酸化。传统的食品污水处理主要采用普通的厌氧生物法，只有在原水储存调节池中调节酸碱后才能进入厌氧反应池。该方法消耗大量的碱药，在低温下也需要加热厌氧反应池，以确保微生物的存活，该工艺运行成本高。为了确保厌氧水能满足后续处理的要求，厌氧反应器的水力停留时间超过10d，直接增加了污水处理设施的一次性投资成本，间接增加了污水处理设施占用的土地面积。

　　通过对甘薯淀粉加工厂污水处理实验的研究，结合淀粉加工厂的实际情况，采用水力筛-初沉池-折叠螺机-调节池-厌氧池-MSBR池组合工艺处理淀粉污水。其中，水力筛+折叠螺机可去除污水中的大部分悬浮物，大大降低了后续污水处理的难度，减少了厌氧水的酸化程度，减少了碱化剂的添加，有效地降低了运行成本。经调试运行后，污水处理工艺的主要污染物指标达到排放标准。

　　淀粉污水具有悬浮物浓度高的特点。悬浮物的主要成分是甘薯纤维和淀粉渣。水解后，污水处理负荷将大大提高。因此，污水进入污水处理系统后，应及时用水力筛分大颗粒的淀粉渣。甘薯纤维与污水分离，避免在高温污水中水解。此外，淀粉渣和甘薯纤维具有回收价值。水力筛用于污水处理的预处理。一方面可以大大降低后续污水处理负荷，另一方面可以通过回收淀粉渣和甘薯纤维来降低污水处理的运行成本，产生经济效益。

　　水力筛对污水中的大颗粒悬浮物物(r>2mm)有很好的分离效果，但对小颗粒悬浮物(r≤2mm)的拦截能力很小。因此，污水中的大部分淀粉渣和甘薯纤维经水力筛分离后进入初始沉淀池。为了形成更大粒径的颗粒物，便于将污水中的小颗粒物与折螺机分离，需要将浓度约1%的阴离子聚丙烯酰胺(相对分子质量为400~500万)添加到污水中。当污水浊度降低，直径约4~6mm的明矾花出现时，可停止添加聚丙烯酰胺，然后打开折螺机，将聚丙烯酰胺聚集后的悬浮物与污水分离。由于淀粉污水的CODCr基本上是由淀粉和纤维素的水解引起的，该方法不仅可以去除淀粉污水中的大部分悬浮物，而且可以大大降低污水的CODCr。污水经螺旋折叠机处理后，进入调节池冷却。在冷却过程中，污水中的有机物会水解酸化，污水pH值会降低。当污水降至室温时，酸化过程会减弱。此时，可将澄清的石灰水添加到调节池中，以调节污水pH值约7±0.5。由于淀粉水解后产生的酸为有机酸，石灰水的使用应根据实际情况确定。pH调节过程应在厌氧进水前完成，避免厌氧反应器中有机酸的积累，以确保厌氧反应器的正常运行。

　　调节池内水量均匀。调节水质后，污水通过泵进入厌氧反应池。本厌氧池参照升流厌氧反应器的原理，通过泵从厌氧池上的液体表面抽水，然后从底部排水系统输出，使泥浆水完全混合，使厌氧反应持续运行。这种处理方法可以有效地减少厌氧水力的停留时间，减少厌氧反应器的施工投资。厌氧反应器的循环回流率为200%~300%。水力停留时间从传统厌氧工艺所需的10d缩短到3~4d。厌氧处理后，大部分污染物被用作厌氧微生物，作为其新陈代谢的营养物质，产生甲烷，可通过水压密封装置回收，作为工厂锅炉加热。

　　污水经厌氧生化处理后，大分子有机物分解为小分子有机物，大部分降解，其余部分难以被厌氧微生物利用，厌氧水进入有氧生物处理过程。MSBR工艺的优点是：MSBR池填充纤维组合填料，比表面积大，可使微生物附着在纤维上生长，形成生物膜，从内到外形成厌氧区。缺氧区和有氧区具有较强的抗冲击负荷能力;细菌柱中的微生物老化后，在曝气形成的水流驱动下，细菌柱表面的生物膜会自然剥落，形成新的生物膜，具有自我更新的能力。组合填料大于表面积，可为MSBR池保留足够的微生物，可有效利用吸收污水中的营养物质，清洁水质。MSBR池采用蝴蝶微孔曝气方式，氧传质效率高。

　　超声电絮凝技术是淀粉污水处理的新工艺。

　　改性淀粉加工过程中产生了大量的高浓度有机食品污水，是水环境的主要污染源之一。目前，食品污水处理一般采用预处理+生物处理+深度处理的处理工艺，其预处理常用的沉淀、气浮等工艺去除颗粒污染物。然而，对于磷含量和高颗粒浓度的酯化淀粉生产污水，传统工艺可能是由于处理负荷过高。或由于堵塞和硬化等问题，预处理过程失效，后续生化和深度处理过程的压力急剧增加，严重时污水处理系统的最终出水不符合标准。

　　电絮凝技术可有效去除水中的悬浮物和磷盐，单独使用时由于电级板钝化而导致处理效率低下。超声波的空化效应增强了溶液中的传质和对流效应，有利于缩短反应时间。在电化学系统中引入超声波技术，可有效防止电级板钝化效应的发生。此外，超声波还可以减少悬浮物和胶水层的细度。降低电位，促进絮凝金属离子在水中分散，加速絮凝剂与颗粒物和胶体的反应速率，降低比阻力，减少羊毛时间，提高絮凝脱水。

　　由于原有的调节池+混凝池+滤池+活性炭滤池处理工艺，处理出水废化学需氧COD.生化需氧BOD.总磷T和悬浮物SS未能满足淀粉工业水污染物排放标准(GB25461-2010)间接排放标准的纳管要求。因此，针对企业高磷改性酯化淀粉污水，将原工艺改造为调节池+超声电絮凝装置+滤池+活性炭滤池。

　　电絮凝-超声处理设备。

　　1.电絮凝板：电絮凝铁的阳、阴均为企业周边钢铸企业生产的剩余废铁废料，其成分为碳钢。选择足够面积的碳钢，经洗涤连接后可进行电絮凝。

　　2.超声波发生设备:HSD-10300超声波装置，包括防腐可调数显超声波发生器;SUS316L超声波换能器，浸没式安装。

　　3.工艺流程。

　　(1)污水处理工艺改造：保留原调节池。普通滤池和活性炭滤池，原混凝池拆除后转移。混凝土搅拌循环泵改造为企业排水缓冲池，完成处理段水质监测和取水。水温平衡和事故储存。企业原淀粉污水处理工艺由调节池+混凝池+滤池+活性炭滤池工艺改造为调节池+超声波电絮凝装置+滤池+活性炭滤池工艺。

　　(2)超声波电絮凝处理装置：将反应器底部的原排空管道更换为自留排空管道，安装超声波换能器，并在换能器上方安装电絮凝板。规范化条碳钢电级组件，按阳/阴级板顺序安装超声电絮凝处理装置。在有效水力停留时间(HRT)为0.8h的条件下，连接超声发生器和直流恒压电源，调整超声输出频率，调整电源输出电压进行污水处理。

　　与原工艺相比，虽然增加了设备投资，产生了阳性铁电消耗成本，但水平大大节省了混凝剂成本。电费和滤池运行成本，经核算，表明企业只能在现有条件下稳定运行27.4个月，才能回收设备投资成本。此外，电絮凝所用的阳性铁为企业周边钢铁铸造企业生产剩余废铁废料，充分节省了材料运输成本，实现了废(铁)废(水)的目的，节省了优质铁原料的消耗。

　　4.结论。

　　(1)优化后，超声-电絮凝处理的电级工作电压和超声工作频率分别为10V和30kHz。在调节池+超声-电絮凝装置+滤池+活性炭滤池过程中，COD.BOD和TP的平均值分别保持在483±15mg/L.317±26mg/L和6.4±1.4mg/L。

　　(2)在生产周期(10天)内，调节池+超声电絮凝装置+滤池+活性炭滤池工艺可有效控制企业高磷改性酯化淀粉污水中的COD.BOD.TP和SS，解决了原工艺出水水质不稳定、超标等问题。

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