專利名稱：中小型淀粉廠廢水的生化處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種廢水的處理方法，特別是涉及一種中小型淀粉廠廢水的生化處理方法。
背景技術(shù)：
淀粉是一種重要的工業(yè)原料，除供食用與加工食品外，更廣泛的應(yīng)用于紡織、造紙、醫(yī)藥、發(fā)酵、鑄造、膠粘、化工、機(jī)械及鉆井等行業(yè)。但是在淀粉加工過程中會產(chǎn)生大量的高濃度酸性有機(jī)廢水，有機(jī)廢水中含有大量的殘余淀粉、葡萄糖、果糖、麥芽糖等碳水化合物、蛋白質(zhì)與有機(jī)酸等，易腐敗發(fā)臭，化學(xué)需氧量COD含量常在1000 30000mg/L之間；此外，淀粉廢水中總氮和磷酸鹽濃度高，是食品工業(yè)中污染最嚴(yán)重的廢水之一。目前，我國年產(chǎn)淀粉300多萬噸，按照現(xiàn)有的加工工藝，平均每生產(chǎn)1噸淀粉產(chǎn)生 10 20m3的廢水，淀粉廢水本身無毒性，其污染物主要是碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪等自然生成的有機(jī)物，易腐敗發(fā)酵，使水質(zhì)發(fā)黑發(fā)臭，排入江河會消耗水中的溶解氧，促進(jìn)藻類及水生植物繁殖，淀粉廢水量大時(shí)，河流會嚴(yán)重缺氧，發(fā)生厭氧腐敗，散發(fā)惡臭，使其魚、蝦、貝類等水生動物可能會因此窒息死亡。因此，淀粉廢水的處理成為目前我國淀粉生產(chǎn)廠家面臨的十分嚴(yán)峻的問題。目前，國內(nèi)外針對淀粉廢水處理的現(xiàn)有方法主要有物化法和生物法。1、物化法主要包括絮凝沉淀法和由絮凝和吸附組成的組合工藝方法。物化法投資雖然小，但運(yùn)行費(fèi)用高，而且出水很難達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。2、生物法主要包括好氧生物法、厭氧生物法和光合細(xì)菌法等，生物處理方法因?yàn)榫哂谐杀镜汀⒛芎男?、剩余污泥量少等?yōu)點(diǎn)，從而得到了環(huán)境工程界的重視。在處理淀粉廢水方面，主要現(xiàn)有技術(shù)如下
1999年，中國農(nóng)機(jī)研究院食品機(jī)械研究所有關(guān)技術(shù)人員提出了《淺談中小型馬鈴薯淀粉廠污水處理方案》，該文簡單介紹了我國淀粉工業(yè)的現(xiàn)狀，闡述了薯類淀粉廠目前的工藝技術(shù)水平及廢水排放情況，提出了采用厭氧-好氧生化處理方法，對年產(chǎn)5000噸馬鈴薯淀粉廠廢水排放進(jìn)行污水處理的技術(shù)方案和工藝流程進(jìn)行了介紹。該淀粉廢水處理方法工藝陳舊，處理后的廢水可能會造成二次污染；并且處理后的廢水中仍然含有一些寶貴資源，廢水的排放造成了寶貴資源的浪費(fèi)。另外，現(xiàn)有廢水處理技術(shù)中將玉米淀粉廢水經(jīng)隔柵沉淀后的沉淀物用于喂豬、喂雞等，廢水排入氧化塘自然發(fā)酵1 2天，然后排入水葫蘆池凈化7天，再排入細(xì)綠萍池凈化7天，達(dá)到農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，這部分水用于灌溉稻田、果樹和蔬菜等，通過這一過程實(shí)現(xiàn)資源的再利用。該處理方法技術(shù)含量低，廢水中仍有一部分資源被浪費(fèi)掉。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種中小型淀粉廠廢水的生化處理方法。通過本發(fā)明方法可有效處理大量的淀粉廢水，使其資源得到最大程度的利用，從而取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。為了解決上述問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是
本發(fā)明提供一種中小型淀粉廠廢水的生化處理方法，所述生化處理方法包括以下步
驟
a、首先在淀粉廢水中加入有機(jī)高分子絮凝劑聚丙烯酰胺水溶液和無機(jī)絮凝劑聚合氯化鋁水溶液，然后攪拌混合均勻，得到混合液，混合液中形成有穩(wěn)定的絮團(tuán)；所述聚丙烯酰胺水溶液的加入量占淀粉廢水總重量的2 4%，聚合氯化鋁水溶液的加入量占淀粉廢水總重量的1 2% ；
b、將步驟a混合均勻的混合液導(dǎo)入氣浮池進(jìn)行氣浮分離，經(jīng)過氣浮分離后，分離出混合液中上浮的懸浮物絮團(tuán)，得到出水即蛋白液體，將經(jīng)過氣浮池分離得到的出水即蛋白液體采用板框壓濾機(jī)進(jìn)行壓濾脫水，脫水后得到淀粉蛋白和過濾液，將所得淀粉蛋白經(jīng)管束干燥機(jī)干燥制成蛋白飼料；
C、將步驟b壓濾脫水后得到的過濾液導(dǎo)入IC厭氧反應(yīng)器中進(jìn)行生化處理，即將得到的過濾液由IC厭氧反應(yīng)器的底部進(jìn)入反應(yīng)器的第一反應(yīng)區(qū)，通過反應(yīng)器的進(jìn)水將導(dǎo)入的過濾液進(jìn)行稀釋，使其過濾液中的有機(jī)物充分反應(yīng)被降解，同時(shí)產(chǎn)生大量的沼氣，產(chǎn)生的沼氣部分被IC厭氧反應(yīng)器下層的三相分離器收集；另外一部分沼氣夾帶過濾液以及過濾液中污泥進(jìn)入第二反應(yīng)區(qū)，過濾液在沼氣的夾帶作用下進(jìn)入第二反應(yīng)區(qū)內(nèi)設(shè)有的氣液分離器中，通過氣液分離，沼氣脫離過濾液外排收集，剩余過濾液以及污泥在重力作用下通過回流管進(jìn)入第一反應(yīng)區(qū)的底部；
d、將步驟c經(jīng)過IC厭氧反應(yīng)器處理后進(jìn)入第一反應(yīng)區(qū)底部的過濾液以及污泥導(dǎo)入MBR 膜生物反應(yīng)器中進(jìn)行分離，在MBR膜生物反應(yīng)器中停留的時(shí)間為4 他，分離過程中控制溶解氧DO成分的含量為2 4 mg/L ；經(jīng)過MBR膜生物反應(yīng)器分離后得到的污泥進(jìn)行干燥重新利用，分離后得到的下清液直接排放或循環(huán)利用。根據(jù)上述的中小型淀粉廠廢水的生化處理方法，步驟a中所述聚丙烯酰胺水溶液的質(zhì)量百分濃度為0. 05 0. ；所述聚合氯化鋁水溶液的質(zhì)量百分濃度為5 10%。根據(jù)上述的中小型淀粉廠廢水的生化處理方法，步驟b中所述將所得淀粉蛋白經(jīng)管束干燥機(jī)干燥制成蛋白飼料時(shí)，干燥條件是常壓、干燥溫度為40 50°C、干燥時(shí)間為4 6h。根據(jù)上述的中小型淀粉廠廢水的生化處理方法，步驟b中所述分離出混合液中上浮的懸浮物絮團(tuán)，分離出懸浮物后淀粉廢水中的懸浮物SS和化學(xué)需氧量CODct 二者的去除率分別達(dá)到彡80%和彡30%。根據(jù)上述的中小型淀粉廠廢水的生化處理方法，步驟c中所述IC厭氧反應(yīng)器采用高徑比為4 8:1的塔式反應(yīng)器；所述IC厭氧反應(yīng)器是在常溫條件下運(yùn)行，容積負(fù)荷為 17. 0 22. 0 kg CODcr/(m3 ·(!)，沉淀區(qū)表面負(fù)荷0. 6 m3/(m2 *h)，反應(yīng)區(qū)水力停留時(shí)間5 7 h0根據(jù)上述的中小型淀粉廠廢水的生化處理方法，步驟d中所述MBR膜生物反應(yīng)器采用的是聚丙烯中空纖維膜，膜的孔徑為0. 1 0.45 μπι。根據(jù)上述的中小型淀粉廠廢水的生化處理方法，步驟d經(jīng)過MBR膜生物反應(yīng)器分離后所得下清液中懸浮物SS和生化需氧量BOD5的去除率分別達(dá)到彡90%和彡85%。
本發(fā)明的積極有益效果
1、本發(fā)明處理方法中首先在淀粉廢水中加入有機(jī)絮凝劑和無機(jī)絮凝劑，加入無機(jī)絮凝劑可以產(chǎn)生電性中和作用，使廢水中的絮粒易于靠近凝聚成較大絮粒，加入有機(jī)絮凝劑可使絮粒之間通過吸附架橋作用形成較穩(wěn)定的大絮團(tuán)，這樣有利于氣浮分離，從而能夠有效分離出廢水中的懸浮物SS和化學(xué)需氧量CODra。本發(fā)明聯(lián)合使用有機(jī)絮凝劑和無機(jī)絮凝劑， 不僅絮凝效果好，而且可大大降低絮凝劑的用量。2、本發(fā)明處理工藝中將加入絮凝劑的廢水混合均勻，利用氣浮池進(jìn)行分離，經(jīng)過氣浮分離后得到的出水進(jìn)行過濾脫水，過濾后可以得到蛋白飼料，過濾后的濾液中懸浮物 SS和化學(xué)需氧量CODct的去除率分別達(dá)到80%以上和30%以上。根據(jù)測算，在該階段每立方米廢水可提取蛋白飼料^g，按照1150元/噸計(jì)算，每立方米廢水可產(chǎn)生效益5. 75元；按照每立方米廢水可提取蛋白飼料5kg計(jì)算，每年可提取蛋白飼料3969噸。本發(fā)明在IC厭氧反應(yīng)器中進(jìn)行生化處理過程中，每立方米廢水可以回收1.90m3的沼氣。因此，通過本發(fā)明， 不僅有效處理了大量的淀粉廢水，同時(shí)還獲得了額外的經(jīng)濟(jì)效益。因此，本發(fā)明具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。3、淀粉廢水經(jīng)過本發(fā)明方法處理后，淀粉廢水中的懸浮物SS、化學(xué)需氧量CODct和生化需氧量BOD5由原來含量686ang/L、14467 mg/L和8672 mg/L分別減少到86 mg/L、127 mg/L和22. 5 mg/L，經(jīng)過最后MBR膜生物反應(yīng)器分離后得到的出水即下清液完全能到達(dá)到 污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996, 一級排放標(biāo)準(zhǔn))。因此，經(jīng)過本發(fā)明處理方法，不僅有效解決了淀粉廢水污染的問題，而且在廢水處理過程中還提取了蛋白飼料和獲得沼氣，額外獲得了經(jīng)濟(jì)效益。所以本發(fā)明無論在經(jīng)濟(jì)效益方面還是在社會環(huán)境效益方面，都具有顯著的效果。4、本發(fā)明將淀粉廢水通過加入絮凝劑、氣浮分離、IC厭氧生化處理和MBR膜生物反應(yīng)器處理后，可以使高濃度的淀粉廢水最終的出水水質(zhì)優(yōu)于GB8978-1996 —級排放標(biāo)準(zhǔn)，最終的出水可回用于工廠沖洗水、沖廁用水、綠化用水、景觀用水，不但達(dá)到了保護(hù)環(huán)境的目的，同時(shí)節(jié)約了常規(guī)水資源，取得了良好的生態(tài)效益，而且減少了新鮮用水，降低了企業(yè)用水成本。因而，本發(fā)明具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。具體實(shí)施例方式
以下實(shí)施例僅為了進(jìn)一步說明本發(fā)明，并不限制本發(fā)明的內(nèi)容。實(shí)施例1
本發(fā)明一種中小型淀粉廠廢水的生化處理方法，所述生化處理方法的詳細(xì)步驟如下
a、首先在淀粉廢水中加入有機(jī)高分子絮凝劑聚丙烯酰胺水溶液和無機(jī)絮凝劑聚合氯化鋁水溶液，然后攪拌混合均勻，得到混合液，混合液中形成有穩(wěn)定的絮團(tuán)；所述聚丙烯酰胺水溶液的質(zhì)量百分濃度為0. 08%，聚丙烯酰胺水溶液的加入量占淀粉廢水總重量的3% ； 所述聚合氯化鋁水溶液的質(zhì)量百分濃度為8%，聚合氯化鋁水溶液的加入量占淀粉廢水總重量的1.5% ；
b、將步驟a混合均勻的混合液導(dǎo)入氣浮池進(jìn)行氣浮分離，經(jīng)過氣浮分離后，分離出混合液中上浮的懸浮物絮團(tuán)(分離出懸浮物后淀粉廢水中的懸浮物SS和化學(xué)需氧量CODra 二者的去除率分別達(dá)到> 80%和> 30%)，得到出水即蛋白液體；將經(jīng)過氣浮池分離得到的出水即蛋白液體采用板框壓濾機(jī)進(jìn)行壓濾脫水，脫水后得到淀粉蛋白和過濾液，將所得淀粉蛋白經(jīng)管束干燥機(jī)干燥制成蛋白飼料；經(jīng)管束干燥機(jī)干燥時(shí)干燥條件是常壓、干燥溫度為 40°C、干燥時(shí)間為6h ；
C、將步驟b壓濾脫水后得到的過濾液導(dǎo)入IC厭氧反應(yīng)器中進(jìn)行生化處理，即將得到的過濾液由IC厭氧反應(yīng)器的底部進(jìn)入反應(yīng)器的第一反應(yīng)區(qū)，通過反應(yīng)器的進(jìn)水將導(dǎo)入的過濾液進(jìn)行稀釋，使其過濾液中的有機(jī)物充分反應(yīng)被降解，同時(shí)產(chǎn)生大量的沼氣，產(chǎn)生的沼氣部分被IC厭氧反應(yīng)器下層的三相分離器收集；另外一部分沼氣夾帶過濾液以及過濾液中污泥進(jìn)入第二反應(yīng)區(qū)，過濾液在沼氣的夾帶作用下進(jìn)入第二反應(yīng)區(qū)內(nèi)設(shè)有的氣液分離器中，通過氣液分離，沼氣脫離過濾液外排收集，剩余過濾液以及污泥在重力作用下通過回流管進(jìn)入第一反應(yīng)區(qū)的底部；
所述IC厭氧反應(yīng)器采用高徑比為4 8:1的塔式反應(yīng)器；所述IC厭氧反應(yīng)器是在常溫條件下運(yùn)行，容積負(fù)荷為17. 0 22. 0 kg CODcr/ (m3 · d)，沉淀區(qū)表面負(fù)荷0. 6 m3/ (m2 · h)， 反應(yīng)區(qū)水力停留時(shí)間5 7 h ；
d、將步驟c經(jīng)過IC厭氧反應(yīng)器處理后進(jìn)入第一反應(yīng)區(qū)底部的過濾液以及污泥導(dǎo)入MBR 膜生物反應(yīng)器中進(jìn)行分離(所述MBR膜生物反應(yīng)器采用的是聚丙烯中空纖維膜，膜的孔徑為0. 1 0. 45 μ m)，在MBR膜生物反應(yīng)器中停留的時(shí)間為4 6h，分離過程中控制溶解氧 DO成分的含量為2 4 mg/L ；經(jīng)過MBR膜生物反應(yīng)器分離后得到的污泥進(jìn)行干燥重新利用，分離后得到的下清液直接排放或循環(huán)利用；經(jīng)過MBR膜生物反應(yīng)器分離后所得下清液中懸浮物SS和生化需氧量BOD5的去除率分別達(dá)到彡90%和彡85%。實(shí)施例2 與實(shí)施例1基本相同，不同之處在于
步驟a中所述聚丙烯酰胺水溶液的質(zhì)量百分濃度為0. 05%，聚丙烯酰胺水溶液的加入量占淀粉廢水總重量的4% ；所述聚合氯化鋁水溶液的質(zhì)量百分濃度為10%，聚合氯化鋁水溶液的加入量占淀粉廢水總重量的1.0% ；
步驟b中經(jīng)管束干燥機(jī)干燥時(shí)干燥條件是常壓、干燥溫度為50°C、干燥時(shí)間為4h。實(shí)施例3 與實(shí)施例1基本相同，不同之處在于
步驟a中所述聚丙烯酰胺水溶液的質(zhì)量百分濃度為0. 1%，聚丙烯酰胺水溶液的加入量占淀粉廢水總重量的2%;所述聚合氯化鋁水溶液的質(zhì)量百分濃度為5%，聚合氯化鋁水溶液的加入量占淀粉廢水總重量的2% ；
步驟b中經(jīng)管束干燥機(jī)干燥時(shí)干燥條件是常壓、干燥溫度為45°C、干燥時(shí)間為證。實(shí)施例4 與實(shí)施例1基本相同，不同之處在于
步驟a中所述聚丙烯酰胺水溶液的質(zhì)量百分濃度為0. 065%，聚丙烯酰胺水溶液的加入量占淀粉廢水總重量的3. 5%;所述聚合氯化鋁水溶液的質(zhì)量百分濃度為9%，聚合氯化鋁水溶液的加入量占淀粉廢水總重量的1. 2%。實(shí)施例5 與實(shí)施例1基本相同，不同之處在于
步驟a中所述聚丙烯酰胺水溶液的質(zhì)量百分濃度為0. 09%，聚丙烯酰胺水溶液的加入量占淀粉廢水總重量的2. 5%;所述聚合氯化鋁水溶液的質(zhì)量百分濃度為6%，聚合氯化鋁水溶液的加入量占淀粉廢水總重量的1. 8%。
權(quán)利要求
1.一種中小型淀粉廠廢水的生化處理方法，其特征在于，所述生化處理方法包括以下步驟a、首先在淀粉廢水中加入有機(jī)高分子絮凝劑聚丙烯酰胺水溶液和無機(jī)絮凝劑聚合氯化鋁水溶液，然后攪拌混合均勻，得到混合液，混合液中形成有穩(wěn)定的絮團(tuán)；所述聚丙烯酰胺水溶液的加入量占淀粉廢水總重量的2 4%，聚合氯化鋁水溶液的加入量占淀粉廢水總重量的1 2% ；b、將步驟a混合均勻的混合液導(dǎo)入氣浮池進(jìn)行氣浮分離，經(jīng)過氣浮分離后，分離出混合液中上浮的懸浮物絮團(tuán)，得到出水即蛋白液體，將經(jīng)過氣浮池分離得到的出水即蛋白液體采用板框壓濾機(jī)進(jìn)行壓濾脫水，脫水后得到淀粉蛋白和過濾液，將所得淀粉蛋白經(jīng)管束干燥機(jī)干燥制成蛋白飼料；C、將步驟b壓濾脫水后得到的過濾液導(dǎo)入IC厭氧反應(yīng)器中進(jìn)行生化處理，即將得到的過濾液由IC厭氧反應(yīng)器的底部進(jìn)入反應(yīng)器的第一反應(yīng)區(qū)，通過反應(yīng)器的進(jìn)水將導(dǎo)入的過濾液進(jìn)行稀釋，使其過濾液中的有機(jī)物充分反應(yīng)被降解，同時(shí)產(chǎn)生大量的沼氣，產(chǎn)生的沼氣部分被IC厭氧反應(yīng)器下層的三相分離器收集；另外一部分沼氣夾帶過濾液以及過濾液中污泥進(jìn)入第二反應(yīng)區(qū)，過濾液在沼氣的夾帶作用下進(jìn)入第二反應(yīng)區(qū)內(nèi)設(shè)有的氣液分離器中，通過氣液分離，沼氣脫離過濾液外排收集，剩余過濾液以及污泥在重力作用下通過回流管進(jìn)入第一反應(yīng)區(qū)的底部；d、將步驟c經(jīng)過IC厭氧反應(yīng)器處理后進(jìn)入第一反應(yīng)區(qū)底部的過濾液以及污泥導(dǎo)入MBR 膜生物反應(yīng)器中進(jìn)行分離，在MBR膜生物反應(yīng)器中停留的時(shí)間為4 他，分離過程中控制溶解氧DO成分的含量為2 4 mg/L ；經(jīng)過MBR膜生物反應(yīng)器分離后得到的污泥進(jìn)行干燥重新利用，分離后得到的下清液直接排放或循環(huán)利用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中小型淀粉廠廢水的生化處理方法，其特征在于步驟a中所述聚丙烯酰胺水溶液的質(zhì)量百分濃度為0. 05 0. ；所述聚合氯化鋁水溶液的質(zhì)量百分濃度為5 10%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中小型淀粉廠廢水的生化處理方法，其特征在于步驟b 中所述將所得淀粉蛋白經(jīng)管束干燥機(jī)干燥制成蛋白飼料時(shí)，干燥條件是常壓、干燥溫度為 40 50°C、干燥時(shí)間為4 Μι。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中小型淀粉廠廢水的生化處理方法，其特征在于步驟b中所述分離出混合液中上浮的懸浮物絮團(tuán)，分離出懸浮物后淀粉廢水中的懸浮物SS和化學(xué)需氧量CODct 二者的去除率分別達(dá)到彡80%和彡30%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中小型淀粉廠廢水的生化處理方法，其特征在于步驟c中所述IC厭氧反應(yīng)器采用高徑比為4 8:1的塔式反應(yīng)器；所述IC厭氧反應(yīng)器是在常溫條件下運(yùn)行，容積負(fù)荷為17. 0 22. 0 kg CODcr/ (m3 · d)，沉淀區(qū)表面負(fù)荷0. 6 m3/ (m2 · h)，反應(yīng)區(qū)水力停留時(shí)間5 7 h。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中小型淀粉廠廢水的生化處理方法，其特征在于步驟d中所述MBR膜生物反應(yīng)器采用的是聚丙烯中空纖維膜，膜的孔徑為0. 1 0. 45 μπι。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中小型淀粉廠廢水的生化處理方法，其特征在于步驟d經(jīng)過MBR膜生物反應(yīng)器分離后所得下清液中懸浮物SS和生化需氧量BOD5的去除率分別達(dá)到彡90%和彡85%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種中小型淀粉廠廢水的生化處理方法。首先在廢水中加入有機(jī)絮凝劑和無機(jī)絮凝劑進(jìn)行攪拌，混合液中形成有絮團(tuán)，然后將攪拌后的混合液采用氣浮池進(jìn)行氣浮分離，分離出廢水中的懸浮物，分離后的出水進(jìn)行過濾脫水，脫水后得到淀粉蛋白和過濾液；將其過濾液導(dǎo)入IC反應(yīng)器中進(jìn)行生化處理，將生化處理后的液體導(dǎo)入MBR膜生物反應(yīng)器中進(jìn)行分離，分離后得到的污泥進(jìn)行干燥重新利用，得到的下清液符合國家污水排放標(biāo)準(zhǔn)，直接排放或循環(huán)利用。通過本發(fā)明方法可有效處理大量的淀粉廢水，處理廢水的過程中可以回收淀粉蛋白和沼氣，使其資源得到最大程度的利用，從而取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。
文檔編號C02F9/14GK102249498SQ201110195238
公開日2011年11月23日 申請日期2011年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月13日
發(fā)明者周振民 申請人:華北水利水電學(xué)院