馬鈴薯生產(chǎn)淀粉過(guò)程中將產(chǎn)生大量的廢水，這些淀粉廢水有機物含量高,若不經(jīng)過(guò)處理直接排放，其水中所含有的有機物，進(jìn)入水體后迅速消耗水中的溶解氧，造成水體缺氧而影響?hù)~(yú)類(lèi)和其他水生動(dòng)物的生存，同時(shí)廢水中懸浮物易在厭氧條件下分解產(chǎn)生臭氣，惡化水質(zhì)。由于我國淀粉生產(chǎn)工藝相對落后,資源的利用率較低,淀粉生產(chǎn)過(guò)程中大量的植物蛋白未加利用而隨生產(chǎn)廢水排放,不僅影響了環(huán)境衛生,而且造成了巨大的浪費。在淀粉廢水處理過(guò)程中,如果能夠同時(shí)回收植物蛋白，做到廢水的資源化利用，將具有廣闊的應用前景。

1.廢水水質(zhì)、水量

    該淀粉廠(chǎng)廢水主要來(lái)源于生產(chǎn)過(guò)程中的工藝廢水（主要包括蛋白液、中間產(chǎn)品的洗滌水、各種設備的沖洗水等），廢水中有機物含量較高，CODcr含量為12000mg/L,BOD5/CODcr=0.53,可生化性較好。廢水處理工程的設計規模1000m3/d，處理后水質(zhì)要求達到《污水綜合排放標準》（GB8978—1996）一級排放標準，進(jìn)水水質(zhì)和排放標準見(jiàn)表1。

表1  廢水的污染狀況及執行的排放標準

2.廢水處理工藝流程

2.1處理工藝的確定

    馬鈴薯淀粉生產(chǎn)廢水本身含有機質(zhì)多、濃度高且懸浮物含量大，廢水BOD5/CODcr=0.53,可生化性較好，同時(shí)在本工程中出水水質(zhì)要求較高?？紤]到以上因素，工藝選用物理與生化處理相結合的方式。物理法通過(guò)藥劑投加、絮凝氣浮工藝主要去除懸浮物、膠體物質(zhì)及部分有機物，同時(shí)回收植物蛋白飼料。針對廢水本身有機物濃度高的特點(diǎn)，生化處理采用厭氧-好氧相結合的處理工藝。

    具體處理工藝流程見(jiàn)圖.1。

2.2工藝設計說(shuō)明

    原生產(chǎn)廢水經(jīng)機械格柵截留大塊飄浮物后，進(jìn)入調節池均勻調節水質(zhì)與水量，調節池設機械攪拌裝置，通過(guò)機械攪動(dòng)使原水混合均質(zhì)，阻止懸浮物沉淀，懸浮物隨水流入氣浮池。同時(shí)投加絮凝劑聚合氯化鋁（PAC）和聚丙烯酰胺（PAM），蛋白質(zhì)為兩性電解質(zhì)，其等電點(diǎn)約為pH4.0~5.5，淀粉廢水的pH值正好為蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)，因此淀粉廢水中的蛋白具有自動(dòng)凝聚的趨勢，這種凝聚方式形成的絮粒很小，同時(shí)由于絮粒表面帶有相同電荷及水化層的影響，絮粒很不穩定。加入無(wú)機高分子凝聚劑中和絮粒上的電荷，使絮粒易于靠近凝聚成較大的絮粒，加入有機高分子絮凝劑，可使絮粒之間通過(guò)吸附架橋作用形成較穩定的大絮團；無(wú)機凝聚劑主要是依靠中和粒子的電荷凝聚成絮粒，有機絮凝劑則主要依靠吸附架橋作用使絮粒凝聚成絮團，先加無(wú)機凝聚劑中和電荷，然后再加有機絮凝劑生成絮團，兩者聯(lián)合使用絮凝效果較好，而且可大大降低絮凝劑的用量。此工藝可回收淀粉廢水中的植物蛋白，同時(shí)廢水中CODcr以及SS都有顯著(zhù)下降，減輕了后續處理工藝的負荷。

    氣浮池出水流入UASB厭氧反應器，由于淀粉廢水呈酸性，會(huì )使后續厭氧處理過(guò)程受到抑制，產(chǎn)甲烷菌不能承受低pH值的環(huán)境，UASB反應器運行的最佳pH值為6.8~7.2。因此，本工程采用出水回流的方法用出水堿度調節pH值，雖然進(jìn)水pH值有波動(dòng)，但并不影響反應器的正常運行。在產(chǎn)酸菌和產(chǎn)甲烷菌的作用下，將大部分的有機物分解為無(wú)機小分子物質(zhì)和甲烷，剩余污泥進(jìn)入污泥濃縮池，甲烷通過(guò)三向分離器收集凈化處理后可以作為能源供生產(chǎn)、生活使用，出水則流入預曝氣沉淀池。預曝沉淀池是厭氧處理單元和好氧處理單元之間的重要構筑物，其功能主要是去除厭氧出水的懸浮物和H2S等有害氣體，增加水中的溶解氧，為好氧處理創(chuàng )造有利的條件。預曝沉淀池的出水自流進(jìn)入SBR進(jìn)行好氧生物處理，以進(jìn)一步降解水中的有機物。

    調節沉淀池、UASB、預曝沉淀池、SBR等處理單元產(chǎn)生的污泥排入污泥濃縮池進(jìn)行濃縮，提高污泥的含固率，使污泥含水率低于95％。污泥經(jīng)濃縮后進(jìn)入污泥脫水間進(jìn)行機械脫水，產(chǎn)生的泥餅外運，污泥濃縮池上清夜及機械壓濾液回流至調節沉淀池再繼續處理。

3.各主要構筑物介紹

3.1調節池

    此處調節池采用矩形對角線(xiàn)出水的均質(zhì)調節池。該調節池的特點(diǎn)是出水槽沿對角線(xiàn)方向設置，廢水由左右兩側進(jìn)入池后，經(jīng)過(guò)不同的時(shí)間才流到出水槽，使出水槽的混合廢水是從不同時(shí)間內流進(jìn)來(lái)的，也就是說(shuō)其濃度是不相同的，這樣就達到了自動(dòng)調節均和的目的。由于淀粉廢水中含有大量的懸浮物質(zhì)，考慮到要回收廢水中的大量植物蛋白，調節池設機械攪拌裝置，通過(guò)機械攪動(dòng)阻止廢水中懸浮物質(zhì)的沉淀。調節池采用鋼筋混凝土結構，容積250m3，池體尺寸為14.0m×6.0m×3.5m，停留時(shí)間6h。

3.2氣浮池

    由于廢水的固體懸浮物含量很高,且含有大量的蛋白，所以設一氣浮池,分離提取蛋白質(zhì),提高經(jīng)濟效益，同時(shí)減輕后續處理構筑物的壓力。此工藝選用壓力回流溶氣方式?；亓魅軞夥绞绞菍飧〕氐牟糠殖鏊?總水量的20%)回流加壓溶氣后與進(jìn)水混合進(jìn)入氣浮池?；亓魅軞鈿飧【哂腥軞夤奕莘e小，氣泡分散度高且比較均勻的優(yōu)點(diǎn)，但氣浮池容積較大。絮凝劑采用計量泵投加，PAC配制成濃度為5％－10％的水溶液，加入量為廢水量的1％－2％；PAM配制成0.05％－0．1％的水溶液，加人量為廢水量的2％－4％。氣浮池平均水深2m,凈容積24m3。選取TS-V型的溶氣釋放器和TR-4型的壓力溶氣罐,溶氣罐容積0.625m3，直徑0.4m，所需空氣量0.025m3/min。

3.3UASB反應器

    UASB反應器采用半地下式鋼筋混凝土結構，為了滿(mǎn)足池內厭氧狀態(tài)并防止臭氣散逸，UASB池上部采用蓋板密封，出水管和出氣管分別設水封裝置。由于SBR的水回流，此時(shí)進(jìn)入UASB的水量為1500m3/d,反應區容積為1615m3，采用3座UASB并聯(lián)運行，則單個(gè)UASB反應區的容積為538.3m3,處理水量為62.5m3/h。在常溫(20℃～25℃)運行，容積負荷為6.0kgCOD/(m3.d)，沉淀區表面負荷0.649m3/(m2.h)，反應區水力停留停留時(shí)間8.6h。

3.4預曝氣沉淀池

    預曝氣沉淀池采用平流式沉淀池，鋼筋混凝土結構，池子有效容積3.6m3，尺寸為：7.2m×0.5m×1.56m，每小時(shí)所需空氣量6.25m3/h。

3.5SBR反應器

    考慮到進(jìn)水的連續性，采用兩個(gè)SBR反應器并聯(lián)運行,一個(gè)反應池進(jìn)水完成后，停止進(jìn)水，在進(jìn)行曝氣、沉淀、出水等工藝時(shí)，另一反應池進(jìn)水。池子為鋼混結構，反應池容量1000m3,尺寸為：20m×10m×5m，BOD-污泥負荷0.3kg/(kg.d),曝氣池內MLSS濃度2000mg/l,一周期運行時(shí)間8h，其中進(jìn)水4h，曝氣3h，沉淀0.5h，排水0.5h。曝氣階段每池供氧量9.685kgO2/h，排出比為1/4。

4.工程的啟動(dòng)運行

4.1UASB的啟動(dòng)

    接種污泥取自城市污水廠(chǎng)的絮狀消化污泥，污泥體積25m3。經(jīng)篩網(wǎng)過(guò)濾后污泥投加UASB反應器，注入淀粉廢水浸泡。在啟動(dòng)開(kāi)始階段采用間歇進(jìn)水，同時(shí)由于甲烷菌活性在酸性條件下會(huì )受到抑制，UASB反應器內的最佳ph值為6.8～7.2，在啟動(dòng)開(kāi)始時(shí)應投入石灰調節PH值在6.5～7.5范圍內，后逐步用出水回流調節PH值，控制出水回流比為1：0.5。待出水CODcr去除率達到80％時(shí)，再增加進(jìn)水量和進(jìn)水頻率，控制CODcr容積負荷由2.0kgCOD/(m3.d)逐漸提高到6kgCOD/(m3.d)，每階段以CODcr去除率為指標，當出水CODcr去除率10天內穩定在80％左右時(shí)，方可進(jìn)入下一階段提高負荷。運行3個(gè)月后，反應器內污泥濃度逐漸增大，產(chǎn)氣量穩定，CODcr去除率穩定在90％左右。

4.2SBR的啟動(dòng)

    SBR啟動(dòng)時(shí)接種污泥與UASB接種污泥取自同一城市污水廠(chǎng)，污泥濃度為3000mg/l，考慮到廢水中含磷量較少，達不到活性污泥對微生物的需求，因此需連續投加磷肥。開(kāi)始時(shí)悶曝至污泥呈現黃褐色后逐步加大水量，每曝氣10小時(shí)后靜置停留2小時(shí)，排出1/3的上清液再補充新鮮污水，經(jīng)過(guò)3個(gè)多月的調試后進(jìn)入穩定運行期。

5．主要技術(shù)經(jīng)濟指標

    廢水處理站工程總投資：282.5萬(wàn)元。其中：土建構筑物：176.5萬(wàn)元；設備：77.4萬(wàn)元；間接費用：28.6萬(wàn)元。工程運行費用如下：

    動(dòng)力費：廢水處理站總裝機容量為110kW，實(shí)際工作容量為75kW。每m3廢水處理費用為：75×0.5×24/1000=0.90元/m3。

    人工費：操作人員以6人計，每人月工資1000元，人工費為：（6×1000）/（30×1000）＝0.20元/m3廢水。

    藥劑費：藥劑費按1500元/d記，每m3廢水處理費用為：1500/1000=1.50元/m3。

    總運行費用為：2.6元/m3廢水。

    在運行過(guò)程中每m3廢水可提取蛋白飼料5.0kg，按1150元/t計算，每m3廢水可產(chǎn)生效益5.75元。每年可以提取蛋白飼料1750t，UASB處理過(guò)程中每m3廢水沼氣產(chǎn)量約為1.90m3，按0.50元/m3記，每m3廢水可產(chǎn)生效益0.95元，去除厭氧冬季加熱費用，沼氣效益約為0.50元/m3。效益合計為：6.25元/m3，去除運行費用，處理每m3廢水可獲得3.65元的額外經(jīng)濟效益。具體參見(jiàn)http://www.dowater.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

6.工程運行情況

    經(jīng)過(guò)近半年的調試運行，出水水質(zhì)較好，國家法定環(huán)境監測單位對工程出水進(jìn)行監測，結果為：CODcr80.7mg/L；BOD18.9mg/L；SS50.7mg/L；pH7.43；色度7倍。各處理單元出水檢測結果（平均值）見(jiàn)表2。

                                                        表2 檢測結果  
 

7.結果與討論

（1）絮凝氣浮法能有效的去除淀粉廢水中的懸浮物、降低廢水CODcr，同時(shí)能獲得較高的蛋白飼料回收率。

（2）絮凝劑的投加比例以及投加量對CODcr的去除率有很大的影響，在工程運行實(shí)踐中如果能夠更精確確定絮凝劑的最優(yōu)投加比和投加量，不僅可以得到更好的出水水質(zhì)，而且能夠減少運行費用，提高經(jīng)濟效益。

（3）UASB運行過(guò)程中，可以通過(guò)出水回流調節pH值在產(chǎn)甲烷菌的適宜范圍內，節省了投加石灰調節pH值的運行費用。

（4）厭氧菌對溫度比較敏感，在溫度較低時(shí)，活性降低甚至死亡，因此冬季運行時(shí)需對UASB反應器進(jìn)行加溫，可以利用反應器產(chǎn)生的沼氣作為能源提供UASB所需的溫度，使資源得到充分利用。

（5）由于出水水質(zhì)較好，可對出水進(jìn)行深度處理，處理水可回用于廠(chǎng)區綠化、澆灑道路以及廁所雜用水。