三门峡淀粉厂污水处理设备完美处理工艺
淀粉是一种重要的工业原料,它的用途很广泛,除供食用与加工食品外,更广泛的应用于纺织、造纸、医药、发酵、铸造、胶粘、化工、机械及钻井等行业,目前,我国年产淀粉300多万吨。在淀粉生产过程中,废水抻放量很大,每产一吨淀粉排放废水10~20m3。
淀粉生产约有80%是以玉米为原料,其余是以薯类、小麦、大麦、燕麦以及其他富含淀粉的植物块根等为质料。原料中除含淀粉以外,还含有其他的多种成分一蛋白质、脂肪、纤维家、无机盐等。淀粉具有不溶于冷水和比重大于水的基本特征。淀粉生产就是根据这两大基本特征,通过物理分离过程,除去其他物质而取得较为纯净的淀粉制品。
淀粉生产大致由原料处理、浸泡、破碎、过筛、分离淀粉、洗涤、干燥等几个主要工序组成,在具体操作上因原料不同而异,但基本工艺过程是一致的。
废水水质水量及其特征
用玉米为原料生产淀粉,大致有以绝干计60%的玉米成为商品淀粉,还有30%的玉米成为副产品,其余部分则成为废液排出厂外。副产品主要是以固体状态排除的粉渣(含纤维,残余淀粉)和胚芽,废液则主要为两股高浓度的有机废水,一是浸泡水,固形物浓度5%,二是黄桨水,固形物浓度2%以上。大型企业浸泡水经浓缩成玉米浆,作为抗菌素生产的营养源,但绝大多数小厂没有回收。浸泡水的排放量为原料的0.5%~1%,而黄浆水的排放量达原料的30倍(或产品淀粉的20倍)左右,一个年处理玉米1万吨的淀粉厂,每日排放黄浆水约600t。这种?浓度有机废水的主要成分是蛋白质、糖、脂肪等,另外含有大量含氮、碳无机化合物。
淀粉废水的来源:
以玉米为原料生产淀粉时,废水主要来源于玉米浸泡、胚芽分离与洗涤、纤维洗涤、浮选浓缩、蛋白压滤等工段蛋白回收后的排水,以及玉米浸泡水资源回收时产生的蒸发冷凝水。
以薯类为原料生产淀粉时,废水主要来源于脱汁、分离、脱水工段蛋白回收后的排水、以及原料输送清洗排水。
以小麦为原料生产淀粉时,废水由两部分组成:沉降池里的上清液和离心后产生的黄浆水。
以淀粉为原料生产淀粉糖时,废水主要来源于离子交换柱冲洗水、各种设备的冲洗水和洗涤水、液化糖化工艺的冷却水。
玉米淀粉废水的一般组成为:总糖0.3%~0.7%,粗蛋白2.1%,固形物5%~10%,粗纤维2%~3%,脂肪酸0.1%~0.3%。玉米淀粉生产不受季节影响,可全年生产。工艺用水量很大,一般为5~13m3/t玉米,玉米淀粉废水中主要成分为淀粉、糖类、蛋白质、纤维素有机物质,COD值为8000~30000mg/L,BOD5值为5000~20000mg/L,SS值为3000~5000mg/L,pH值4~6,呈酸性。另外,在玉米浸泡过程中,为破坏玉米的机械强度,削弱淀粉与其他部分的亲合力,分离可溶性蛋白,同时为抑制徼生物单生繁衍,在浸泡时加入一定量的亚硫酸溶液,浸泡水中亚硫酸浓度约0.1%。因此,废水中含有SO32、SO42-,当两者浓度分别超过300mg/L时,用厌氧法处理会对产甲烷菌有抑制作用。
以甘薯类(包括马铃薯和其他薯类)为原料的淀粉生产废水中,输送和洗涤水(由输送工段和洗净工段流出的废水)含有砂土、马铃薯破皮片以及由原料流出的有机物,这种废水悬浮物含量高,COD和BOD5值都不高;分离废水(薯浆废水及蛋白质水)中主要含有机化合物,如糖类和蛋白质及大量的不溶物,如淀粉微粒、细胞、根纤维及叶子等。废水中可溶性固形物一般组成为(以干基计):蛋白质33%~41%,总糖35%,有机酸4%,矿物质20%,每吨淀粉可产生这种固形物200kg左右,COD、BOD5值很?,并且水量大,是马铃薯原料淀粉厂主要污染的废水;淀粉渣贮槽废水是淀粉渣长期积存在贮槽内产生的废水,这种废水虽不产生恶臭,但酸度高;冷凝水基本上是未受污染的水。
淀粉废水主要处理工艺
淀粉废水属生化性较好的高浓度有机废水,因而常采用厌氧-好氧的联合处理工艺。下图为常用的淀粉废水处理工艺,废水经过预处理、厌氧处理、好氧处理以及深度处理能够达标排放。
预处理工序
在预处理工序中,淀粉废水通过格栅、沉淀、气浮等工艺去除悬浮物,减少后续反应器负荷。马铃薯淀粉生产废水应在沉淀池前设置消泡设施;薯类淀粉废水中的原料输送清洗废水应通过沉砂等工艺去除污水中的沙粒后进入调节池。淀粉废水呈酸性,产甲烷菌不能承受低pH值的环境,抑制厌氧处理过程,因此生化处理前需要调整pH值至中性(其-适宜范围是6.8~7.2)。
深度处理
深度处理可选用混凝沉淀、砂滤、膜生物反应器(MBR)等工艺;根据用水需求可通过纳滤、反渗透处理后回用。根据回用目的的不同,回用时可选择超滤、超滤+反渗透(RO)、超滤+RO+混合离子交换床等工艺。其中,可采用MBR代替好氧生物处理(脱氮除磷)+深度处理,也可将MBR作为深度处理工艺。
污泥干化是利用热物理的原理对污泥中的水分进行排除,从而达到干燥污泥、缩小污泥体积、提高污泥热值的目的。污泥干化所应用的污泥脱水能量主要是热能。应用自然热源的干化过程称为自然干化,使用人工热源的干化过程称为人工干化或污泥干燥。
污泥有很多种类,--大类主要包括工业企业的污泥,如电镀污泥、印染污泥等。第二大类主要包括市政污泥(也称为污水处理厂污泥),如河流、初期雨水、自来水厂污泥及生活污水污泥等。为城市长期稳定发展保驾护航,污水系统需长期稳定运行,然而污水处理过程产生大量的污泥,由于其独特的物理和化学性质,如不适当的处置,会造成环境的严重破坏。