玉米淀粉废水的处理技术

72环境工程2007年2月第25卷第1期玉米淀粉废水的处理技术蔡晶柴社立(吉林大学地球探测科学与技术学院，长春130026)芮铭先芮尊元(上海金山联合环境工程公司，上海200540)摘要本文介绍玉米淀粉废水的特性，废水处理工艺路线，工艺设计中应着重考虑的问题及设计参数的选择。关键词玉米淀粉废水处理工艺1玉米淀粉废水的水质玉米淀粉生产过程主要产生两股废水：一为高浓度有机工艺废水，具有“四高一低”的特点，即COD高(8000～15000mg／L)；SS高(1000～3000mg／L)；总氮值高(240～540mg／L)；磷酸盐浓度高(以P计，约15～130mg／L)，一低为pH值低(4．2～5)；二是中等浓度有机废水(蒸发冷凝液)，COD2000～3500mg／L，氨氮和磷酸盐浓度均不高，分别为≤20mg／L和14～32mg／L。在水质资料分析中值得注意的有3点：(1)关于氨氮浓度的问题。玉米淀粉废水中的主要有机污染物是淀粉(多聚合糖)和蛋白质。蛋白质的组分中氮素占了16％，在蛋白质没有分解前(或没有彻底分解前)，氮素是包含在蛋白质分子结构内，氨氮值呈现不出来(或者呈现出很少部分)，只有当蛋白质开始分解、实现氨化时，氨氮才会游离出来，因而车间排出的原始废水中的氨氮值一般是较低的，氨化前后的氨氮值相差很大，有时能达到一个数量级之差。设计时，如果仅按原始废水中测得的氨氮值来考虑处理流程，那么必然会造成生物脱氮措施不够完善，所以对含氮有机物原始废水的评价，用总氮值为妥。(2)关于原水COD浓度的问题。早期，玉米淀粉生产工艺废水，正常情况下，COD浓度可达12000～15000mg／L，甚至出现20000mg／L的数据，近几年来，有的厂从源头抓起，实现清洁生产，大大降低了原水COD浓度。原水COD的高低，极大程度上取决于生产中干物(SS)回收的程度，因此有的厂，在生产废水排出前加设了离心和过滤分离措施，使排出的工艺废水COD。浓度降至8000mg／L左右，这不仅降低了淀粉的流失量，而且大大降低了污水站的处理负荷，并使进水负荷稳定，避免大的冲击。(3)关于磷酸盐的问题。它的含量在15～84mg／L，有时达到130mg／L，波动范围较大。含量的多少与玉米产地有关。根据初步调查，长春市以南地区所产玉米中的磷酸盐含量要高于长春市以北地区(包含黑龙江省)，因此在确定废水中磷酸盐含量时，应进行实测，避免生硬套用数据。2玉米淀粉废水处理的工艺流程玉米淀粉废水的主要污染因子是COD氨氮和磷酸盐。废水达标排放，每项污染物的去除率都要达到90％～99％以上。实践证明存在着两条可行的工艺路线：①采用以三段H／O工艺(三段水解．好氧)为主体的生化处理；②采用厌氧加两段H／O工艺。前者可实行2次生物硝化和反硝化(以及2次释磷和聚磷反应)，在降解有机物、削减COD的同时，可有效地同步除磷脱氮，其缺点是不能产生沼气；后者因采用生物厌氧反应，可产生沼气二次能源加以利用，符合当前国家能源政策，但缺点是氮、磷2项指标难以达到(GB8978．1996)的一级排放标准(可满足二级排放标准)，为此，需要在工艺流程末端加设SBR生物反应器。东北地区厂家倾向于采用第二条污水处理工艺路线。3工艺设计(1)重视工艺废水的预处理，这里主要指的是分离水中的ss，根据试验及工程实践数据表明，水中ss对COD的贡献约占废水中COD总量的30％～35％，有效分离ss可大大降低进入生化处理系统COD的总负荷。分离下来的沉淀物(行业中俗称干物)可做成蛋白饲料。为提高分离ss的效果，可采用含有丹宁酸的凝聚剂，它可使溶解性的蛋白质转化为非溶解性的蛋白质，并随水中ss一起分离掉，这不仅能降低原水COD浓度，而且可减少总氮值，减轻除氮的任务。(2)玉米淀粉工艺废水中的主要有机污染物为淀维普资讯http://www.cqvip.com环境工程2007年2月第25卷第1期73粉(多聚合糖)、蛋白质及其降解中间体。多聚合糖相对蛋白质，生物降解速率较快，一般在1～1．5d时间即可完成，而蛋白质降解速率较为缓慢，4d左右时间大约能降解掉95％～97％，因此，玉米淀粉废水的生物处理的总水力停留时间(HRT)，主要取决于蛋白质的降解速率。(3)玉米淀粉废水中的蛋白质含量很高，因而总氮值也相当高，根据试验及现有工程实践经验证明，原则上可以排除采用运行费昂贵的化学脱氮处理方法，当总氮值约为500mg／L(或略高一些)，出水标准为一级标准(COD≤100mg／L)时，采用厌氧加两段H／O工艺并增加SBR反应器，氨氮指标可以达标。(4)在玉米淀粉废水蛋白质组分中，除碳、氢、氧、氮元素外，还可能含有磷元素。磷的去除率要≥96％，甚至要达到99．6％。特别是有的工厂上水采用地下水，水中钙、镁离子浓度较高。因此，厌氧反应器系统中磷酸镁铵