玉米淀粉生产废水资源化及处理技术研究

淀粉工业是以玉米、小麦、马铃薯、大米等农产品为原料生产淀粉或淀粉深加工产品的工业[1]。玉米淀粉工业废水是以玉米为原料生产淀粉过程中产生的高浓度有机废水，其排放COD值在3000mg/L以上，pH值4.8左右。通常年产5000t的淀粉厂，其日排放废水达500m3，年产60000t的啤酒生产厂，日排放废水达1500m3[2]。废水如不处理直接排入环境水体中，将会造成环境水体缺氧，使水生生物窒息死亡，对环境带来严重危害。1玉米淀粉废水的来源玉米淀粉生产工艺流程见图1。图1玉米淀粉生产工艺流程生产玉米淀粉所产生的废水可分为两部分：一部分是浸渍液，这一部分有机物含量特别高（主要成分是蛋白质），但水量较少；另一部分就是从玉米破碎去胚到淀粉干燥整个生产过程中所产生的废水，可以称为过程水，这一部分的水量较大，约为浸渍水的4～5倍。2玉米淀粉废水的水质特性玉米淀粉生产废水水质指标见表1。表1生产废水水质指标项目CODCr/mg·L-1TSS/mg·L-1TN/mg·L-1pHSO42-/mg·L-1水质10000～20000800～1500200～3504～6300～500废水水质主要特点：（1）玉米淀粉废水含有丰富的碳水化合物及氮、磷等营养物，CODCr界于10000～20000mg/L之间，属可生化性较好的高浓度有机废水，适宜采用生化处理工艺。（2）废水中悬浮物及胶体蛋白含量较高，含量过高对厌氧污泥系统的发展会产生不利影响。（3）玉米浸泡过程中会有少量SO32-及SO42-进入废水系统，在厌氧处理过程中，这些含硫的化合物被微生物还原为硫化氢，当亚硫酸盐及硫化氢超过一定值时，就会对厌氧系统产生一定的抑制作用。3玉米淀粉废水的资源化技术在玉米淀粉的生产过程中，原料玉米中的淀粉、蛋白粉等成分被提取后，残余在废水中的物质为碳水化合物、可溶性蛋白质和无机盐等，这些物质可为微生物的生长繁殖提供物质基础[3]。玉米淀粉废水中的有机物组成见表2。表2玉米淀粉废水中有机物组成项目总糖粗蛋白粗纤维脂肪浓度/%0.3～0.51.9～2.12～30.1～0.33.1利用淀粉厂废水生产单细胞蛋白李素玉等[4]研究表明，白地霉和扣囊拟内孢霉能以玉米淀粉生产废水为营养基质进行生长繁殖。在生长过程中不仅可获得单细胞蛋白质，同时实现了净化后的废水COD值在300mg/L以下，COD去除率在90%以上，pH值7左右，直接净化了玉米淀粉工业废水。雷晓燕等[5]从小麦淀粉厂废水处理池的活性污泥中[收稿日期]2010-03-16[作者简介]马道文（1967-），男，助理工程师，主要从事环境监测及环境污染治理技术研究工作。玉米淀粉生产废水资源化及处理技术研究（1.信阳市环境监测站，河南信阳464000；2.信阳市环境保护科学研究所，河南信阳464000）马道文1，杨劲峰1,2[摘要]以玉米为原料生产淀粉时，会产生大量含高浓度的有机化合物及悬浮物的废水。综述了玉米淀粉废水的来源、水质特性、处理工艺等，介绍了一些玉米淀粉废水资源化的方法。[关键词]玉米淀粉；废水；资源化；处理技术[中图分类号]X703[文献标识码]A[文章编号]1003-5095(2010）07-0074-04Vol.33No.7Jul.2010玉米去杂浸泡破碎细磨分离淀粉烘干淀粉麸质浆液渣皮胚芽清洗浸泡液蒸发浓缩烘干烘干烘干渣皮清洗挤压过滤胚芽玉米浆玉米油蛋白饲料麸质粉!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!环保与安全筛选得到的细菌B-2，可利用淀粉厂废水中残留的有机物质作为营养物进行生长，产生单细胞蛋白，废水中按1∶1的比例加入尿素和磷酸二氢钠，初始pH为5.5，培养11h即可收获单细胞蛋白，菌体的湿重和干重分别可达到11.747、2.189mg/mL，该工艺在生产单细胞蛋白的同时还可以使废水的COD明显降低，使处理后的废水COD达到784.8mg/L。3.2回收蛋白作饲料张凤君等[6]采用调节等电位点－超过滤组合技术对玉米淀粉废水的资源回收和处理进行研究，确定了最佳工艺参数。结果表明，通过调节等电位点，可回收粗蛋白用作家禽饲料，同时废水中的CODcr、TSS和BOD5去除率分别可达48.8%、49.6%和27.2%以上，减轻了后续超过滤处理压力；通过超过滤进一步处理，出水CODcr、TSS和BOD5去除率分别达91.3%、92.5%和95.1%。许剑秋[7]论述了玉米淀粉厂排放的黄浆水经发酵法生产饲料蛋白的工艺流程。结果表明，采用该工艺生产饲料蛋白，其蛋白含量与饲料酵母接近，同时可解决淀粉厂的废水污染问题。3.3利用淀粉废水生产微生物絮凝剂微生物絮凝剂克服了无机絮凝剂和合成高分子絮凝剂的上述缺点，它可以被生物降解，对生态环境无害[8]。人们虽然发现了微生物絮凝剂的诸多优点，但目前国内外大多使用