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　　我國是馬鈴薯第一大生產(chǎn)國和第一大消費(fèi)國。馬鈴薯營養(yǎng)和經(jīng)濟(jì)價(jià)值均高，普遍應(yīng)用于食品、淀粉，飼料和醫(yī)藥等工業(yè)，特別淀粉工業(yè)。隨著經(jīng)濟(jì)的飛速開展，馬鈴薯淀粉企業(yè)生產(chǎn)范圍和生產(chǎn)才能都不時(shí)提升。甘肅省是馬鈴薯生產(chǎn)大省，馬鈴薯加工，特別馬鈴薯淀粉生產(chǎn)，是甘肅省經(jīng)濟(jì)開展的重要支柱產(chǎn)業(yè)。定西市是國內(nèi)最大的馬鈴薯產(chǎn)區(qū)，有“中國薯都”之美稱。馬鈴薯為本地經(jīng)濟(jì)開展和生死水平的進(jìn)步作出了重要奉獻(xiàn)。但馬鈴薯淀粉在生產(chǎn)過程中，均勻約6.5t馬鈴薯，可以產(chǎn)出1t淀粉，5t薯渣和20t廢水。該廢水成分復(fù)雜，直接排放，既糜費(fèi)物質(zhì)資源和水資源，又嚴(yán)重污染生態(tài)環(huán)境。如何將其綠色化處置，綜合開發(fā)應(yīng)用，完成環(huán)境效益與社會(huì)效益雙贏。特別關(guān)于自然資源匱乏，干旱落后，水資源極度短缺的甘肅定西而言，更是意義特殊。

　　1馬鈴薯淀粉廢水的主要來源、組成、性質(zhì)和特性及其對(duì)環(huán)境的危害

　　1.1馬鈴薯淀粉廢水的主要來源、組成、性質(zhì)和特性

　　馬鈴薯淀粉廢水為馬鈴薯淀粉生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢水，可分為3類：第1類是馬鈴薯清洗水，主要含有小馬鈴薯、根、芽、葉、草和泥沙等;第2類是馬鈴薯淀粉提取廢水，也稱蛋白廢水，主要由馬鈴薯銼磨階段產(chǎn)生，占總廢水量的10%～20%，含有大量可溶性蛋白，少量淀粉微粒和纖維等不溶物，混濁度高，為主要污染源;第3類是淀粉清洗水。其中第1、3類廢水可循環(huán)應(yīng)用，僅蛋白廢水需求處置。蛋白廢水中主要含有淀粉、纖維、蛋白質(zhì)、氨基酸、有機(jī)酸、脂肪、糖類、維生素等高濃度有機(jī)物。其中，蛋白質(zhì)含量約2000～8000mg/L，化學(xué)耗氧量(COD)約6000～30000mg/L，固體懸浮物(SS)約8500～10000mg/L，回收應(yīng)用潛力大。但直接生物降解難度高，且形成其中蛋白質(zhì)等有用物質(zhì)流失糜費(fèi)。故處置淀粉提取廢水宜以資源化應(yīng)用為主，生物處置為輔。

　　馬鈴薯淀粉廢水的特性在于廢水量隨馬鈴薯淀粉生產(chǎn)時(shí)節(jié)性動(dòng)搖變化大。每年生產(chǎn)期主要集中于當(dāng)年10月至翌年1月冰冷的秋冬之季，屬短周期間歇性生產(chǎn)，同時(shí)數(shù)目眾多的小型企業(yè)生產(chǎn)范圍較小;廢水蛋白質(zhì)含量高，曝氣處置時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量泡沫。因而，廢水處置難度大，且先前多數(shù)企業(yè)污水處置工藝簡單，處置后廢水仍難達(dá)標(biāo)排放，直接污染地表水體。

　　1.2馬鈴薯淀粉廢水對(duì)環(huán)境的危害

　　馬鈴薯淀粉廢水屬高濃度、高污染酸性有機(jī)廢水，進(jìn)入環(huán)境后，一則其所含有機(jī)質(zhì)會(huì)自然發(fā)酵產(chǎn)生吲哚、H2S、NH3等氣體污染環(huán)境;二則其高濃度的有機(jī)質(zhì)惹起水體富營養(yǎng)化，致使各種微生物疾速生長繁衍，更有甚者使致病菌或有害微生物極速繁衍，嚴(yán)重?fù)p害水生動(dòng)物，同時(shí)因有機(jī)質(zhì)的氧化反響和微生物大量繁衍，耗盡水中溶解氧，招致水生生物缺氧窒息致死，嚴(yán)重污染相關(guān)水體及生態(tài)環(huán)境。以至可能惹起部分地域農(nóng)田減產(chǎn)或絕收，廢水存留過長會(huì)發(fā)酵產(chǎn)生惡臭氣體，嚴(yán)重影響周邊居民正常生活生產(chǎn)。

　　GB8978-1996《綜合污染物排放規(guī)范》規(guī)則的二級(jí)排放規(guī)范對(duì)排放水質(zhì)的請(qǐng)求為：SS≤70mg/L，pH6.0～9.0，BOD≤30mg/L，COD≤150mg/L。故此類廢水必經(jīng)恰當(dāng)處置，才干達(dá)標(biāo)排放。

　　2馬鈴薯淀粉廢水傳統(tǒng)處置辦法

　　目前，國內(nèi)外馬鈴薯淀粉生產(chǎn)工業(yè)廢水處理辦法，主要有物理化學(xué)法和生物法，實(shí)踐應(yīng)用中此二者各有利害。

　　2.1物理化學(xué)法

　　馬鈴薯淀粉廢水常規(guī)處置的物理化學(xué)法包括自然處置法、單純曝氣法和絮凝沉淀法。

　　2.1.1自然處置法

　　自然處置法是應(yīng)用自然界生物本身在生長代謝過程，不時(shí)凈化淀粉廢水中的有機(jī)污染物。該辦法操作煩瑣，投資少。但受諸多自然要素的影響，大面積推行難度較大。楊鳳江等首先將玉米淀粉廢水經(jīng)由格柵沉淀之后，再用之于飼養(yǎng)家禽，然后將廢水排入氧化塘自然發(fā)酵12d，再依次排入水葫蘆池和細(xì)綠萍池各凈化7d，最終到達(dá)農(nóng)田灌溉水質(zhì)規(guī)范，用于灌溉稻田、果樹和蔬菜等。

　　2.1.2單純曝氣法

　　所謂單純曝氣法指將廢水以普通空氣或含O3的空氣實(shí)行短時(shí)間曝氣，應(yīng)用空氣中O2或O3的氧化及對(duì)揮發(fā)性物質(zhì)的吹脫使廢水得以凈化，普通不單獨(dú)運(yùn)用。處置本錢高、停留時(shí)間長、處置效果普通，推行受限。我國北方一些小型馬鈴薯淀粉廠，在生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)時(shí)節(jié)等條件不適合釆取生物處置法的狀況下，采用沉淀別離與單純曝氣法組合工藝，先經(jīng)沉淀別離減輕單純曝氣法的處置負(fù)荷，兼調(diào)理、穩(wěn)定水質(zhì)水量;再經(jīng)后續(xù)單純曝氣以保證出水達(dá)標(biāo)，同時(shí)將沉淀別離過程中生成的有機(jī)酸吹脫進(jìn)來，使廢水pH值接近7。任燕等在溫度20℃、溶液pH10、以5.00g/h通入O32h，可使廢水總磷、氨氮、COD及懸浮物去除率分別達(dá)62.07%、62.71%、65.89%和84.12%，出水無惡臭味，pH7.05。O3降污中，采用泡沫富集可回收干物質(zhì)的40.65%，其中蛋白質(zhì)占66.21%，闡明臭氧化處置既能有效去除污染物，又能回收廢水中有機(jī)質(zhì)。

　　2.1.3絮凝沉淀法

　　所謂絮凝沉淀法指向廢水中參加絮凝劑，使其中的分散態(tài)有機(jī)質(zhì)脫穩(wěn)、凝聚，構(gòu)成匯集態(tài)粗顆粒物從中別離。該法操作煩瑣，沉淀時(shí)間短、運(yùn)轉(zhuǎn)本錢低、應(yīng)用普遍?？傮w上絮凝劑依照其化學(xué)組成分為無機(jī)和有機(jī)絮凝劑。無機(jī)絮凝劑包括無機(jī)凝聚劑和無機(jī)高分子絮凝劑;有機(jī)絮凝劑包括自然有機(jī)高分子絮凝劑、合成有機(jī)高分子絮凝劑和微生物絮凝劑。無機(jī)絮凝劑為低分子鋁鹽和鐵鹽。鋁鹽主要有Al2(SO4)3、KAl(SO4)2·12H2O和Na3AlO3。鐵鹽主要有FeCl3、FeSO4和Fe2(SO4)3。無機(jī)絮凝劑的主流產(chǎn)品是無機(jī)高分子絮凝劑，主要包括聚合氯化鋁(PAC)、聚合硫酸鋁(PAS)、聚合氯化鐵(PFC)、聚合硫酸鐵(PFS)等。自然有機(jī)高分子改性絮凝劑有：殼聚糖、淀粉、多糖、纖維素和蛋白質(zhì)等的衍生物。影響絮凝效果的關(guān)鍵要素為絮凝劑品種、性質(zhì)和種類。完成絮凝過程優(yōu)化的中心技術(shù)是積極探究和研發(fā)新型、高效的絮凝劑。絮凝劑品種很多，但適于淀粉廢水處置的高效、環(huán)保、低價(jià)絮凝劑仍需不時(shí)研討探究。

　　白波以PAC、PFS、PAM(聚丙烯酰胺)等絮凝劑處置高濃度馬鈴薯淀粉廢水。以去除COD為目的，得出PAC為最合適混凝劑，其最佳投藥量500mg/L，COD去除率達(dá)44%，進(jìn)一步超濾別離，COD去除率可升至77%。李芳蓉等以自然無機(jī)高分子膨潤土為原料，以化學(xué)改性法制備了膨潤土復(fù)合無機(jī)高分子絮凝劑和自配膨潤土復(fù)合無機(jī)高分子絮凝劑，并應(yīng)用于淀粉廢水處置，效果較為理想，處置后淀粉廢水明澈透明。實(shí)驗(yàn)標(biāo)明，廢水中SS和COD的去除受溶液pH值影響較大，pH值越低效果越好。張亞群等研討了pH值、混凝劑PAC和助凝劑PAM用量三個(gè)要素對(duì)復(fù)合處置馬鈴薯淀粉廢水混凝效果的影響。結(jié)果標(biāo)明，在pH值約為5，PAC和PAM用量分別是6.0和0.4g/L的條件下效果較理想，COD和蛋白質(zhì)去除率分別達(dá)41.7%和82.8%，減輕了后續(xù)處置系統(tǒng)擔(dān)負(fù)。謝安等[9]將PFS與自制的(預(yù)枯燥法)陽離子變性淀粉絮凝劑復(fù)配處置馬鈴薯淀粉廢水，實(shí)驗(yàn)標(biāo)明，相同條件下，高取代度陽離子變性淀粉絮凝劑對(duì)廢水的絮凝效果更好。取代度0.3903，參加量0.1%，廢水初始pH6.0，與PFS復(fù)配運(yùn)用時(shí)，COD去除率達(dá)61.32%，其絮凝效果比相同投加量的傳統(tǒng)PAM絮凝劑均勻高約10%。王有樂等[10]運(yùn)用常規(guī)化學(xué)絮凝劑AlCl3、Fe2(SO4)3、PAM以及有機(jī)和無機(jī)之間的互相復(fù)配對(duì)馬鈴薯淀粉廢水絮凝預(yù)處置，肯定了較佳絮凝劑AlCl3+PAM組合，其較佳pH值為4，較佳投藥量AlCl3+PAM(200+3)mg/L，10%CaCl2助凝劑投加量10ml/L。結(jié)果是，濁度、COD和色度去除率分別為95.06%、41.08%和90.63%，其優(yōu)點(diǎn)為，處置效果好、投藥量少、助凝劑投加量少、較佳pH值在原廢水pH值范圍內(nèi)、處置本錢低(11.05元/t廢水)、產(chǎn)生污泥量少(649g/t廢水)等。劉玉峰等以PAM作為絮凝劑，在PAM投加量70mg/L，pH5，溫度20℃，反響時(shí)間40min的最佳工藝條件下，處置馬鈴薯淀粉加工廢水，結(jié)果標(biāo)明，COD、蛋白質(zhì)、BOD和SS去除率分別為30%～40%、45%～55%、10%～15%和50%～60%，后續(xù)處置擔(dān)負(fù)減輕了很多。朱泉雯等采用絮凝法對(duì)馬鈴薯淀粉廢水實(shí)行預(yù)處置后回灌農(nóng)田，將廢水中大量有機(jī)營養(yǎng)物質(zhì)實(shí)行回收應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)標(biāo)明，在原水pH值為5，絮凝劑Fe2(SO4)3+PAM的投加量分別為200mg/L和3.5mg/L，靜置5min條件下，濁度和COD去除率分別為90.57%和42.35%。預(yù)處置后廢水直接回灌農(nóng)田，土壤化學(xué)性狀和農(nóng)作物(揚(yáng)麥12)生長狀況都較對(duì)照田明顯進(jìn)步。

　　2.2生物處置法

　　馬鈴薯淀粉廢水含有大量懸浮態(tài)、溶解性或呈膠體狀態(tài)的有機(jī)污染物，不含有毒物質(zhì)，可生化性良好，采用生物法處置可以獲得理想的去除效果。

　　2.2.1厭氧處置

　　厭氧法處置淀粉廢水的最終產(chǎn)物是可作為能源回收應(yīng)用的可燃?xì)怏w(以CH4為主);在低費(fèi)用運(yùn)轉(zhuǎn)的處置工藝下，剩余污泥既易于脫水濃縮又?jǐn)?shù)量少，可用作肥料;面臨能源日益短缺的形勢(shì)下，該法屬資源回收型的低能耗處置工藝，日益遭到全世界注重。厭氧發(fā)酵法處置淀粉廢水主要有厭氧流化床(AFB)、升流式厭氧污泥床(UASB)和厭氧接觸法(ACP)，以及厭氧濾池(AF)和兩相厭氧消化法(TPAD)等。其中UASB處置法最優(yōu)，能耗低、剩余污泥少、處置效率高。UASB內(nèi)水流方向與產(chǎn)氣上升方向分歧，既減少了梗塞幾率，愈加強(qiáng)了對(duì)污泥床的攪拌混協(xié)作用，有利于微生物與進(jìn)水基質(zhì)間接觸混合及顆粒污泥之構(gòu)成。該工藝投資省、運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低、操作煩瑣，且產(chǎn)生可供應(yīng)用的沼氣，取得較好經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。黃健對(duì)等應(yīng)用改進(jìn)USAB作為產(chǎn)CH4反響器處置淀粉廢水，實(shí)驗(yàn)以低負(fù)荷啟動(dòng)方式，應(yīng)用進(jìn)步進(jìn)水COD濃度逐級(jí)進(jìn)步容積負(fù)荷和增大處置量，反響器中水力條件采用強(qiáng)迫內(nèi)回流控制，使改進(jìn)UASB在最佳條件下運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)CH4。產(chǎn)CH4速率高達(dá)0.539m3/d，出水CODCr<600mg/L。陳曉燕等經(jīng)過自行制造的UASB安裝，討論馬鈴薯淀粉廢水厭氧處置過程中溫度、pH值優(yōu)化控制，實(shí)驗(yàn)標(biāo)明，UASB安裝去除馬鈴薯淀粉廢水COD的環(huán)境優(yōu)化組合條件是溫度約35℃，pH值略大于7.5，COD去除率接近90%，并隨處置時(shí)間不時(shí)提升，出水COD<300mg/L。鄭國臣等添加微量元素(Fe、Mn、Zn等)于厭氧折流板反響器(ABR)處置廢水過程中，進(jìn)水COD6000mg/L，堿度1900mg/L的條件下，ABR系統(tǒng)后端格室產(chǎn)CH4由0.68m3/d升高至1.66m3/d。系統(tǒng)對(duì)COD的去除率由51%進(jìn)步到62%。結(jié)果標(biāo)明，微量元素投加可有效刺激ABR發(fā)酵結(jié)合產(chǎn)、氫產(chǎn)CH4系統(tǒng)中厭氧污泥的活性，產(chǎn)甲烷活性加強(qiáng)，產(chǎn)氫作用遭到抑止，系統(tǒng)處置效能明顯進(jìn)步。

　　2.2.2好氧處置

　　相較于厭氧法，處置淀粉加工廢水時(shí)好氧生物法缺乏之處較多，如需求充氧、無能量回收、微生物所需營養(yǎng)多、動(dòng)力耗費(fèi)大和污泥量大等，僅合適低濃度有機(jī)廢水處置。通常淀粉廢水COD較高，故其處置中較少單獨(dú)應(yīng)用好氧處置法。好氧處置法主要有生物氧化塘法、接觸氧化法和SBR法。好氧生物法多用作淀粉廢水處置的后續(xù)處置。蘇宏等用加壓SBR法處置淀粉廢水，在進(jìn)水COD3500～4000mg/L，停留時(shí)間8～12h時(shí)，COD去除率94%～96.7%，出水COD<150mg/L，可達(dá)標(biāo)排放。加壓SBR法較普通SBR法，生化反響速度快、耐負(fù)荷沖擊才能更強(qiáng)，且有機(jī)物去除率高。

　　2.2.3厭氧、好氧結(jié)合處置

　　因淀粉廢水有機(jī)負(fù)荷高，處置難度大，僅單終身物處置較難到達(dá)理想效果，故多采用厭、好氧結(jié)合處置。毛海亮等以UASB-SBR工藝處置淀粉廢水。針對(duì)其有機(jī)負(fù)荷高、可生化性好之特性，先以UASB工藝處置，降解淀粉廢水中大局部有機(jī)物，之后再于SBR段好氧生物處置，使廢水中有機(jī)物進(jìn)一步降解。結(jié)果標(biāo)明，經(jīng)顆?；?/font>UASB穩(wěn)定處置后，出水COD<500mg/L，又經(jīng)SBR處置后，出水明澈且COD<100mg/L。該處置系統(tǒng)具有處置效果穩(wěn)定、耐沖擊負(fù)荷、運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低且管理簡單等優(yōu)點(diǎn)。廖立欽等運(yùn)用霉菌(黑根霉、黑曲霉、青霉、白地霉)和酵母菌(擬內(nèi)孢霉酵母、產(chǎn)朊假絲酵母)兩類菌種對(duì)馬鈴薯廢水實(shí)行處置，肯定效果最佳菌株為青霉菌和擬內(nèi)孢霉酵母菌，發(fā)酵時(shí)間5d。由正交實(shí)驗(yàn)得，在馬鈴薯廢水中分別接入2%青霉菌和3%擬內(nèi)孢霉酵母菌后處置6d，最終廢水COD由16286mg/L降至6216mg/L，去除率62.38%。詳細(xì)聯(lián)絡(luò)污水寶或參見http://www.dowater.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。