申请日2011.12.09
公开(公告)日2013.06.19
IPC分类号C02F9/14
摘要
本发明属于水处理技术领域，尤其涉及一种用于处理变性淀粉废水的组合工艺。利用该工艺将pH调节后的变性淀粉废水进行预处理，然后经过微电解装置和载有EM菌的接触氧化池后，使变性淀粉废水中的有机物质进一步降解，然后通过超滤膜组件进行处理，降低了变性淀粉产生的废水中的CODCr，使其达到排放标准或回收利用。该工艺将催化微电解-好氧生化-超滤工艺组合起来对变性淀粉废水进行处理，使其比传统处理方法处理效果好，且简单易行。
权利要求书
1.一种用于变性淀粉生产废水处理的组合工艺，其特征在于：该工艺包括 如下步骤，
步骤1，将变性淀粉过程中产生的废水原水进入预处理池，进行微电解处理， 使之进行絮凝沉淀;
步骤2，将上清液废水进入自然厌氧发酵池，投入絮凝剂，使上清液废水中 的悬浮物沉淀出来，初步去除废水中20%-40%的CODCr;
步骤3，出水进入铁碳微电解塔进行催化微电解，并加入碱将废水的pH值 调节到9～10，形成絮凝沉淀;
步骤4，加入絮凝剂，使絮凝后的上清液废水CODCr达到8300～9200mg/L;
步骤5，将步骤4中的上清液进入装有厌氧颗粒污泥的厌氧反应器IC，经 过24～30小时的厌氧后，使出水水质CODCr达到1700～1900mg/L;
步骤6，出水进入负载有EM菌的好养反应器IC，使其有机物进行生物降解， 降解过程中维持温度在25～35℃，好养处理时间为15～36h，然后进入超滤膜组 件，使其出水CODCr为45～50mg/L。
2.根据权利要求1所述的一种用于变性淀粉生产废水处理的组合工艺，其 特征在于：所述的变性淀粉为小麦淀粉、玉米淀粉、马铃薯淀粉、木薯淀粉、葛 根淀粉、甘薯淀粉、高粱淀粉、大米淀粉、西米淀粉、蜡质玉米淀粉中的至少其 一。
3.根据权利要求1所述的一种用于变性淀粉生产废水处理的组合工艺，其特 征在于：在步骤3之前，还需要加入含有导电杂质的高价金属。
4.根据权利要求1所述的一种用于变性淀粉生产废水处理的组合工艺，其 特征在于：所述絮凝剂包括聚合硫酸铝、聚合氯化铝、聚合硫酸铁、聚合氯化铁、 明矾、聚丙稀酰胺、阳离子聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸钙中 的一种或者两种的组合。
5.根据权利要求1所述的一种用于变性淀粉生产废水处理的组合工艺，其 特征在于：所述的步骤5和步骤6还可以在厌氧罐或者UASB中进行。
6.根据权利要求1所述的一种用于变性淀粉生成废水处理的组合工艺，其 特征在于：在步骤5中，还可以添加高效厌氧菌种或者普通污泥。
7.根据权利要求1所述的一种用于变性淀粉生产废水处理的组合工艺，其 特征在于：在步骤6中，使用EM菌的生物接触氧化阶段还包括EM菌的驯化、固 定化和接触氧化三个步骤。
8.根据权利要求1所述的一种用于变性淀粉生产废水处理的组合工艺，其 特征在于：所述的超滤膜组件为板框式、管式、螺旋卷式或中空纤维式。
9.根据权利要求1所述的一种用于变性淀粉生产废水处理的组合工艺，其 特征在于：所述的超滤膜组件采用聚砜膜、聚砜酰胺膜、聚丙烯腈膜至少其一。
10.根据权利要求1所述的一种用于变性淀粉生产废水处理的组合工艺，其 特征在于：所述的超滤膜组件的微孔孔径为0.05～1微米。
说明书
一种用于变性淀粉生产废水处理的组合工艺
技术领域
本发明属于水处理技术领域，尤其涉及一种用于处理变性淀粉废水的组合工艺。
背景技术
以淀粉为原料制造的变性淀粉，是淀粉深加工系列产品中最大的一个分支，目前已有2000多种产品广泛用于各行各业的功能性原材料，对各行各业降低生产成本、提高产品质量和档次、研制开发新产品等方面起到十分重要的作用。近十年来，世界变性淀粉的产量迅速增长，目前世界变性淀粉的年产量已接近700万吨。
变性淀粉的目的之一是为了适应各种工业应用的要求，比如：高温技术(罐头杀菌)要求淀粉高温粘度稳定性好;冷冻食品要求淀粉冻融稳定性好;果冻食品要求透明性好、成膜性好等。其目的之二是为了开辟淀粉的新用途，扩大应用范围，比如：纺织上使用淀粉;羟乙基淀粉、羟丙基淀粉代替血浆;高交联淀粉代替外科手套用滑石粉等。
我国的变性淀粉的市场容量巨大，目前典型的变性淀粉种类多达几十种，用途十分广泛，例如：氧化淀粉主要用于造纸施胶剂、涂布黏合剂、瓦楞纸生产黏合剂、纸箱纸袋黏合剂，代阿拉伯胶生产糖果，漂染精整上浆剂;酸解淀粉主要用于生产胶冻软糖、着哩类糖果的助剂、赋型剂，造纸工业哑光机施胶，经纱上浆剂、布料洗涤后整剂，石膏板黏结等;交联淀粉用作汤料罐头、蚝油酸奶增稠剂，粉丝生产助剂，波纹纸生产黏合剂，乳胶手套隔离剂，麻织物和牛仔布浆料;阳离子淀粉用作造纸湿布施胶剂、增强剂和助留剂，涂布施胶剂，经纱上浆剂，污水净化添加剂，胶带纸生产添加剂等。
变性淀粉虽然有很大的市场，但是也给变性淀粉产生的废水的处理和达标排放提出了更高的要求。普通淀粉生成产生的废水，可以采用高效厌氧和好氧技术能够满足处理要求，而变性淀粉产生的废水属于高浓度有机废水，具有COD、BOD浓度高、可生化性好的特点，不能通过简单的厌氧和好氧二级生化处理达到或超过该类废水二级排 放标准要求，其处理难度较大，废水处理成本偏高造成企业运营成本增加，导致该类废水的处理存在一定的局限性并且很难使其处理至达标排放。
以玉米为原料生产原淀粉时，在干重情况下大致有60%的玉米可成为商品淀粉，还有30%的玉米成为副产品，其余部分则成为废液排出厂外。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%。从其成分可以看出，其生化性耗，处理该类废水不会存在多大困难。而变性淀粉废水除含有以上成分外，含有大量的不可生化和抑制生化的物质。
氧化淀粉生产常用工艺：(1)调制淀粉乳：将玉米淀粉在反应罐中市制成某浓度的淀粉乳，在搅拌下，用氢氧化钠溶液调pH值。加热，使淀乳温度在21-38℃。(2)氧化：在规定时间内，加入次氯酸钠溶液(含有效氯5-10%)。在反应过程中，pH值下降，温度上升，通过添加稀氢氧化钠溶液中和所产生的酸性物质来稳定pH值，通过调节次氯酸钠溶液的加入速度和冷却来控制温度，以防止淀粉颗粒膨胀。调节不同反应时间、温度pH值，添加次氯酸钠溶液的速度以及淀粉和次氯酸钠溶液的浓度，可生产出不同性质的产品。(3)终止反应：当氧化反应达到所需的程度时，将pH值降到一定数值，用亚硫酸氢钠溶液还原剩余的次氯酸钠，经过滤和离心机分离，再经水洗除去可溶性副产品。(4)烘干：产品在50-52℃温度下烘干。此工艺中，在氧化、还原过程中产生一定的无机盐，在水洗过程中废水中含有大量的有机质和无机盐，未反应完全的次氯酸钠和亚硫酸氢钠进入废水中，氧化产物氧化淀粉和还原产物氯离子均在废水中存在，并且影响污水的可生化性，给该类废水的处理带来了困难。
为了解决上述的问题，本发明提供了一种用于变性淀粉废水处理的组合工艺，以催化微电解方法预处理变性淀粉废水，具有耐负荷、成本低且能提高废水可生化性等优点;然后通过好氧生化处理工艺在催化微电解预处理的基础上，将废水的CODCr降低500mg/L以内;最近利用超滤膜组件将处理后的废水达到了排放标准。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种将催化微电解-好氧生化-超滤工艺组合起来对变性淀粉废水进行处理。利用该工艺将pH调节后的变性淀粉废水进行预处理，然后经过微电解装置和载有EM菌的接触氧化池后，使变性淀粉废水中的有机物质进一步降解，然后通过超滤膜组件进行处理，降低了变性淀粉产生的废水中的CODCr，使其达到排放标准或回收利用。
本发明提供了一种用于变性淀粉生产废水处理的组合工艺，该工艺包括如下步骤：
步骤1，将变性淀粉过程中产生的废水原水进入预处理池，进行微电解处理，使之进行絮凝沉淀;
步骤2，将上清液废水进入自然厌氧发酵池，投入絮凝剂，使上清液废水中的悬浮物沉淀出来，初步去除废水中20%-40%的CODCr;
步骤3，出水进入铁碳微电解塔进行催化微电解，并加入碱将废水的pH值调节到9～10，形成絮凝沉淀;
步骤4，加入絮凝剂，使絮凝后的上清液废水CODCr达到8300～9200mg/L;
步骤5，将步骤4中的上清液进入装有厌氧颗粒污泥的厌氧反应器IC，经过24～30小时的厌氧后，使出水水质CODCr达到1700～1900mg/L;
步骤6，出水进入负载有EM菌的好养反应器IC，使其有机物进行生物降解，降解过程中维持温度在25～35℃，好养处理时间为15～36h，然后进入超滤膜组件，使其出水CODCr为45～50mg/L。
进一步，本发明所述的一种用于变性淀粉生成废水处理的组合工艺还具有如下技术特征：
所述的变性淀粉为小麦淀粉、玉米淀粉、马铃薯淀粉、木薯淀粉、葛根淀粉、甘薯淀粉、高粱淀粉、大米淀粉、西米淀粉、蜡质玉米淀粉中的至少其一。
在步骤3之前，还需要加入含有导电杂质的高价金属。
所述絮凝剂包括聚合硫酸铝、聚合氯化铝、聚合硫酸铁、聚合氯化铁、明矾、聚丙稀酰胺、阳离子聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸钙中的一种或者两种的组合。
所述的步骤5和步骤6还可以在厌氧罐或者UASB中进行。
在步骤5中，还可以添加高效厌氧菌种或者普通污泥。
在步骤6中，使用EM菌的生物接触氧化阶段还包括EM菌的驯化、固定化和接触氧化三个步骤。
所述的超滤膜组件为板框式、管式、螺旋卷式或中空纤维式。
所述的超滤膜组件采用聚砜膜、聚砜酰胺膜、聚丙烯腈膜至少其一。
所述的超滤膜组件的微孔孔径为0.05～1微米。
本发明的有益效果：由于变性淀粉废水中的成分复杂，含有大量的有机物、悬浮物、溶解性和胶体性固体，属于高盐高浓度的有机废水，使用传统的废水处理方式往往不能满足排放要求。因此，利用该工艺对变性淀粉废水进行预处理，然后通过微电解装置和载有EM菌的接触氧化池后，把变性淀粉废水中的有机物质降解，然后通过超滤膜组件进行处理，降低了变性淀粉产生的废水中的CODCr，使其达到排放标准或回收利用。该工艺将催化微电解-好氧生化-超滤工艺组合起来对变性淀粉废水进行处理，使其比传统的处理方法处理效果好，且简单易行。
具体实施方式
将变性淀粉过程中产生的废水原水进入预处理池，进行微电解处理，使之进行絮凝沉淀，去除水中的悬浮污染物、颗粒物降低了废水中的CODCr，同时也防止水中的悬浮物堵塞铁碳微电解塔的铁碳微孔;
将上清液废水进入自然厌氧发酵池，投入絮凝剂，使上清液废水中的悬浮物沉淀出来，初步去除废水中20%-40%的CODCr;
出水进入铁碳微电解塔进行催化微电解后进入调节池，加入有较大比表面积的填料，例如含有大量导电杂质的高价金属，在这个酸性环境下，使金属与杂质间形成微电极，由微电极电解而产生足量的活性氢(氢自由基)，并利用其强氧化性来分解和还原高分子量有机物，使废水中大分子有机物发生氧化还原反应而断裂、分解成小分子物质。在铁碳表面及反应中产生的大量初生态的Fe2+和H+具有高化学活性，能改变废水中许多有机物的结构和特性，使有机物发生断链、开环等作用，提高废水的可生化性。经过催化微电解的废水进行调节pH，加入适量的碱将pH调节到9～10，在此条件下，会形成Fe(OH)2和Fe(OH)3絮凝沉淀。
加入配有一定比例的PAC和PAM絮凝剂，强化絮凝效果，使絮凝后的上清液废水CODCr达到8300～9200mg/L;
将上述的上清液进入装有厌氧颗粒污泥的厌氧反应器IC，经过24～30小时的厌氧后，使出水水质CODCr达到1700～1900mg/L。在厌氧过程中，还可以添加添加高效厌氧菌种或者普通污泥，在厌氧罐或者UASB中进行厌氧。
出水进入负载有EM菌的好氧反应器IC，使其有机物进行生物降解，经过培养驯化EM复合菌处理变性淀粉的能力得到提高，降解过程中维持温度在25～35℃，好氧处理时间为15～36h。在该步骤中，使用EM菌的生物接触氧化阶段包括EM菌的驯化、固定化和接触氧化三个阶段。然后，降解后的废水进入超滤膜组件，使其出水CODCr为45～50mg/L。所采用的超滤膜组件为板框式、管式、螺旋卷式或者中空纤维式，其采用的膜为聚砜膜、聚砜酰胺膜或者聚丙烯腈膜。超滤膜组件的微孔孔径为0.05～1微米。
实施例1
取变性淀粉废水原水1000mL，测得其CODCr21360mg/L，氯离子浓度12318mg/L。加入PAC(10mL，5%)和PAM(5mL，2‰)絮凝过滤后除较水中的悬浮污染物、颗粒物及初步降低CODCr，沉淀处理后CODCr达到18650mg/L;
经絮凝后上清液调节pH=3.42，进入铁碳微电解塔进行催化微电解，温度20～35℃，溶解氧控制在3～4mg/L，水力停留时间35min。经过催化微电解的废水进入调节池，调节pH到9～10，同时加入PAC(5mL，5%)絮凝剂，PAM(2mL，2‰)助凝剂强化絮凝效果。絮凝后的上清液废水CODCr达到8380mg/L;
上清液进入装有厌氧颗粒污泥的厌氧反应器IC，温度控制30-45℃之间较好。溶解氧0～0.3mg/L，pH为7～9之间，水力停留时间48h。厌氧后，出水水质CODCr达到1750mg/L出水进入;
出水进入负载EM菌的好氧反应器，维持温度在25～35℃之间较好，溶解氧2～3mg/L，pH控制在7～9之间，最佳好氧处理时间为16h。出水CODCr为283mg/L;
出水进入超滤膜组件，出水测得CODCr为46mg/L。
实施例2
取变性淀粉废水原水1000mL，测得其CODCr21360mg/L，氯离子浓度12318mg/L。加入PAC(15mL，5%)和PAM(6mL，2‰)絮凝过滤后除较水中的悬浮污染物、颗粒物及初步降低CODCr，沉淀处理后CODCr达到18230mg/L;
经絮凝后上清液调节pH=4.36，进入铁碳微电解塔进行催化微电解，温度20～35℃，溶解氧控制在3～4mg/L，水力停留时间30min。
经过催化微电解的废水进入调节池，调节pH到9～10，同时加入PAC(5mL，5%)絮凝剂，PAM(2mL，2‰)助凝剂强化絮凝效果。絮凝后的上清液废水CODCr达到8515mg/L;
上清液进入装有厌氧颗粒污泥的厌氧反应罐，温度控制30-45℃之间较好。溶解氧0～0.3mg/L，pH为7～9之间，水力停留时间48h。厌氧后，出水水质CODCr达到2630mg/L出水进入;出水进入负载EM菌的好氧反应器，维持温度在25～35℃之间较好，溶解氧2～3mg/L，pH值控制在7～9之间，最佳好氧处理时间为36h。出水CODCr为368mg/L;
出水进入超滤膜组件，出水测得CODCr为47mg/L。
实施例3
取变性淀粉废水原水1000mL，测得其CODCr21360mg/L，氯离子浓度12318mg/L。加入PAC(10mL，5%)和PAM(5mL，2‰)絮凝过滤后除较水中的悬浮污染物、颗粒物及初步降低CODCr，沉淀处理后CODCr18550mg/L;
经絮凝后上清液调节pH=5.06，进入铁碳微电解塔进行催化微电解，温度20～35℃，溶解氧控制在3～4mg/L，水力停留时间45min。经过催化微电解的废水进入调节池，调节pH到9～10，同时加入PAC(5mL，5%)絮凝剂，PAM(2mL，2‰)助凝剂强化絮凝效果。絮凝后的上清液废水CODCr达到8260mg/L;
上清液进入装有厌氧颗粒污泥的厌氧反应器IC，温度控制30-45℃之间较好。溶解氧0～0.3mg/L，pH为7～9之间，水力停留时间36h。厌氧后，出水水质CODCr达到2340mg/L出水进入;
出水进入负载EM菌的好氧反应器，维持温度在25～35℃之间较好，溶解氧2～3mg/L，pH控制在7～9之间，最佳好氧处理时间为24h。出水CODCr为305mg/L;
出水进入超滤膜组件，出水测得CODCr为45mg/L。
以上所述仅为发明的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
