申请日20200628
公开(公告)日20200922
IPC分类号C02F9/04; C02F9/14; C05F15/00; C05F17/00; C02F103/32; C02F101/34
摘要
本发明公开了一种甘薯淀粉加工废水资源化利用系统及处理技术，属于环保技术领域。该系统利用及处理技术为：(1)淀粉加工废水中添加助滤剂或絮凝剂，搅拌均匀后过滤得滤渣和滤液;(2)将步骤(1)过滤得到的滤液超滤并浓缩得到浓液和稀液;(3)将步骤(2)得到的稀液经活性炭吸附处理，待水质基本达到再利用要求后循环利用或直接排放;(4)在步骤(1)过滤得到的滤渣中添加纤维类基质，随后加入步骤(2)超滤后的浓液调节湿度，并接种微生物菌种，发酵生产有机生物肥。本发明公开的处理技术适应甘薯加工周期短、日处理量大的需求，不仅能实现甘薯淀粉加工过程废水的资源化利用，还能实现加工废水的无废处理，适合产业化应用。
权利要求书
1.一种甘薯淀粉加工废水资源化利用系统，其特征在于，包括：废水暂存池、混合絮凝器、过滤装置、超滤装置、活性炭吸附装置及生物肥发酵生产装置;其中，
所述超滤装置的入口与所述过滤装置的滤液出口连接，所述活性炭吸附装置的入口连接于所述超滤装置的稀液出口，且所述过滤装置的滤渣出口和所述超滤装置的浓液出口直接连接于所述生物肥发酵生产装置。
2.一种甘薯淀粉加工废水资源化利用处理技术，其特征在于，所述技术为利用上述权利要求1所述系统对甘薯淀粉加工废水进行处理，具体包括如下处理步骤：
(1)在淀粉加工废水中添加助滤剂或絮凝剂，搅拌均后过滤得滤渣和滤液;
(2)将步骤(1)过滤得到的滤液超滤并浓缩得到浓液和稀液;
(3)将步骤(2)得到的稀液经吸附剂吸附处理，待水质达到标准后循环用于甘薯淀粉生产或排放;
(4)在步骤(1)过滤得到的滤渣中添加纤维类基质，随后加入步骤(2)超滤后的浓液调节湿度，并接种复合微生物菌剂，发酵生产有机生物肥。
3.根据权利要求2所述的一种甘薯淀粉加工废水资源化利用处理技术，其特征在于，所述步骤(1)中，助滤剂或絮凝剂的添加量为废水重量的0.05～0.45%;且所述助滤剂至少为硅藻土、白陶土、精制滑石粉中的一种;所述絮凝剂至少为无机絮凝剂、有机高分子絮凝剂、复合絮凝剂、微生物絮凝剂中的一种。
4.根据权利要求2所述的一种甘薯淀粉加工废水资源化利用处理技术，其特征在于，所述步骤(2)中的浓液为所述滤液体积的1/3～1/10。
5.根据权利要求2所述的一种甘薯淀粉加工废水资源化利用处理技术，其特征在于，所述步骤(3)采用的吸附剂为活性炭、硅藻土、高岭土或分子筛。
6.根据权利要求2所述的一种甘薯淀粉加工废水资源化利用处理技术，其特征在于，所述步骤(4)中，纤维类基质的添加量为滤渣重量的5～35%;且采用的纤维类基质原料包括秸秆和/或木屑;其中所述秸秆包括小麦、水稻、玉米、花生、芝麻或大豆;所述木屑为将树木枝叶破碎而得。
7.根据权利要求6所述的一种甘薯淀粉加工废水资源化利用处理技术，其特征在于，所述步骤(4)中，加入超滤后浓液调节湿度至20～45%。
8.根据权利要求7所述的一种甘薯淀粉加工废水资源化利用处理技术，其特征在于，所述复合微生物菌剂的加入量为所述纤维素类基质重量的0.05～2%。
说明书
一种甘薯淀粉加工废水资源化利用系统及处理技术
技术领域
本发明属于环保技术领域，涉及甘薯淀粉加工废水资源化利用及综合处理，具体涉及一种甘薯淀粉加工废水资源化利用系统及处理技术。
背景技术
新鲜甘薯不耐储藏，收获后除了少部分直接食用外，绝大部分加工成全粉、淀粉、粉丝等便于保存、流通和应用的产品。由于甘薯加工季节性强、周期短及分散性大等特点，使得甘薯资源难以规模化加工利用;且加工过程中耗水量和排污量大，不仅给治理造成诸多困难，而且限制了薯类产业规模集聚效益的发展。
薯类淀粉废水主要含有淀粉、蛋白质和有机酸等有机物，若将它们回收利用，既可获得一定的经济效益，亦可有效降低废水中有机污染物浓度，减轻后续处理的负担。目前淀粉废水处理常用的是絮凝沉淀、生物处理法和土地处理技术。传统絮凝剂虽能耗低、对温度变化适应性强，但单一使用去除效率较低;生物法处理薯类淀粉废水效果虽好，但该法启动慢、易受水温等影响，且单纯厌氧或好氧生物处理效果并不明显;土地处理技术处理效率低，占地面积较大，在薯类重病感染区采用此法容易使病原物返田，造成病原物积累，形成恶性循环。开发耐冲击负荷能力强、启动快的高效处理技术，在薯类淀粉废水处理中具有更广阔的应用前景。
此外薯类淀粉废水资源化处理的方法主要有利用薯类淀粉废水回收蛋白质，生产微生物絮凝剂、微生物油脂、多糖、乳酸等产品，但是生产成本高，工艺复杂，难以实现工业化生产。因此对甘薯淀粉加工过程废水进行综合开发利用，对薯类产业的进一步发展具有积极的意义。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是针对现有技术中存在的问题，提供一种甘薯淀粉加工废水资源化利用系统及处理技术，该处理技术适应甘薯加工周期短、日处理量大的需求，不仅能实现甘薯淀粉加工过程废水的资源化利用，还能实现加工废水的无废处理，适合产业化应用。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种甘薯淀粉加工废水资源化利用系统，包括：废水暂存池、混合絮凝器、过滤装置、超滤装置、活性炭吸附装置及生物肥发酵生产装置;其中，
所述超滤装置的入口与所述过滤装置的滤液出口连接，所述活性炭吸附装置的入口连接于所述超滤装置的稀液出口，且所述过滤装置的滤渣出口和所述超滤装置的浓液出口直接连接于所述生物肥发酵生产装置。
需要说明的是，由于淀粉废水中有大量淀粉、可溶性蛋白质及多糖的存在，很难直接进行固液分离。且若淀粉废水长时间暴露于空气中，在微生物等的作用下，淀粉、蛋白质等营养物质会大量损失，及废水pH逐渐降低，不利于后续的生物肥发酵。本发明的初衷是对废水中的物质进行综合利用，需要先对废水进行快速的固液分离，且为使该工艺顺利进行，需在废水中加入一定的絮凝剂，使固液分离顺利进行。
因固液分离之后的液相中仍含有大量的可溶性营养物质，如可溶性淀粉、蛋白质和多糖等，通过超滤便可进行有效的浓缩，超滤后的浓液与固液分离之后的固相中含有丰富的营养物质，可被微生物菌剂利用，进行生物肥发酵生产。且废水经过前序的絮凝沉淀后，超滤过程便可顺利进行。其中，固液分离时添加的絮凝剂在生物肥发酵过程中可起到疏松透气作用，有利于发酵的顺利进行。
此外，由于超滤后的稀液中营养物质含量较低，经过简单的吸附后即可达到间接排放标准。
本发明还请求保护利用上述系统对甘薯淀粉加工废水资源化利用处理的技术，具体内容如下：
一种甘薯淀粉加工废水资源化利用处理技术，具体包括如下处理步骤：
(1)在淀粉加工废水中添加助滤剂或絮凝剂，搅拌均后过滤得滤渣和滤液;
(2)将步骤(1)过滤得到的滤液超滤并浓缩得到浓液和稀液;
(3)将步骤(2)得到的稀液经吸附剂吸附处理，待水质达到淀粉工业污染物排放标准(GB 25461-2010)间接排放标准后循环利用(用于甘薯淀粉生产)或直接排放;
(4)在步骤(1)过滤得到的滤渣中添加纤维类基质，随后加入步骤(2)超滤后的浓液调节湿度至20～45%，并接种复合微生物菌种，按照常规方法发酵生产有机生物肥。
优选的，所述步骤(1)中，助滤剂或絮凝剂的添加量为废水重量的0.05～0.45%;且所述助滤剂至少为硅藻土、白陶土、精制滑石粉中的一种;所述絮凝剂至少为无机絮凝剂、有机高分子絮凝剂、复合絮凝剂、微生物絮凝剂中的一种。
具体的，无机絮凝剂包括普通絮凝剂、无机高分子絮凝剂、改性的单阳离子无机絮凝剂、改性的多阳离子无机絮凝剂及其他种类;有机高分子絮凝剂为各种类型的聚丙烯酰胺;复合絮凝剂为有机-无机复合絮凝剂;微生物絮凝剂主要包括利用微生物细胞壁提取物的絮凝剂，利用微生物细胞壁代谢产物的絮凝剂、直接利用微生物细胞的絮凝剂和克隆技术所获得的絮凝剂。
进一步优选的，所述步骤(1)采用的过滤方式为板框压滤、真空过滤或离心过滤。
优选的，所述步骤(2)中的浓液为所述滤液体积的1/3～1/10。
需要说明的是，研究实验表明，浓液体积高于1/10，超滤所需压力过大，滤膜易堵塞;而浓液体积低于1/3，营养物质得不到充分的浓缩，且后续生物肥发酵生产中的物料湿度高于发酵要求的20～45%。
优选的，所述步骤(3)采用的吸附剂为活性炭、硅藻土、高岭土或分子筛、。
优选的，所述步骤(4)中，纤维类基质的添加量为滤渣重量的5～35%;且采用的纤维类基质原料包括秸秆和/或木屑;其中所述秸秆包括小麦、水稻、玉米、花生、芝麻或大豆;所述木屑为将树木枝叶破碎而得。
更进一步的，所述复合微生物菌剂的加入量为所述纤维素类基质重量的0.05～2%。
与现有技术相比，本发明公开了一种甘薯淀粉加工废水资源化利用系统及处理技术，优点在于：
1)本发明以产业化生产为目标，构建了整套甘薯淀粉加工过程废水资源化处理技术，实现加工废水的资源化利用和无废处理;
2)本发明公开保护的处理技术适应甘薯加工周期短、日处理量大的需求，通过采用过滤的方法从加工废水中快速、高效分离淀粉、蛋白等成分，为后续蛋白质和多糖的资源化利用奠定基础;
3)本发明通过超滤手段将滤液中的大分子物质分离，有利于这些物质的再利用，同时减轻后续活性炭吸附压力;
4)本发明充分利用废水中淀粉、蛋白质等物质的微生物可利用性，添加适量纤维类物质，发酵生产有机生物肥;
5)本发明通过絮凝过滤及活性炭吸附等手段，有效去除废水中有机酸，使酸性废水转至接近中性，达到废水间接排放标准。（发明人姜爱莉;刘恒旭;单守水;郭效辰）
