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淀粉生产废水处理工艺及运行效果研究

时间:2016-07-05     作者:袁亚杰 耿英杰 高 鹏 邢美兰【转载】   阅读

袁亚杰 耿英杰 高 鹏 邢美兰
(西平县环境保护局,河南 西平 463900)

    【摘 要】作为一种重要的工业原料,淀粉被广泛应用到食品、纺织、造纸等多个领域。但是,目前国内淀粉加工企业分布较广,而且废水COD具有很高的浓度,淀粉废水处理工艺越来越受到人们的广泛重视。本文分析了淀粉废水处理技术的现状,通过对现有处理工艺的介绍,指出了当前阶段淀粉废水处理技术存在的问题,并对淀粉生产废水处理工艺未来的发展方向进行了展望。
    【关键词】淀粉废水;处理技术;现状分析;发展展望
    当前,淀粉工业快速发展,淀粉废水处理成为了工业化进程中的重大难题。如果将这些废水直接排放,就会对水环境造成极大危害。所以,国内外学者都希望通过研究找到一种快速高效的淀粉废水处理工艺,我国的科研工作者正在寻找先进的淀粉废水处理方法,希望能够减少对环境的破坏。
1 淀粉废水处理技术的现状
    去除废水中的污染物,使被处理废水的各项指标符合排放标准是淀粉废水处理的主要目的。当前常用的处理方法主要有物理法、物理化学法、化学氧化法以及生物处理法。
1.1 物理法
    (1)吸附法。淀粉废水中含有淀粉颗粒和大量微纤维素,其中纤维素是有许多直链纤维分子所组成的,而且还有很多羟基,他们能够形成许多氢键,纤维素分子依靠他们胶结成束,这些胶束定向排列为网状结构,非常容易被吸附材料吸附,所以这种方法也十分简便。在实验中,我们可以用粉煤灰活化漂珠和活化煤矸石等作为吸附材料,对淀粉废水进行有效处理,而且通过验证,能够达到十分可观的效果。
    (2)气浮分离法。这种方法是利用高压状态溶入大量气体水—容器水作为工作液体,通过骤然减压而释放出大量的微细气泡,这样废水中的絮凝物就会粘附其上,随着气泡的不断上升,絮凝物就会漂浮至液面,这样就能达到液固分离的目的。
    (3)磁电效应法。以玉米淀粉废水处理为例子,用磁电效应配合絮凝剂工艺技术对玉米废水中的蛋白质和淀粉进行絮凝,玉米淀粉废水的一次絮凝吸出率将会达到56%以上。这种方法还能有效降低淀粉废水中的COD、BODS等,使废水达到排放的正常标准。
1.2 物理化学法
    淀粉废水中含有蛋白质、糖类及其悬浮物,废水呈现比较稳定的高分散系胶体溶液,治理淀粉废水的目标要首先集中到对胶体状态的破坏上来。化学絮凝法正是通过药剂物理化学作用,对胶体进行破坏,使淀粉废水中的有机物脱离后再凝聚,最终从水分中分离出去。
    絮凝沉淀法能够有效降低废水色度和浊度,对多种高分子有机物都有很好的去除作用,所以被广泛采用。目前,絮凝剂已经发展到无机高分子、有机高分子絮凝剂,而且关于微生物絮凝剂的研发也在进行中。
   (1)无机絮凝剂处理法。1960年,无机絮凝剂研制成功并迅速在全世界范围内推广开来。传统的无机低分子絮凝剂腐蚀性强、稳定性差、运输和储存都十分不方便,因此逐渐被高分子絮凝剂所替代。无机高分子絮凝剂主要是聚铝和聚铁类,包含沉降速度快、除浊色效果佳,所以用无机絮凝剂处理淀粉废水效果很好。
   (2)有机絮凝剂处理法。通常情况下,有机絮凝剂可以分为有机高分子絮凝剂和天然高分子絮凝剂。有机絮凝剂是利用吸附架桥作用,形成的絮体大且密实,沉降性非常好。目前采用的有机高分子絮凝剂主要是聚丙烯酰胺(PAM)及其衍生物。例如,以工业废渣为混凝剂,以PAM为絮凝剂,对玉米淀粉废水进行处理,经过处理后能够达到排放标准,而且絮凝物经过压滤脱水后可以掺进煤中做燃料,不仅达到了以废治废的目的,而且对环境没有二次污染,既节约成本又实用环保。
    天然高分子絮凝剂包括纤维素、多糖和蛋白质等衍生物。与人工合成有机高分子絮凝剂相比,改性后的天然高分子絮凝剂具有安全无毒、易生物降解等优点,受到了更多人的青睐。
   (3)微生物絮凝剂。微生物絮凝剂是一种高效安全的新型絮凝剂,是当前阶段絮凝剂研究的重要方向之一。此种方法在上世纪80年代,由日本苍根隆首先试验提出,但是目前来看淀粉废水处理微生物絮凝剂尚且不是特别多。这种絮凝剂是通过微生物发酵、奋力、提取而得出的一种新型的絮凝剂。微生物絮凝剂分子量较大,一个分子可以同时与几个悬浮颗粒进行结合,在适宜的环境下迅速形成网状结构而沉积,絮凝能力比较强,取得的效果也非常好。
1.3 生物处理方法
    生物处理法利用微生物的新陈代谢,通过对污染物的降解,将其转化为游泳物质,从而将废水进行净化。相比于物力和化学处理法,生物处理法对有机物的讲解则比较彻底,也越来越引起了人们的重视。目前比较常用的有好氧生物处理法和厌氧生物处理法。
2 淀粉废水处理技术存在的问题
    当前,虽然淀粉废水处理技术已经发展很完善了,但是由于淀粉废水排放量大、污染严重且处理难度大,以上列举的淀粉废水处理方法在实际应用中还存在一些需要解决的问题。
2.1 絮凝剂沉淀法处理效率低
    絮凝沉淀法在应用过程中存在效率低下的问题,尤其是对废水中小分子有机物的去除方面,效率更低。这种方法一般不适合单独使用,往往需要和其它的方法相结合才能达到良好的效果。
2.2 气浮法操作管理复杂
    气浮法的处理效率受到进料位置、进气量、气浮剂用量和液面高度的影响,所以操作管理比较复杂,而且这种方法对处理设备的性能要求很高,在使用过程中就无形中加大了成本费用。
2.3 生物处理法成本高
    生物处理法虽然处理效果较好,但是该方法占地面积较大,而且能量消耗大,投资费用和运营成本都很高,而且这种方法受自然环境因素影响较大,尤其是废水水温、有毒物质更是对生物处理法产生了很大影响。
3 淀粉废水处理方法的发展展望
   针对淀粉废水的特点,通过对当前现有处理方法的研究,在未来的发展中,应重点从以下几个方面开展,推动淀粉废水处理方法的不断改进。
3.1 加大对絮凝剂的研究
    淀粉废水处理中混凝剂的使用量比较大,所以必须加大对絮凝剂的研究,尤其是在无毒无害的微生物絮凝剂的研究。通过对絮凝剂种类、用量和沉淀时间的研究来提高淀粉废水的处理效果。
3.2 研究淀粉废水处理新方法
    一方面,需要进行生物新方法的探讨,根据淀粉废水的特点研究出运行稳定、成本较低、处理效果明显的新方法;另一方面,加强综合处理方法的研究,将物理法、化学法和生物法有效结合,使淀粉废水处理达到标准要求,并对有用物质进行合理回收。
3.3 发展循环经济,回收有用物质
    在淀粉废水处理方法的运用中,需要特别注意有用物质的回收利用。在物理方法中,我们可以通过对废水中的悬浮物进行生产并合理有效利用来发展生态农业。在对废弃物质回收利用的同时也大大降低了废水处理的难度。
4 结语
    当前,淀粉废水污染十分严重,所以淀粉废水处理是一项长期复杂的系统工作,必须加强对综合处理方法的研究和应用。通过物力、化学和生物等方法的完美结合,促进淀粉废水达到排放标准。同时,通过有用物质的回收利用不仅能够减少处理后的废弃物对环境的二次污染,更能变废为宝,节约成本,促进企业经济效益的提高。

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