某淀粉厂工业废水处理工艺的探讨

李华东，于振国

（伊犁哈萨克自治州环境应急保障中心，新疆 伊宁 835000）

淀粉，其多存在于植物的根，茎和果实中，是食品、医药、化工、造纸、纺织等工业部门进行生产的重要原料。传统淀粉厂排放废水主要集中在玉米淀粉加工过程中的清洗输送、浸泡车间、纤维榨水、浮选浓缩、蛋白压滤等工段。运用传统工艺生产淀粉会产生大量的生产废水，而且这些废水中的COD、SS 等水质指标严重超标，不可直接排入环境，需进行相关处理并达到相应标准后才可排放，否则废水会发酵变臭，污染生态环境。

1 淀粉废水的特性

在淀粉生产过程中，由于原料不同，故淀粉废水的产生来源也不同。例如，以薯类为原料生产淀粉时，废水主要来源于脱汁、分离、脱水工段蛋白回收后的排水和原料输送清洗排水；而以小麦为原料生产淀粉时，废水主要来源于沉降池里的上清液和离心后产生的黄浆水。当前，我国淀粉生产企业众多，虽然因生产原料和工艺的不同而使得淀粉废水中的污染物种类和浓度存在差异，但是所产生的淀粉废水都有着诸多共同特点：化学需氧量（COD）、生化需氧量（BOD）和悬浮物都非常高，因此淀粉废水属于高浓度有机废水。

2 淀粉废水的处理工艺选择

在选择废水处理工艺前，需先对所需处理的淀粉废水水质水量等情况有充分的了解，明确废水中所含污染物的种类、数量以及组成。所选工艺方法应当符合国家和地方的有关规定。处理后的水质应达到规定的设计要求，并做到能够适应一定范围内水质水量较大的变化，具有较强的抗冲击负荷能力。目前，常用的淀粉废水处理方法主要有三类，分别为物化处理法、化学处理法、生物处理法[2]。淀粉废水BOD5/CODCr≥0.4，可生化性较好，目前基本采用“物化预处理+厌氧处理+好氧处理”相结合的工艺流程。同时，也有一些新的方法，如超声-电絮凝法[3]、非均相类芬顿法[4]等，但这些方法处于实验阶段。由于该淀粉厂以玉米为原料，考虑到淀粉场废水水质状况，同行业废水治理现状，建设运行成本，设备占地规划等多方面因素，此次设计最终决定采用“ABR 反应器+CASS 池+BAF 池”三者相结合的废水处理工艺。

2.1 工艺设计

2.1.1 基本参数

该废水处理工程的设计规模为10 000 m3/d，处理后废水水质要求达到《淀粉工业水污染物排放标准》（GB 25461—2010）中的直接排放标准（表1）。

表1 进水水质和排放标准

2.1.2 工艺流程图

废水在进入污水处理系统后，最先进行预处理和物理化学处理。通过机械格栅去除其中的悬浮物与杂物，之后依次流经调节池和初沉池，以此去除水中的部分有机物和悬浮物，接着又进入预酸化池预酸化，为后面的生物处理创造合适的水质pH。

经上述处理后，废水进入生物处理阶段。经过一定处理的废水先被提升至ABR 反应器，废水中的大部分有机物在反应器中被降解或去除，从而降低了后续系统的负荷和提高了后续生化系统的处理效率，然后废水进入CASS 池，经过池中微生物的絮凝降解、硝化、反硝化等一系列复杂的微生物作用后，污水中的绝大部分污染物得以去除，进而污水得到净化。之后，CASS 池的出水经过中间池提升至自BAF 池以进一步去除剩余的难降解有机物，最后被净化的水再经过消毒后即可达到排放要求而被排出。具体见图1。

图1 工艺流程图

2.2 “ABR 反应器+CASS 池+BAF 池”处理工艺

2.2.1 ABR 反应器

厌氧折流板反应器（简称ABR 反应器）是在总结了各种第二代厌氧反应器处理工艺特点性能的基础上开发和研制的一种高效新型的厌氧污水生物技术，有着构造简单、能耗低、抗冲击负荷能力强、处理效率高等诸多优点。该反应器能够通过一系列垂直安装的折流板，将反应器分隔成串联的几个反应室，进而可以把每个反应室都看作一个相对独立的上流式污泥床系统，使得污水在流经反应器后得到充分的净化。

该反应器处理污水的过程：经过预处理的淀粉废水在反应器内沿折流板作上下流动，依次通过每个反应室的污泥床，废水中的部分有机污染物通过与微生物接触而被去除。借助于处理过程中反应器内产生的气体使反应器内的微生物固体在折流板所形成的各个隔室内作上下膨胀和沉淀运动，整个反应器内的水流以较慢的速度作水平流动。水流绕折流板流动而使水流在反应器内流经的总长度增加，再加之折流板的阻挡及污泥的沉降作用，生物固体被有效地截留在反应器内。又由于折流板在反应器中形成各自独立的隔室，因此每个隔室可以根据进入底物的不同而培养出与之相适应的微生物群落，从而导致厌氧反应产酸相和产甲烷相沿程得到了分离，使ABR 反应器在整体性能上相当于一个两相厌氧系统，实现了相的分离。最后，ABR 反应器可以将每个隔室产生的沼气单独排放，从而避免了厌氧过程不同阶段产生的气体相互混合，尤其是酸化过程中产生的H2可先行排放，利于产甲烷阶段中丙酸、丁酸等中间代谢产物可以在较低的氢气分压下能顺利的转化。

2.2.2 循环式活性污泥系统（CAST/CASS/CASP）

循环式活性污泥法（简称CAST/CASS/CASP）是SBR 工艺的一种新的型式。与ICEAS 相比，其预反应区容积较小，是设计更加优化合理的生物选择器。通行的CASS 一般分为三个反应区：一区为生物选择器，二区为缺氧区，三区为好氧区。CASS 方法具有以下优点：工艺流程简单，土建和设备成本低；能够很好地适应进水水质、水量的一定波动，运行灵活；运行简单，无需进行大量的污泥回流和内回流。

2.2.3 曝气生物滤池（BAF）

曝气生物滤池（简称BAF）是一种新型生物膜法污水处理工艺，也是集生物氧化和截留悬浮固体一体的新工艺。该工艺应用范围广泛，在废水深度处理、微污染源水处理、难降解有机物处理、低温污水的硝化、低温微污染水处理中被广泛应用。同时对降低污水中的SS、COD、BOD 及去除有害物质有极大的作用。

曝气生物滤池与普通活性污泥法相比，具有有机负荷高、占地面积小、投资少、不会产生污泥膨胀、氧传输效率高、出水水质好等优点，但其对进水水质有一定要求[ρ（SS）≤100 mg/L]，故需对进水进行预处理。同时，曝气生物滤池的反冲洗水量和水头损失都较大。

3 结论

该工艺所要处理的淀粉废水水量较大，且属于高浓度、易降解有机废水，经过处理后的废水水质符合《淀粉工业水污染物排放标准》（GB 25461—2010）中的新建项目直接排放标准，可以直接排放。通过本工艺处理，使得淀粉废水对周边环境的污染和危害大大降低，从而更好保护当地赖以生存的生态环境。本次设计采用“ABR 反应器+CASS 池+BAF 池”的生物化学处理工艺，保证了当地生态环境安全。该工艺流程简单，构筑物较少，建设运行成本较低，维护运营管理方便，自动化程度高。该工艺处理效率高，出水水质较好，且能承受一定程度的水质水量变化，可广泛应用于玉米淀粉废水的处理。