淀粉及淀粉糖工业废水处理 15页

淀粉及淀粉糖工业废水处理王凯军2005年9月24日内容提要∑概述∑淀粉及淀粉糖加工工艺及废水来源∑淀粉和淀粉糖工业的综合利用∑淀粉和淀粉糖废水处理ò一、淀粉废水的厌氧—接触氧化—气浮工艺综合处理ò二、淀粉废水的光合细菌(PSB)氧化——生物接触氧化处理工艺ò三、滨州金汇玉米开发有限公司污水治理方案∑淀粉与淀粉糖的清洁生产1n概述∑淀粉是制糖的基础。由葡萄糖组成的有机高分子化合物∑我国淀粉原料主要为：玉米、木薯∑我国淀粉行业有600多家企业，1998年淀粉产量为300多万t，年人均消耗淀粉2kg左右淀粉用途其它变性淀粉13%2%味精43%医药0%淀粉糖22%2n我国与先进国家淀粉厂主要技术经济指标比较国内外先进国家中国技术经济指标淀粉收率(%)66~6750~60(小部分达63%)淀粉总干物收率(%)99以上80~90(个别达96%)耗汽(T/T)2.6~3.6耗电(度/T)144300~400能耗耗水(T/T)620~60耗粮(T/T1.6~1.9(玉米)综合利用美国玉米加工的综合利用大部分淀粉厂将玉米浸泡水率高达99%，玉米副产外排；将含淀粉45%左品加工收入占全部产品右的纤维，麸质等不经收入50%左右。加工直接出售。湿磨法工艺流程清洗木薯原料输送清洗一次碎解二次碎解离心分离清洗脱水干燥产品浸泡水工艺水工艺水纤维麸质工艺水工艺水胚芽蒸发浓缩脱水干燥脱水干燥脱水干燥饲料蛋白粉玉米浆提取油脂玉米油注：虚线所示工艺并不是所有淀粉厂都采用3n原理∑木薯淀粉加工工艺：湿法∑具体工艺：滚筒清洗、二次碎解、浓浆筛分、逆流洗涤、氧化还原法漂白、旋流除砂、浓浆分离、溢浆法脱水、一级负压脉冲气流干燥∑工艺是根据淀粉不溶于冷水和比重大于水的性质，采用专用机械设备，将淀粉从水的悬浮液中分离出来，从而达到回收淀粉的目的具体工艺流程：图中给出了工艺流程和主要污染物来源水工艺水工艺水木薯原料输送清洗一次碎解二次碎解筛分纤维洗涤除砂薯皮及泥沙木薯渣细砂水水加热第一次分离漂白除砂第二次分离(精制)脱水干燥产品黄浆蛋白细砂工艺水工艺水4n淀粉及淀粉糖加工工艺的废水来源∑淀粉厂的主要污染物是废水，即生产过程中排放的含有大量有机物（不溶蛋白、可溶性蛋白、无机盐及糖类）的工艺水（中间产品的洗涤水、各种设备的冲洗水）和玉米浸泡水污染负荷CODBODSS5t/t产品污染物名称(mg/L)(mg/L)(mg/L)玉米浸泡水30000~500020000~3000020~300黄浆7000~90004000~6000400~800皮渣1500~30001000~20001000010工艺水500~1500300~100020~30综合废水(排放口)3000~90001000~500040~60淀粉及淀粉糖加工工艺的废水来源∑淀粉糖加工工艺的主要污染源：∑（1）工艺废水：如葡萄糖加工工艺中的蒸发冷凝水；高麦芽糖浆加工工艺中的离交系统的再生废水；∑（2）各种设备的冲洗水、洗涤水；∑（3）液化、糖化工艺的冷却水等。5n葡萄糖加工工艺流程与主要污染物来源(冷却法一次结晶工艺)耐高温α淀粉酶水β淀粉酶淀粉淀粉乳液化冷却糖化精制蒸发结晶分离干燥包装无水葡萄糖冷却水母液去食品级葡萄糖生产线高麦芽糖浆加工工艺流程与主要污染物来源耐高温α淀粉酶水β淀粉酶滤渣(饲料)淀粉淀粉乳液化冷却糖化脱色过滤离交浓缩高麦芽糖浆冷却水普鲁兰酶洗涤水再生废水6n第二节淀粉和淀粉糖工业的综合利用——玉米淀粉厂工艺水流工艺流程SO2玉米制HSO23玉米浸渍稀玉米浆破碎脱胚胚芽洗涤脱水湿胚芽筛上物精磨分渣纤维洗涤筛分脱水湿纤维渣筛下物沉降池板框压滤机粗蛋白滤液澄清液工艺水麸质分离滤液气浮槽板框压滤机溢流新水底流二级气浮槽工艺水淀粉洗涤糖品生产脱水湿淀粉干燥产品∑2、多效蒸发器浓缩玉米浸渍水——下表给出了玉米浆的主要成分序号成份指标1干物质50.02蛋白质48.03乳酸0.174糖2.305植酸0.066灰分8.07n一、淀粉废水的厌氧—接触氧化—气浮工艺综合处理——铁岭玉深集团淀粉厂∑高浓度有机废水∑玉米加工厂炼油车间排∑CODcr5500mg/L，出的低浓度废水∑BOD3400mg/L，∑COD1000mg/L，∑SS1~15g/L，∑BOD450mg/L，∑pH=4，∑pH=6～7，∑水温45～55℃，∑水温20～22℃，∑排放量400m3/d)；∑排放量100m3/d。一浸三分离的湿磨法闭环式工艺流程气水分离器脱硫罐计量表气柜用户高浓度废水调节厌氧池污泥分离罐接触氧化池池罗茨风机低浓度废水作肥料干污真空脱泥机贮泥气浮池泥池凝聚剂外排泵站回水池8n厌氧工艺主要技术经济指标∑进水水温30~32℃，∑厌氧池容积负荷5.5kgCOD/m3·d，∑水力滞留时间(HRT)24h.，∑厌氧罐容积4×100m3，∑COD去除率85%，∑BOD去除率90%，∑生产沼气748m3/d接触氧化工艺主要技术经济指标∑处理量500m3/d，∑COD860mg/L，∑BOD362mg/L，∑氧化池负荷1.5kgCOD/m3.d，∑HRT14.4h，∑氧化池有效容积300m3，∑COD去除率76%，∑BOD去除率77%，∑气水比18:19n第三节淀粉和淀粉糖废水处理∑中小淀粉厂的废水主要来源于玉米浸渍水和工艺过程水；∑淀粉糖厂的废水主要来源于离子交换系统的再生水。∑水质为：∑COD2000~5000mg/L，∑BOD1500~3500mg/L，∑SS1000mg/L，∑氨氮60mg/L，∑pH=4.5~6。∑这两类废水除可采用厌氧——好氧处理工艺外，还可采用光合细菌(PSB)氧化——生物接触氧化处理工艺。二、淀粉废水的光合细菌(PSB)氧化——生物接触氧化处理工艺淀粉废水格栅井调节及可溶化池可溶化沉淀池光合细菌氧化池泵光合细菌沉淀池污泥池泵生物接触氧化池压滤机接触氧化沉淀池污泥外运生物炭池排放10n经济分析∑工艺简单，流程短，占地面积少，一次性投资少，运行效果稳定及费用低，操作管理方便∑废水运行费用为1元/m3左右三、滨州金汇玉米开发有限公司污水治理方案∑主要生产玉米淀粉。现年加工玉米约22万t，年产玉米淀粉14万t，其它副产品6.6万t；99年将达到46万t玉米加工能力，产淀粉30万t/a，副产品14万t，是目前全国规模最大的玉米淀粉生产加工企业。∑淀粉废水主要来源于玉米淀粉加工过程中的洗涤、浸泡、压滤、浓缩等工艺段，这些废水含有大量植物蛋白等污染物质，属高浓度有机废水。11n水质水量水量原水水质CODBOD5SSpHm3/dmg/Lmg/Lmg/L720011000770030005工艺流程∑主体工艺：厌氧生化处理＋好氧生化处理∑流程图竖流沉淀池硫酸盐还原反应池调节池水解池UASB干化污泥脱水SBR12n处理效果分析工艺COD（mg/l）BOD(mg/l)）SS（mg/l）5进水1100077003000水解反应池出水82505800去除率25%25%进水82505800UASB反应器出水1240460去除率85%92%SBR反应器进水1240460<150出水<150<30>95%去除率>88%>93%设计说明（1）∑水解反应器：∑设计流量：300m3/h(按总水量)；∑停留时间：4小时；∑有效容积：1200m3；∑12×20×5.5m(半地上式钢混结构)13n设计说明（2）∑UASB反应器：∑设计流量：200m3／h(按一期水量)∑有效容积：5828m3共分四座；∑反应器尺寸：D=17mH=6.8m；∑总容积：6170m3；∑停留时间：31小时；∑布水系统：908m2；∑三相分离器：91套；∑回流泵：Q=40m3/h，H=7m，N=2.2kw四台；∑沼气产量：14361m3/d；∑贮气柜：贮柜容积100m3；∑水封器：D=700mmH=1500mm4个设计说明（3）∑SBR反应器：∑设计流量：200m3/h(按一期水量)；∑运行周期：12小时(设四座反应器)；∑周期进水量：600m3；∑单池有效容积：1200m3；直径：18m高度：5m；∑总容积：5087m3；∑需氧量：3543.7kgO2／d；∑鼓风机：Y280S-4，58.8m3／min，75kw，三台（一备）；∑曝气头：中微孔曝气头，2100个；∑滗水器：滗水器，四套14n主要经济技术指标：∑回收蛋白饲料。沼气产量约为14361m3/d，1m3沼气相当于1kg燃煤的热值，每吨煤按250元计，则全年沼气所产生的效益：129.249万元/a。折去厌氧冬季加热费用，沼气效益约为：116.324万元/a。序号名称单位数量1．规模m3/d7200(一期4800)2．投资万元826.803．占地面积亩94．定员人95．电耗KW.h/m30.736．直接运行费用元/m30.487．总运行费用元/m31.268．沼气效益元/m30.679．实际运行费用元/m30.59(费用-效益)第四节淀粉与淀粉糖的清洁生产∑1、淀粉厂应采用开环流程工艺，中小型淀粉厂至少应采用半开环流程。∑2、采用先进的淀粉提取与精制工艺∑3、采用密闭式蒸汽凝结水回收系统和高温凝结水回收装置合理使用蒸汽和回收余热∑4、采用计算机技术有效控制工艺参数，使物料、工艺过程用水、能源都处于平衡状态，并最大限度减少跑料、泄漏、冒罐等损失浪费发生∑5、对葡萄糖生产过程中的母液进行综合利用15