專利名稱：一種用于變性淀粉生產(chǎn)廢水處理的組合工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于處理變性淀粉廢水的組合工藝。
背景技術(shù)：
以淀粉為原料制造的變性淀粉，是淀粉深加工系列產(chǎn)品中最大的一個分支，目前已有2000多種產(chǎn)品廣泛用于各行各業(yè)的功能性原材料，對各行各業(yè)降低生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量和檔次、研制開發(fā)新產(chǎn)品等方面起到十分重要的作用。近十年來，世界變性淀粉的產(chǎn)量迅速增長，目前世界變性淀粉的年產(chǎn)量已接近700萬噸。變性淀粉的目的之一是為了適應(yīng)各種工業(yè)應(yīng)用的要求，比如:高溫技術(shù)(罐頭殺菌)要求淀粉高溫粘度穩(wěn)定性好；冷凍食品要求淀粉凍融穩(wěn)定性好；果凍食品要求透明性好、成膜性好等。其目的之二是為了開辟淀粉的新用途，擴大應(yīng)用范圍，比如:紡織上使用淀粉；羥乙基淀粉、羥丙基淀粉代替血漿；高交聯(lián)淀粉代替外科手套用滑石粉等。我國的變性淀粉的 市場容量巨大，目前典型的變性淀粉種類多達幾十種，用途十分廣泛，例如:氧化淀粉主要用于造紙施膠劑、涂布黏合劑、瓦楞紙生產(chǎn)黏合劑、紙箱紙袋黏合劑，代阿拉伯膠生產(chǎn)糖果，漂染精整上漿劑；酸解淀粉主要用于生產(chǎn)膠凍軟糖、著哩類糖果的助劑、賦型劑，造紙工業(yè)啞光機施膠，經(jīng)紗上漿劑、布料洗滌后整劑，石膏板黏結(jié)等 ’交聯(lián)淀粉用作湯料罐頭、蠔油酸奶增稠劑，粉絲生產(chǎn)助劑，波紋紙生產(chǎn)黏合劑，乳膠手套隔離齊U，麻織物和牛仔布漿料；陽離子淀粉用作造紙濕布施膠劑、增強劑和助留劑，涂布施膠劑，經(jīng)紗上漿劑，污水凈化添加劑，膠帶紙生產(chǎn)添加劑等。變性淀粉雖然有很大的市場，但是也給變性淀粉產(chǎn)生的廢水的處理和達標排放提出了更高的要求。普通淀粉生成產(chǎn)生的廢水，可以采用高效厭氧和好氧技術(shù)能夠滿足處理要求，而變性淀粉產(chǎn)生的廢水屬于高濃度有機廢水，具有COD、BOD濃度高、可生化性好的特點，不能通過簡單的厭氧和好氧二級生化處理達到或超過該類廢水二級排放標準要求，其處理難度較大，廢水處理成本偏高造成企業(yè)運營成本增加，導致該類廢水的處理存在一定的局限性并且很難使其處理至達標排放。以玉米為原料生產(chǎn)原淀粉時，在干重情況下大致有60%的玉米可成為商品淀粉，還有30%的玉米成為副產(chǎn)品，其余部分則成為廢液排出廠外。玉米淀粉廢水的一般組成為:總糖0.3% 0.7%，粗蛋白2.1%，固形物5% 10%，粗纖維2% 3%，脂肪酸0.1% 0.3%。從其成分可以看出，其生化性耗，處理該類廢水不會存在多大困難。而變性淀粉廢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質(zhì)。氧化淀粉生產(chǎn)常用工藝:(I)調(diào)制淀粉乳:將玉米淀粉在反應(yīng)罐中市制成某濃度的淀粉乳，在攪拌下，用氫氧化鈉溶液調(diào)PH值。加熱，使淀乳溫度在21-38°C。(2)氧化:在規(guī)定時間內(nèi)，加入次氯酸鈉溶液(含有效氯5-10% )。在反應(yīng)過程中，pH值下降，溫度上升,通過添加稀氫氧化鈉溶液中和所產(chǎn)生的酸性物質(zhì)來穩(wěn)定pH值，通過調(diào)節(jié)次氯酸鈉溶液的加入速度和冷卻來控制溫度，以防止淀粉顆粒膨脹。調(diào)節(jié)不同反應(yīng)時間、溫度pH值，添加次氯酸鈉溶液的速度以及淀粉和次氯酸鈉溶液的濃度，可生產(chǎn)出不同性質(zhì)的產(chǎn)品。(3)終止反應(yīng):當氧化反應(yīng)達到所需的程度時，將pH值降到一定數(shù)值，用亞硫酸氫鈉溶液還原剩余的次氯酸鈉，經(jīng)過濾和離心機分離，再經(jīng)水洗除去可溶性副產(chǎn)品。(4)烘干:產(chǎn)品在50-52°C溫度下烘干。此工藝中，在氧化、還原過程中產(chǎn)生一定的無機鹽，在水洗過程中廢水中含有大量的有機質(zhì)和無機鹽，未反應(yīng)完全的次氯酸鈉和亞硫酸氫鈉進入廢水中，氧化產(chǎn)物氧化淀粉和還原產(chǎn)物氯離子均在廢水中存在，并且影響污水的可生化性，給該類廢水的處理帶來了困難。為了解決上述的問題，本發(fā)明提供了一種用于變性淀粉廢水處理的組合工藝，以催化微電解方法預處理變性淀粉廢水，具有耐負荷、成本低且能提高廢水可生化性等優(yōu)點；然后通過好氧生化處理工藝在催化微電解預處理的基礎(chǔ)上，將廢水的C0D&降低500mg/L以內(nèi)；最近利用超濾膜組件將處理后的廢水達到了排放標準。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種將催化微電解-好氧生化-超濾工藝組合起來對變性淀粉廢水進行處理。利用該工藝將PH調(diào)節(jié)后的變性淀粉廢水進行預處理，然后經(jīng)過微電解裝置和載有EM菌的接觸氧化池后，使變性淀粉廢水中的有機物質(zhì)進一步降解，然后通過超濾膜組件進行處理，降低了變性淀粉產(chǎn)生的廢水中的C0D&，使其達到排放標準或回收利用。本發(fā)明提供了一種用于變性淀粉生產(chǎn)廢水處理的組合工藝，該工藝包括如下步驟:步驟1，將變性淀粉過程中產(chǎn)生的廢水原水進入預處理池，進行微電解處理，使之進行絮凝沉淀；步驟2，將上清液廢水進入自然厭氧發(fā)酵池，投入絮凝劑，使上清液廢水中的懸浮物沉淀出來，初步去除廢水中20% -40%的C0D& ；步驟3，出水進入鐵碳微電解塔進行催化微電解，并加入堿將廢水的pH值調(diào)節(jié)到9 10,形成絮凝沉淀；步驟4，加入絮凝劑，使絮凝后的上清液廢水C0D&達到8300 9200mg/L ；步驟5，將步驟4中的上清液進入裝有厭氧顆粒污泥的厭氧反應(yīng)器1C，經(jīng)過24 30小時的厭氧后，使出水水質(zhì)C0D&達到1700 1900mg/L ；步驟6，出水進入負載有EM菌的好養(yǎng)反應(yīng)器1C，使其有機物進行生物降解，降解過程中維持溫度在25 35°C，好養(yǎng)處理時間為15 36h，然后進入超濾膜組件，使其出水CODcr 為 45 50mg/L。進一步，本發(fā)明所述的一種用于變性淀粉生成廢水處理的組合工藝還具有如下技術(shù)特征:所述的變性淀粉為小麥淀粉、玉米淀粉、馬鈴薯淀粉、木薯淀粉、葛根淀粉、甘薯淀粉、高粱淀粉、大米淀粉、西米淀粉、臘質(zhì)玉米淀粉中的至少其一。在步驟3之前，還需要加入含有導電雜質(zhì)的高價金屬。所述絮凝劑包括聚合硫酸鋁、聚合氯化鋁、聚合硫酸鐵、聚合氯化鐵、明礬、聚丙稀酰胺、陽離子聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、聚丙烯酸鈉、聚丙烯酸鈣中的一種或者兩種的組合。所述的步驟5和步驟6還可以在厭氧罐或者UASB中進行。
在步驟5中，還可以添加高效厭氧菌種或者普通污泥。在步驟6中，使用EM菌的生物接觸氧化階段還包括EM菌的馴化、固定化和接觸氧
化三個步驟。所述的超濾膜組件為板框式、管式、螺旋卷式或中空纖維式。所述的超濾膜組件采用聚砜膜、聚砜酰胺膜、聚丙烯腈膜至少其一。所述的超濾膜組件的微孔孔徑為0.05 I微米。本發(fā)明的有益效果:由于變性淀粉廢水中的成分復雜，含有大量的有機物、懸浮物、溶解性和膠體性固體，屬于高鹽高濃度的有機廢水，使用傳統(tǒng)的廢水處理方式往往不能滿足排放要求。因此，利用該工藝對變性淀粉廢水進行預處理，然后通過微電解裝置和載有EM菌的接觸氧化池后，把變性淀粉廢水中的有機物質(zhì)降解，然后通過超濾膜組件進行處理，降低了變性淀粉產(chǎn)生的廢水中的C0D&，使其達到排放標準或回收利用。該工藝將催化微電解-好氧生化-超濾工藝組合起來對變性淀粉廢水進行處理，使其比傳統(tǒng)的處理方法處理效果好，且簡單易行。
具體實施例方式將變性淀粉過程中產(chǎn)生的廢水原水進入預處理池，進行微電解處理，使之進行絮凝沉淀，去除水中的懸浮污染物、顆粒物降低了廢水中的C0D&，同時也防止水中的懸浮物堵塞鐵碳微電解塔的鐵碳微孔；將上清液廢水進入自然厭氧發(fā)酵池，投入絮凝劑，使上清液廢水中的懸浮物沉淀出來，初步去除廢水中20% -40%的C0D& ；出水進入鐵碳微電解塔`進行催化微電解后進入調(diào)節(jié)池，加入有較大比表面積的填料，例如含有大量導電雜質(zhì)的高價金屬，在這個酸性環(huán)境下，使金屬與雜質(zhì)間形成微電極，由微電極電解而產(chǎn)生足量的活性氫(氫自由基)，并利用其強氧化性來分解和還原高分子量有機物，使廢水中大分子有機物發(fā)生氧化還原反應(yīng)而斷裂、分解成小分子物質(zhì)。在鐵碳表面及反應(yīng)中產(chǎn)生的大量初生態(tài)的Fe2+和H+具有高化學活性，能改變廢水中許多有機物的結(jié)構(gòu)和特性，使有機物發(fā)生斷鏈、開環(huán)等作用，提高廢水的可生化性。經(jīng)過催化微電解的廢水進行調(diào)節(jié)PH，加入適量的堿將pH調(diào)節(jié)到9 10，在此條件下，會形成Fe (OH) 2和Fe (OH) 3絮凝沉淀O加入配有一定比例的PAC和PAM絮凝劑，強化絮凝效果，使絮凝后的上清液廢水CODcr 達到 8300 9200mg/L ；將上述的上清液進入裝有厭氧顆粒污泥的厭氧反應(yīng)器1C，經(jīng)過24 30小時的厭氧后，使出水水質(zhì)C0D&達到1700 1900mg/L。在厭氧過程中，還可以添加添加高效厭氧菌種或者普通污泥，在厭氧罐或者UASB中進行厭氧。出水進入負載有EM菌的好氧反應(yīng)器1C，使其有機物進行生物降解，經(jīng)過培養(yǎng)馴化EM復合菌處理變性淀粉的能力得到提高，降解過程中維持溫度在25 35°C，好氧處理時間為15 36h。在該步驟中，使用EM菌的生物接觸氧化階段包括EM菌的馴化、固定化和接觸氧化三個階段。然后，降解后的廢水進入超濾膜組件，使其出水0 &為45 50mg/L。所采用的超濾膜組件為板框式、管式、螺旋卷式或者中空纖維式，其采用的膜為聚砜膜、聚砜酰胺膜或者聚丙烯腈膜。超濾膜組件的微孔孔徑為0.05 I微米。
實施例1取變性淀粉廢水原水IOOOmL,測得其C0D&21360mg/L，氯離子濃度12318mg/L。力口Λ PACdOmL, 5% )和PAM(5mL，2%。)絮凝過濾后除較水中的懸浮污染物、顆粒物及初步降低C0D&，沉淀處理后C0D&達到18650mg/L ；經(jīng)絮凝后上清液調(diào)節(jié)pH = 3.42，進入鐵碳微電解塔進行催化微電解，溫度20 35°C，溶解氧控制在3 4mg/L，水力停留時間35min。經(jīng)過催化微電解的廢水進入調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)pH到9 10，同時加入PAC(5mL,5% )絮凝劑，PAM (2mL, 2%。)助凝劑強化絮凝效果。絮凝后的上清液廢水C0D&達到8380mg/L ；上清液進入裝有厭氧顆粒污泥的厭氧反應(yīng)器1C，溫度控制30_45°C之間較好。溶解氧O 0.3mg/L,pH為7 9之間，水力停留時間48h。厭氧后，出水水質(zhì)C0D&達到1750mg/L出水進入；出水進入負載EM菌的好氧反應(yīng)器，維持溫度在25 35°C之間較好，溶解氧2 3mg/L, pH控制在7 9之間,最佳好氧處理時間為16h。出水C0D&為283mg/L ；出水進入超濾膜組件，出水測得C0D&為46mg/L。

實施例2取變性淀粉廢水原水IOOOmL,測得其C0D&21360mg/L，氯離子濃度12318mg/L。加APAC(15mL,5% )和PAM(6mL，2%。)絮凝過濾后除較水中的懸浮污染物、顆粒物及初步降低C0D&，沉淀處理后C0D&達到18230mg/L ；經(jīng)絮凝后上清液調(diào)節(jié)pH = 4.36，進入鐵碳微電解塔進行催化微電解，溫度20 35°C，溶解氧控制在3 4mg/L，水力停留時間30min。經(jīng)過催化微電解的廢水進入調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)pH到9 10，同時加入PAC(5mL，5% )絮凝劑，PAM(2mL,2%0)助凝劑強化絮凝效果。絮凝后的上清液廢水C0D&達到8515mg/L ；上清液進入裝有厭氧顆粒污泥的厭氧反應(yīng)罐，溫度控制30_45°C之間較好。溶解氧O 0.3mg/L，pH為7 9之間，水力停留時間48h。厭氧后，出水水質(zhì)CODcr達到2630mg/L出水進入；出水進入負載EM菌的好氧反應(yīng)器，維持溫度在25 35°C之間較好,溶解氧2 3mg/L, pH值控制在7 9之間,最佳好氧處理時間為36h。出水C0D&為368mg/L ；出水進入超濾膜組件，出水測得C0D&為47mg/L。實施例3取變性淀粉廢水原水IOOOmL,測得其C0D&21360mg/L，氯離子濃度12318mg/L。加Λ PACdOmL, 5% )和PAM(5mL，2%。)絮凝過濾后除較水中的懸浮污染物、顆粒物及初步降低 C0D&，沉淀處理后 C0D&18550mg/L ；經(jīng)絮凝后上清液調(diào)節(jié)pH = 5.06，進入鐵碳微電解塔進行催化微電解，溫度20 35°C，溶解氧控制在3 4mg/L，水力停留時間45min。經(jīng)過催化微電解的廢水進入調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)pH到9 10，同時加入PAC(5mL,5% )絮凝劑，PAM (2mL, 2%。)助凝劑強化絮凝效果。絮凝后的上清液廢水C0D&達到8260mg/L ；上清液進入裝有厭氧顆粒污泥的厭氧反應(yīng)器1C，溫度控制30_45°C之間較好。溶解氧O 0.3mg/L,pH為7 9之間，水力停留時間36h。厭氧后，出水水質(zhì)C0D&達到2340mg/L出水進入；出水進入負載EM菌的好氧反應(yīng)器，維持溫度在25 35°C之間較好，溶解氧2 3mg/L, pH控制在7 9之間，最佳好氧處理時間為24h。出水COD&為305mg/L ； 出水進入超濾膜組件，出水測得C0D&為45mg/L。以上所述僅為發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所 作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于變性淀粉生產(chǎn)廢水處理的組合工藝，其特征在于:該工藝包括如下步驟， 步驟1，將變性淀粉過程中產(chǎn)生的廢水原水進入預處理池，進行微電解處理，使之進行絮凝沉淀； 步驟2，將上清液廢水進入自然厭氧發(fā)酵池，投入絮凝劑，使上清液廢水中的懸浮物沉淀出來，初步去除廢水中20% -40%的COD& ； 步驟3，出水進入鐵碳微電解塔進行催化微電解，并加入堿將廢水的pH值調(diào)節(jié)到9 10,形成絮凝沉淀； 步驟4，加入絮凝劑，使絮凝后的上清液廢水COD&達到8300 9200mg/L ； 步驟5，將步驟4中的上清液進入裝有厭氧顆粒污泥的厭氧反應(yīng)器1C，經(jīng)過24 30小時的厭氧后，使出水水質(zhì)COD&達到1700 1900mg/L ； 步驟6，出水進入負載有EM菌的好養(yǎng)反應(yīng)器1C，使其有機物進行生物降解，降解過程中維持溫度在25 35°C，好養(yǎng)處理時間為15 36h，然后進入超濾膜組件，使其出水COD&為45 50mg/Lo
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于變性淀粉生產(chǎn)廢水處理的組合工藝，其特征在于:所述的變性淀粉為小麥淀粉、玉米淀粉、馬鈴薯淀粉、木薯淀粉、葛根淀粉、甘薯淀粉、高粱淀粉、大米淀粉 、 西米淀粉、臘質(zhì)玉米淀粉中的至少其一。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于變性淀粉生產(chǎn)廢水處理的組合工藝，其特征在于:在步驟3之前，還需要加入含有導電雜質(zhì)的高價金屬。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于變性淀粉生產(chǎn)廢水處理的組合工藝，其特征在于:所述絮凝劑包括聚合硫酸鋁、聚合氯化鋁、聚合硫酸鐵、聚合氯化鐵、明礬、聚丙稀酰胺、陽離子聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、聚丙烯酸鈉、聚丙烯酸鈣中的一種或者兩種的組合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于變性淀粉生產(chǎn)廢水處理的組合工藝，其特征在于:所述的步驟5和步驟6還可以在厭氧罐或者UASB中進行。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于變性淀粉生成廢水處理的組合工藝，其特征在于:在步驟5中，還可以添加高效厭氧菌種或者普通污泥。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于變性淀粉生產(chǎn)廢水處理的組合工藝，其特征在于:在步驟6中，使用EM菌的生物接觸氧化階段還包括EM菌的馴化、固定化和接觸氧化三個步驟。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于變性淀粉生產(chǎn)廢水處理的組合工藝，其特征在于:所述的超濾膜組件為板框式、管式、螺旋卷式或中空纖維式。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于變性淀粉生產(chǎn)廢水處理的組合工藝，其特征在于:所述的超濾膜組件采用聚砜膜、聚砜酰胺膜、聚丙烯腈膜至少其一。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于變性淀粉生產(chǎn)廢水處理的組合工藝，其特征在于:所述的超濾膜組件的微孔孔徑為0.05 I微米。
全文摘要
本發(fā)明屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于處理變性淀粉廢水的組合工藝。利用該工藝將pH調(diào)節(jié)后的變性淀粉廢水進行預處理，然后經(jīng)過微電解裝置和載有EM菌的接觸氧化池后，使變性淀粉廢水中的有機物質(zhì)進一步降解，然后通過超濾膜組件進行處理，降低了變性淀粉產(chǎn)生的廢水中的CODCr，使其達到排放標準或回收利用。該工藝將催化微電解-好氧生化-超濾工藝組合起來對變性淀粉廢水進行處理，使其比傳統(tǒng)處理方法處理效果好，且簡單易行。
文檔編號C02F9/14GK103159371SQ20111040793
公開日2013年6月19日 申請日期2011年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月9日
發(fā)明者周貴忠 申請人:青島科技大學