云南某淀粉厂淀粉废水处理工程设计
1 概述
云南某淀粉有限公司是一家致力于马铃薯产业化运作的专业性公司，公司业务涉及马铃薯种植、研发、良种繁育、马铃薯制品加工、生产设备等多个领域，该厂每天排放废水总量为2100m3/d。淀粉废水主要成分为淀粉、蛋白质和糖类，是一种高浓度、高酸性的有机废水，如果该废水直接排放到水体中，会造成严重的水体污染。在本工程应用中，采用新进水指标如表1。
表1 主要设计进水水质指标表
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2 排放水质目标
设计出水水质达到国家《污水综合排放标准》（GB8978-1996）的一级标准，见表2。
表2 主要设计出水水质指标表
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3 工程设计
3.1 工艺流程
在淀粉生产过程中产生的生产废水含有淀粉、糖类、蛋白质、有机酸等溶解性有机物质，小颗粒淀粉、纤维等不溶性细小颗粒有机物及泥砂等无机物。为了减轻后续处理构筑物的处理负荷，保护后续处理设施，应在马铃薯输送、清洗排放的废水预处理处理设施的前端安装旋转沉沙池、格栅等，以截留原污水中较大的悬浮物或漂浮物、去除废水中泥沙。而在主生产线排放细胞液废水中，需要通过沉淀、浅层气浮等物理方法去除悬浮物、胶体物质及部分有机物，同时回收植物蛋白饲料等[1]。
原水的BOD／COD=0.48>0.3，属高浓度可生化有机废水，故可采用生化处理方法。由于原水的BOD较高，要求达到的处理效果也较高，拟采用厌氧一好氧的处理路线。厌氧法处理高浓度有机废水较经济，既节能又可回收沼气。废水中难降解的COD经厌氧处理后转化为较易降解的COD，高分子有机物转化为低分子有机物，但出水有机物浓度仍较高，达不到排放标准。好氧生物处理法工艺成熟、稳定性好、出水水质较好。因此，采用厌氧一好氧的处理路线较合理。总体方案为如图1所示。
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图1 总体工艺流程图
3.2 主体构筑物设计参数
整个工程包括预处理部分、厌氧部分、好氧部分和污泥处理系统。主要处理构筑物及设计参数见表3。
表3 主要构筑物设计参数
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4.工程运行
厌氧膨胀颗粒污泥床（Expanded Granular Sludge Bed，EGSB）反应器的接种污泥主要来自于污水处理厂的厌氧脱水污泥。接种量为160吨，接种后测量罐内的污泥质量浓度（MLSS）约为20g·L-1。由于淀粉废水的酸度较大，有机物含量较高，如果在IC反应器启动初期进水浓度过高，将对产甲烷菌产生抑制，不利于反应器的快速启动，因此在EGSB反应器内循环形成之前应采用较低的进水浓度进水。采用将反应器进水与出水或清水以1：1的体积比稀释至COD的质量浓度为3500mg·L-1左右，稀释后pH在4.5～5.0之间。为提高反应器内的pH值，加快启动的进程，可在进水中加入NH4HCO3将pH值调至5.0～6.0。反应器初始进水有机进水负荷COD为750kg·d-1，出水COD的质量浓度为500mg·L-1左右，15d后降低到300mg·L-1，去除率高达90%。稳定运行一段时间后可逐步增加进水负荷直至到设计有机负荷。在启动一定时间，当反应器内循环形成后，由于内循环对pH的缓冲作用，将不再在进水加入NH4HCO3调节pH。
在反应器启动过程中，每天测定反应器出水COD及其去除率、挥发性脂肪酸（VFA）、pH等指标，并定期测定反应器内污泥浓度，观察污泥形态变化。当COD去除率大于80%，VFA的质量浓度小于400mg·L-1，pH高于6.60，产气量正常时可认为反应器运行正常。当监测指标超标时应根据具体情况进行调整。
CASS工艺的启动过程为：首次加入厌氧出水后，加入部分清水将水位调至最大，开始进行曝气。曝气和沉淀交替进行，即曝气2h后沉淀2h，然后再曝气2h沉淀2h。定期去样测定COD，当COD去除率达到80%以上时即可排水，2d为一个周期，培养约3周后，改为1d一个周期。如此培养20d后，污泥呈现土黄色，沉淀后上层清液为黄绿色，表明活性污泥已经培养成功。
3.2 运行效果
调试运行成功后，对各处理单元进行连续10d每天取样2次的定期监测。各处理单元的处理效果见表4。
表4 处理单元各项处理结果
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5 问题及讨论
１）EGSB反应器设计进水水温为35℃左右，由于淀粉废水水量较大且水温较低，因此当水温低于设计水温是应进行加热使其达到设计水温方可进水，并在运行过程中将水温逐步增高到43～45℃，即在传统认为的高温厌氧区与中温厌氧区之间。运行实践证明，EGSB反应器的处理效率与沼气产率都比中温的时候高。分析认为在厌氧微生物中存在一个从中温到高温的连续菌种链，在长期的运行过程中，适应45℃的厌氧菌群成了优势菌。（
２）在EGSB反应启动过程中采用间歇脉冲式进水方式。一方面这种进水方式增加了反应区的升流速度，改善了传质效率。另一方面均匀的分布有机负荷，增强了系统的稳定性。
6 工程效益
6.1 环境效益
本工程建成之后每年去除COD高达2500吨，大大减轻了水体污染,为企业的进一步发展铺平了道路；同时也对区域经济发展和生态环境的改善都产生了积极的作用。
6.2 经济效益
工程总投资753.63万元。工程建成后沼气利用获得的经济效益为80万元，运行费主要包括燃料费、人工费、电费、折旧费、维修费等。处理成本1.1元/m3(水)。
参考文献
[1]李善平,甘海南.淀粉废水处理的运行与管理[M].北京:中国环境科学出版社,2000.
[2]沈耀良,王宝贞.废水生物处理新技术[M].北京:中国环境科学出版社,1999.
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