污水處理方案

　　電解法包括電解凝聚吸附法和電解浮上法。電解凝聚吸附是利用溶解性電極電解乳化油廢水。從溶解性陽極（Fe或A1）溶解出金屬離子，金屬離子發生水解作用生成氫氧化物吸附、凝聚乳化油和溶解油，然後沉降除去油分。此法主要適用用於機加工工業中冷卻潤滑液在化學絮凝后的二級處理。電解凝聚吸附法具有佔地面積小、操作簡單、處理效果好、浮渣量相對較少等優點，但它存在陽極金屬消耗量大、需大量鹽類作輔助藥劑、耗電量高、運行費用較高等缺點，此外，對存在的陽極鈍化問題雖研究較多，但仍未根本解決。

　　lO、生物化學法

　　生物化學法是一種靠有機物生活的微生物來對含油廢水進行處理的方法。用含有大量噬烴微生物的活性污泥尚可作為肥料。生物化學法包括活性污泥法、生物濾池、氧化塘法等。活性污泥法在國內外煉油廠中被廣泛應用，該法處理率高，基建費用較生物濾池法略低，但要求較高的管理技術水平，運行費用較高。生物濾池是通過微生物使廢水中的有機物被分解除去。最早的生物濾池於1871年建於英國的伯明翰，以碎石為填料，濾池深度在2m左右，採用間歇布水。其缺點是濾料空隙率低，水力負荷小。

　　以上介紹了lO種含油廢水處理的單元操作方法，各種方法的適用範圍及優、缺點匯於表中。

　　污水處理方案（二）

　　1 前言

　　地瓜，又名甘薯、紅薯。地瓜本身易腐爛，不宜長期存放。地瓜的深加工，可以解決因貯存鮮薯不當而導致大量爛薯的現象，地瓜精製澱粉經過不同深度的加工，可生產出數百種有價值的化工產品，增值10-30倍左右，前景可觀，市場潛力巨大（汪家銘，2006）。但是地瓜澱粉廢水如果不經處理就排放，既會造成環境嚴重污染，也會造成資源浪費。

　　2 廢水處理方法

　　地瓜的化學組成主要有水、澱粉、蛋白質、脂肪、纖維、灰分等，地瓜澱粉的製取就是利用澱粉不溶於冷水、比重大於水、以及與其他成分比重不同而進行的物理分離過程（袁炎長，2006）。地瓜澱粉廢水是以鮮地瓜或地瓜干為原料，採用酸沉澱法生產澱粉時產生的廢水，其主要成分為水溶性澱粉、可溶性蛋白質、多糖、氨基酸、維生素以及無機鹽等多種有機和無機物質，是一種不含有毒物質的高濃度有機廢水（李琳等，2006），其COD約為12000mg/L，BOD5為4500mg/L，可生化性很好（劉豆豆等，2006）。

　　2.1 ABR法

　　厭氧折流板反應器（ABR）是1982年提出的一種新型高效厭氧反應器，具有許多比其它厭氧工藝更為優越的特性。在反應器沿水力流向設置多層隔板，將反應器分隔成若干個串連的反應室，每個反應室都類似厭氧污泥床的單元。該工藝構造設計簡單，反應器內水流的反覆上下折流作用，提高了微生物體與被處理廢水間的混合接觸，穩定了處理效果，促進了顆粒污泥的形成與生成，發揮完全混合式承受衝擊負荷能力，及所有微生物體的作用。由於各隔室營養水平不同，反應器的微生物相有明顯的種群差異。其處理工藝流程如下：

　　1.進水箱； 2.電磁計量泵；3.恆溫水浴槽；4.ABR； 5.出水箱；6.沼氣

　　ABR試驗流程圖

　　從ABR注入污泥開始，至正常運行，先後經歷了污泥馴化、反應器啟動階段，不同工況下反應器的運行階段和反應器的酸化恢復三個階段。在污泥馴化、反應器啟動階段，進水投加NaHCO3調節pH，並投加一定量的微量營養元素，使進水COD從1200mg/L逐步提高到4000mg/L。第21～95d為在不同HRT和不同容積負荷下反應器處理地瓜澱粉廢水的COD去除率，找出ABR的最佳處理效果所需的運行條件；反應器的酸化及恢復階段，包括酸化初期、完全酸化期和恢復期。酸化試驗進水COD為12000mg/L左右，進水中沒有添加任何化學物質提供鹼度，HRT控制在24h，連續動態培養馴化，待反應器酸化后，研究酸化過程中各隔室的pH、COD的變化規律。恢復階段採用調整鹼度和進水負荷的方式，研究反應器酸化恢復的有效方法。此外，厭氧池污泥（污泥顆粒化較好），污泥濃度為10.4g（VSSPL），VSS/TSS約為25.0%。（劉豆豆等，2006）

　　2.2 產油真菌發酵法

　　研究表明，利用地瓜澱粉廢水中的有機物可獲取食用菌菌絲體、單細胞蛋白、天然色素、食用菌多糖等物質。以地瓜澱粉廢水為培養基質，還可篩選獲取產油真菌，低成本生產微生物油脂，為生物柴油提供廉價油脂來源。

　　通過模擬工業地瓜澱粉廢水可發現，不同批次的模擬地瓜澱粉廢水水質特徵存在差異，地瓜儲藏期的不同也會導致廢水水質的差異。廢水含糖量在9%左右，可以滿足微生物油脂發酵合成的需要。

　　以地瓜澱粉廢水為發酵基質培養15株產油菌，發酵7d，可篩選出最佳產油菌F7。該菌株F7生物量在第11d～13d達到最大，此時發酵液中的殘糖量正好下降到零；粗脂肪在第11d達到最大，隨後快速下降；含油量則在第9d達到最大，此後亦呈下降趨勢；發酵液的COD亦在第11d達到最低，其結果如下圖：

　　F7在地瓜澱粉廢水中的生長曲線

　　在培養後期，生物量和粗脂肪均呈現下降趨勢，但是生物量的下降幅度較小，粗脂肪的下降速度要高於生物量。在後期營養耗盡，菌體利用自身的油脂來維持新陳代謝，其關係圖如下：

　　F7發酵液殘糖量與COD曲線

　　隨着培養時間的延長，殘糖量和COD均呈現逐漸下降的趨勢，說明在利用微生物產生微生物油脂的同時，可以有效去除地瓜澱粉廢水的COD負荷。

　　在不增加體系負荷的情況下，添加離子可以有效促進微生物的發酵和產油。在廢水中加入不同濃度的NaAc和KH2PO4，對菌株F7在廢水中發酵后的生物量、粗脂肪、含油量均有促進作用，其中NaAc添加后的效果更為明顯。在廢水體系中添加金屬離子對產油真菌發酵進行調節，可增加其產油脂的能力，降低體系出水負荷。（杜娟等，2007）

　　2.3 複合微生物絮凝法

　　微生物絮凝處理就是利用微生物代謝產生的多糖、糖蛋白以及菌體等形成絮凝沉澱，達到凈化廢水的作用。微生物絮凝與其他絮凝劑相比，具有良好的絮凝沉澱性能，安全、無毒，且不產生二次污染。有研究表明，多種微生物的共生、協同作用具有比單一菌種有更好的絮凝效果。

　　每批澱粉廢水因生產原料和沉澱時間等因素的不同，其COD有所不同。處理這樣高濃度酸性有機廢水用微生物絮凝處理，不受季節溫度的影響。直接用澱粉廢水擴大培養釀酒酵母和膠質芽孢桿菌，製備成複合微生物絮凝菌液對地瓜澱粉廢水進行絮凝處理，在少量氯化鈣助絮凝下，絮凝率達到97%。經複合菌液絮凝處理的廢水的出水，pH值在8.0左右，COD去除率達95%。處理后的出水可以用於澱粉生產，也可以用於水產養殖，還可以用於農田灌溉。經複合菌液絮凝處理得到的沉澱物富含蛋白質和多種營養物質，乾燥后可以製備成高級飼料。

　　絮凝過程中，影響絮凝率的主要因素是所加入絮凝菌液的量和pH值。當加入的絮凝菌液在2.5%～10%時，絮凝率並不隨絮凝菌液的增加而增大。當絮凝菌液加入量為10%時，其絮凝率要比2.5%的下降10%左右；而絮凝菌液加入量為2.5%和5%時絮凝率相差不多，考慮到絮凝處理澱粉廢水的成本問題，以絮凝菌液加入量2.5%為佳。選擇溶液pH值9.5時，在適量氯化鈣的助絮凝下最大絮凝率可達97%。

　　釀酒酵母和膠質芽孢桿菌既能在地瓜澱粉廢水中生長繁殖，也可以與廢水中其他微生物共同絮凝處理廢水。當向廢水中加入絮凝菌液時，有沉澱慢慢析出，加入10%氯化鈣，沉澱析出量增大，且析出速度加快，說明CaCl2有助絮凝的作用。當調節溶液pH值變為鹼性后，生成的沉澱絮團大且結實，沉降的速度也明顯加快，待一定時間后，上清液清澈。一般靜置30min后，絮凝沉澱已基本結束，但靜置2-3h，沉澱更加結實，易於過濾。（李琳等，2006）

　　2.4 氣浮UASB-SBR工藝

　　中國澱粉生產工藝相對落後，資源的利用率較低，澱粉生產過程中大量的植物蛋白未加利用而隨生產廢水排放。在澱粉廢水處理過程中，如果能夠同時回收植物蛋白，做到廢水的資源化利用，將具有廣闊的應用前景。

　　地瓜澱粉生產廢水含有機質多、濃度高且懸浮物含量大，BOD5/COD達0.53，氣浮UASB-SBR工藝對出水水質要求較高，所以物理與生化處理相結合的方式是很好的選擇。其工藝流程見下圖：

　　污水及污泥處理工藝流程圖

　　氣浮池出水流入UASB厭氧反應器，由於澱粉廢水呈酸性，會使後續厭氧處理過程受到抑制，產甲烷菌不能承受低pH值的環境，因此，UASB反應器運行的最佳pH值為6.8-7.2。氣浮UASB-SBR工藝採用出水迴流的方法，用出水鹼度調節pH值，雖然進水pH值有波動，但並不影響反應器的正常運行。

　　在產酸菌和產甲烷菌的作用下，大部分的有機物分解為無機小分子物質和甲烷，剩餘污泥進入污泥濃縮池，甲烷通過三向分離器收集凈化處理后可以作為能源供生產、生活使用，出水則流入預曝氣沉澱池。

　　預曝沉澱池是厭氧處理單元和好氧處理單元之間的重要構築物，其功能主要是去除厭氧出水的懸浮物和H2S等有害氣體，增加水中的溶解氧，為好氧處理創造有利的條件。預曝沉澱池的出水自流進入SBR進行好氧生物處理，以進一步降解水中的有機物。

　　調節沉澱池，UASB，預曝沉澱池，SBR等處理單元產生的污泥排入污泥濃縮池進行濃縮，提高污泥的含固率，使污泥含水率低於95%。污泥經濃縮後進入污泥脫水間進行機械脫水，產生的泥餅外運，污泥濃縮池上清液及機械壓濾液迴流至調節沉澱池再繼續處理。

　　絮凝氣浮法能有效地去除澱粉廢水中的懸浮物、降低廢水COD，同時能獲得較高的蛋白飼料回收率。絮凝劑的投加比例及投加量對COD的去除率有很大的影響。如果能夠更精確確定絮凝劑的最優投加比和投加量，不僅可以得到更好的出水水質，而且能夠減少運行費用，提高經濟效益。

　　厭氧菌對溫度比較敏感，在溫度較低時，活性降低甚至死亡，因此冬季運行時需對UASB反應器進行加溫，可以利用反應器產生的沼氣作為能源提供UASB 所需的溫度，使資源得到充分利用。

　　氣浮UASB-SBR工藝出水水質較好，可對出水進行深度處理，處理水可用於廠區綠化、澆灑道路以及廁所用水。（李生等，2006）

　　3 減少地瓜澱粉生產廢水的措施

　　3.1 改進加工技術

　　通過地瓜加工技術的改進，可減少廢水的產生量。選料上，為降低澱粉加工成本，首先選用澱粉含量高的脫毒品種，清洗過程中，分浸泡、淘洗和清洗3個工序，每個池水的水可循環使用一方面可減少用水，另一方面可減少污水產生。打漿、分離、沉澱進料口注入一定量的清水，可提高澱粉的提取率。（肖利貞，2007）。

　　3.2 發展綠色產業

　　地瓜加工產生的污染不是化學污染，主要是由於廢水中殘存的少量澱粉在微生物的作用下腐化變質，致使水質變黑變臭，對環境造成污染。因此，應該從治理和排放兩個環節入手。針對地瓜加工過程中產生的污水性質開展技術攻關，探索出既簡便又有效且成本低廉的治污途徑，解決地瓜加工產生的廢水中澱粉因微生物作用而變質發臭問題。更重要的是，對廢水排放進行規範管理，所有地瓜澱粉加工點都必須實行洗滌水和澱粉廢水分流排放，並配套建設防滲的澱粉廢水沉澱池，嚴禁隨意排放。（劉琳等，2006）

　　3.4地瓜深加工

　　地瓜具有抗癌作、修復肝損傷、減肥、減緩人體機能的衰老、抗高血壓、抑制膽固醇、增強免疫等功能，因此對地瓜進行深加工，開發紅薯系列食品，對其進行深加工，可大幅度減少地瓜澱粉的生產廢水量或廢水中較難處理的成分。（李鋒等，2006）

　　4 結語

　　地瓜澱粉生產廢水是一種高濃度的有機廢水，既可直接排入田地，作為有機肥施用，也可以從中提取諸多有用的成分，是一種很好的生物及工業原料，利用價值極高，可變廢為寶，既節約資源又不污染環境。

　　參考文獻：

　　[1]袁炎長。地瓜澱粉巧製取[J].貯藏加工，2006（5）：32-32

　　[2]汪家銘。地瓜深加工發展前景誘人[J].開發展望，2006:4-4

　　[3]劉豆豆，喬梁，趙大傳等。ABR處理地瓜澱粉廢水的試驗研究[J].山東大學學報（工學版），2006,36（4）：70-74

　　[4]肖利貞。小型地瓜澱粉廠加工技術要點[J].農家參謀·貯藏加工，2007:14-14

　　[5]李琳，張清敏，楊建華。複合微生物絮凝處理紅薯澱粉廢水的研究[J].環境科學與技術，2006,29（7）：75-76

　　[6]杜娟，詹成雄，王宏勛等。產油真菌在甘薯澱粉廢水中發酵的初步研究[J].生物技術，2007,17（2）：72-75

　　[7]李生，李健，邵振卿等。利用氣浮UASB-SBR工藝處理紅薯澱粉廢水[J].周口師範學院學報，2006,23（5）：83-85

　　[8]劉琳，江東權。關於東平縣舊縣鄉地瓜加工產業可持續發展問題的芻議[J].商場現代化，2006（481）：312-313

　　[9]李鋒，李建科，趙燕。紅薯的保健功能及發展趨勢[J].農產品加工學刊，2006，（11）：21-23