马铃薯淀粉废水MBR反冲洗过滤器处理工艺

Posted 2023-01-12 反应器

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马铃薯淀粉废水MBR反冲洗过滤器处理工艺
1、采用反冲洗过滤器超滤+厌氧+膜生物反应器（MBR）工艺处理马铃薯淀粉废水。去除效果好，系统长期运行稳定。产水水质达到回用水水质要求。
2、马铃薯淀粉废水是以马铃薯为原料生产淀粉的生产过程中产生的废液，是高污染的废水，COD含量可达10000mg·L-1以上，不加处理直接排放将造成环境水体缺氧，使水生生物窒息死亡，给环境带来巨大的危害。莱金源研究采用超滤+厌氧+膜生物反应器（MBR）工艺对马铃薯淀粉废水进行处理，在回收了废水中蛋白的同时处理后的废水达到了城市绿化水质标准和农田灌溉水质标准。
3、试验部分
3.1废水水质及废水来源马铃薯淀粉生产过程中，要排放大量的废水，平均每生产1t淀粉需要加工6.5t左右的马铃薯，排放20t左右的废水，其中蛋白液5t左右；排放5t左右的湿废渣，含水量80%以上，可干燥出1t干渣。一个生产5000t淀粉的中型厂，年加工马铃薯约33万t，年排放废水约10万t，其中蛋白液约2.5万t。这些废水来自于3个生产工段的3种废水，即冲洗废水、蛋白液、淀粉洗涤提取废水。利用自动澄清分离工艺去除废水中的较大的悬浮物，减轻反冲洗过滤器的负荷。上清液通过反冲洗过滤器，进一步去除小颗粒悬浮物，减轻对超滤膜系统的污堵和膜污染。利用超滤膜处理马铃薯淀粉废水。超滤处理后的废水再利用厌氧生物反应器进行处理，最后采用MBR处理后废水可实现回用。
3.2采用平板超滤膜设备，膜材料为PE，超滤膜相对切割分子量为20kD。
采用膜科学技术研究院自主研发设计的内循环厌氧反应器（IC），装置为有机玻璃制成的圆柱形反应器，总容积70L，有效容积66.4L，内径300mm，高1000mm，沿柱高设置3个取样口。反应器常温下运行，废水由底部经布水系统进入反应器，出水由顶部溢流堰流出。产气经气液分离、水封后由湿式气体流量计计量。
3.3分析项目及检测方法COD采用重铬酸钾氧化法测定；悬浮固体（SS）采用标准重量法测定；浊度采用HI93703-11便携式浊度测定仪测定；pH采用HI8424pH计测定。
4、结果与讨论
4.1超滤膜系统2.1.1对COD的去除效果马铃薯淀粉废水中含有大量的有机物，废水中的COD都在10g·L-1以上。采用超滤技术回收马铃薯生产废水中的蛋白后，可大大降低废水中的有机物的含量。控制操作压力为0.2MPa，进水流速为160L·h-1条件下，超滤对废水COD的去除效果。马铃薯淀粉生产工艺废水经过超滤过滤后，对有机物的去除率在55%以上，为后续废水的处理起到了良好的预处理效果。
4.2对SS的去除效果超滤对废水SS的去除效果。超滤对于SS的去除率已经达到了99%以上，总体上来讲超滤对SS的去除率效果很好，但是超滤的出水SS并不是0，而是60～80mg·L-1之间。分析认为，出现这种现象的主要原因可能是在超滤的过程中，一些小分子的胶体物质透过了超滤膜，由于各种原因，穿透超滤膜的这些小分子物质又重新聚合成为大分子物质，但是，这种SS含量进入厌氧反应器不会影响厌氧反应器的功能。
5、厌氧反应器
5.1厌氧反应器的启动及驯化厌氧反应器的启动接种污泥接种量20L，接种后反应器内污泥质量浓度19g·L-1。接种前先将污泥颗粒进行筛细处理，再用COD为500mg·L-1的废水持续8～10h进行漂洗和活化。污泥进入厌氧反应器后，注入一定浓度的淀粉废水，静置24h后开始间歇进料。该阶段的主要目的是使污泥逐渐适应新基质，并提供适宜的营养成分，逐步提高污泥活性，因此不追求反应器的负荷、处理效率和出水质量。当COD去除率达到75%以上，出水水质稳定，表明反应器启动结束。
5.2HRT对COD去除效果的影响由于直接使用马铃薯淀粉废水对颗粒污泥进行驯化，进入厌氧反应器反应器时，厌氧反应器中的微生物基本已经适应新的运行条件，厌氧反应器运行5d后基本呈稳定状态。在试验中废水是经沉淀、袋式过滤、超滤处理后进入厌氧反应器系统。
5.3整体工艺的处理效果工艺对COD处理效果。马铃薯淀粉废水经过系统处理后，有机物得到有效地处理，处理效果非常好，出水COD在50mg·L-1以下，BOD5、溶解性总固体等指标均达到了城市污水再生利用城市杂用水水质（GB/T18920－2002）标准中的城市绿化水质标准，马铃薯淀粉废水经过本工艺技术进行处理，处理后废水的几项重要指标均达到了国家城市污水再生利用城市杂用水水质（GB/T18920－2002）标准中的城市绿化水质标准，可以用于城市绿化使用，同时对照农田灌溉水质标准（GB5084－2005），也已达到农田灌溉水质标准的要求，可以用于农田灌溉用水。
6、结论马铃薯淀粉废水处理难度大，在国内尚未有成熟的工艺，采用超滤+厌氧+MBR工艺处理该废水，处理后的废水水质可以达到GB/T18920－2002中的城市绿化水质标准以及GB5084－2005要求，可作为城市绿化用水和农田灌溉用水使用。结果表明，该工艺技术运行稳定，有机物的去除率可以达到99%，处理效果好，有较大的实际意义。