買文寧，周榮敏
（鄭州大學(xué)環(huán)境與水利學(xué)院，河南 鄭州 450002）

　　摘　要：淀粉廢水中主要含有蛋白質(zhì)、脂肪、纖維素等，采用氣浮分離技術(shù)能夠從1t淀粉廢水中提取5kg蛋白飼料，同時(shí)廢水中的防和 CODcr去除率分別達(dá) 80％和 30％以上，減輕了后續(xù)生物處理的有機(jī)負(fù)荷。
　　關(guān)鍵詞：淀粉廢水；廢水處理；氣??；蛋白飼料
　　中圖分類號(hào)：X792
　　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
　　文章編號(hào)：1009－2455（2002）03－0057－02

　　某味精廠以玉米為原料生產(chǎn)味精，味精產(chǎn)量為4×10⁴t/a，每生產(chǎn)1t味精消耗玉米約2.7t，玉米制淀粉過(guò)程中要排出大量的淀粉廢水（黃漿水），每消耗1t玉米排出淀粉廢水約5t，本廠淀粉廢水的排放量為1520t／d，這些廢水懸浮物和有機(jī)物濃度高，主要含有蛋白質(zhì)、脂肪、纖維素等，對(duì)此有機(jī)廢水進(jìn)行預(yù)處理提取蛋白，能夠獲得營(yíng)養(yǎng)豐富的蛋白飼料，而且減輕后續(xù)生物處理的負(fù)荷。采用沉淀法從淀粉廢水中提取蛋白，沉淀性能差，特別是夏天，由于有機(jī)物腐敗更不容易沉淀而且產(chǎn)品質(zhì)量差。采用氣浮法從淀粉廢水中提取蛋白能夠獲得較好的效果，氣浮法與沉淀法相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)而且容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，得到的蛋白絮體含水量較小對(duì)后續(xù)的脫水與烘干有利，操作簡(jiǎn)單，運(yùn)行穩(wěn)定。

1 氣浮分離機(jī)理

　　蛋白質(zhì)為兩性電解質(zhì)，其等電點(diǎn)約為pH4.0－5.5，淀粉廢水的pH值正好為蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)，因此淀粉廢水中的蛋白具有自動(dòng)凝聚的趨勢(shì)，這種凝聚方式形成的絮粒很小，同時(shí)由于絮粒表面帶有相同電荷及水化層的影響，絮粒很不穩(wěn)定。加入無(wú)機(jī)高分子凝聚劑中和絮粒上的電荷，使絮粒易于靠近凝聚成較大的絮粒，加入有機(jī)高分子絮凝劑，可使絮粒之間通過(guò)吸附架橋作用形成較穩(wěn)定的大絮團(tuán)；無(wú)機(jī)凝聚劑主要是依靠中和粒子的電荷凝聚成絮粒，有機(jī)絮凝劑則主要依靠吸附架橋作用使絮粒凝聚成絮團(tuán)，先加無(wú)機(jī)凝聚劑中和電荷，然后再加有機(jī)絮凝劑生成絮團(tuán)，兩者聯(lián)合使用絮凝效果好而且可大大降低絮凝劑的用量^[1-2]。在加入無(wú)機(jī)高分子凝聚劑及有機(jī)高分子絮凝劑的同時(shí)，溶入適量的空氣，使絮團(tuán)附著大量的微氣泡，絮團(tuán)的比重小于水，即可實(shí)現(xiàn)氣浮分離^[3-4]。

2 提取蛋白工藝

　　氣浮提取蛋白工藝見(jiàn)圖1。無(wú)機(jī)高分子凝聚劑采用聚合氯化鋁（PAC），配制成濃度為5％－10％的水溶液，加入量為廢水量的1％－2％；有機(jī)高分子絮凝劑采用聚丙烯酰胺（PAM），配制成0.05％－0．1％的水溶液，加人量為廢水量的2％－4％。
　　淀粉廢水從射流混合器中加入PAC進(jìn)行混合凝聚，PAM從射流絮凝器中加人進(jìn)行絮凝，反應(yīng)混合液通過(guò)射流溶氣器產(chǎn)生微氣泡，流入氣浮池進(jìn)行氣浮分離，氣浮分離的濕蛋白采用板框壓濾機(jī)進(jìn)行脫水，脫水后的淀粉蛋白經(jīng)管束烘干機(jī)制成蛋白飼料，氣浮分離排出的清液進(jìn)行后續(xù)生物處理。

3 主要構(gòu)筑物及設(shè)備

　　 該處理系統(tǒng)的主要構(gòu)筑物及設(shè)備見(jiàn)表1。

表１　　主要構(gòu)筑物及設(shè)備 序號(hào) 名稱 設(shè)計(jì)參數(shù) 數(shù)量 備注 1 集水池 HRT=6.0h 1座 鋼筋混凝土 2 潛水泵 Q=64.0m³/h 2臺(tái) 1用1備 3 射流混合器 Q=64.0m³/h 1套 成套設(shè)備 4 射流絮凝器 Q=64.0m³/h 1套 成套設(shè)備 5 射流溶氣器 Q=64.0m³/h 1套 成套設(shè)備 6 平流氣浮池 HRT=1.0h 2套 成套設(shè)備

4 工程運(yùn)行效果

　　工程穩(wěn)定運(yùn)行期間進(jìn)行了每天3次連續(xù)3d的監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)結(jié)果見(jiàn)表2。2001年4月～2001年9月本處理系統(tǒng)的運(yùn)行效果見(jiàn)圖2和圖3。本廢水處理系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中每噸廢水提取粗蛋白含量為35％左右的玉米蛋白飼料5.0kg，每天可以提取玉米蛋白飼料7.6t。

表2 淀粉廢水氣浮處理監(jiān)測(cè)結(jié)果 監(jiān)測(cè)時(shí)間 監(jiān)測(cè)階段 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù) pH SS/(mg.L^-1) CODcr/(mg.L^-1) 2000.11.10 提蛋白前 4.39-4.65 6843 14467 提蛋白后 4.48-4.80 1235 9737 去除率 　 82.0% 32.7% 2000.11.11 提蛋白前 4.20-4.51 6476 13933 提蛋白后 4.26-4.76 1216 9392 去除率 　 81.2% 32.6% 2000.11.12 提蛋白前 4.19-4.48 6862 14022 提蛋白后 4.50-4.87 1248 9421 去除率 　 81.8% 32.8%

5 經(jīng)濟(jì)效益分析

　　本廢水處理系統(tǒng)工程總投資為126.0萬(wàn)元，處理水量為1520m³／d，工程運(yùn)行成本和運(yùn)行效益見(jiàn)表3，本廢水處理系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用為147.9萬(wàn)元／a，在處理過(guò)程中獲得蛋白飼料的產(chǎn)值為441.6萬(wàn)元／a，去除運(yùn)行成本每年可以獲得293.7萬(wàn)元的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)SS和CODcr的去除率分別達(dá)到80％和30％以上，減輕了后續(xù)生物處理的有機(jī)負(fù)荷。 表3 工程運(yùn)行成本和運(yùn)行效果 項(xiàng)目 數(shù)量 單價(jià) 金額/（萬(wàn)元.a^-1) 工資費(fèi) 7人 750元/月 6.3 電費(fèi) 35kW 0.50元/（kW.h） 15.1 藥劑費(fèi) 　 1500元/d 54.0 其它費(fèi) 　 1700元/d 61.2 維修費(fèi) 總投資×2% 　 2.5 折舊費(fèi) 總投資×7% 　 8.8 運(yùn)行成本合計(jì) 　 　 147.9 蛋白產(chǎn)值 2736t/a 1600元/t 441.6 經(jīng)濟(jì)效益 　 　 293.7

參考文獻(xiàn)：

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　　[3] 陳翼孫，胡斌.氣浮凈水技術(shù)[M].北京：中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，1991.
　　[4] 張自杰，錢易，章非娟.環(huán)境工程手冊(cè)（水污染防治卷）[M].北京：高等教育出版社，1996

　　作者簡(jiǎn)介：買文寧（1962-），男，河南原陽(yáng)人，副教授，碩士研究生導(dǎo)師，1994年畢業(yè)于清華大學(xué)，獲工學(xué)博士學(xué)位，現(xiàn)工作于鄭州大學(xué)，從事環(huán)境科學(xué)與工程、給水排水工程的教育科研與技術(shù)開(kāi)發(fā)工作，電話（0371）3887431，wen1991@sina.com。