CN101851039A

CN101851039A - 一种变性淀粉生产废水处理方法

Info

Publication number: CN101851039A
Application number: CN201010165130A
Authority: CN
Inventors: 李智广; 贲成信; 李智强
Original assignee: HARBIN KANGJIAN TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: HARBIN KANGJIAN TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2010-05-07
Filing date: 2010-05-07
Publication date: 2010-10-06
Anticipated expiration: 2030-05-07
Also published as: CN101851039B

Abstract

一种变性淀粉生产废水处理方法，它涉及一种淀粉生产废水处理方法。本发明解决了现有变性淀粉生产废水的处理方法效果差，导致环境污染、水资源污染的问题。本发明的方法是将废水沉降后调节pH，然后依次通过粗滤器、一级活性炭过滤器、第一精滤器、超滤膜***、二级活性炭过滤器、第二精滤器和反渗透膜***，得到回收水。本发明方法工艺简单、成本低、运行费用少、废水处理效果好。本发明方法得到的回收水水质清澈透明，pH值为7.0~7.5，平均脱盐率达99%，电导率达23μs/cm，盐度达0.04psu，总固型物含量达到15.2mg/L，基本与自来水的各项指标相当；达到国家三级或二级排放环保要求，可循环再利用。

Description

一种变性淀粉生产废水处理方法

技术领域

本发明涉及一种淀粉生产废水处理方法。

背景技术

目前国内外淀粉行业生产变性淀粉（可用玉米，水稻，小麦，马铃薯，甘薯，豆类等淀粉为原料）的企业，每生产一吨变性淀粉需要4－10吨水，基本全部最终转变为生产工艺废水。由于有大量的化学试剂使用，使得废水中有大量化学残留，如硫酸根，磷酸根，醋酸根，多种有机酸根，重金属和多种盐类物质等，如不处理直接排放，对环境水资源的污染和破坏十分严重。目前在处理技术上，国内外行业上并无好的办法。如果将变性淀粉工艺废水直接排到常用的生物厌氧和生物好养发生器处理，将导致反应器中毒无法工作。大多数变性淀粉的企业为了节省废水项目投资和处理运行成本开支，对废水不做处理，将废水直接排放到大的沉降池内，进行自然氧化降解。有的淀粉企业虽然安装了废水处理设备，但处理能力不够只能处理加入大量新鲜水稀释废水后，处理一部分废水，大部分废水排到氧化池或江河湖海中，这就造成地下水和江河水资源的污染，并且使得工厂周围空气充满恶臭味。

在精制淀粉制备工艺中产生的废水，不同于变性淀粉废水，主要是无化学试剂残留，可以用生物反应器处理。可将废水的PH值调至等电解点，使蛋白沉淀再用离心机分离进行分离，将废水中少量的蛋白、淀粉等悬浮固型物分离出来，得轻液做循环水利用，和排入生物反应器处理。如精制淀粉生产的废水处理方法（申请号：200710049290.9 公开号：CN101066816A ），薯类淀粉加工废水处理剂及废水处理方法（申请号：200810081135.x 公开号：CN101239749A ）使用凝聚沉降剂和中和吸附剂，使废水中溶解糖、蛋白、纤维、薯树脂等降解加快，污泥沉降快，很快形成上清液，排清留浊，清液排放，浊液脱水干燥做饲料添加剂。对于化学变性淀粉生产工艺废水，国内外行业界目前无好的办法。基本上采用大量清水稀释排放处理。此问题是行业中难题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有变性淀粉生产废水的处理方法效果差，导致环境污染、水资源污染的问题，本发明提供了一种变性淀粉生产废水处理方法，采用优化组合膜分离技术，浓缩废水中残留化学物质和残余淀粉，分离回收过程工艺水，可达到分离处理废液，及回收利用水的目地。

本发明一种变性淀粉生产废水处理方法是通过以下步骤实现的：一、将变性淀粉生产废水排到沉降池，沉降20~28h，然后将沉降后的废水输送到膜处理***储存池中，调节pH值至6~7；二、将储存池中的废水输送到粗滤器中过滤，粗滤器的过滤精度为0.25~15μm、工作温度为10~45℃、工作压力为0.01~0.2MPa；三、将步骤二处理后的废水过滤液输送到一级活性炭过滤器中过滤，活性炭过滤器配置为：活性炭20~40目，小石英砂1~2mm，大石英砂2~3mm，砾石9~11mm；控制废水过滤液流量为0.5~80吨/时，工作压力0.1~0.5MPa；四、将经步骤三处理后的废水过滤液输送至第一精滤器中过滤，过滤精度为5μm；五、将经步骤四处理后的废水过滤液输送至超滤膜***进行超滤闭路循环浓缩10~15倍得UF膜透过液和浓缩液，其中超滤膜截留分子量1万，工作温度10~45℃、工作压力20~40psi；六、将步骤五得到的UF膜透过液输送至二级活性炭过滤器中过滤得过滤液，活性炭过滤器配置步骤三中配置一致；控制UF膜透过液流量为0.5~80吨/时，工作压力0.15~0.5MPa；七、将步骤六得到的过滤液输送至第二精滤器中过滤,过滤精度为5μm；八、将经步骤七处理后得到的过滤液输送至反渗透膜***进行闭路循环浓缩10倍得透过液和浓缩液；反渗透膜的工作温度10~45℃、工作压力200~400psi；九、步骤五得到的浓缩液和步骤八得到的浓缩液混合得混合浓缩液，然后将混合浓缩液经过双效蒸发器蒸发，直接干燥喷雾得粉末，即完成变性淀粉生产废水的处理。

本发明步骤八得到的透过液即为变性淀粉生产废水处理后得到的回收水。

本发明步骤一让废水中的少量的淀粉和固型物沉淀，把沉淀后的淀粉浓液可回收淀粉，或他用；步骤二可以除去废水中的悬浮物和剩余的较大颗粒；步骤三吸附和截留废水中的固形物（主要为残留淀粉）、游离氯、胶体、色素等杂质，以保护后序超滤膜（UF）***；步骤四截留废水中的活性炭粉沫和细微杂质，提高第一精滤器过滤液水质，保证超滤膜***正常运行；步骤五中UF膜截留了蛋白，糊化淀粉和大分子的多糖等，UF膜透过液含有分子量小于1万的单糖、盐等；步骤六经二级活性炭过滤器吸附和截留UF膜透过液中的COD、游离氯、胶体等杂质，通过活性炭过滤器的过滤，起到保护反渗透膜的作用；步骤七截留过滤液中的活性炭粉沫和细小杂子，提高第二精滤器过滤液水质，保证后序反渗透（RO）膜正常运行；步骤八经过RO膜过滤后滤掉单糖、盐，得透过液；步骤九得到的粉末多为盐分，可作其他产品辅料（如建材，融雪剂等产品）。

本发明在进行步骤五的超滤膜(UF)***处理前，进行了步骤三一级活性炭过滤器和步骤四精滤器的碳过滤处理，是为了保护后序超滤膜（UF）***中的卷式元件，防止重污染废水中的有机烯基、酯基等高分子，强氧化剂，次氯酸根等有害物质对卷式元件的损害，提高卷式元件的使用效率和寿命，进一步降低运行成本。

本发明步骤五中的超滤膜（UF）***可以平行设置2~5个，以提高***运行效率。步骤八中的反渗透膜（复合薄膜RO元件）***也可以平行设置2~5个，以提高***的运行效率。

采用本发明的变性淀粉生产废水处理方法得到的回收水（步骤八得到的透过液）平均脱盐率达到99%，水质清澈透明，pH值为7.0~7.5，电导率达到23μs/cm，盐度达到0.04psu，总固型物含量达到15.2mg/L。回收水的COD为12mg/L、BOD4mg/L，检测均达标（标准是COD低于300mg/L、BOD低于150mg/L），透过液T7基本与自来水的各项指标相当，其中有些指标好于自来水指标。本发明得到的回收水可作生产变性淀粉的循环水使用（与纯水制得的变性淀粉相比，利用回收水制得的变性淀粉，两者的功能性检测对比无差异，产品合格），或用于清洗水用，可以节约用水。本发明的回收水的水质可达到国家三级或二级排放环保要求，可直接排放，再利用，或者接入下级废水处理***处理，如生物反应器。

本发明变性淀粉生产废水处理方法工艺简单、成本低、运行费用少、废水处理效果好。

附图说明

图1是具体实施方式十六中变性淀粉生产废水处理流程图。

具体实施方式

本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。

具体实施方式一：本实施方式变性淀粉生产废水处理方法是通过以下步骤实现的：一、将变性淀粉生产废水排到沉降池，沉降20~28h，然后将沉降后的废水输送到膜处理***储存池中，调节pH值至6~7；二、将储存池中的废水输送到粗滤器中过滤，粗滤器的过滤精度为0.25~15μm、工作温度为10~45℃、工作压力为0.01~0.2MPa；三、将步骤二处理后的废水过滤液输送到一级活性炭过滤器中过滤，活性炭过滤器配置为：活性炭20~40目，小石英砂1~2mm，大石英砂2~3mm，砾石9~11mm；控制废水过滤液流量为0.5~80吨/时，工作压力0.1~0.5MPa；四、将经步骤三处理后的废水过滤液输送至第一精滤器中过滤，过滤精度为5μm；五、将经步骤四处理后的废水过滤液输送至超滤膜***进行超滤闭路循环浓缩10~15倍得UF膜透过液和浓缩液，其中超滤膜截留分子量1万，工作温度10~45℃、工作压力20~40psi；六、将步骤五得到的UF膜透过液输送至二级活性炭过滤器中过滤得过滤液，活性炭过滤器配置步骤三中配置一致；控制UF膜透过液流量为0.5~80吨/时，工作压力0.05~0.5MPa；七、将步骤六得到的过滤液输送至第二精滤器中过滤,过滤精度为5μm；八、将经步骤七处理后得到的过滤液输送至反渗透膜***进行闭路循环浓缩10倍得透过液和浓缩液；反渗透膜的工作温度10~45℃、工作压力200~400psi；九、步骤五得到的浓缩液和步骤八得到的浓缩液混合得混合浓缩液，然后将混合浓缩液经过双效蒸发器蒸发，直接干燥喷雾得粉末，即完成变性淀粉生产废水的处理。

本实施方式步骤一中采用自来水对储存池中的废水F1进行稀释，调节废水F1的pH值至6~7。

本实施方式步骤八得到的透过液即为变性淀粉生产废水处理后得到的回收水。得到的回收水可作循环水使用（利用其制得的变性淀粉相比于，纯水制得的产品，功能性检测对比无差异，产品合格），或用于清洗水用，可以节约用水。本发明的回收水的水质可达到国家三级或二级排放环保要求，可直接排放，再利用，或者接入下级废水处理***处理，如生物反应器。

本实施方式的变性淀粉生产废水处理方法工艺简单、成本低、运行费用少、废水处理效果好。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一中变性淀粉生产废水为玉米、水稻、马铃薯、甘薯、木薯和豆类淀粉中的一种原料或者多种原料混合的化学变性淀粉生产废水。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。

本实施方式中变性淀粉生产废水为多种原料混合的化学变性淀粉生产废水时，各种原料的化学变性淀粉的生产废水以任意体积比混合。

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是步骤一中沉降24h。其它步骤及参数与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一、二或三不同的是步骤二中粗滤器的过滤精度为2~8μm、工作温度为15~30℃、工作压力为0.08~0.15MPa。其它步骤及参数与具体实施方式一、二或三相同。

本实施方式中粗滤器为布袋过滤器或者砂滤池。现有技术中可用作粗滤器的其他设备均可用于本实施方式。

具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一、二或三不同的是步骤二中粗滤器的过滤精度为5μm、工作温度为25℃、工作压力为0.1MPa。其它步骤及参数与具体实施方式一、二或三相同。

具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五不同的是步骤三中控制废水过滤液流量为10~60吨/时，工作压力０.2~0.4MPa。其它步骤及参数与具体实施方式一至五相同。

具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至五不同的是步骤三中控制废水过滤液流量为20~40吨/时，工作压力0.25~0.35MPa。其它步骤及参数与具体实施方式一至五相同。

具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至五不同的是步骤三中控制废水过滤液流量为30吨/时，工作压力0.3MPa。其它步骤及参数与具体实施方式一至五相同。

具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一至八不同的是步骤五中工作温度15~35℃、工作压力25~35psi。其它步骤及参数与具体实施方式一至八相同。

具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一至八不同的是步骤五中工作温度25℃、工作压力30psi。其它步骤及参数与具体实施方式一至八相同。

具体实施方式十一：本实施方式与具体实施方式一至十不同的是步骤六中控制UF膜透过液流量为10~60吨/时，工作压力0.2~0.4MPa。其它步骤及参数与具体实施方式一至十相同。

具体实施方式十二：本实施方式与具体实施方式一至十不同的是步骤六中控制UF膜透过液流量为20~40吨/时，工作压力0.25~0.35MPa。其它步骤及参数与具体实施方式一至十相同。

具体实施方式十三：本实施方式与具体实施方式一至十不同的是步骤六中控制UF膜透过液流量为30吨/时，工作压力0.3MPa。其它步骤及参数与具体实施方式一至十相同。

具体实施方式十四：本实施方式与具体实施方式一至十三不同的是步骤八中反渗透膜的工作温度15-35℃、工作压力250~350psi（磅/平方英寸）。其它步骤及参数与具体实施方式一至十三相同。

具体实施方式十五：本实施方式与具体实施方式一至十三不同的是步骤八中反渗透膜的工作温度25℃、工作压力300psi（磅/平方英寸）。其它步骤及参数与具体实施方式一至十三相同。

具体实施方式十六：本实施方式结合图1所示的变性淀粉生产废水处理方法是通过以下步骤实现的：一、将木薯醋酸酯淀粉生产废水F1排到沉降池1中，沉降24h，然后将沉降后的废水F2输送到膜处理***储存池2中，采用自来水对储存池中的废水F1进行稀释，调节pH值至6~7；二、将储存池中的废水F2利用泵12输送到粗滤器3中过滤得废水过滤液T1，粗滤器3的过滤精度为2~8μm、工作温度为25℃、工作压力为0.1MPa；三、将废水过滤液T1通过泵13输送到一级活性炭过滤器4中过滤得废水过滤液T2，一级活性炭过滤器4配置为：活性炭20~40目，小石英砂1~2mm，大石英砂2~3mm，砾石9~11mm；控制废水过滤液T1流量为0.5~80吨/时，工作压力为0.2~0.4MPa；四、将废水过滤液T2通过泵14输送至第一精滤器5中过滤得废水过滤液T3，过滤精度为5μm；五、将废水过滤液T3通过泵15输送至超滤膜(UF)***6进行超滤闭路循环浓缩10~15倍得UF膜透过液T4和浓缩液N1，其中超滤膜截留分子量1万，工作温度10~45℃、工作压力20~40psi（磅/平方英寸）；六、将UF膜透过液T4通过泵16输送至二级活性炭过滤器7中过滤得过滤液T5，二级活性炭过滤器7的配置与步骤三中一级活性炭过滤器4配置一致；控制UF膜透过液T4流量为0.5~80吨/时，工作压力0.2~0.4MPa；七、将过滤液T5通过泵17输送至第二精滤器8中过滤得过滤液T6,过滤精度为5μm；八、将过滤液T6通过泵18输送至反渗透膜(复合薄膜RO元件)***9进行闭路循环浓缩10倍得透过液T7（回收水）和浓缩液N2；反渗透膜***9的工作温度25℃、工作压力300psi（磅/平方英寸）；九、步骤五得到的N1和步骤八得到的N2混合在一起得N，然后将N经过双效蒸发器10蒸发，再利用干燥器11直接干燥喷雾得粉末，即完成变性淀粉生产废水的处理。

本实施方式步骤三吸附和截留废水过滤液T1中的固形物（主要为残留淀粉）、游离氯、胶体、色素等杂质，以保护后序超滤膜（UF）***6；步骤四截留废水过滤液T2中的活性炭粉沫和细微杂质，提高第一精滤器过滤液T3水质，保证超滤膜***正常运行。

本实施方式中步骤五中的超滤膜（UF）***6平行设置3个，提高***运行效率；将每个超滤膜（UF）***6的透过液T4首先集中在集中池19，然后再输入下级处理***二级活性炭过滤器7。步骤八中的反渗透膜（复合薄膜RO元件）***9也平行设置3个，以提高***的运行效率。

本实施方式的木薯醋酸酯淀粉的生产废水处理方法工艺简单、成本低、运行费用少、废水处理效果好。

本实施方式对木薯醋酸酯淀粉的生产废水F1、回收水和自来水的各项指标进行了检测，检测结果如表1所示。

表1是具体实施方式十六中木薯醋酸酯淀粉的生产废水F1和回收水，以及自来水的各项指标的检测结果。

表1

由表1可见，本实施方式的木薯醋酸酯淀粉的生产废水F1的回收水的水质可达到国家三级或二级排放环保要求，可直接排放，再利用，或者接入下级废水处理***处理，如生物反应器。本实施方式得到的回收水可作循环水使用，或用于清洗水用，可以节约用水。本实施方式利用处理后的回收水作为水源进行变性淀粉的制备，得到的淀粉的质量与用纯水作为水源制得的淀粉产品相差无几，功能性检测结果无差异，产品合格。

本实施方式中的浓缩液N1和N2经步骤九处理后得到的粉末，多为盐分，可用作其它产品的辅料，如建材、融雪剂等。

具体实施方式十七：本实施方式与具体实施方式十六不同的是步骤一中采用马铃薯氧化，酸解，交联和辛烯基四种变性淀粉的混合生产废水作为废水F1；将步骤三的一级活性炭过滤器4和步骤四的第一精滤器5省略掉，将经步骤二的粗滤器3过滤得到的废水过滤液T1直接输入步骤五的超滤膜(UF)***6中进行后序的处理。其它步骤及参数与具体实施方式十六相同。

本实施方式中马铃薯氧化，酸解，交联和辛烯基四种变性淀粉以等体积比混合；废水F1的总体积为87L。

作为对比，本实施方式将步骤三的一级活性炭过滤器和步骤四的精滤器的碳过滤处理省略掉，处理后的回收水的技术指标依然达到了国家二级或三级排放水指标。

本实施方式对生产废水F1、透过液T4、浓缩液N1、透过液T7（回收水）、浓缩液N2和自来水的各项指标进行了检测，检测结果如表2所示。

表2是具体实施方式十七中生产废水F1和回收水，以及自来水的各项指标的检测结果。表2中TDS为溶解性总固体。

表2

由表2可见，本实施方式的马铃薯氧化，酸解，交联和辛烯基四种变性淀粉的混合生产废水F1的回收水的水质可达到国家三级或二级排放环保要求，可直接排放、再利用、或者接入下级废水处理***处理，如生物反应器。本实施方式得到的回收水可作循环水使用，或用于清洗水用，可以节约用水。本实施方式利用处理后的回收水作为水源进行变性淀粉的制备，得到的淀粉的质量与用纯水作为水源制得的淀粉产品相差无几，功能性检测结果无差异，产品合格。

通过具体本实施方式十七可知，在没有碳过滤处理的情况下，仅利用超滤膜(UF)***6进行超滤和反渗透膜(复合薄膜RO元件)***9进行闭路循环浓缩过滤得到的回收水同样达标，可回收再利用；然而针对重污染生产废水中含有有机烯基、酯基等高分子，强氧化剂，次氯酸根等有害物质对卷式元件的严重损害，为了保护后序超滤膜（UF）***中的卷式元件，提高卷式元件的使用效率和寿命，进一步降低运行成本，具体实施方式十六在步骤五前采用了步骤三和步骤四进行碳过滤处理，目的即为保护超滤膜（UF）***6，减小运行成本。

Claims

1.一种变性淀粉生产废水处理方法，其特征在于变性淀粉生产废水处理方法是通过以下步骤实现的：一、将变性淀粉生产废水排到沉降池，沉降20~28h，然后将沉降后的废水输送到膜处理***储存池中，调节pH值至6~7；二、将储存池中的废水输送到粗滤器中过滤，粗滤器的过滤精度为0.25~15μm、工作温度为10~45℃、工作压力为0.01~0.2MPa；三、将步骤二处理后的废水过滤液输送到一级活性炭过滤器中过滤，活性炭过滤器配置为：活性炭20~40目，小石英砂1~2mm，大石英砂2~3mm，砾石9~11mm；控制废水过滤液流量为0.5~80吨/时，工作压力0.1~0.5MPa；四、将经步骤三处理后的废水过滤液输送至第一精滤器中过滤，过滤精度为5μm；五、将经步骤四处理后的废水过滤液输送至超滤膜***进行超滤闭路循环浓缩10~15倍得UF膜透过液和浓缩液，其中超滤膜截留分子量1万，工作温度10~45℃、工作压力20~40psi；六、将步骤五得到的UF膜透过液输送至二级活性炭过滤器中过滤得过滤液，活性炭过滤器配置步骤三中配置一致；控制UF膜透过液流量为0.5~80吨/时，工作压力0.1~0.5MPa；七、将步骤六得到的过滤液输送至第二精滤器中过滤,过滤精度为5μm；八、将经步骤七处理后得到的过滤液输送至反渗透膜***进行闭路循环浓缩10倍得透过液和浓缩液；反渗透膜的工作温度10-45℃、工作压力200~400psi；九、步骤五得到的浓缩液和步骤八得到的浓缩液混合得混合浓缩液，然后将混合浓缩液经过双效蒸发器蒸发，直接干燥喷雾得粉末，即完成变性淀粉生产废水的处理。

2.根据权利要求1所述的一种变性淀粉生产废水处理方法，其特征在于步骤一中变性淀粉生产废水为玉米、水稻、马铃薯、甘薯、木薯和豆类淀粉中的一种原料或者多种原料混合的化学变性淀粉生产废水。

3.根据权利要求1或2所述的一种变性淀粉生产废水处理方法，其特征在于步骤一中沉降24h。

4.根据权利要求3所述的一种变性淀粉生产废水处理方法，其特征在于步骤二中粗滤器的过滤精度为2~8μm、工作温度为15~30℃、工作压力为0.08~0.15MPa。

5.根据权利要求1、2或4所述的一种变性淀粉生产废水处理方法，其特征在于步骤三中控制废水过滤液流量为10~60吨/时，工作压力0.2~0.4MPa。

6.根据权利要求5所述的一种变性淀粉生产废水处理方法，其特征在于步骤五中工作温度15~45℃、工作压力25~35psi。

7.根据权利要求5所述的一种变性淀粉生产废水处理方法，其特征在于步骤五中工作温度25℃、工作压力30psi。

8.根据权利要求1、2、4、6或7所述的一种变性淀粉生产废水处理方法，其特征在于步骤六中控制UF膜透过液流量为10~60吨/时，工作压力0.2~0.4MPa。

9.根据权利要求8所述的一种变性淀粉生产废水处理方法，其特征在于步骤八中反渗透膜的工作温度15-35℃、工作压力250~350psi。

10.根据权利要求8所述的一种变性淀粉生产废水处理方法，其特征在于步骤八中反渗透膜的工作温度25℃、工作压力300psi。