CN107010731A - 高浓度淀粉废水的处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明属于微生物与生化技术领域，公开了高浓度淀粉废水的处理工艺，其包括如下步骤：步骤1）过滤、沉淀，步骤2）植物修复，步骤3）微生物修复。本发明处理工艺采用微生物技术和植物修复技术相结合，COD、氨氮以及硫化物去除效果好，并且修复了土壤。
Description
技术领域
本发明属于微生物与生化技术领域，具体涉及高浓度淀粉废水的处理工艺。
背景技术
淀粉是葡萄糖分子聚合而成的，它是细胞中碳水化合物最普遍的储藏形式。淀粉在餐饮业中又称芡粉，通式是(C6H10O5)n，水解到二糖阶段为麦芽糖，化学式是C12H22O11，完全水解后得到单糖（葡萄糖），化学式是C6H12O6。淀粉有直链淀粉和支链淀粉两类。淀粉可以看作是葡萄糖的高聚体。淀粉除食用外，工业上用于制糊精、麦芽糖、葡萄糖、酒精等，也用于调制印花浆、纺织品的上浆、纸张的上胶、药物片剂的压制、机械及钻井等。淀粉是以玉米，高粱、小麦、马铃薯以及甘薯等农作物，经过浸泡、磨碎等工艺制备而成。
阜丰集团是全球生产谷氨酸、黄原胶、淀粉、葡萄糖以及衍生产品的龙头企业，是全球第一大味精生产企业、全球第一大黄原胶生产企业、中国生物发酵行业的航母。淀粉加工行业具备水耗较高，污染性强等特点，目前，我国年产淀粉在500万吨以上，阜丰集团产量达到百万吨，在淀粉生产过程中，废水排放量很大，每产一吨淀粉排放废水为20～30M3，废水的COD很高,通常为1000～30000mg/L,SS为500-1000mg/L，呈弱酸性，pH为6左右，废水的生物耗氧量与化学耗氧量很高。淀粉生产企业每年排放大量的高浓度有机废水，而这些淀粉生产企业排放的废水处理达标率还很低，严重污染环境，同时也成为制约淀粉生产和加工行业发展的一个主要因素。申请人集团公司多年来致力于研发清洁环保生产方法，曾经公开过有效处理废水的工艺，申请人之前的发明专利“一种淀粉加工废水的处理方法”使用了特殊的生物载体以及生物制剂，其中包括菌类和藻类，处理效果较好，但是存在菌株和藻类较多，出现污染的可能性加大，而且生物制剂密度大，容易沉淀絮集，从而产生大量的污泥，清理比较困难。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供了高浓度淀粉废水的处理工艺。本发明工艺采用微生物技术和植物修复技术相结合，处理效果好，并且修复了土壤，一举两得。
本发明是通过如下技术方案来实现的：
高浓度淀粉废水的处理工艺，其包括如下步骤：
将淀粉废水流经多重格栅，所述多重格栅的栅隙逐渐减小，然后进入沉淀池，静置12-18h，其中，沉淀池的底部填料为50-100cm厚度的河沙，河沙的粒径为1-2mm，可对一些絮凝杂质进行初步吸附和沉淀；然后进入植物修复池，修复时间为24-48h；再进入微生物反应池，按每立方米液体每次投加微生物制剂2-3克，每天投加1次，连续投加5天，再静置3天，最后经过板框过滤器过滤排出；所述板框过滤器用于收集微生物菌体，避免对水体造成污染。
所述植物修复池自池底向上依次铺放鹅卵石层1、石英砂层2、高炉矿渣层3、植生生态混凝土层4，所述植生生态混凝土层上附有植物，所述植物为沙棘或骆驼刺；所述植物修复池中水位高度低于高炉矿渣层。水从进水管5进入植物修复池，从出水管6排出，进水管低于出水管。
所述鹅卵石层厚度为50cm，采用粒径为1cm的鹅卵石；石英砂层厚度为30cm，采用粒径为3mm的石英砂；高炉矿渣层厚度为100cm，采用粒径为500um的高炉矿渣；植生生态混凝土层的厚度为60cm。
所述微生物制剂按照如下工艺制备而得：
将木糖氧化杆菌（Achromobacter xylosoxidans subsp.denitrificans）ATCC 15173、藤黄微球菌(Micrococcus luteus)ATCC 49442、珊瑚色诺卡式菌(Nocardia coralline)ACCC 40100、纤维单胞菌(Cellulomonas sp) CGMCC No.2788分别按照常规培养浓度为1×108cuf/g的菌液，将上述四种菌液按照3:2:2:1的体积比混合得到液体菌剂；将液体菌剂与载体按照1:2的质量比搅拌混合，然后进行干燥，干燥温度为20℃，干燥后含水量为15％，包装，即得。
所述载体按照如下工艺制备而得：
将沸石和高岭石按照1:1的质量比投入到粉碎机中粉碎处理，然后研磨成100目的粉末；将上述粉末、淀粉和壳聚糖按照3:3:2的质量比投入到搅拌器中，1000rpm搅拌10min，得到混合物料，再与聚苯乙烯微球按照1:1的质量比添加到造粒机中，接着加入占聚苯乙烯微球质量30%的浓度为6wt%的聚乙烯醇水溶液，制成粒径为1mm的颗粒；将颗粒于80℃的烘箱中干燥30min，再投入到烧结炉中进行烧结，烧结温度700℃，保温20min，取出，自然冷却至室温，即得。
本发明所述的菌种属于常规菌株，均可以从CGMCC、ATCC以及ACCC等数据库购买得到。本发明的各菌种的扩大培养为本领域的常规培养方式，不是本发明创新点，此处不详述。
本发明取得的有益效果主要包括但是并不限于以下几个方面：
本发明处理工艺采用栅栏和沉淀池用于去除由淀粉、蛋白质、纤维以及树脂等组成的絮凝物；本发明采用微生物技术和植物技术相结合，减少了微生物的投入量，减少了投入成本；本发明微生物制剂采用大颗粒载体和菌液混合而得，比表面积大，菌体附着力强，密度与水体相当，可以悬浮与水体中，避免了制剂密度过大沉淀于池底造成的微生物分布不均而影响除污效果，还能减少污泥的产量，有利于废液中COD以及氨氮等污染物的去除；为了减少对单一特定菌剂的依赖性，避免出现菌剂污染造成的损失，申请人开发了多种微生物制剂，相互补充，保证废水处理的正常运转；本发明微生物制剂仅仅含有四种菌株，合理配伍，共生协调，互不拮抗，降低了成本，操作工艺也相对简单；本发明在处理淀粉废水的同时，还能对内蒙沙漠干旱地区的植被进行修复，一举两得；植物修复池中使用了高炉矿渣，其是氨基酸提取工艺产生的废料的再利用，避免了随意堆砌造成的污染；本发明利用微生物—土壤—植物这一复合生态***的物理、化学和生物的三重协调作用，实现废水的高效净化，实现废水的无害化和资源化；本发明通过培育植物，提高植被覆盖率，改善内蒙地区的生态环境。
附图说明
图1是本发明植物修复池结构示意图。
图中，1、鹅卵石层 2、石英砂层 3、高炉矿渣层 4、植生生态混凝土层、5、进水管 6、出水管。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请具体实施例，对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
实施例1
高浓度淀粉废水的处理工艺，其包括如下步骤：
将淀粉废水流经多重格栅，所述多重格栅的栅隙逐渐减小，然后进入沉淀池，静置18h，其中，沉淀池的底部填料为50cm厚度的河沙，河沙的粒径为2mm，可对一些絮凝杂质进行初步吸附和沉淀；然后进入植物修复池，修复时间为48h；再进入微生物反应池，按每立方米液体每次投加微生物制剂2克，每天投加1次，连续投加5天，再静置3天，最后经过板框过滤器过滤排出；所述板框过滤器用于收集微生物菌体，避免对水体造成污染。
如图1所示，所述植物修复池自池底向上依次铺放鹅卵石层1、石英砂层2、高炉矿渣层3、植生生态混凝土层4，所述植生生态混凝土层上附有植物，所述植物为沙棘；所述植物修复池中水位高度低于高炉矿渣层。水从进水管5进入植物修复池，从出水管6排出，进水管低于出水管。
所述鹅卵石层厚度为50cm，采用粒径为1cm的鹅卵石；石英砂层厚度为30cm，采用粒径为3mm的石英砂；高炉矿渣层厚度为100cm，采用粒径为500um的高炉矿渣；植生生态混凝土层的厚度为60cm。
所述微生物制剂按照如下工艺制备而得：
将木糖氧化杆菌（Achromobacter xylosoxidans subsp.denitrificans）ATCC 15173、藤黄微球菌(Micrococcus luteus)ATCC 49442、珊瑚色诺卡式菌(Nocardia coralline)ACCC 40100、纤维单胞菌(Cellulomonas sp) CGMCC No.2788分别按照常规培养浓度为1×108cuf/g的菌液，将上述四种菌液按照3:2:2:1的体积比混合得到液体菌剂；将液体菌剂与载体按照1:2的质量比搅拌混合，然后进行干燥，干燥温度为20℃，干燥后含水量为15％，包装，即得。
所述载体按照如下工艺制备而得：
将沸石和高岭石按照1:1的质量比投入到粉碎机中粉碎处理，然后研磨成100目的粉末；将上述粉末、淀粉和壳聚糖按照3:3:2的质量比投入到搅拌器中，1000rpm搅拌10min，得到混合物料，再与聚苯乙烯微球按照1:1的质量比添加到造粒机中，接着加入占聚苯乙烯微球质量30%的浓度为6wt%的聚乙烯醇水溶液，制成粒径为1mm的颗粒；将颗粒于80℃的烘箱中干燥30min，再投入到烧结炉中进行烧结，烧结温度700℃，保温20min，取出，自然冷却至室温，即得。
实施例2
高浓度淀粉废水的处理工艺，其包括如下步骤：
将淀粉废水流经多重格栅，所述多重格栅的栅隙逐渐减小，然后进入沉淀池，静置12h，其中，沉淀池的底部填料为100cm厚度的河沙，河沙的粒径为1mm，可对一些絮凝杂质进行初步吸附和沉淀；然后进入植物修复池，修复时间为24h；再进入微生物反应池，按每立方米液体每次投加微生物制剂3克，每天投加1次，连续投加5天，再静置3天，最后经过板框过滤器过滤排出；所述板框过滤器用于收集微生物菌体，避免对水体造成污染。
如图1所示，所述植物修复池自池底向上依次铺放鹅卵石层1、石英砂层2、高炉矿渣层3、植生生态混凝土层4，所述植生生态混凝土层上附有植物，所述植物为骆驼刺；所述植物修复池中水位高度低于高炉矿渣层。水从进水管5进入植物修复池，从出水管6排出，进水管低于出水管。
所述鹅卵石层厚度为50cm，采用粒径为1cm的鹅卵石；石英砂层厚度为30cm，采用粒径为3mm的石英砂；高炉矿渣层厚度为100cm，采用粒径为500um的高炉矿渣；植生生态混凝土层的厚度为60cm。
所述微生物制剂按照如下工艺制备而得：
将木糖氧化杆菌（Achromobacter xylosoxidans subsp.denitrificans）ATCC 15173、藤黄微球菌(Micrococcus luteus)ATCC 49442、珊瑚色诺卡式菌(Nocardia coralline)ACCC 40100、纤维单胞菌(Cellulomonas sp) CGMCC No.2788分别按照常规培养浓度为1×108cuf/g的菌液，将上述四种菌液按照3:2:2:1的体积比混合得到液体菌剂；将液体菌剂与载体按照1:2的质量比搅拌混合，然后进行干燥，干燥温度为20℃，干燥后含水量为15％，包装，即得。
所述载体按照如下工艺制备而得：
将沸石和高岭石按照1:1的质量比投入到粉碎机中粉碎处理，然后研磨成100目的粉末；将上述粉末、淀粉和壳聚糖按照3:3:2的质量比投入到搅拌器中，1000rpm搅拌10min，得到混合物料，再与聚苯乙烯微球按照1:1的质量比添加到造粒机中，接着加入占聚苯乙烯微球质量30%的浓度为6wt%的聚乙烯醇水溶液，制成粒径为1mm的颗粒；将颗粒于80℃的烘箱中干燥30min，再投入到烧结炉中进行烧结，烧结温度700℃，保温20min，取出，自然冷却至室温，即得。
实施例3
本发明工艺处理高浓度淀粉废水效果实例：
取内蒙阜丰生产车间的高浓度淀粉废水（COD 为2879.6mg/L、氨氮175.4mg/L、硫化物527.1mg/L），以实施例1的工艺为例，取样测定COD、氨氮、硫化物数据；并且设置对照组，检测菌剂中各菌株的配伍效果：对照组1：不添加将木糖氧化杆菌，其余同实施例1；对照组2：不添加藤黄微球菌，其余同实施例1；对照组3：不添加珊瑚色诺卡式菌，其余同实施例1；对照组4：不添加纤维单胞菌，其余同实施例1；对照组5：申请人之前的发明专利“一种淀粉加工废水的处理方法”中涉及菌藻混合制剂，其余同实施例1。具体检测结果见表1：
表1
| 实施例1（mg/L） | 对照组1（mg/L） | 对照组2（mg/L） | 对照组3（mg/L） | 对照组4（mg/L） | 对照组5（mg/L） | |
| COD | 13.9 | 78.7 | 129.5 | 96.1 | 154.6 | 17.8 |
| NH3-N | 2.3 | 8.3 | 19.4 | 13.7 | 6.8 | 3.4 |
| 硫化物 | 3.5 | 17.6 | 31.9 | 12.6 | 20.2 | 5.1 |
结论：本发明微生物制剂中菌类合理配伍，协同性强，配合植物修复***，能够有效地去除发酵废液中的COD、氨氮以及硫化物。
实施例4
试验组：本发明实施例1制备的微生物制剂；
对照组：申请人之前的发明专利技术“一种淀粉加工废水的处理方法”中使用的生物制剂。
检测了制剂的密度、更换频率以及污泥产生量等指标，具体见表2：
表2
| 指标 | 密度g/ml | 更换频率d | 第15d污泥产生量g/L | 第30d污泥产生量g/L |
| 试验组 | 1.04 | 60d | 4.6 | 12.9 |
| 对照组 | 1.27 | 30d | 9.1 | 23.5 |
结论：本发明制剂密度和废水相当，可悬浮于废水中，避免了菌株絮集，污泥产量低，使用寿命长。
最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的若干个具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。
Claims (6)
1.高浓度淀粉废水的处理工艺，其包括如下步骤：步骤1）过滤、沉淀，步骤2）植物修复，步骤3）微生物修复。
2.根据权利要求1所述的处理工艺，其特征在于，所述处理工艺包括如下步骤：
步骤1）过滤、沉淀：将淀粉废水流经多重格栅，然后进入沉淀池，静置12-18h；所述多重格栅的栅隙逐渐减小，所述沉淀池的底部填料为50-100cm厚度的河沙，河沙的粒径为1-2mm；
步骤2）植物修复：然后进入植物修复池，修复时间为24-48h；
步骤3）微生物修复：再进入微生物反应池，按每立方米液体每次投加微生物制剂2-3克，每天投加1次，连续投加5天，再静置3天，最后经过过滤排出。
3.根据权利要求2所述的处理工艺，其特征在于，所述植物修复池自池底向上依次铺放鹅卵石层、石英砂层、高炉矿渣层、植生生态混凝土层，所述植生生态混凝土层上附有植物，所述植物为沙棘或骆驼刺；所述植物修复池中水位高度低于高炉矿渣层。
4.根据权利要求3所述的处理工艺，其特征在于，所述鹅卵石层厚度为50cm，采用粒径为1cm的鹅卵石；所述石英砂层厚度为30cm，采用粒径为3mm的石英砂；所述高炉矿渣层厚度为100cm，采用粒径为500um的高炉矿渣；植生生态混凝土层的厚度为60cm。
5.根据权利要求2所述的处理工艺，其特征在于，所述微生物制剂按照如下工艺制备而得：将木糖氧化杆菌ATCC 15173、藤黄微球菌ATCC 49442、珊瑚色诺卡式菌ACCC 40100、纤维单胞菌CGMCC No.2788分别按照常规培养至浓度为1×108cuf/g的菌液，将上述四种菌液按照3:2:2:1的体积比混合得到液体菌剂；将液体菌剂与载体按照1:2的质量比搅拌混合，然后进行干燥，干燥温度为20℃，干燥后含水量为15wt％，包装，即得。
6.根据权利要求5所述的处理工艺，其特征在于，所述载体按照如下工艺制备而得：
将沸石和高岭石按照1:1的质量比投入到粉碎机中粉碎处理，然后研磨成100目的粉末；将上述粉末、淀粉和壳聚糖按照3:3:2的质量比投入到搅拌器中，1000rpm搅拌10min，得到混合物料，再与聚苯乙烯微球按照1:1的质量比添加到造粒机中，接着加入占聚苯乙烯微球质量30%的浓度为6wt%的聚乙烯醇水溶液，制成粒径为1mm的颗粒；将颗粒于80℃的烘箱中干燥30min，再投入到烧结炉中进行烧结，烧结温度700℃，保温20min，取出，自然冷却至室温，即得。
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