馬鈴薯清洗後汙水處理流程及所用技術

馬鈴薯澱粉加工排出的廢水大體上可分為三類：流送槽廢水、分離機廢水、精製廢水。流送槽廢水的排出量雖為原料的8～17倍，但其成分主要是馬鈴薯表面的泥沙，其BOD值不超過50～400mg/L，處理起來比較簡單，只要在沉澱池中沉澱數小時即可循環使用，當其中汙濁度較大時經沉澱池處理後就可以排放。精製廢水其水量和成分的絕對量都少，在工藝上主要用作洗滌薯塊的洗滌水，洗滌後用於補充流送輸送槽送水，因而問題不大。分離機廢水包含著原料中可溶性成分的大部分，排出量達原料的4～6倍，其BOD因原料種類、用水量和處理時期有相當大的變動，汙濁成分雖然比原汁液（BOD20000～50000mg/L）稀釋了許多，但其BOD值仍達到3000～8000mg/L，必須經過處理才能排放到江河中。

馬鈴薯清洗後汙水處理工藝及設備，加工1t馬鈴薯大約需要11m3的水。一個油炸馬鈴薯片廠，廢水處理是一個長期問題。在去皮廢水中含有10%～20%的鹼液，不合理的油炸工藝造成脂肪皂化物的汙染，在洗滌、去皮和燙漂廢水中有殘餘澱粉和一些可溶性成分等。這些都使廢水的BOD和COD值高，而對這類廢水的回收利用難度也較大。

一、廢水的初級處理

廢水的初級處理主要是去除廢水中呈懸浮狀態的固體汙染物，大多採用物理方法。當用篩子去除大的固形物（懸浮物和沉澱物）後，廢水可以進入初級處理系統。初級處理系統實質上是一個長方形和圓形的澄清設備。它設有一個刮板機，用來去除固形物。刮板機安在底部或浮在頂部。澄清池中通常設有一個溢流堰。

1．格柵

格柵是由一組平行的金屬或其它柵條製成的框架，斜置在廢水流經的渠道上或泵站集水池的進口處，用以截留懸浮狀態的雜物。在廢水處理流程中，格柵是一種對後處理裝置或水泵機組具有保護作用的處理設備。隨著我國廢水處理行業的不斷完善，格柵的作用日益受到人們的重視，各地相繼開發應用了一些新型格柵，比較成功的有圓條型迴轉細格柵、迴轉式固液分離機、曲面格柵。

迴轉細格柵

2．重力分離

重力分離法是依據廢水中懸浮物與廢水的相對密度不同這一特點，除去廢水中懸浮物質的一種方法。當懸浮物的相對密度大於廢水相對密度時，在重力作用下，懸浮物下沉形成沉澱物；當懸浮物的相對密度小於廢水相對密度時，懸浮物上升到水面。通過收集沉澱物與上浮物，可使廢水淨化。重力沉澱法可以去除廢水中的沙粒、化學沉澱物、化學混凝處理所形成的化學絮凝體和生物處理形成的生物汙泥，也可以用於汙泥濃縮。重力上浮法主要用於去除廢水中的油分及相對密度小於廢水的成分（如苯等）。重力沉澱法與重力上浮法的基本原理和特性是相同的。

3．氣浮

氣浮法是利用高度分散的微小氣泡作為載體除去廢水中的懸浮物，使其密度小於水而上浮到水面以實現固液分離的過程。在水處理中，氣浮法廣泛應用於：①分離地面水中的細小懸浮物、藻類及微小絮凝體。②回收工業廢水中的有用物質，如造紙廠廢水中的紙漿纖維及填料等。③代替二次沉澱池，分離和濃縮活性汙泥。④分離回收含油廢水中的懸浮油和乳化油。⑤分離回收以分子或離子狀態存在的物質，如表面活性物質和金屬離子。

高效氣浮機

4．均和調節

化工廢水具有水質、水量多變化的特點，在一日內或一個班內都可能有很大變化，尤其是當操作不正常或設備、管道洩漏而使物料流入廢水中時更為顯著。廢水水質、水量的這種變化對排水設施及廢水處理設備，特別是生物處理設備正常發揮其淨化功能是不利的，甚至還可能造成破壞。在這種情況下，經常採取的措施是在廢水處理系統之前設調節池，用以進行水量的調節（均量池）和水質的均和（均質池），以保證廢水處理的正常進行。此外，均量池還可以起到臨時貯存事故排水的作用。

5．離心分離

離心分離治理廢水是利用快速旋轉所產生的離心力將廢水中懸浮顆粒進行分離。當含懸浮顆粒的廢水發生快速旋轉運動時，質量大的固體顆粒被甩到外圍，質量小的則留在內圈，從而使廢水與懸浮顆粒得到分離，廢水獲得淨化。

二、廢水的後處理

1．好氧塘

好氧塘是利用天然或人工修造的池塘，使廢水在塘內長時間停留，通過生物和微生物的作用使水得到淨化。在處理馬鈴薯副產品時，為了增加溶解氧量可以用液壓氣槍，如果馬鈴薯加工廠廢水中BOD為6500mg/L，經好氧處理後BOD降為6mg/L，完全達到排放標準，所用工藝為間歇曝氣工藝，10min給氧，20min沉澱。並且好氧二級處理中能使BOD降低90%，去除96%的大腸菌群。在廢水加入沉澱劑，幾乎可以100%地去除懸浮固體。經一級、二級處理後廢水中沒有檢測到糞便大腸桿菌。

2．活性汙泥工藝

活性汙泥法處理廢水，就是讓生物絮凝體懸浮在廢水中形成混合液，使廢水中的有機物同活性汙泥微生物充分接觸，溶解性的有機物將被細胞所吸附和吸收，進入細胞原生質內，並在細胞內酶的作用下進行氧化分解。廢水中懸浮狀態和膠態有機汙染物被吸附後，先在微生物的細胞外酶作用下，分解為溶解性的低分子有機物，再進入細胞內部。通過這樣一種轉移和微生物的新陳代謝作用，使有機物分解，廢水得到淨化。同時，新的細胞物質不斷合成，活性汙泥的數量也不斷增加。在將懸浮於廢水中的活性汙泥進行分離後，排出的即為淨化後的廢水。

用這種方法可以至少去除90%的BOD。從馬鈴薯皮和馬鈴薯澱粉廠出來的蛋白質廢水中含有懸浮物820mg/L、總氮830 mg/L、COD3300 mg/L、BOD6000 mg/L。如果用5%活性汙泥，有機負荷為1.3kgCOD/（m3?d）時，則可使COD和BOD去除率分別為96.2%和98.8%。儘管馬鈴薯加工廠和城市廢水的有機負荷高，但用活性汙泥法處理還是可行的。在一個長方形完全混合連續活性汙泥反應器中，5d後馬鈴薯加工廠廢水COD的去除率為90%，氨的去除效果也較好。

3．厭氧處理

廢水厭氧生物處理是指在無分子氧條件下通過厭氧微生物（包括兼性微生物）的作用，將廢水中的各種複雜有機物分解轉化成甲烷和二氧化碳等物質的過程，也稱為厭氧消化。它與好氧過程的根本區別在於不以分子態氧作為受氫體，而以化合態氧、碳、氮等作為受氫體。

厭氧生物處理是一個複雜的生物化學過程，依靠三大主要類群的細菌，即水解產酸細菌，產氫、產乙酸細菌和產甲烷細菌的聯合作用完全，因而可粗略地將厭氧消化過程劃分為三個連續的階段，即水解酸化階段、產氫乙酸階段、產甲烷階段。

厭氧法處理廢水是在密閉池或開放池的底部進行，不要求供氧、維修費用低，所以是處理廢水最簡單的方法。有些有機物對好氧生物處理法來說是難降解的，但對厭氧生物處理法來說是可降解的，並能產生甲烷氣。高溫和高生物量能加快生物降解速度。甲烷發酵時間長容易導致固體物質的停留和積累。產甲烷菌對有機負荷、有毒物質及環境條件變化是非常敏感的。厭氧工藝可以在短時間內處理大量廢水，厭氧消化工藝的最大負荷由反應器的汙泥停留時間（SRT）決定。過去使用厭氧接觸工藝和過濾器來提高SRT，現在採用上流式厭氧汙泥床（UASB）工藝。UASB工藝廣泛應用於處理含可溶性碳水化合物、蛋白質廢水。這些廢水來自馬鈴薯食品廠、馬鈴薯澱粉廠、小麥澱粉廠、甜菜糖廠、製糖廠、啤酒廠、酵母廠、糖漿廠和發酵廠，化工廠廢水也可用UASB工藝處理。

三、厭氧-好氧生物處理

根據馬鈴薯加工廠廢水含高濃度的有機物、可生化性能良好的特點，將厭氧生物轉盤與好氧生物轉盤串聯起來，用於馬鈴薯廢水處理，取得了良好的處理效果，排水水質可以達到國家規定的汙水綜合排放標準。該工藝中厭氧、好氧各有汙泥分離與回流裝置，整個系統的剩餘汙泥全部回流到厭氧生物轉盤，一是為了提高生物量，因而也縮短總的水力停留時間；二是為了將多餘的活性汙泥消化在系統內部。該工藝流程也是兼具固著生長和懸浮生長的特點。還可通過轉盤投加絮凝劑進一步提高COD去除率和脫色率。該流程對COD、色度等的去除率均達到70%以上。進一步提高厭氧池中的懸浮汙泥濃度也可以提高脫色率和COD去除率。

四、其它處理方法

1．化學方法

為適應不同的要求可用化學方法處理廢水，這些化學方法有中和、沉澱、氧化還原、分解和離子交換。在處理過程中應嚴格控制pH。如果同時處理城市汙水和工業廢水，PH控制是一個關鍵因素。在處理洗馬鈴薯廢水時，膨潤土是有效的助凝劑。經化學處理的馬鈴薯廢水，COD明顯降低，然後進入城市汙水處理系統或其它汙水處理系統，進一步處理以至達到水質排放標準。

2．活性炭處理

活性炭是一種非極性吸附劑，具有較大的吸附表面及其具有多孔性，吸附汙染物的效率高。它可以吸附色素、BOD、COD、TSS、氣味、泡沫和食品加工廠廢水中的細菌菌團。活性炭處理費用高，且不能吸附弱極性化合物，由於對廢水排放的要求越來越高，而活性炭吸附是除生物處理有機汙染物以外的惟一處理方法，所以越來越受到人們的關注。活性炭處理馬鈴薯加工廠廢水已經作為活性汙泥處理後的第三級處理過程。三級處理是一種淨化要求較高的處理，主要是去除二級處理所未能除去的汙染物，其中包括微生物未能降解的有機物和磷、氮等，能夠導致水體富營養化的可溶性無機物等。三級處理後，BOD5可從20～30mg/L降至5mg/L以下，還能夠去除大部分的氮、磷。

3．過濾和膜分離

處理廢水所用的過濾和膜分離方法有電滲析、反滲透、超濾、沙濾和生物膜。在利用生物膜法時，廢水通過棲著大量細菌的生物膜時，有機廢物即被細菌分解。在利用生物膜法處理廢水時，有機負荷過高會影響出水水質，主要表現為BOD的去除率低。因此降低有機負荷可以使BOD的去除率達到5kg/(m3?d)，可以去除穀物和馬鈴薯片廢水70%～90%的BOD，利用超濾和反滲透法處理馬鈴薯加工廠廢水時能阻止泡沫的產生。

膜分離

4．農田灌溉

工業廢水被稀釋後，可用於土壤的灌溉。生物固體、濾餅、泥漿都可回填到土壤中。利用廢水進行灌溉可用灑水車或其它灌溉技術。在灌溉時應控制給水速度，使水在土壤中有足夠時間進行生物降解。在利用廢水進行灌溉時應嚴格控制土壤的土質、pH和鈉離子的濃度。