摘要:淀粉废水中主要含有蛋白质、脂肪、纤维素等,采用气浮分离技术能够从1t淀粉废水中提取5kg蛋白饲料,同时废水中的防和 CODcr去除率分别达 80%和 30%以上,减轻了后续生物处理的有机负荷。
关键词:淀粉废水 废水处理 气浮 蛋白饲料
某味精厂以玉米为原料生产味精,味精产量为4×104t/a,每生产1t味精消耗玉米约2.7t,玉米制淀粉过程中要排出大量的淀粉废水(黄浆水),每消耗1t玉米排出淀粉废水约5t,本厂淀粉废水的排放量为1520t/d,这些废水和有机物浓度高,主要含有蛋白质、脂肪、纤维素等,对此进行提取蛋白,能够获得营养丰富的蛋白饲料,而且减轻后续生物处理的负荷。采用沉淀法从淀粉废水中提取蛋白,沉淀性能差,特别是夏天,由于有机物腐败更不容易沉淀而且产品质量差。采用法从淀粉废水中提取蛋白能够获得较好的效果,法与沉淀法相比具有以下优点:可以实现连续化生产而且容易实现自动控制,得到的蛋白絮体含水量较小对后续的脱水与烘干有利,操作简单,运行稳定。
1 分离机理
蛋白质为两性电解质,其等电点约为pH4.0-5.5,淀粉废水的pH值正好为蛋白质的等电点,因此淀粉废水中的蛋白具有自动凝聚的趋势,这种凝聚方式形成的絮粒很小,同时由于絮粒表面带有相同电荷及水化层的影响,絮粒很不稳定。加入无机高分子凝聚剂中和絮粒上的电荷,使絮粒易于靠近凝聚成较大的絮粒,加入有机高分子絮凝剂,可使絮粒之间通过吸附架桥作用形成较稳定的大絮团;无机凝聚剂主要是依靠中和粒子的电荷凝聚成絮粒,有机絮凝剂则主要依靠吸附架桥作用使絮粒凝聚成絮团,先加无机凝聚剂中和电荷,然后再加有机絮凝剂生成絮团,两者联合使用絮凝效果好而且可大大降低絮凝剂的用量[1-2]。在加入无机高分子凝聚剂及有机高分子絮凝剂的同时,溶入适量的空气,使絮团附着大量的微气泡,絮团的比重小于水,即可实现分离[3-4]。
2 提取蛋白工艺
提取蛋白工艺见图1。无机高分子凝聚剂采用聚合氯化铝(PAC),配制成浓度为5%-10%的水溶液,加入量为废水量的1%-2%;有机高分子絮凝剂采用聚丙烯酰胺(PAM),配制成0.05%-0.1%的水溶液,加人量为废水量的2%-4%
淀粉废水从射流混合器中加入PAC进行混合凝聚,PAM从射流絮凝器中加人进行絮凝,反应混合液通过射流溶气器产生微气泡,流入池进行分离,分离的湿蛋白采用板框压滤机进行脱水,脱水后的淀粉蛋白经管束烘干机制成蛋白饲料,分离排出的清液进行后续生物处理。
3 主要构筑物及设备
该处理系统的主要构筑物及设备见表1。
表1 主要构筑物及设备 | ||||
序号 |
名称 |
设计参数 |
数量 |
备注 |
1 |
集水池 |
HRT=6.0h |
1座 |
钢筋混凝土 |
2 |
潜水泵 |
Q=64.0m3/h |
2台 |
1用1备 |
3 |
射流混合器 |
Q=64.0m3/h |
1套 |
成套设备 |
4 |
射流絮凝器 |
Q=64.0m3/h |
1套 |
成套设备 |
5 |
射流溶气器 |
Q=64.0m3/h |
1套 |
成套设备 |
6 |
平流池 |
HRT=1.0h |
2套 |
成套设备 |