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1.淀粉废水水质、水量
某淀粉厂废水主要来源于生产过程中的工艺废水（主要包括蛋白液、中间产品的洗涤水、各种设备的冲洗水等），废水中有机物含量较高，CODcr含量为12000mg/L, BOD5 / CODcr =0.53,可生化性较好。废水处理工程的设计规模1000m3/d，处理后水质要求达到《污水综合排放标准》（GB8978—1996）一级排放标准，进水水质和排放标准见表1。
表1 废水的污染状况及执行的排放标准
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序 号
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污 染 物
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进水设计值
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排放标准
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1
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CODcr（mg/L）
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12000
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100
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2
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BOD5（mg/L）
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6400
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30
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3
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SS（mg/L）
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800~1400
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60
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4
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pH
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4.0~5.5
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6~9
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2.淀粉废水处理工艺流程
2.1 淀粉废水处理工艺的确定
马铃薯淀粉生产废水本身含有机质多、浓度高且悬浮物含量大，废水BOD5/CODcr=0.53,可生化性较好，同时在本工程中出水水质要求较高。考虑到以上因素，工艺选用物理与生化处理相结合的方式。物理法通过药剂投加、絮凝气浮工艺主要去除悬浮物、胶体物质及部分有机物，同时回收植物蛋白饲料。针对废水本身有机物浓度高的特点，生化处理采用厌氧-好氧相结合的处理工艺。
2.2 淀粉废水处理工艺设计说明
原生产废水经机械格栅截留大块飘浮物后，进入调节池均匀调节水质与水量，调节池设机械搅拌装置，通过机械搅动使原水混合均质，阻止悬浮物沉淀，悬浮物随水流入气浮池。同时投加絮凝剂聚合氯化铝（PAC）和聚丙烯酰胺（PAM），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较好，而且可大大降低絮凝剂的用量[1-2]。此工艺可回收淀粉废水中的植物蛋白，同时废水中CODcr以及SS都有显著下降，减轻了后续处理工艺的负荷。
气浮池出水流入UASB厌氧反应器，由于淀粉废水呈酸性，会使后续厌氧处理过程受到抑制，产甲烷菌不能承受低pH值的环境，UASB反应器运行的zui佳pH值为6.8~7.2[3]。因此，本工程采用出水回流的方法用出水碱度调节pH值，虽然进水pH值有波动，但并不影响反应器的正常运行。在产酸菌和产甲烷菌的作用下，将大部分的有机物分解为无机小分子物质和甲烷，剩余污泥进入污泥浓缩池，甲烷通过三向分离器收集净化处理后可以作为能源供生产、生活使用，出水则流入预曝气沉淀池。预曝沉淀池是厌氧处理单元和好氧处理单元之间的重要构筑物，其功能主要是去除厌氧出水的悬浮物和H2S等有害气体，增加水中的溶解氧，为好氧处理创造有利的条件[4]。预曝沉淀池的出水自流进入SBR进行好氧生物处理，以进一步降解水中的有机物。
调节沉淀池、UASB、预曝沉淀池、SBR等处理单元产生的污泥排入污泥浓缩池进行浓缩，提高污泥的含固率，使污泥含水率低于95％。污泥经浓缩后进入污泥脱水间进行机械脱水，产生的泥饼外运，污泥浓缩池上清夜及机械压滤液回流至调节沉淀池再继续处理。
3.淀粉废水处理设备各主要构筑物介绍
3.1 调节池
此处调节池采用矩形对角线出水的均质调节池。该调节池的特点是出水槽沿对角线方向设置，废水由左右两侧进入池后，经过不同的时间才流到出水槽，使出水槽的混合废水是从不同时间内流进来的，也就是说其浓度是不相同的，这样就达到了自动调节均和的目的[5]。由于淀粉废水中含有大量的悬浮物质，考虑到要回收废水中的大量植物蛋白，调节池设机械搅拌装置，通过机械搅动阻止废水中悬浮物质的沉淀。调节池采用钢筋混凝土结构，容积250 m3，池体尺寸为14.0m×6.0m×3.5m，停留时间6h。
3.2 气浮池
由于废水的固体悬浮物含量很高,且含有大量的蛋白，所以设一气浮池,分离提取蛋白质,提高经济效益，同时减轻后续处理构筑物的压力。此工艺选用压力回流溶气方式。回流溶气方式是将气浮池的部分出水(总水量的20%)回流加压溶气后与进水混合进入气浮池。回流溶气气浮具有溶气罐容积小，气泡分散度高且比较均匀的优点，但气浮池容积较大。絮凝剂采用计量泵投加，PAC配制成浓度为5％－10％的水溶液，加入量为废水量的1％－2％； PAM配制成0.05％－0．1％的水溶液，加人量为废水量的2％－4％。气浮池平均水深2m,净容积24m3。选取TS-V型的溶气释放器和TR-4型的压力溶气罐,溶气罐容积0.625m3，直径0.4m，所需空气量0.025m3/min。
3.3 UASB反应器
UASB反应器采用半地下式钢筋混凝土结构，为了满足池内厌氧状态并防止臭气散逸，UASB池上部采用盖板密封，出水管和出气管分别设水封装置。由于SBR的水回流，此时进入UASB的水量为1500m3/d,反应区容积为1615m3，采用3座UASB并联运行，则单个UASB反应区的容积为538.3m3,处理水量为62.5m3/h。在常温(20℃～25℃)运行，容积负荷为6.0kgCOD/(m3.d)，沉淀区表面负荷0.649m3/(m2.h)，反应区水力停留停留时间8.6h。
3.4 预曝气沉淀池
预曝气沉淀池采用平流式沉淀池，钢筋混凝土结构，池子有效容积3.6m3，尺寸为：7.2m×0.5m×1.56m，每小时所需空气量6.25m3/h。
3.5 SBR反应器
考虑到进水的连续性，采用两个SBR反应器并联运行,一个反应池进水完成后，停止进水，在进行曝气、沉淀、出水等工艺时，另一反应池进水。池子为钢混结构，反应池容量1000m3,尺寸为：20m×10m×5m，BOD-污泥负荷0.3kg/(kg.d),曝气池内MLSS浓度2000mg/l,一周期运行时间8h，其中进水4h，曝气3h，沉淀0.5h，排水0.5h。曝气阶段每池供氧量9.685kgO2/h，排出比为1/4。
4.淀粉废水处理工程的启动运行
4.1 UASB的启动
接种污泥取自城市污水厂的絮状消化污泥，污泥体积25m3。经筛网过滤后污泥投加UASB反应器，注入淀粉废水浸泡。在启动开始阶段采用间歇进水，同时由于甲烷菌活性在酸性条件下会受到抑制，UASB反应器内的zui佳ph值为6.8～7.2，在启动开始时应投入石灰调节PH值在6.5～7.5范围内，后逐步用出水回流调节PH值，控制出水回流比为1：0.5。待出水CODcr去除率达到80％时，再增加进水量和进水频率，控制CODcr容积负荷由2.0kgCOD/(m3.d)逐渐提高到6kgCOD/(m3.d)，每阶段以CODcr去除率为指标，当出水CODcr去除率10天内稳定在80％左右时，方可进入下一阶段提高负荷。运行3个月后，反应器内污泥浓度逐渐增大，产气量稳定，CODcr去除率稳定在90％左右。
4.2 SBR的启动
SBR启动时接种污泥与UASB接种污泥取自同一城市污水厂，污泥浓度为3000mg/l，考虑到废水中含磷量较少，达不到活性污泥对微生物的需求，因此需连续投加磷肥。开始时闷曝至污泥呈现黄褐色后逐步加大水量，每曝气10小时后静置停留2小时，排出1/3的上清液再补充新鲜污水，经过3个多月的调试后进入稳定运行期。
5.工程运行情况
经过近半年的调试运行，出水水质较好，国家法定环境监测单位对工程出水进行监测，结果为：CODcr 80.7mg/L；BOD 18.9 mg/L；SS 50.7 mg/L；pH 7.43；色度 7倍。各处理单元出水检测结果（平均值）见表2。
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处理单元
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CODcr（mg/L）
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BOD5（mg/L）
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SS（mg/L）
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气浮池
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6460
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3242.7
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65.33
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UASB
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638
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312.06
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62.1
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预曝沉淀池
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613.7
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286.8
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58.96
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SBR
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80.7
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27.3
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50.7
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6.结果与讨论
（1）絮凝气浮法能有效的去除淀粉废水中的悬浮物、降低废水CODcr，同时能获得较高的蛋白饲料回收率。
（2）絮凝剂的投加比例以及投加量对CODcr的去除率有很大的影响，在工程运行实践中如果能够更精zhun确定絮凝剂的优投加比和投加量，不仅可以得到更好的出水水质，而且能够减少运行费用，提高经济效益。
（3）UASB运行过程中，可以通过出水回流调节pH值在产甲烷菌的适宜范围内，节省了投加石灰调节pH值的运行费用。
（4）厌氧菌对温度比较敏感，在温度较低时，活性降低甚至死亡，因此冬季运行时需对UASB反应器进行加温，可以利用反应器产生的沼气作为能源提供UASB所需的温度，使资源得到充分利用
（5）由于出水水质较好，可对出水进行深度处理，处理水可回用于厂区绿化、浇洒道路以及厕所杂用水。
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