買文寧，周榮敏
（鄭州大學環(huán)境與水利學院，河南 鄭州 450002）

　　摘　要：淀粉廢水中主要含有蛋白質(zhì)、脂肪、纖維素等，采用氣浮分離技術能夠從1t淀粉廢水中提取5kg蛋白飼料，同時廢水中的防和 CODcr去除率分別達 80％和 30％以上，減輕了后續(xù)生物處理的有機負荷。
　　關鍵詞：淀粉廢水；廢水處理；氣?。坏鞍罪暳?br>　　中圖分類號：X792
　　文獻標識碼：A
　　文章編號：1009－2455（2002）03－0057－02

　　某味精廠以玉米為原料生產(chǎn)味精，味精產(chǎn)量為4×10⁴t/a，每生產(chǎn)1t味精消耗玉米約2.7t，玉米制淀粉過程中要排出大量的淀粉廢水（黃漿水），每消耗1t玉米排出淀粉廢水約5t，本廠淀粉廢水的排放量為1520t／d，這些廢水懸浮物和有機物濃度高，主要含有蛋白質(zhì)、脂肪、纖維素等，對此有機廢水進行預處理提取蛋白，能夠獲得營養(yǎng)豐富的蛋白飼料，而且減輕后續(xù)生物處理的負荷。采用沉淀法從淀粉廢水中提取蛋白，沉淀性能差，特別是夏天，由于有機物腐敗更不容易沉淀而且產(chǎn)品質(zhì)量差。采用氣浮法從淀粉廢水中提取蛋白能夠獲得較好的效果，氣浮法與沉淀法相比具有以下優(yōu)點：可以實現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)而且容易實現(xiàn)自動控制，得到的蛋白絮體含水量較小對后續(xù)的脫水與烘干有利，操作簡單，運行穩(wěn)定。

1 氣浮分離機理

　　蛋白質(zhì)為兩性電解質(zhì)，其等電點約為pH4.0－5.5，淀粉廢水的pH值正好為蛋白質(zhì)的等電點，因此淀粉廢水中的蛋白具有自動凝聚的趨勢，這種凝聚方式形成的絮粒很小，同時由于絮粒表面帶有相同電荷及水化層的影響，絮粒很不穩(wěn)定。加入無機高分子凝聚劑中和絮粒上的電荷，使絮粒易于靠近凝聚成較大的絮粒，加入有機高分子絮凝劑，可使絮粒之間通過吸附架橋作用形成較穩(wěn)定的大絮團；無機凝聚劑主要是依靠中和粒子的電荷凝聚成絮粒，有機絮凝劑則主要依靠吸附架橋作用使絮粒凝聚成絮團，先加無機凝聚劑中和電荷，然后再加有機絮凝劑生成絮團，兩者聯(lián)合使用絮凝效果好而且可大大降低絮凝劑的用量^[1-2]。在加入無機高分子凝聚劑及有機高分子絮凝劑的同時，溶入適量的空氣，使絮團附著大量的微氣泡，絮團的比重小于水，即可實現(xiàn)氣浮分離^[3-4]。

2 提取蛋白工藝

　　氣浮提取蛋白工藝見圖1。無機高分子凝聚劑采用聚合氯化鋁（PAC），配制成濃度為5％－10％的水溶液，加入量為廢水量的1％－2％；有機高分子絮凝劑采用聚丙烯酰胺（PAM），配制成0.05％－0．1％的水溶液，加人量為廢水量的2％－4％。
　　淀粉廢水從射流混合器中加入PAC進行混合凝聚，PAM從射流絮凝器中加人進行絮凝，反應混合液通過射流溶氣器產(chǎn)生微氣泡，流入氣浮池進行氣浮分離，氣浮分離的濕蛋白采用板框壓濾機進行脫水，脫水后的淀粉蛋白經(jīng)管束烘干機制成蛋白飼料，氣浮分離排出的清液進行后續(xù)生物處理。

3 主要構筑物及設備

　　 該處理系統(tǒng)的主要構筑物及設備見表1。

表１　　主要構筑物及設備 序號 名稱 設計參數(shù) 數(shù)量 備注 1 集水池 HRT=6.0h 1座 鋼筋混凝土 2 潛水泵 Q=64.0m³/h 2臺 1用1備 3 射流混合器 Q=64.0m³/h 1套 成套設備 4 射流絮凝器 Q=64.0m³/h 1套 成套設備 5 射流溶氣器 Q=64.0m³/h 1套 成套設備 6 平流氣浮池 HRT=1.0h 2套 成套設備

4 工程運行效果

　　工程穩(wěn)定運行期間進行了每天3次連續(xù)3d的監(jiān)測，監(jiān)測結果見表2。2001年4月～2001年9月本處理系統(tǒng)的運行效果見圖2和圖3。本廢水處理系統(tǒng)在運行過程中每噸廢水提取粗蛋白含量為35％左右的玉米蛋白飼料5.0kg，每天可以提取玉米蛋白飼料7.6t。

表2 淀粉廢水氣浮處理監(jiān)測結果 監(jiān)測時間 監(jiān)測階段 監(jiān)測數(shù)據(jù) pH SS/(mg.L^-1) CODcr/(mg.L^-1) 2000.11.10 提蛋白前 4.39-4.65 6843 14467 提蛋白后 4.48-4.80 1235 9737 去除率 　 82.0% 32.7% 2000.11.11 提蛋白前 4.20-4.51 6476 13933 提蛋白后 4.26-4.76 1216 9392 去除率 　 81.2% 32.6% 2000.11.12 提蛋白前 4.19-4.48 6862 14022 提蛋白后 4.50-4.87 1248 9421 去除率 　 81.8% 32.8%

5 經(jīng)濟效益分析

　　本廢水處理系統(tǒng)工程總投資為126.0萬元，處理水量為1520m³／d，工程運行成本和運行效益見表3，本廢水處理系統(tǒng)運行費用為147.9萬元／a，在處理過程中獲得蛋白飼料的產(chǎn)值為441.6萬元／a，去除運行成本每年可以獲得293.7萬元的經(jīng)濟效益，同時SS和CODcr的去除率分別達到80％和30％以上，減輕了后續(xù)生物處理的有機負荷。 表3 工程運行成本和運行效果 項目 數(shù)量 單價 金額/（萬元.a^-1) 工資費 7人 750元/月 6.3 電費 35kW 0.50元/（kW.h） 15.1 藥劑費 　 1500元/d 54.0 其它費 　 1700元/d 61.2 維修費 總投資×2% 　 2.5 折舊費 總投資×7% 　 8.8 運行成本合計 　 　 147.9 蛋白產(chǎn)值 2736t/a 1600元/t 441.6 經(jīng)濟效益 　 　 293.7

參考文獻：

　　[1] 嚴瑞楦，水處理劑手冊[M].北京：化學工業(yè)出版社，2000.
　　[2] 范謹初，混凝技術[M],北京：中國環(huán)境科學出版社，1992.
　　[3] 陳翼孫，胡斌.氣浮凈水技術[M].北京：中國環(huán)境科學出版社，1991.
　　[4] 張自杰，錢易，章非娟.環(huán)境工程手冊（水污染防治卷）[M].北京：高等教育出版社，1996

　　作者簡介：買文寧（1962-），男，河南原陽人，副教授，碩士研究生導師，1994年畢業(yè)于清華大學，獲工學博士學位，現(xiàn)工作于鄭州大學，從事環(huán)境科學與工程、給水排水工程的教育科研與技術開發(fā)工作，電話（0371）3887431，wen1991@sina.com。