UASB+多点进水活性污泥法处理淀粉废水
刁智俊1，2，李燕1，张雁秋1
1.中国矿业大学环境与测绘学院，徐州（221008） 2.江苏省资源环境信息工程重点实验室，徐州（221008）
E-mail：[email protected]
摘 要：通过徐州某淀粉厂生产废水的处理工艺流程，介绍了UASB+多点进水活性污泥法处理淀粉废水。着重介绍了了多点进水活性污泥法的优势，通过工程实际运行结果表明，出水可达到国家一级排放标准。
关键词：玉米；UASB；多点进水活性污泥法
淀粉是一种重要的工业原料，广泛地应用于食品、化工、纺织、医药等多种行业。
淀粉在加工过程中会产生大量的高浓度酸性有机废水。这些废水中主要含有溶解性淀粉、少量蛋白质、有机酸、尘土、矿物质及少量的油脂，易腐败发酵。[1]玉米淀粉生产废水外排，不仅使淀粉生产成本高，耗水多，玉米损失大，而且由于废水中的蛋白质、脂肪等有机物的腐败和亚硫酸的残留，使水质发黑发臭，排入江河会消耗水中的溶解氧，促进藻类及水生植物繁殖，发生厌氧腐败，散发恶臭，鱼、虾、贝类等水生动物可能会因此而窒息死亡。
[2]
1. 废水水量
徐州某淀粉厂采用玉米为原料生产淀粉，其生产流程：
玉米→过筛→浸泡（回收玉米浆）→粉碎→胚芽分离→磨细→分筛（粉渣可作饲料）→沉淀分离（分离玉米蛋白）→淀粉洗涤→脱水→干燥→淀粉。
该厂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，在水中呈溶解状态，用一般的物化法难以有较好的去除率。
该厂淀粉废水水量为600t/d，时均水量为25t/h。废水水质见表1。
表1 淀粉废水进水水质指标
CODCr 5
出水水质要求达到国家《污水综合排放标准》（GB8978-1996）一级排放标准，具体水质指标如下：
表2 淀粉废水出水水质指标
Cr (mg/L) 6～9
≤100
BOD5 (mg/L)
≤30
SS (mg/L)
≤70
2. 废水处理工艺流程
淀粉废水COD高，单靠好氧生物处理技术处理效果不好，且费用过高，而厌氧处理技术去除效率高、设备负荷高，对于淀粉厂这种高COD的废水应当采用厌氧+好氧的工艺处理。
淀粉废水SS高，而且其中大部分为有机物，具有回收利用价值。高SS，对于UASB
的运行有着不利影响，会造成UASB中污泥流失，且出水水质差，也会造成UASB中活性污泥浓度降低，影响UASB的运行。必须在UASB之前去除废水中这部分颗粒物，因此在UASB前设沉淀池。
考虑到污水经过处理后的回用，故在二沉池后设一砂滤池。 综上所述废水处理工艺流程如下：
淀粉废水通过格栅去除大颗粒悬浮物后自流进入集水井，通过水泵进入初沉池进行沉淀，初沉池出水自流入调节池，对水质、水量进行调节，使水质、水量均匀；调节后的废水经污水提升泵打入UASB中进行厌氧生化处理，UASB的出水自流进入配水井，再从配水井自流进入曝气池；曝气池为分段进水式，也可以通过控制进水阀门改为推流式。通过微生物进一步降解污水中的有机物，出水自流进入二沉池进行泥水分离，出水经砂滤池过滤后即可达到国家《污水综合排放标准》（GB8978-1996）一级排放标准。废水处理过程中产生的污泥，通过污泥管送到污泥浓缩池进行浓缩处理，然后进入干化场处理，产生的干泥外运。污泥浓缩池和干化场的上清液均自流进入调节池。
图1 废水处理工艺流程图
3. 废水处理工艺特点说明
厌氧污水处理技术作为环境保护、能源回收与生态良性循环结合起来的综合系统的核心技术，具有较好的环境与经济效益[3]。而UASB更是厌氧污水处理技术中的佼佼者，具有与其他厌氧处理工艺难以比拟的优点：一是可实现污泥的颗粒化，二是生物固体的停留时间可长达100天，三是通过三相分离器实现了气液固的分离的一体化，四是通常情况下不会发生堵塞[4]。
该厂污水处理工艺采用的是UASB反应器。直径4.5m,高16.8m。温度：中温发酵。 在好氧阶段采用的是多点进水活性污泥法，在进水管的安装上，设置多个进水口，并用蝶阀控制。可以通过控制阀门的开关，实现工艺在推流式活性污泥法与多点进水活性污泥法之间的转换。当进水水质发生波动时，可以采用多点进水活性污泥法，减少冲击程度，提高耐冲击负荷能力。
多点进水活性污泥法将废水沿曝气池长分成四点，底物浓度沿池长较均匀地分布，改变了传统活性污泥系统有机物浓度沿池长分布不均的状况，使曝气池供氧速率和需氧速率之间的相互吻合状况得到改善。而且由于废水中的有机污染物是分成四个小股进入曝气池的，将负荷分散，提高了好氧系统的耐冲击负荷的能力。最重要的一点是由于池首只有部分的污水进入并与回流污泥混合，曝气池中的活性污泥浓度较高，而池末端的活性污泥浓度和传统活性污泥法中的相同。[5]
图2 多点进水活性污泥法示意图
注：X表示污泥浓度，Q表示水量。Qr为回流污泥量，Xr为回流污泥浓度。
污泥回流比：
普通活性污泥法曝气池污泥浓度X=进水量：Q=Q1+Q2+Q3+Q4
QriXrQriXrriXr
==
Qr+QQr+Qr+1
X1=X2=X3=X4=
QriXr
Qr+Q1
QriXr
Qr+Q1+Q2
QriXr
Qr+Q1+Q2+Q3
QriXrQiXQriXrriXr
=rr==
Qr+Q1+Q2+Q3+Q4Qr+QQr+Qr+1
1
(X1+X2+X3+X4)>X，即多点进水活性污泥法的平4
由此可知：X1>X2>X3>X4=X 曝气池平均污泥浓度：X=
均污泥浓度高于推流式活性污泥的污泥浓度。
所以在同样的进水量、同样的污泥回流比和同样的回流污泥浓度下，多点进水活性污泥法曝气池内的污泥浓度明显高于推流式活性污泥的污泥浓度，体积负荷较高，更适合于处理较高有机物浓度的废水。
而且当进水水质发生波动时，可以通过调节阀门调节Q1、Q2、Q3和Q4的大小，提高操作的灵活性，减少冲击程度，提高耐冲击负荷能力。
4. 处理效果分析
该工艺经调试正式运行后，出水水质可达到国家《污水综合排放标准》（GB8978-1996）一级排放标准，而且当进水水质在一定范围内波动的情况下，出水水质仍然能够稳定达标。
表3 出水水质、去除率表
项目 COD mg/L SS mg/L 氨氮 mg/L
进水
UASB
出水
去除率％ 多点进水活性污泥法 出水 去除率% 砂滤 出水 总去除率
％ 5. 结语
使用生物法处理淀粉废水技术成熟，已在很多生产厂家投产运行。高浓度淀粉废水首先进行厌氧处理，厌氧处理后出水的COD仍在数千毫克每升，必须在进行好氧处理之后才能达标排放。现在国内外研究较多的是厌氧—好氧组合工艺处理高浓度淀粉废水。
参考文献
[1]王秀通.内循环UASB反应器处理淀粉废水的研究［D］.青岛建筑工程学院:35 [2]王秀通.内循环UASB反应器处理淀粉废水的研究［D］.青岛建筑工程学院:36 [3]石慧岗.高效厌氧反应器处理玉米淀粉废水的试验研究［D］.北京交通大学：2～3
[4]沈耀良，王宝贞.废水生物处理新技术理论与应用［M］.中国环境科学出版社,2002.9:357 [5]王小文，张雁秋.水污染控制工程［M］.煤炭工业出版社. 2002.8:272
Treatment of the starch wastewater By UASB and the Step
feed of activated sludge process
Diao Zhijun1, 2, Li Yan1, Zhang Yanqiu1
1.School of Environment ＆ Spatial Informatics, China University of Mining and Technology,
XuZhou (221008)
2. Jiangsu Key Laboratory of Resources and Environmental Information Engineering,
XuZhou (221008)
Abstract
According to the treatment flow of the starch factory, that starch wastewater treated with UASB and the Step feed of activated sludge process is introduced. The advantage of the Step feed of activated sludge process is emphasized. And the practice of the project shows that the effluent quality can reach the requirements of the first grade of the national wastewater discharge standard. Keywords: corn, UASB, the Step feed of activated sludge process
作者简介：刁智俊，1983年12月出生，女，山西省临汾市人，中国矿业大学环境与测绘学院，在读硕士，E-mail：[email protected]。
UASB+多点进水活性污泥法处理淀粉废水
刁智俊1，2，李燕1，张雁秋1
1.中国矿业大学环境与测绘学院，徐州（221008） 2.江苏省资源环境信息工程重点实验室，徐州（221008）
E-mail：[email protected]
摘 要：通过徐州某淀粉厂生产废水的处理工艺流程，介绍了UASB+多点进水活性污泥法处理淀粉废水。着重介绍了了多点进水活性污泥法的优势，通过工程实际运行结果表明，出水可达到国家一级排放标准。
关键词：玉米；UASB；多点进水活性污泥法
淀粉是一种重要的工业原料，广泛地应用于食品、化工、纺织、医药等多种行业。
淀粉在加工过程中会产生大量的高浓度酸性有机废水。这些废水中主要含有溶解性淀粉、少量蛋白质、有机酸、尘土、矿物质及少量的油脂，易腐败发酵。[1]玉米淀粉生产废水外排，不仅使淀粉生产成本高，耗水多，玉米损失大，而且由于废水中的蛋白质、脂肪等有机物的腐败和亚硫酸的残留，使水质发黑发臭，排入江河会消耗水中的溶解氧，促进藻类及水生植物繁殖，发生厌氧腐败，散发恶臭，鱼、虾、贝类等水生动物可能会因此而窒息死亡。
[2]
1. 废水水量
徐州某淀粉厂采用玉米为原料生产淀粉，其生产流程：
玉米→过筛→浸泡（回收玉米浆）→粉碎→胚芽分离→磨细→分筛（粉渣可作饲料）→沉淀分离（分离玉米蛋白）→淀粉洗涤→脱水→干燥→淀粉。
该厂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，在水中呈溶解状态，用一般的物化法难以有较好的去除率。
该厂淀粉废水水量为600t/d，时均水量为25t/h。废水水质见表1。
表1 淀粉废水进水水质指标
CODCr 5
出水水质要求达到国家《污水综合排放标准》（GB8978-1996）一级排放标准，具体水质指标如下：
表2 淀粉废水出水水质指标
Cr (mg/L) 6～9
≤100
BOD5 (mg/L)
≤30
SS (mg/L)
≤70
2. 废水处理工艺流程
淀粉废水COD高，单靠好氧生物处理技术处理效果不好，且费用过高，而厌氧处理技术去除效率高、设备负荷高，对于淀粉厂这种高COD的废水应当采用厌氧+好氧的工艺处理。
淀粉废水SS高，而且其中大部分为有机物，具有回收利用价值。高SS，对于UASB
的运行有着不利影响，会造成UASB中污泥流失，且出水水质差，也会造成UASB中活性污泥浓度降低，影响UASB的运行。必须在UASB之前去除废水中这部分颗粒物，因此在UASB前设沉淀池。
考虑到污水经过处理后的回用，故在二沉池后设一砂滤池。 综上所述废水处理工艺流程如下：
淀粉废水通过格栅去除大颗粒悬浮物后自流进入集水井，通过水泵进入初沉池进行沉淀，初沉池出水自流入调节池，对水质、水量进行调节，使水质、水量均匀；调节后的废水经污水提升泵打入UASB中进行厌氧生化处理，UASB的出水自流进入配水井，再从配水井自流进入曝气池；曝气池为分段进水式，也可以通过控制进水阀门改为推流式。通过微生物进一步降解污水中的有机物，出水自流进入二沉池进行泥水分离，出水经砂滤池过滤后即可达到国家《污水综合排放标准》（GB8978-1996）一级排放标准。废水处理过程中产生的污泥，通过污泥管送到污泥浓缩池进行浓缩处理，然后进入干化场处理，产生的干泥外运。污泥浓缩池和干化场的上清液均自流进入调节池。
图1 废水处理工艺流程图
3. 废水处理工艺特点说明
厌氧污水处理技术作为环境保护、能源回收与生态良性循环结合起来的综合系统的核心技术，具有较好的环境与经济效益[3]。而UASB更是厌氧污水处理技术中的佼佼者，具有与其他厌氧处理工艺难以比拟的优点：一是可实现污泥的颗粒化，二是生物固体的停留时间可长达100天，三是通过三相分离器实现了气液固的分离的一体化，四是通常情况下不会发生堵塞[4]。
该厂污水处理工艺采用的是UASB反应器。直径4.5m,高16.8m。温度：中温发酵。 在好氧阶段采用的是多点进水活性污泥法，在进水管的安装上，设置多个进水口，并用蝶阀控制。可以通过控制阀门的开关，实现工艺在推流式活性污泥法与多点进水活性污泥法之间的转换。当进水水质发生波动时，可以采用多点进水活性污泥法，减少冲击程度，提高耐冲击负荷能力。
多点进水活性污泥法将废水沿曝气池长分成四点，底物浓度沿池长较均匀地分布，改变了传统活性污泥系统有机物浓度沿池长分布不均的状况，使曝气池供氧速率和需氧速率之间的相互吻合状况得到改善。而且由于废水中的有机污染物是分成四个小股进入曝气池的，将负荷分散，提高了好氧系统的耐冲击负荷的能力。最重要的一点是由于池首只有部分的污水进入并与回流污泥混合，曝气池中的活性污泥浓度较高，而池末端的活性污泥浓度和传统活性污泥法中的相同。[5]
图2 多点进水活性污泥法示意图
注：X表示污泥浓度，Q表示水量。Qr为回流污泥量，Xr为回流污泥浓度。
污泥回流比：
普通活性污泥法曝气池污泥浓度X=进水量：Q=Q1+Q2+Q3+Q4
QriXrQriXrriXr
==
Qr+QQr+Qr+1
X1=X2=X3=X4=
QriXr
Qr+Q1
QriXr
Qr+Q1+Q2
QriXr
Qr+Q1+Q2+Q3
QriXrQiXQriXrriXr
=rr==
Qr+Q1+Q2+Q3+Q4Qr+QQr+Qr+1
1
(X1+X2+X3+X4)>X，即多点进水活性污泥法的平4
由此可知：X1>X2>X3>X4=X 曝气池平均污泥浓度：X=
均污泥浓度高于推流式活性污泥的污泥浓度。
所以在同样的进水量、同样的污泥回流比和同样的回流污泥浓度下，多点进水活性污泥法曝气池内的污泥浓度明显高于推流式活性污泥的污泥浓度，体积负荷较高，更适合于处理较高有机物浓度的废水。
而且当进水水质发生波动时，可以通过调节阀门调节Q1、Q2、Q3和Q4的大小，提高操作的灵活性，减少冲击程度，提高耐冲击负荷能力。
4. 处理效果分析
该工艺经调试正式运行后，出水水质可达到国家《污水综合排放标准》（GB8978-1996）一级排放标准，而且当进水水质在一定范围内波动的情况下，出水水质仍然能够稳定达标。
表3 出水水质、去除率表
项目 COD mg/L SS mg/L 氨氮 mg/L
进水
UASB
出水
去除率％ 多点进水活性污泥法 出水 去除率% 砂滤 出水 总去除率
％ 5. 结语
使用生物法处理淀粉废水技术成熟，已在很多生产厂家投产运行。高浓度淀粉废水首先进行厌氧处理，厌氧处理后出水的COD仍在数千毫克每升，必须在进行好氧处理之后才能达标排放。现在国内外研究较多的是厌氧—好氧组合工艺处理高浓度淀粉废水。
参考文献
[1]王秀通.内循环UASB反应器处理淀粉废水的研究［D］.青岛建筑工程学院:35 [2]王秀通.内循环UASB反应器处理淀粉废水的研究［D］.青岛建筑工程学院:36 [3]石慧岗.高效厌氧反应器处理玉米淀粉废水的试验研究［D］.北京交通大学：2～3
[4]沈耀良，王宝贞.废水生物处理新技术理论与应用［M］.中国环境科学出版社,2002.9:357 [5]王小文，张雁秋.水污染控制工程［M］.煤炭工业出版社. 2002.8:272
Treatment of the starch wastewater By UASB and the Step
feed of activated sludge process
Diao Zhijun1, 2, Li Yan1, Zhang Yanqiu1
1.School of Environment ＆ Spatial Informatics, China University of Mining and Technology,
XuZhou (221008)
2. Jiangsu Key Laboratory of Resources and Environmental Information Engineering,
XuZhou (221008)
Abstract
According to the treatment flow of the starch factory, that starch wastewater treated with UASB and the Step feed of activated sludge process is introduced. The advantage of the Step feed of activated sludge process is emphasized. And the practice of the project shows that the effluent quality can reach the requirements of the first grade of the national wastewater discharge standard. Keywords: corn, UASB, the Step feed of activated sludge process
作者简介：刁智俊，1983年12月出生，女，山西省临汾市人，中国矿业大学环境与测绘学院，在读硕士，E-mail：[email protected]。