淀粉废水处理（共11篇）
淀粉废水处理 篇1
1 工程概况
某公司是从事玉米淀粉生产及其深加工的一家企业, 公司目前已拥有年产3万吨玉米淀粉、2.3万吨麦芽糖浆的生产能力。厂区现有污水处理站一座, 设计规模为日处理废水800m3, 处理主体工艺采用“厌氧+好氧”的处理工艺, 由于设计考虑进水水质较低, 造成现有污水处理站出水不能稳定达标排放。为了满足环境管理要求, 使生产与环境效益协调发展, 该公司拟对污水处理站进行改造, 加大治理力度, 使废水能够稳定达标排放。
2 废水水质及处理规模
该公司废水来源主要为玉米淀粉生产过程中浸泡废水、胚芽分离洗涤水、纤维洗涤水、污冷凝水;麦芽糖生产过程中糖化和精制工段产生废水。进入污水处理站的废水量为800m3/d, 最大日平均时设计处理能力为33.3m3。
该污水处理工程进水水质如下:COD12000mg/L, B OD56000mg/L, SS1200 mg/L, N H3-N 30mg/L。公司外排废水应满足《污水综合排放标准》 (GB8978-1996) 的要求, 同时按照市环保局对于该公司外排废水的水质要求, 确定污水处理后排放水质为:COD90mg/L, BOD530mg/L, SS100mg/L, NH3-N25mg/L。
3 现有废水处理工程存在问题
3.1 现有废水处理工艺简介
现有工程厂区内建有一座污水处理站, 采用厌氧+好氧的废水处理工艺, 主体工程主要包括一厌氧U A SB池, 一座BIOLAK好氧池。
3.2 现有废水处理工程存在问题
现有的污水调节池池形短且池子较深, 容易短流, 混合效果较差, 需要增加搅拌。厌氧进水前缺少预处理, 厌氧进水负荷较高, 远远超过设计进水水质, 不能满足目前高浓度废水厌氧处理的要求, 需要增加厌氧处理能力。厌氧泥水分离效果差, 缺少中间沉淀池, 厌氧污泥容易流失。厌氧出水浓度远超过设计出水要求。好氧工段采用百乐克工艺, 由于进水负荷较大, 好氧池的鼓风曝气量不足。并且进水方式不合理, 存在短流现象和死角, 脱氮效果不佳。
3.3 污水处理改造工程工艺设计方案的选择
(1) 污水处理工艺选择。针对现有污水处理站存在的问题, 经过综合考虑, 本次污水处理站改造主要从以下几个方面进行。调节池内增设推流器, 起到均质均量的目的;增加气浮预处理设施, 降低厌氧进水负荷。增加厌氧处理设施, 保证厌氧处理的效果。厌氧出水增设中间沉淀池。改造好氧池进水方式, 核算曝气量及增加曝气设备, 考虑脱氮功能。增加污泥处理单元。
(2) 污泥处理工艺选择。气浮浮渣和好氧百乐克工艺的剩余污泥自流进入污泥贮池, 从污泥贮池中用泵打入板框压滤机进行压滤脱水。脱水后泥饼外运。
3.4 污水处理工艺设计
(1) 调节均质池。
利用原有调节池, 池中增设潜水推流器2套。型号GQT022×325, 功率2.2kW。
(2) 组合气浮。
1座, 新购成套设备, 处理能力33m3/h, 型号F-30, 总功率15kW, 尺寸5.7×2.5×2m。
(3) 加热池。
1座, 停留时间1.5h, 有效容积56m3, 单池尺寸4×4×4m, 超高0.5m, 池内设潜污泵2台 (1用1备) , 新增, 型号100QW80-10-4, 流量70m3/h, 扬程15m, 功率4kW。调节池所选用的潜水排污泵具有高效、防缠绕、无堵塞、自动藕合、高可靠性和自动控制等优点, 该泵可通过固定导杆很方便地提升至地面, 维修保养非常方便。并可简化泵房下部结构和土建工程量, 节省工程造价, 改善工作环境。
(4) UASB反应器。
原有厌氧反应池1座两格, 尺寸7.5×9×6m。本次工程新增厌氧反应池两座, 容积负荷3.5kgCOD/m3·d, 单反应器有效容积386m3, 单池尺寸Φ8×8m, 超高0.3m, 上升流速0.3m/h, 布水方式采用穿孔管布水器。布水孔孔口流速2.5m/s, 布水孔孔径15mm, 每孔服务面积2m2。
(5) 中间沉淀池。
1座, 采用竖流式。表面负荷1.5m3/m2·d, 沉淀池有效高度4.0m, 单池尺寸Φ5.5×6.5m, 超高0.5m, 设自吸泵2台 (1用1备) , 型号ZW80-40-10, 流量40m3/h, 扬程10m, 功率2.2k W。
(6) 好氧池。
厂方现有好氧池一座。尺寸24.2×23.4×4m, 有效容积1400m3, 经核算, 现有好氧池池容足以满足好氧需求。经核算现有的单台鼓风机无法满足好氧所需供气量, 本次改造方案考虑增设鼓风机一台作为备用, 原有两台鼓风机同时使用。
新增风机型号HSB150, 流量11.7Nm3/min, 风压46.84kPa, 功率15k W。
(7) 污泥池。
气浮浮渣和好氧百乐克工艺的剩余污泥自流进入污泥池, 经泵提升至板框压滤机。
污泥池利用原有构筑物。
3.5 污水污泥处理工艺流程
综合污水自流进入调节均质池, 调节均质池出水经泵提升至组合气浮, 用以去除污水中的胶体物质和悬浮物, 气浮出水进入加热池, 污水在加热池中通过蒸气加热后用泵提升至厌氧反应池, 厌氧反应池出水进入中间沉淀池, 中间沉淀池出水进入好氧百乐克, 最终出水达标排放。污水处理工艺流程见图1。气浮浮渣和好氧百乐克工艺的剩余污泥自流进入污泥池, 经泵提升入板框压滤机进行机械脱水。
4 污水处理运行效果分析
4.1 出水水质
污水处理工艺经调试后, 出水水质达到了设计的排放标准C O D 7 5 m g/L, B O D528mg/L, SS9 0mg/L, N H3-N 2 2mg/L。
4.2 环境效益
废水处理工艺的改造, 减少污染物排放量, 最终达到减少对受纳水体的污染, 因而该工程对改善地面水环境质量, 做到经济增长与环境保护协调发展, 增强企业竞争力有重大意义。
4.3 经济效益
工程总投资为173.22万元, 直接投资为137.12万元。
废水处理费用主要包括电费、人工费、药剂费等, 折合吨水成本为1.19元/吨水。
5 结语
在原有废水处理构筑物的基础上对原有废水处理工艺进行了改造, 出水水质达到了设计的排放标准。减少对受纳水体的污染。
淀粉废水处理 篇2
水解+加压MBR处理淀粉废水研究
对水解+加压MBR处理中等难降解淀粉废水进行了探索性研究.试验结果表明:增加水解酸化预处理后加压MBR处理效果有明显增加,不同操作压力下,膜过滤出水COD仅为无水解酸化预处理时的1/2.在操作压力为0.45MPa,进水COD 10 430 mg/L,容积负荷5.22 kg COD/m3・d时,膜滤出水COD仅为20.2 mg/L,COD去除率高达99.81%.
作 者：张西旺 金奇庭 任锦霞 作者单位：西安建筑科技大学环境与市政工程学院,西安,710055刊 名：环境污染治理技术与设备 ISTIC PKU英文刊名：TECHNIQUES AND EQUIPMENT FOR ENVIRONMENTAL POLLUTION CONTROL年，卷(期)：5(12)分类号：关键词：加压MBR 水解酸化
淀粉那些事儿 篇3
网名：永世湘子
姓名：朱璟
性别：男
出生：1991年11月13日
爱好：电脑、唱歌、书法、游泳、旅游
喜欢的明星：
比尔·盖茨、刘和刚、刘德华
喜欢的名言：
自信人生二百年，会当击水三千里。
为我的理想而奋斗是快乐的！
走自己的路，让别人说去吧！
现状：就读于重庆邮电大学移通学院信息管理与信息系统专业
IT生涯：
青岛出版集团 《少年电脑世界》约稿作者
《校产网上报修系统》荣获第十届全国中小学电脑制作活动高中组程序设计三等奖
负责重庆邮电大学移通学院下属移通电影院网站建设
出生那年家里有了电脑（我家第一台电脑还在家里存放着哦，很古董），老爸买电脑起初是自己玩，后来用它开了间打字社（现在我家的店面规模已经大很多了）。从一出生就开始接触电脑，这让我想无视她都不行，所以，顺理成章的，我爱上了她！
小学六年级那年，我家安装了拨号网络。初涉网络领域的我，更加对她产生了强烈的好奇心。那一年，我开通了我的第一个个人主页。想想那会儿觉得好好玩：自己和在网上认识的几个同龄人，合伙申请免费的空间和域名，建立自己的网站，共同组成一个团队管理网站。这不仅让我学到了那个时候还算偏门的建站知识，更让我领悟了一些基本的团队管理知识—如何与团队成员友好相处，通力协作，去达成共同的目标。
初一的时候，我在邮局的报刊征订处偶然看到了《少年电脑世界》（记得是一整张广告，所以很显眼），出于想学习更多电脑知识的需要，我订阅了这个期刊。渐渐地我喜欢上了她，并试着投了我的第一篇稿子，没想到就被采纳了。后来，把自己平常用电脑的一些心得体会投给“少电”就成了我的习惯。《智能ABC快捷输入》、《在Word中快速绘制水平线》、《永久删除QQ中的“黑朋友”》、《我的文档 我来救》、《博客养宠物 流行新时尚》等稿件不知道大家还有没有印象。
上了初三，因为学习紧张，我就没有继续订阅“少电”。当然，我并没有因此而跟“少电”断了关系。
对于任何一个因为“少电”受益匪浅的人—淀粉来说，“少电”并不仅仅是一本期刊这么简单。虽然我订阅“少电”的时间并不长，但是我从中学到了很多东西。“少电”不仅仅有电脑技术方面的知识，平时还介绍一些走在时代前沿的科技新品，专门设置了一个栏目让读者互相结识。一些读者自己写的QQ飘语放在刊物上，让我看后很受启发，从中我了解到全国还有很多跟我一样的少年电脑爱好者，他们有的技术已经相当高深，这激发了我进一步钻研电脑知识的愿望。但是我觉得“少电”也有美中不足之处，一个是游戏的比例太大，再一个就是插图太多，占用了很多篇幅。
虽然没有继续订“少电”，可我仍然爱着她、关注着她，并且一直跟几位小编保持着联系，当然，有空仍会写几篇稿子传过去。到了高三，我就光荣地成为“少电”的约稿作者，那个兴奋劲就别提了！
现在的我已经步入了大学，凭借自己在电脑方面的特长，我成功进入了校级团委组织。大学的生活虽然忙碌，但是异常丰富和精彩，我在这里找到了施展才能的空间。
最后，我想对所有的“少电”淀粉说，在你们研究电脑的同时，不要忘了学习是你们的第一任务。等你们步入大学的殿堂，你们就会发现，这个人生的新起点是多么地美妙、多么地绚烂和精彩！
哇哦，1991年的电脑，丢丢认为这在所有淀粉接触过的电脑里应该是最古董的了吧。那个时候家用电脑的操作系统大部分是MSDOS，打字软件当然是经典的金山WPS了。丢丢还记得加密文档的万能解锁密码是开发者求伯君的姓名全拼。
早期的免费空间容量貌似只有5M，所以空间的内容还是以文字居多，顶多几张小Gif图片。没办法，就是有东西传也没网速支持—拨号上网的最高理论下载速度是7K每秒，而且上网相当贵。
那个时候“少电”还有很多同类杂志，比如《少年电世界》、《电脑校园》、《中学生电脑》等等。后来，这些期刊大部分都转型了。是学生电脑类期刊不好做还是因为我们太强它们没能力跟“少电”竞争？不得而知。
“少电”从一开始，就不仅仅把自己定位在单纯讲解电脑知识上的。保持淀粉在所有中小学生中的先进性，“打造e时代电脑少年，成就IT时代精英”，这是“少电”一直贯彻的办刊理念。
游戏的比例和加不加插图，这是“少电”自创刊以来就争论不断的话题。淀粉们仁者见仁，智者见智，小编们就在努力地寻找着其中微妙的平衡点。
淀粉废水处理 篇4
1 淀粉废水处理技术的现状
去除废水中的污染物, 使被处理废水的各项指标符合排放标准是淀粉废水处理的主要目的。当前常用的处理方法主要有物理法、物理化学法、化学氧化法以及生物处理法。
1.1 物理法
(1) 吸附法。淀粉废水中含有淀粉颗粒和大量微纤维素, 其中纤维素是有许多直链纤维分子所组成的, 而且还有很多羟基, 他们能够形成许多氢键, 纤维素分子依靠他们胶结成束, 这些胶束定向排列为网状结构, 非常容易被吸附材料吸附, 所以这种方法也十分简便。在实验中, 我们可以用粉煤灰活化漂珠和活化煤矸石等作为吸附材料, 对淀粉废水进行有效处理, 而且通过验证, 能够达到十分可观的效果。
(2) 气浮分离法。这种方法是利用高压状态溶入大量气体水—容器水作为工作液体, 通过骤然减压而释放出大量的微细气泡, 这样废水中的絮凝物就会粘附其上, 随着气泡的不断上升, 絮凝物就会漂浮至液面, 这样就能达到液固分离的目的。
(3) 磁电效应法。以玉米淀粉废水处理为例子, 用磁电效应配合絮凝剂工艺技术对玉米废水中的蛋白质和淀粉进行絮凝, 玉米淀粉废水的一次絮凝吸出率将会达到56%以上。这种方法还能有效降低淀粉废水中的COD、BODS等, 使废水达到排放的正常标准。
1.2 物理化学法
淀粉废水中含有蛋白质、糖类及其悬浮物, 废水呈现比较稳定的高分散系胶体溶液, 治理淀粉废水的目标要首先集中到对胶体状态的破坏上来。化学絮凝法正是通过药剂物理化学作用, 对胶体进行破坏, 使淀粉废水中的有机物脱离后再凝聚, 最终从水分中分离出去。
絮凝沉淀法能够有效降低废水色度和浊度, 对多种高分子有机物都有很好的去除作用, 所以被广泛采用。目前, 絮凝剂已经发展到无机高分子、有机高分子絮凝剂, 而且关于微生物絮凝剂的研发也在进行中。
(1) 无机絮凝剂处理法。1960年, 无机絮凝剂研制成功并迅速在全世界范围内推广开来。传统的无机低分子絮凝剂腐蚀性强、稳定性差、运输和储存都十分不方便, 因此逐渐被高分子絮凝剂所替代。无机高分子絮凝剂主要是聚铝和聚铁类, 包含沉降速度快、除浊色效果佳, 所以用无机絮凝剂处理淀粉废水效果很好。
(2) 有机絮凝剂处理法。通常情况下, 有机絮凝剂可以分为有机高分子絮凝剂和天然高分子絮凝剂。有机絮凝剂是利用吸附架桥作用, 形成的絮体大且密实, 沉降性非常好。目前采用的有机高分子絮凝剂主要是聚丙烯酰胺 (PAM) 及其衍生物。例如, 以工业废渣为混凝剂, 以PAM为絮凝剂, 对玉米淀粉废水进行处理, 经过处理后能够达到排放标准, 而且絮凝物经过压滤脱水后可以掺进煤中做燃料, 不仅达到了以废治废的目的, 而且对环境没有二次污染, 既节约成本又实用环保。
天然高分子絮凝剂包括纤维素、多糖和蛋白质等衍生物。与人工合成有机高分子絮凝剂相比, 改性后的天然高分子絮凝剂具有安全无毒、易生物降解等优点, 受到了更多人的青睐。
(3) 微生物絮凝剂。微生物絮凝剂是一种高效安全的新型絮凝剂, 是当前阶段絮凝剂研究的重要方向之一。此种方法在上世纪80年代, 由日本苍根隆首先试验提出, 但是目前来看淀粉废水处理微生物絮凝剂尚且不是特别多。这种絮凝剂是通过微生物发酵、奋力、提取而得出的一种新型的絮凝剂。微生物絮凝剂分子量较大, 一个分子可以同时与几个悬浮颗粒进行结合, 在适宜的环境下迅速形成网状结构而沉积, 絮凝能力比较强, 取得的效果也非常好。
1.3 生物处理方法
生物处理法利用微生物的新陈代谢, 通过对污染物的降解, 将其转化为游泳物质, 从而将废水进行净化。相比于物力和化学处理法, 生物处理法对有机物的讲解则比较彻底, 也越来越引起了人们的重视。目前比较常用的有好氧生物处理法和厌氧生物处理法。
2 淀粉废水处理技术存在的问题
当前, 虽然淀粉废水处理技术已经发展很完善了, 但是由于淀粉废水排放量大、污染严重且处理难度大, 以上列举的淀粉废水处理方法在实际应用中还存在一些需要解决的问题。
2.1 絮凝剂沉淀法处理效率低
絮凝沉淀法在应用过程中存在效率低下的问题, 尤其是对废水中小分子有机物的去除方面, 效率更低。这种方法一般不适合单独使用, 往往需要和其它的方法相结合才能达到良好的效果。
2.2 气浮法操作管理复杂
气浮法的处理效率受到进料位置、进气量、气浮剂用量和液面高度的影响, 所以操作管理比较复杂, 而且这种方法对处理设备的性能要求很高, 在使用过程中就无形中加大了成本费用。
2.3 生物处理法成本高
生物处理法虽然处理效果较好, 但是该方法占地面积较大, 而且能量消耗大, 投资费用和运营成本都很高, 而且这种方法受自然环境因素影响较大, 尤其是废水水温、有毒物质更是对生物处理法产生了很大影响。
3 淀粉废水处理方法的发展展望
针对淀粉废水的特点, 通过对当前现有处理方法的研究, 在未来的发展中, 应重点从以下几个方面开展, 推动淀粉废水处理方法的不断改进。
3.1 加大对絮凝剂的研究
淀粉废水处理中混凝剂的使用量比较大, 所以必须加大对絮凝剂的研究, 尤其是在无毒无害的微生物絮凝剂的研究。通过对絮凝剂种类、用量和沉淀时间的研究来提高淀粉废水的处理效果。
3.2 研究淀粉废水处理新方法
一方面, 需要进行生物新方法的探讨, 根据淀粉废水的特点研究出运行稳定、成本较低、处理效果明显的新方法;另一方面, 加强综合处理方法的研究, 将物理法、化学法和生物法有效结合, 使淀粉废水处理达到标准要求, 并对有用物质进行合理回收。
3.3 发展循环经济, 回收有用物质
在淀粉废水处理方法的运用中, 需要特别注意有用物质的回收利用。在物理方法中, 我们可以通过对废水中的悬浮物进行生产并合理有效利用来发展生态农业。在对废弃物质回收利用的同时也大大降低了废水处理的难度。
4 结语
当前, 淀粉废水污染十分严重, 所以淀粉废水处理是一项长期复杂的系统工作, 必须加强对综合处理方法的研究和应用。通过物力、化学和生物等方法的完美结合, 促进淀粉废水达到排放标准。同时, 通过有用物质的回收利用不仅能够减少处理后的废弃物对环境的二次污染, 更能变废为宝, 节约成本, 促进企业经济效益的提高。
摘要：作为一种重要的工业原料, 淀粉被广泛应用到食品、纺织、造纸等多个领域。但是, 目前国内淀粉加工企业分布较广, 而且废水COD具有很高的浓度, 淀粉废水处理工艺越来越受到人们的广泛重视。本文分析了淀粉废水处理技术的现状, 通过对现有处理工艺的介绍, 指出了当前阶段淀粉废水处理技术存在的问题, 并对淀粉生产废水处理工艺未来的发展方向进行了展望。
关键词：淀粉废水,处理技术,现状分析,发展展望
参考文献
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超级淀粉名单大放送 篇5
夜深人静的时候，西西经常爬上山顶，面对着月亮，发出这样的呐喊……
又做梦了，这次更夸张，竟然拆着拆着信就睡过去了……可这有什么办法呢？我已经连续拆了三天了……
努力！奋斗！终于拆完了，大家请欣赏。原谅西西太累了，先去睡会儿，就不详细点评了……对了，有几封信因为太长，所以西西只上了一部分……Zzzzz……
小快嘴：西西，醒醒，你趴着流口水睡觉的照片俺已经拍了，赶紧起来干活吧～小催要“E仔”的稿子！
“喃？什么情况？什么情况？照片—小快嘴，你要是敢发—”
唉，一不小心着了小快嘴的道儿，还是继续弄稿子吧。
淀粉蓝龙的来信，提了很多不错的建议。
淀粉马景新创作的《小丢上前线》。
淀粉王云鹏，字体工整，版面清晰，又把“E仔”好夸了一番。
淀粉刘琦，超爱看《动漫看吧》。
希拉淀粉的《我爱少电》画，很吓人的说……
小猪淀粉好啊，咱不回信，发这儿算不算？
超级淀粉的反馈表陆陆续续回来了（小快嘴：西西好辛苦啊，怪不得拆信拆到睡着……西西：还好，当然还有部分原因，就是《宫》比较符合西西的胃口哈），西西打算逐步公布。本期咱就先公布第一批超级淀粉名单：
1101001张咏松育民小学
1101002朱宏业太白街小学
1101003刘东鑫宝鸡市铁一小
1101004刘泽铭哈尔滨市继红小学
1101005韩依霖哈七十中
1101006李润禾烟台一中
1101007许铮豪张家港市实验小学
1101008谭圣哲邮政路小学
1101009唐博龙密云县第三小学
1101010侯鹏宇玉河街小学
超级淀粉特权说明：
1．将会被收入超级淀粉档案；
2．获得《少年电脑世界》杂志社颁发的《超级淀粉资格证书》；
3．有机会升级成为铜牌、银牌、金牌等更大特权淀粉；
4．在论坛里，超级淀粉的ID一经确认，即会升级成为“超级淀粉”等级，获得相应的积分奖励和特权。
怎么成为超级淀粉？这个简单，把今年1～2期合刊里的《超级淀粉护照》填写完全，然后寄给我们就可以了！当然，慢慢我们还会推出其他活动，错过这次的淀粉不要着急，成为超级淀粉，以后还有很多机会！
淀粉废水处理 篇6
其中浮选浓缩工段排水量最大, 大约300 m3/天, CODCr在4000～5000mg/L。蛋白压滤水大约50 m3/天, 其中含有大量的有机蛋白质, 锅炉房冷凝水100 m3/天, 玉米浸泡水做菲汀, 其产生的废水量约50 m3, 废水CODCr浓度在50000～60000mg/L, 且含有SO32-, SO32-浓度在2000 mg/L左右。
针对玉米淀粉废水的以上特征, 该厂废水处理采用了以UASB-接触氧化为主体的废水处理工艺, 工艺流程图如下:
在调试运行期间, 我们研究了温度、pH、SO32-对UASB反应池处理效果的影响及各自需要的控制范围, 并分析了蛋白质、CODCr在各处理单元的降解规律。现将运行调试结果报告如下:
1 工艺流程简述
该废水处理工艺流程见图1, 综合废水经粗细格栅去除大块悬浮物及漂浮物后流入初沉池, 在初沉池旁边设有石灰消解池, 消解后石灰乳与原废水在进水口混合, 实现p H的调节并与悬浮物部分絮凝。这些絮凝后的絮体及没有絮凝的大颗粒悬浮物在初沉池得以沉淀去除。然后废水自流进入调节池, 在调节池实现水质水量的调节后进入气浮池, 气浮主要去除废水中的小颗粒悬浮物及悬浮胶体类物质。然后废水经潜污泵提升进入UASB反应池, 通过UASB反应池中的产酸细菌及产甲烷菌等兼性菌和厌氧菌降解废水中大部分有机物和部分蛋白质。厌氧出水经预曝气沉淀后自流进入两级接触氧化池, 进一步降解废水中的有机物和含氮化合物。经处理过的水在二沉池实现泥水分离, 沉淀出水最后进入人工湿地。人工湿地利用基质—微生物—植物这个复合生态系统的物理、化学和生物的三重协调作用, 通过过滤、吸附、离子交换、植物吸收和微生物分解等来实现对废水的高效净化, 最终废水达标排放。
2 主要构筑物简介
格栅为人工焊制, 工人定期清理栅渣。初次沉淀池:砖混结构, 设计流量21m3/h, 平流式多斗, 水力停留时间8h, 定期排泥。调节池:砖混结构, 水力停留时间12h。气浮装置为成套钢制设备, 水力停留时间40min。UASB反应池:钢混结构, 设计为常温厌氧, 温度在25～30℃, 池容1000m3, 废水停留时间40h, 产生的沼气经管道分别送往锅炉房和厨房。预曝气沉淀池:钢混结构, 水力停留时间45min。接触氧化池:钢混结构, 总容积360m3, 单池容积60m3, 水力停留时间16h。曝气器为散流式曝气器, 填料选用弹性填料。风机选用罗茨鼓风机, 型号SSR-150, Q=11.7m3/min。二沉池采用平流式:钢混结构, 水力停留时间4.5h。人工湿地:砖混结构, 垂直潜流式, 水力停留时间24h, 上面种植芦苇。
3 运行结果与分析
3.1 pH、温度、SO32-对UASB反应池的影响
3.1.1 pH对UASB反应池的影响
该废水原水pH在5.0左右, 废水采用生石灰调节pH, 生石灰经消解后, 石灰乳与原废水在初沉池进水口混合, 通过调节石灰的投加量控制废水的pH高低。调试初期, UASB反应池采用购买的同类淀粉废水颗粒污泥进行培养, 原水pH经调节后在7.0左右, UASB出水pH一直稳定在7.0～7.5之间, 随着污泥量的增加, 进水量也逐渐提高, UASB反应池处理效率也逐步提高。当达到设计负荷后, 稳定运行一段时间, 为了降低石灰用量, 节省人力和财力, 决定调节原水pH至6.5, 同时采用厌氧出水回流, 以出水碱度进一步中和UASB进水酸度。一般情况下, 厌氧反应器出水碱度会高于进水碱度, 可采用出水回流的方式控制来控制反应器的pH, 同时还能起到稀释进水的作用[1], 回流比采用100%。运行一段时间发现, 改变进水pH后, 对UASB反应池的COD处理效率影响不大, 出水pH稳定在7.0～7.5之间。UASB出水挥发性脂肪酸 (VFA) , 稳定在2.0mmol/L左右 (VFA<3.0mmol/L正常) , 运行稳定。当原水pH再降低至6.0时, 发现UASB出水COD略有升高, 处理效率稍微下降, UASB反应池出水pH在7.0左右。在其后的运行过程中, 原水pH的调节一直稳定在6.5左右。这样不仅能节省石灰用量, 减少运行成本, 同时还减少了碳酸钙进入UASB反应池池对颗粒污泥带来的负面影响。
3.1.2 温度对UASB反应池的影响
UASB反应池设计采用常温厌氧, 反应池温度在20～30℃。由于经淀粉车间和锅炉房出来的废水本身有一定的温度, 因此该工艺没有设计加热装置。调试初期, 外界温度12～20℃, 原水温度23～25℃, UASB进水20℃, 出水15℃, UASB处理效果极差, 沼气产量值极低。随着外界环境温度的升高, 以及UASB池本身污泥量的增长, 反应池温度逐渐升高, UASB处理效率同时上升, 当UASB反应池温度升高至19℃时, UASB池处理效率达到40%左右。随着温度继续升高以及厌氧污泥量继续增加, 当UASB反应池温度稳定在25℃时, UASB处理效率达到65%, 沼气产量比原来明显增大。随着调试继续进行, UASB池本身温度进一步升高, 当温度继续升高至29℃左右时, 稳定下来, 此时厌氧处理效率达到80%以上。温度与COD的关系见图2。
因此, 足够高的温度是UASB反应池达到一定COD处理效率的必不可少的因素之一, 在10-30℃之间时, COD处理效率基本随温度的升高而增大。
3.1.3 SO32-对厌氧池处理效率的影响
由于在玉米淀粉生产过程中, 加入亚硫酸对玉米进行浸泡, 从而导致废水中SO32-浓度很高。浸泡液做菲汀后, 生成的菲汀废水中SO32-浓度大概有2000～3000 mg/L, 该股废水跟其它废水混合后的综合废水SO32-大概200 mg/L左右。当含有SO32-的废水进入UASB反应池后, 由于硫酸盐还原菌的生长, 必然导致硫酸盐还原反应的发生, 从而产生H2S气体。在UASB运行过程中, 浓度过高的H2S可以抑制产甲烷菌的活性, 引起UASB反应器负荷降低, 处理效率下降, 甚至导致整个UASB反应器无法正常运行。另外, H2S溶于水中可以增加COD值, 对UASB出水的后续处理带来不利影响, 如果大量的H2S混于沼气中, 还可以增加沼气的净化处理费用。据资料[2]显示, 厌氧生物处理只能在很窄的H2S范围内运行, H2S的质量浓度在11.5mg/L时, 甲烷菌生长最优, 并且对于完全混合的反应器, 以COD/SO42-为指标时, 不同基质中不利于甲烷菌生长的COD/SO42-范围不同见下表:
结合调试过程的经验, 在调试含有SO42-的废水时应注意以下两点:
(1) 若进水的COD/SO42-≥10:1时, 硫酸盐对厌氧反应的影响很小, 可以忽略不计。
(2) 若进水的COD/SO42-<10:1时, 厌氧反应器出水H2S会大幅增加, 对厌氧生物反应会产生明显影响, 此时, 应考虑对进水进行脱硫处理。[3]
本废水进水的COD/SO32-约为27.5, 调试采用的方法是逐渐增加进水中SO32-浓度的方法, 为UASB反应池中微生物的适应留有一定的时间。具体操作方式是, 调试初期严格控制进水中SO32-浓度, 菲汀废水全部外排, 不进入UASB反应池, 随着调试的进行以及反应池内微生物的增长, 慢慢增加菲汀废水的进入量直至全部进入。运行表明, 在进水SO32-浓度在200mg/L左右时对稳定的UASB反应池运行影响不大。
3.2 COD、氨氮在各处理单元的变化规律
从上表可以看出, 初沉池对CODcr有一定的去除作用, 这主要是通过去除废水中的悬浮物而实现的。但是气浮对CODcr的去除作用有限, 这说明一个问题, 该淀粉废水中悬浮物大部分经过初次沉淀池去掉了, 气浮在此起的作用不是很大。而UASB反应池通过兼氧菌和厌氧菌的作用, 去除了废水中的大部分有机物, CODcr去除率达到80%以上。随后的两级接触氧化池CODcr去除率达到了84%。废水经过厌氧和好氧的处理, 剩下的有机物可生化性已经大幅下降, 处理难度增加, 此废水经过最后一道程序——人工湿地后, CODcr出水达到了《污水综合排放标准》 (GB8978-1996) 一级排放标准。
对于氨氮来说, 以上数据表明, 初沉、气浮对氨氮几乎没有去除作用。经过UASB反应池氨氮不降反而升高了很多, 这主要是因为废水中含氮的有机物 (主要是蛋白质) 在反应池中经过氨化菌作用, 转化成了氨氮, 厌氧菌本身生长需要一定氨氮, 而蛋白质氨化生成的氨氮超过了厌氧菌生长对氮的需求。这样就导致氨氮数据的降低主要通过接触氧化和人工湿地的去除才显示出来。
4 结论
4.1
从实际运行效果看, 气浮用在UASB前去除悬浮物所起的作用不大, 可以考虑去掉, 可通过加絮凝剂的方式强化初次沉淀池的沉淀效果。
4.2
酸性废水进入UASB反应池时, 进水pH可以根据实际运行情况, 减少碱的投加量, 充分利用UASB反应池本身的调节功能或采用UASB反应池出水循环的方式中和进水碱度, 从而降低运行成本, 并减少反应池内碳酸钙的富集。
4.3
采用常温厌氧, 在10～30℃之间时, COD处理效率基本随温度的升高而增大。
4.4
当UASB反应池进水的COD/SO4≥10:1时, 硫酸盐对UASB反应池的影响很小, 可以忽略不计。
4.5
在玉米淀粉废水处理中, COD的降解规律基本上是逐级递减, 而氨氮的降解在厌氧过程后会升高, 而后才是递减。
4.6
人工湿地处理技术在玉米淀粉废水污染物处理尤其是氨氮等指标方面有很好的去除效果, 值得借鉴。
摘要：本文研究了UASB-生物接触氧化工艺处理玉米淀粉废水过程中, 温度、pH、SO32-对UASB反应池处理效果的影响及各自需要的控制范围, 并分析了蛋白质、CODCr在各处理单元的降解规律。结果表明, UASB反应池在温度29℃、进水pH6.5、SO32浓度200 mg/L时, 处理效果稳定, CODCr去除率达到80%。蛋白质在各单元的降解规律要比CODCr复杂很多, 降解速率也明显小于CODCr的降解。玉米淀粉废水经过整个工艺的处理, CODCr的总去除率达到了99%, CODCr、氨氮都达到了国家《污水综合排放标准》 (GB 8978-1996) 一级排放标准, 出水稳定。
关键词：UASB反应池,生物接触氧化,SO32-,CODCr,氨氮
参考文献
[1]胡继萃, 顾夏声, 等.废水厌氧生物处理理论与技术[M].北京:中国建筑工业出版社, 2002.
[2]缪应祺.废水生物脱硫机理及技术[M].北京:化学工业出版社, 2004.
淀粉废水处理 篇7
制革工业是目前我国比较高污染的行业,具有污水排放量大,色度深等特点。在鞣前准备工段、鞣制工段和湿加工工段产生的含铬化合物是制革废水中处理难度最大的污染物[2,3]。先前传统的铬鞣工艺采用三价铬盐,但是利用率只有60%左右,大量的铬离子残留在废鞣液中,而且三价铬离子易被氧化成六价铬离子,毒性剧增,同时具有极强的致癌作用,给环境和人类生存带来了严重威胁,所以寻找高效的铬离子吸附剂刻不容缓[4,5]。
本文以红薯淀粉为原料,以环氧氯丙烷为交联剂制备交联淀粉,在此基础上,以交联淀粉为原料,GTA(2,3-环氧丙基三甲基氯化铵)为醚化剂,采用微波辅助半干法制备了交联醚化淀粉,研究了交联醚化淀粉对废水中金属离子Ag+、Cu2+、Zn2+、Cr6+ 的吸附性能。为进一步研究制革工业中废水的处理提供实验借鉴。
1实 验
1.1实验材料及试剂
红薯淀粉,汉中市某超市购买;废水,陕西某冶炼厂;环氧氯丙烷、氯化钠、氢氧化钠、盐酸、乙醇,市售分析纯 (AR);2,3 - 环氧丙基 三甲基氯 化铵(GTA),实验室自制。
1.2实验仪器
TAS- 990型原子吸收分光光度计,中国北京普通仪器公司;磁力加热搅拌器,常州博远实验分析仪;WF- 2000微波快速反应系统,上海屹尧分析仪器有限公司;760CRT型紫外可见分光光度计,美国瓦里安中国有限责任公司;标准检验筛,浙江上虞市道墟张兴纱筛厂;DGG- 9140B型电热恒温鼓风干燥箱,上海森信实验仪器有限公司;HH- 2型电热恒温水浴锅,北京科伟永兴仪器有限公司;恒温水浴锅,北京医疗设备总厂;旋片式真空泵,上海沪冈真空泵制造有限公司;JY3002型电子天平,上海精密科学仪器有限公司;LD5- 10型低速离心机,北京京立离心机有限公司。
1.3交联淀粉的制备[6,7]
称取20.00 g淀粉置于烧杯中,用5%的Na Cl溶液配成40%的淀粉乳,混合均匀后,用一定量8%的Na OH溶液调节至适合p H范围,加入适量的环氧氯丙烷,于30℃~50℃下在恒温水浴锅中反应3~5 h,反应过程中不断搅拌,取出后用HCl调节至p H6.5左右,用乙醇洗涤,过滤,干燥,研磨得到产品。
1.4交联醚化淀粉的制备
准确称取一定量的Na OH溶解在蒸馏水中,再加入GTA并搅拌均匀。将混合液缓慢并均匀地滴加在20.00 g交联淀粉中,边滴加边搅拌,充分混合后将产品在室温下静置30 min,使淀粉均匀浸透。然后置于微波炉中,在设定微波功率和温度下,加热反应一定时间(每隔2 min将产品拿出搅拌,使其充分反应,以防温度过高使产品糊化)。反应结束后取出产物,冷却至室温;以体积分数为75%的乙醇溶液洗涤2次,在60℃烘干至恒重,即得醚化交联淀粉[8]。经实验验证交联醚化淀粉的最佳制取条件为Na OH添加量为1.20 g,GTA添加量2.40 g,微波时间15 min,温度55℃,功率400 W[9]。
1.5交联醚化淀粉对金属离子的吸附性能测试
量取10 m L废水于100 m L容量瓶中,定容后制备得到稀释10倍的废水溶液,调节p H值,取10 m L稀释后的废水于15 m L离心管内,投入交联醚化淀粉,震荡一定时间后,离心,取上清液,用火焰原子吸收分光光度计测量Ag+、Cu2+、Zn2+、Cr6+ 的残留浓度。
2结果与讨论
2.1交联醚化淀粉投入量对吸附性能的影响
量取10 m L废水于100 m L容量瓶中,定容后制备得到稀释10倍的废水溶液,调节p H在6.5左右,取10 m L稀释后的废水于15 m L离心管内,分别投入0.3 g、0.5 g、0.7 g、0.9 g、1.1 g的交联醚化淀粉,震荡一定时间后,离心,取上清液,用火焰原子吸收分光光度计测量Ag+、Cu2+、Zn2+、Cr6+ 的残留浓度如表1—表4所示。
由表1—表4,以淀粉投入量为横坐标,残余金属浓度为纵坐标作图,如图1—图4所示。
由图1—图4可知,当交联淀粉的投入量增加时废水中金属离子的浓度随之降低,当投入量达到某一值时,金属离子的改变很小,这个投入值根据离子类别的不同也有所不同。此实验表明:在利用交联醚化淀粉处理废水中的金属离子是可以适量的增加投入量来提高吸附效果,但是到达吸附峰值后再加大投入量会造成吸附剂的浪费。故选择交联醚化淀粉的最佳投入量为0.7 g。
2.2不同 p H 对交联醚化淀粉吸附性能的影响
量取10 m L废水于100 m L容量瓶中,定容后制备得到稀释10倍的废水溶液,调节p H在3、5、7、9、11,取10 m L稀释后的废水于15 m L离心管内,分别投入0.7 g的交联醚化淀粉,震荡一定时间后,离心,取上清液,用火焰原子吸收分光光度计测量Ag+、Cu2+、Zn2+、Cr6+的残留浓度如表5—表8所示。
由表5—表8,以废水p H为横坐标,残余金属浓度为纵坐标作图,如图5—图8所示。
由图5—图8可知,当p H为中性时交联醚化淀粉对废水中重金属离子的吸附效果最佳,p H偏酸或偏碱时效果不理想。此实验表明:使用交联醚化淀粉处理废水中的金属离子时,应尽量调节废水的p H在6~7的范围内,以提高交联醚化淀粉对废水中金属离子的吸附效果。
2.3 交联醚化淀粉的红外光谱分析结果
交联醚化淀粉的红外光谱图见图9。
如图9所示,除了在1007 cm-1、2361 cm-1、2900 cm- 1、3274 cm- 1处出现非对称的C—O—C伸缩振动、C—伸缩和骨架振动峰,淀粉的特征吸收峰外,交联醚化淀粉在1427 cm-1 处还有一个C==O伸缩振动峰,证明反应过程中淀粉的羟基被乙酰基取代。
3结 论
(1)从投入量对吸附性能影响实验可以看出交联醚化淀粉的投入量对其吸附性能有很大的影响,投入量增加,吸附效果增强,到达某一值时增强效果变得极小。在利用交联醚化淀粉处理废水中的金属离子时,可以适量地增加投入量来提高吸附效果,但是到达吸附峰值后,再加大投入量会造成吸附剂的浪费。
(2) 从废水p H对淀粉吸附性能影响实验可以看出,废水p H为6.5左右时淀粉吸附效果最佳,偏酸或偏碱都使吸附效果降低。在使用交联醚化淀粉处理废水中的金属离子时,应尽量调节废水的p H在6~7的范围内,以提高交联醚化淀粉对废水中金属离子的吸附效果。
(3) 从实验结果看,当交联醚化淀粉投放量为0.7 g时,Ag+ 和Cu2+、Cr6+ 可以达到国家污水排放标准,而Zn2+ 不能达到,但去除率可达69%。
摘要：本文以红薯淀粉为原料,氢氧化钠为催化剂、环氧氯丙烷为交联剂制备交联淀粉,在此基础上,以交联淀粉为原料,GTA(2,3-环氧丙基三甲基氯化铵)为醚化剂,采用微波辅助半干法制备了交联醚化淀粉,研究了交联醚化淀粉对废水中金属离子Ag+、Cu2+、Zn2+、Cr6+的吸附性能。实验结果表明:增加交联醚化淀粉投入量有助于提高吸附性能,当其投放量为0.7g,废水p H在6.5时,吸附效果最佳。
关键词：淀粉,交联,醚化,制备,吸附性能
参考文献
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淀粉废水处理 篇8
在淀粉生产过程所排放的废水中含有大量有机污染物,主要是溶解性淀粉和少量的蛋白质。马铃薯淀粉废水属于中高浓度有机废水,其COD值通常为1 000～30 000 mg/L[1]。目前,马铃薯淀粉废水主要采用生化法处理。
Fenton试剂是H2O2与Fe2+组合形成的一种氧化剂,具有极强氧化能力的。本试验采用Fenton试剂氧化处理马铃薯淀粉废水,通过试验研究探索马铃薯淀粉生产废水采用物化法处理的可行性。
1 材料与方法
1.1 试验仪器与试剂
主要试验仪器: HI98128防水型pH测试笔、恒温振荡仪、80-2型台式低速离心机。
主要试验试剂: 稀释30% H2O2至H2O2 浓度为0.98 mol/L ;配制硫酸亚铁溶液至Fe2+浓度为0.98 mol/L。
废水来源:马铃薯淀粉废水取自某马铃薯淀粉加工企业。实测COD=5 500～6 000 mg/L,pH=6.8。
1.2 分析方法与测试
COD采用重铬酸钾法;pH采用HI98128防水型pH测试笔进行测定。
2 结果与讨论
2.1 H2O2/Fe2+对COD去除量的影响
取9份100 mL水样于锥形瓶中,投加Fenton试剂,其中H2O2和Fe2+溶液的体积比(mL∶mL)分别为5∶6、5∶5、5∶4、5∶3、5∶2、5∶1、6∶1、7∶1,8∶1,在振荡器上振荡30 min后用离心机离心10 min,取上清液测定反应后的指标。试验中COD去除量及反应后pH值随H2O2/Fe2+的变化关系如图1所示。
从图1可以看出,COD的去除量随H2O2/Fe2+(mL/mL)的变化规律是先增后减,Fenton试剂中H2O2/Fe2+(mL/mL)=5:2时COD的去除量最高,达到48.5gCOD/molH2O2。H2O2和Fe2+投加量对COD的去除量具有重要影响。这是因为H2O2 是·OH的捕捉剂, H2O2投加量过高会使最初产生的·OH消失;而Fe2+投加量过高也不利于·OH的产生[2]。
本试验淀粉废水pH等于6.80,从反应后水样的pH与H2O2/Fe2+的关系可知,不同H2O2/Fe2+条件下,反应后水样的pH均降至2～3之间,这和文献[3]报道的一致。
2.2 反应时间对COD去除率的影响
实测马铃薯淀粉废水的COD值为5 782.7 mg/L,按H2O2/Fe2+(mL/mL)=5∶2投加Fenton试剂,试验过程中COD去除率和pH随时间变化关系如图2所示。
由图2可见,在反应10 min后,COD去除率为66.4%;之后,随着反应时间的增加,COD去除率略微增加但不明显。废水的pH则降低至2～3。可见Fenton氧化的速率是很快的,在实际应用中反应时间确定为30 min即可满足要求。
2.3 pH对COD去除率的影响
取9份100 mL水样于锥形瓶中以稀硫酸和NaOH分别调节水样的pH值为1～9,按最佳配比, Fenton试剂投加量为H2O2=5 mL,FeSO4·7H2O=2 mL。试验中,不同pH下的COD去除率和反应后的pH如图3所示。
据罗刚等人研究,Fenton试剂的最佳氧化pH为3～5[3];而卢义程等在Fenton试剂处理乳化废水中发现,原水的pH 值9.35 时, Fenton 氧化的COD去除率最高[4]。本试验中,废水pH<7时,随着pH的增加COD去除率逐渐增加,在pH<6时尤为明显;pH>7时,随着pH的升高,COD的去除率略微下降,但趋势平缓;pH=7.02时COD的去除率达到最高,为75.7%。马铃薯淀粉废水为弱酸性废水,pH在6.8左右,接近最适pH值,因此采用Fenton氧化处理时可不进行pH调节。反应后,废水的pH均降至2～3。因此,pH值变化对Fenton试剂处理马铃薯淀粉废水的效果影响不大。这可能是因为反应体系中投加H2O2和Fe2 +后使得pH值下降至最佳pH值附近,导致pH值的影响不显著[4]。
2.4 温度对COD去除率的影响
取5份100 mL水样于锥形瓶中,分别控制反应温度为5、10、15、20、25 ℃,测得反应30 min后COD去除量与温度的关系如图4所示。
从图4可以看出,COD的去除量随温度升高而逐渐增加,但增加的量较小。但从5 ℃到25 ℃,COD的去除量从47.1 gCOD/mol H2O2增加到49.4 g COD/mol H2O2。温度对Fenton氧化处理马铃薯淀粉废水的影响较小,这可能是因为该反应为放热反应所致。因此,Fenton氧化较适用于北方温度较低的马铃薯淀粉废水的处理。
3 结 语
通过Fenton试剂氧化处理马铃薯淀粉废水的试验,可得出以下几点结论。
(1)Fenton氧化可以有效地降低马铃薯淀粉废水的COD。在H2O2/Fe2+(mL/mL)=5:2时处理效果最佳,COD的去除量最高达到48.5 g COD/mol H2O2;
(2)Fenton氧化处理马铃薯淀粉废水的反应速率很快,反应10 min后,COD的变化就不太明显;
(3)废水pH值变化对Fenton试剂处理马铃薯淀粉废水的效果影响不大。pH=7.02时COD的去除率达到最高,故实际应用中可以不调节废水的pH直接进行处理。
(4)温度对Fenton氧化处理马铃薯淀粉废水的影响较小,这对处理北方低温马铃薯淀粉废水极其有利。
摘要：马铃薯淀粉废水属于中高浓度有机废水。采用Fenton试剂氧化处理马铃薯淀粉废水,试验结果表明:H2O2/Fe2+=5∶2时对马铃薯淀粉废水的氧化处理效果最佳,COD去除量最高达到48.5g COD/mol H2O2;废水pH值在7.02左右时COD去除量最高,因此实际马铃薯废水采用Fenton氧化处理时无需进行pH调节;Fenton氧化反应速率高,且受温度影响小,故该处理方法适用于北方低温马铃薯淀粉废水的处理。
关键词：Fenton,马铃薯淀粉废水,COD去除量,pH,温度
参考文献
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球磨处理对淀粉影响的研究进展 篇9
1 球磨处理对淀粉特性的影响
1.1 淀粉颗粒形态的变化
微细化淀粉颗粒的大小在一定范围内与球磨时间和球磨转速呈负相关,研磨时间越长,转速越快,淀粉颗粒破碎的越严重[6]。在球磨过程中,大的淀粉颗粒会破碎成较小的颗粒,同时小的淀粉颗粒会发生团聚,形成较大的淀粉颗粒[7,8]。从超细粉碎理论来看,粉碎的后期颗粒表面能量较高,具有更高的活性,和周围的颗粒发生了团聚,形成了一部分稍大的颗粒,物质的粉碎过程是一种动态平衡过程,粉碎和团聚现象同时存在,并有可能达到一种相对平衡的状态。Tian et al[9]采用扫描电镜和透射电镜对球磨玉米淀粉的微观结构进行观察发现,在球磨初期,玉米淀粉颗粒的结晶区首先遭到破坏,并形成边缘完整的中空结构,随着球磨时间的延长,淀粉颗粒才完全破碎,破碎的淀粉颗粒发生团聚或附着在大颗粒的表面。
1.2 晶体特性
淀粉结晶度是表征淀粉颗粒结晶性质的一个重要参数,其大小直接影响着淀粉产品的应用性能。天然淀粉的结晶度一般在15%~45%,但其结晶度可通过物理、化学及生物等方法进行改变[10]。淀粉经各种处理过程之后,其结晶度的变化在一定程度上反映了淀粉颗粒内部结构(例如结晶区与非晶区比例等)的变化。
Tian et al[9]采用X-衍射研究淀粉结晶结构在球磨过程中的变化,发现球磨3 h时淀粉的结晶结构基本消失。眭红卫等[11]将稻米淀粉在高频振动式冷冻球磨机中处理,以扫描电镜、激光粒度分析仪和X-射线衍射分析仪进行表征。球磨20 h,稻米淀粉颗粒表面出现裂缝,并且颗粒增大,结晶度值降低为10.78%,时间继续增长后颗粒发生团聚现象。
1.3 分子结构
球磨处理可以使淀粉分子链断裂,产生新的还原性末端,并使直链淀粉和支链淀粉的含量发生变化。黄祖强[12]研究了球磨过程中木薯淀粉和玉米淀粉直链淀粉含量的变化,发现随着球磨时间的延长,直链淀粉的含量逐渐增加。Zhang et al[8]研究了球磨过程中大米淀粉分子量分布和碘兰值最大吸收波长的变化,发现球磨过程中大米淀粉的直链淀粉分子和支链淀粉分子均发生了断裂。
1.4 冷水溶解度
原淀粉不溶于冷水,加工或应用时需要加热糊化后使用,给生产及应用带来不便,因此人们通过多种途径来制备冷水可溶性淀粉。传统的冷水可溶性淀粉制备工艺是将原淀粉加水调制成淀粉乳,加热预糊化后再经滚筒干燥而得。随着科学技术的不断发展,冷水可溶性淀粉的制备工艺得到广泛的发展,如双流喷嘴喷雾干燥法[13]、常压多元醇法[14]、高温高压醇法[15]和酒精碱法[16]等。但是以上方法都存在成本高、工艺复杂、产生大量废水等缺点。近10年来,研究者发现采用机械研磨可以破坏淀粉颗粒的结晶结构,是制备冷水可溶性淀粉较理想的方法,与上述方法相比,机械研磨法工艺简单、操作方便、无污染,能使淀粉达到较高的冷水溶解度。
1.5 糊化特性
球磨可以降低淀粉的糊化温度。史俊丽[4]采用差示量热扫描法测量了球磨不同时间的淀粉热特性,发现淀粉的起始糊化温度和峰值温度随球磨时间的延长而逐渐降低,表明球磨使淀粉变得易于糊化,在较低温度下就可完成从多晶态到非晶态的转变。Zhang et al[8]研究发现大米淀粉经过球磨处理后,糊化温度和黏度均明显降低,在50℃以下的水中即可溶解。
1.6 淀粉的反应活性提高
淀粉在机械力作用下,颗粒形貌、粒度和表面性质发生变化,结晶结构受到破坏,从多晶结构转变为非晶结构,导致淀粉的生物、化学反应活性提高。陈玲等[17]研究了机械球磨对马铃薯淀粉酶反应活性的影响,发现微细化可以提高淀粉颗粒对酶的敏感性,增加反应活性。Zhang et al[18]发现大米淀粉经过球磨后反应活性明显增高,且球磨10 h时取代度达到最高,之后增加不显著。田保华等[19]采用搅拌磨对淀粉进行机械活化预处理,发现机械活化预处理方法能显著提高木薯淀粉磷酸酯的取代度和反应效率,表明机械活化能有效地提高木薯淀粉的化学反应活性。许永亮[20]发现机械活化淀粉的醚化反应(2,3-环氧基三甲基氯化铵)活性提高。Che e al[21]发现机械活化木薯淀粉的羟丙基化反应活性提高。
2 影响球磨效果的因素
2.1 球磨介质
球磨过程主要采用干法球磨和湿法球磨,研磨模式的选择要考虑到原料本身的特性及用途[22]。干法球磨是在球磨过程中加入干物料,不需加入其他的分散介质,干磨法工艺简单,无废液产生,而且能耗少。湿法球磨是在湿磨条件下加入分散介质,研磨介质不规则运动所引起的恒定的碰撞产生冲击作用,磨球在不规则运动中旋转方向不同而产生剪切作用,进而在邻近的泥浆上施加剪切力。湿磨时液体剪切力和磨球(介质)冲压力并存,导致物质粒度减小以及良好的分散性[22]。此法选用合适的分散剂是关键,无水乙醇由于具有悬浮及分散的双重作用,因此常用作分散剂。但乙醇浓度较大时,粉碎到一定程度后,容易在晶体表面形成1层较厚的保护膜,使研磨介质不能撞击到晶体本身,只能在膜上滑动,致使研磨效率下降[23]。刘天一等[24]在淀粉研磨过程中,加入适量无水乙醇配制成不同浓度的淀粉乳,发现随着淀粉乳质量分数的增大,淀粉的相对结晶度也逐渐增大,且当干法研磨时淀粉的相对结晶度最低。
2.2 球磨温度
球磨过程中释放的热量会引起物料温度升高,导致物料塑性增加,物料将会很难破碎。相反,冷冻有助于带走球磨过程中产生的热,维持产品的脆性。与塑性物质相比,脆性物质更容易破坏。通过降低球磨过程中的温度可以提高球磨效率,缩短球磨时间。冷冻球磨机是在低温冷冻的状态下,利用高频振动产生的冲击、摩擦、剪切等作用力来实现对物料的超细粉碎。其原理是在远低于物料玻璃化转变温度的低温条件下研磨,使物质处于无定形和玻璃化状态,具有一定的脆性,容易破碎,利用研磨过程中产生的摩擦热和机械能影响淀粉的分子结构特性及功能特性[25,26]。因此,与常规球磨处理相比,冷冻球磨具有显著的优势[27,28]。冷冻球磨可以显著降低淀粉的结晶度、黏度,提高淀粉的水溶解性。
2.3 球磨机转速
球磨机转速选择是否合理,直接影响球磨机的效率和生产率。球磨机转速选择应根据衬板的表面形状和材质、钢球的填充率、磨机直径、球磨方式等原则进行选择[29]。李雯雯等[30]研究了球磨机转速对大米淀粉理化性质的影响,发现球磨机转速越高,大米淀粉颗粒被破坏的程度越大,其理化性质变化越明显。
2.4 球料比
一般来说,在一定范围内,随着球料比的增大,球磨效果越好,但球料比不是越大越好。球料比增高后淀粉组分则相应降低,单位磨球接触的淀粉组分大大降低,会导致研磨球破损,关键是还起不到研磨的效果[24]。
2.5 淀粉的水分含量
球磨过程中淀粉的水分含量会影响到机械活化效果。Zhang et al[8]研究了水分含量对大米淀粉机械活化效果的影响,发现当淀粉含水量为6.0%~8.5%时,其结构特性和理化特性受机械力的影响最大,活化效果最好。郭蕾等[31]研究发现淀粉的含水率对研磨后的淀粉溶解率和运动黏度有较大影响,较低含水率时,溶解率和运动黏度变化最快。胡莉莉等[32]采用球磨方法制备水溶性大米淀粉,获得的最宜条件为含水量5.1%的淀粉在480 r/min、球料比为3.13时球磨80 h,得到的大米淀粉溶解率为85.98%。
2.6 淀粉品种
许多研究表明不同来源的淀粉机械活化效果有显著差异[33,34,35]。喻弘等[36]研究了球磨处理对3种淀粉特性的影响,发现籼米对球磨的敏感性要高于玉米淀粉和木薯淀粉。Huang et al[37]研究了球磨处理对木薯淀粉和玉米淀粉理化性质的影响,发现球磨木薯淀粉具有较高的冷水溶解度和较高的透明度。Chen et al[38]研究了球磨处理对籼米淀粉和糯米淀粉理化性质的影响,发现籼米淀粉对球磨的敏感性高于糯米淀粉。
3 前景与展望
我的名字叫淀粉 篇10
对了，大家想的没错，大声说出来吧，“少电”最大的财富，就是几百万遍布全国各地的热心读者，我们引以为豪的淀粉们！
所以，今年丢丢开设了这个新栏目：淀粉那些事儿。内容很简单，就是讲述淀粉和“少电”的故事。让大家从中了解淀粉，了解淀粉心中的“少电”。
接下来，让我们请出第一位登场的淀粉……
嗨，各位淀粉好。听说丢哥组织了一个老淀粉的专题报道活动，这好事当然少不了我。这篇文章会告诉你，我是谁。
我就从最早说起吧。2003年初，学校向我们这群二年级的小学生发了好多的杂志征订启事。我选择了《少年电脑世界》，原因是其中有五个字我看得懂（没想到，这一选就是五年，不过这是后话了）。随后很快便收到了2003年第7月的“少电”。
在“西西姐姐”中，西西姐在回复读者来信，态度十分温和；在“游戏侠客岛”中，侠客在主持游戏栏目，其中有很特别的一页，叫“‘酉长’SOS（酋长SOS，当时不认识这个字）”，专门回复读者的游戏问题；在“丢丢爬网”中，丢哥讲解好多的技术知识，因为对我来说太费解，所以基本上不看……
随着时间地推移，少电不断改版，小编也有更迭。杂志的游戏内容越来越精彩，技术内容越来越实用。嘟嘟、西西、丢丢、侠客、八爪鱼，还有后来加入的女巫迪迪、鱼小朵、暴暴蓝，编辑们用心奉上的杂志虽然没有让我速成为一名“大虾”，但是让我的电脑知识在日积月累中得到提高。
记得刚订阅“少电”不久，“冲击波”病毒爆发。电脑联网后不久就会自动关机，令人手足无措。“少电”在第一时间给出了病毒解决办法，我学会后在亲朋好友那炫耀了几次。于是，我获得了个“电脑小专家”的称号。从那以后，我开始认真学习“少电”上的电脑技术。五年级的时候，我帮助老师解决了机房中的“欢乐时光”病毒，一度使我在学校内名声小噪。当然，我偶尔也做做Flash动画，玩玩“少电”推荐的游戏。
回首那些日子，我最大的收获是，在很多同龄人不知道电脑的时候，我在学习并且使用它。这使得后来当很多同龄人沉迷游戏的时候，我已经“看破游尘”。
2007年夏，“少电”官方论坛正式建立。我是第122个注册会员，ID是“飞天冰棍”。注册之后，就是在水区不断地灌水，并没怎么认真对待。那段时间正在自学一些病毒技术，结果自己用“帕虫”黑了自己。杀毒软件全部打不开了，正当我抓狂的时候，我想到了论坛。在QA区发了一个提问帖，一个叫“叮当”的网友回复了一个管用的办法，病毒危机轻松化解。此后，上论坛成为我每天的必修课之一。
值得一提的是，我组织过三届“看‘少电’，写宋词”的非官方活动，其中第一届的相关信息被西西姐搬到了杂志上，我没记错的话是2007年的第11期。这使我以绝对优势的票数通过竞选，当上了技术区的版主。
2007年末到2008年初，是“少电”论坛的全盛时期。每天都有新淀粉加入这个大家庭。我也从病毒爱好者转型为综合技术爱好者，利用版主的优势学习到了很多技巧，了解了很多软件，更多的是交到了很多朋友。每天淀粉们在论坛上的一言一语，便是我所能想到的最好的犒劳。
其实关于论坛有很多故事，限于篇幅我没法过多叙述，也有好多的经历不知道怎么落笔。不是记不清，而是记忆太真切了，不知道从何说起……
但是天下没有不散的筵席。
2008年开始，我由于觉得“少电”内容对我而言太过简单，不再订阅了。用女巫迪迪的话说，“不是‘少电’简单了，而是‘少电’读者成长了。”论坛后来也因为种种原因关闭了。
那“少电”就此与我再无关系了吗？绝不是！
在离开“少电”的日子里，我担任了班里的电脑管理员和“家校通”系统的网管。这两件工作的主要内容便是解决各种稀奇古怪的电脑技术问题，其中不乏许多以前没遇到过的棘手问题。这个时候，昔日看“少电”、泡论坛的作用就显现出来了—“少电”教会了我许多解决问题的理念，而不仅仅是方法—所以，即使遇到新情况，我也会找到解决的途径。从这个意义上讲，“少电”是我的电脑技术启蒙老师，它把我领进了电脑的“门”里边。
后来我受论坛里面的高手的影响，开始学习编程。晒晒自己初中三年获得过的奖：区级编程一等奖2个、二等奖1个，天津市级编程二等奖1个（电教馆颁发）。
我在“少电”的引导下走在了计算机之路上，这条路，我还会继续走下去。
不夸张地说，“少电”很深地影响了少年时代的我。如果没有“少电”，我可能现在还是一介电脑盲，每天在无聊的电脑游戏中浪费时间，电脑中一个小病毒就让我茫然失措。
淀粉朋友们，请相信我，“少电”就像巴黎欧莱雅，“你值得拥有”。如果你有缘遇到“少电”，就一定不要错过，时间会证明你的选择是正确的。信息时代，网海冲浪的我们需要一个航标，《少年电脑世界》，是个不错的选择。
预发酵淀粉废水生产微生物絮凝剂 篇11
关键词：微生物絮凝剂,淀粉废水,培养条件,絮凝条件
微生物絮凝剂是一种新型的天然有机高分子絮凝剂[1], 它具有絮凝效率高, 易被微生物降解, 无毒无害, 安全性高, 无二次污染等特点[2]。目前, 微生物絮凝剂用于水处理领域的最大障碍是用量大、成本高[3]。因此, 寻找高效絮凝剂产生菌, 提高絮凝活性, 降低培养基的成本已成为絮凝剂能否在工业中得到推广应用的关键所在。
目前国内外对微生物絮凝剂廉价培养基作了大量的研究。大连理工大学的周旭[4]在培育假单胞菌时, 利用鱼粉废水生产出了性能良好的微生物絮凝剂PSD-1。李剑[5]利用乳品废水培养菌GL-3产生的生物絮凝剂对多种实际废水也有良好的净化效果。张志强的研究 (复合菌群产微生物絮凝剂的研究.南昌大学学位论文, 2005.) 表明, 啤酒废水完全可以取代葡萄糖作为其构建的絮凝剂产生菌群的碳源和能源。Fujita[6]以低分子量的挥发性脂肪酸如乙酸、丙酸作为碳源对絮凝剂产生菌Cirtobacterisp进行培养, 生产絮凝剂, 以降低生产成本, 因为这些物质可以很方便地从各种有机废水中得到。
本研究利用淀粉废水生产微生物絮凝剂, 并对菌株NⅢ2的最佳培养条件和最佳絮凝条件进行了研究, 期为其工业化生产的实践提供依据。
1 实验材料与方法
1.1 实验材料
1.1.1 菌种
菌株NⅢ2, 从污水厂的活性污泥中分离得到。
1.1.2 培养基
牛肉膏蛋白胨培养基:牛肉膏3.0 g/L, 氯化钠5.0 g/L, 蛋白胨10.0 g/L, pH 7.2。
微生物絮凝剂发酵培养基:磷酸二氢钾0.2 g , 磷酸氢二钾0.5 g, 尿素0.59 g , NaCl 0.1 g, MgSO4 0.2 g, 淀粉废水1 000 mL, pH 7.0。
1.2 实验方法
1.2.1 菌悬液制作方法
取100 mL富集培养基于250 mL锥形瓶中, 用8层纱布封口, 112.3 ℃、110 kPa下水蒸气灭菌30 min。无菌条件下接入菌株NⅢ2, 于恒温振荡器中培养24 h。培养液离心, 倒去上清液并用缓冲溶液 (pH=7) 清洗沉淀3次, 再用相同缓冲溶液制成OD600 nm (光密度) 值为1.8的菌悬液。
1.2.2 絮凝剂发酵培养方法
取发酵培养基100 mL于250 mL锥形瓶中, 无菌操作条件下, 加入2 mL 菌株NⅢ2的菌悬液接种于其中, 30 ℃, 160恒温振荡器好氧培养24 h, 然后在10 000 r/min下离心10 min, 上清液即为微生物絮凝剂粗品。
1.2.3 絮凝剂活性测定
在100 mL含5 g/L的高岭土的悬浊液中, 加入定量1%的CaCl2 溶液作为助凝剂, 再加入微生物絮凝剂, 调节pH值, 然后快速搅拌1 min, 慢速搅拌5 min, 静置10 min, 用722型分光光度计在550 nm处测定静止后的上清液吸光度, 用下面的公式计算待测样品的絮凝率:
高岭土产生的SS的絮凝率undefined
式中: A——对照上清液的吸光度;
B——样品上清液的吸光度。
1.2.4 培养条件对微生物絮凝剂生产的影响
1.2.4.1 淀粉废水预发酵方法
(1) 25 ℃淀粉废水加酒粬预发酵 (碳源1) , 再加菌株NⅢ2菌悬液; (2) 淀粉废水不预处理 (碳源2) , 同时加酒曲和菌株NⅢ2的菌悬液; (3) 淀粉废水不预处理 (碳源2) , 直接加菌株NⅢ2的菌悬液; (4) 淀粉废水不预处理 (碳源2) , 直接加酒曲。
1.2.4.2 淀粉废水COD浓度对微生物絮凝剂生产的影响
在氮源为尿素的条件下, 分别将淀粉废水培养液的COD浓度调至8 000、10 000、12 000、15 000、17 000 mg/L, 培养24 h后, 取样测定其絮凝率。
1.2.4.3 不同氮源对微生物絮凝剂生产的影响
在淀粉废水COD浓度为12 000 mg/L的条件下, 分别以尿素、硫酸铵、硝酸铵、硝酸钾为氮源, 连续培养24 h后, 取样测定絮凝率。
1.2.5 絮凝条件对絮凝活性的影响
分别测定不同的絮凝条件 (pH值、絮凝剂投加量和氯化钙投加量) 在不同情况下培养液对高岭土悬浮液的絮凝值, 画出絮凝率的曲线图, 分析各个絮凝条件对培养液絮凝的影响。
2 结果与分析
2.1 培养条件对微生物絮凝剂生产的影响
2.1.1 淀粉废水预发酵方法的确定
按照实验方法中的淀粉废水的预发酵方法进行实验, 生产微生物絮凝剂, 培养液为液态絮凝剂粗品, 测定絮凝剂对水样中SS的去除率。
由图1可知, 用酒曲对淀粉废水进行预发酵, 之后再加入菌株NⅢ2的菌悬液生产微生物絮凝剂时, 絮凝率基本为85%～95%, 而且产生的矾花大, 絮体生长速度快, 短时间内使混浊液变清澈; 而其他三种发酵方法, 淀粉废水未预发酵作为碳源时, 絮凝率为70%～90%, 产生的矾花细小, 生长速度慢, 絮凝后的液体仍然混浊。 因此, 以淀粉废水作为碳源生产微生物絮凝剂应该进行适当的预发酵, 以使淀粉大分子转化为其他小分子糖类, 有利于微生物吸收利用。
2.1.2 淀粉废水COD浓度对微生物絮凝剂生产的影响
菌株NⅢ2在不同浓度的发酵液中培养后, 对高岭土悬浊液的絮凝效果见图2。
由图2可知, 当培养液的COD浓度为12 000 mg/L和15 000 mg/L时, 生产出的微生物絮凝剂的絮凝效果比较稳定, 特别是当培养时间在24～28 h时, 絮凝率都在90%以上;当COD浓度为10 000 mg/L和8 000 mg/L时, 絮凝效果比较差, 而且到培养后期絮凝率明显呈下降趋势;当COD浓度为17 000 mg/L时, 絮凝效果也不稳定, 并且在实验中还发现, 当培养基中COD浓度过高, 随培养时间的增加, 培养基呈现黄色, 使处理后的水有颜色。这是因为碳源浓度对絮凝剂的产生有很大影响。碳源浓度过低, 不能提供足够的能量和物质来源;在培养基中加入过量碳源, 会使处于停止期的细胞获得活力, 细胞数量增殖上升结果降低了絮凝活性[7]。
所以在本实验条件下, 菌株NⅢ2适合利用COD浓度为12 000 mg/L和15 000 mg/L的淀粉废水为碳源生产微生物絮凝剂, 再从减少培养基用量能使絮凝效果达到最佳的角度考虑, 认为COD为12 000 mg/L是最适宜的。
2.1.3 不同氮源对微生物絮凝剂生产的影响
氮是构成微生物细胞蛋白和核酸的主要元素, 真菌对无机氮源和有机氮源有一定的选择性, 氮源的类型不同则真菌对其利用的程度也不同[8]。不同氮源对菌株NⅢ2絮凝性影响实验结果见图3。
由图3可知, 以尿素为氮源时, 絮体形成快、矾花大、沉降速度快、上清液清澈, 其絮凝率都在90%以上, 絮凝效果最好;当以硫酸铵为氮源时, 絮凝率大多都在80%～90%之间;以硝酸铵和硝酸钾为氮源时, 絮凝效果均不太理想。可见对于菌株NⅢ2来讲, 有机氮比无机氮更有利于絮凝剂的合成, 因此选择尿素为菌株NⅢ2生产微生物絮凝剂的最佳氮源。
2.2 絮凝条件对絮凝活性的影响
2.2.1 絮凝剂投加量对絮凝活性的影响
絮凝剂作为絮凝体系的主体, 其投加量的多少直接关系到最终的絮凝效果, 同时也是评价絮凝剂性能的重要指标[9]。在100 mL浓度为5 g/L的高岭土悬浊液中加入2 mL助凝剂 (含10%的CaCl2) 和不同体积的絮凝剂, 保持絮凝体系的pH值为7.0, 考察絮凝剂投加量对絮凝效果的影响, 结果见图4。
由图4可知, 絮凝剂投加量为0.5～3 mL时, 絮凝率先增大后减少, 为2 mL时絮凝率达到最大 (90.58%) , 再增加絮凝剂的投加量, 絮凝率都没有显著升高, 且絮凝剂的消耗加大, 成本相应提高。因此絮凝剂的最佳投加量不是越多越好, 在试验条件下, 絮凝剂的最佳投加量为2 mL。
2.2.2 CaCl2投加量对絮凝活性的影响
微生物絮凝剂是高分子物质, 金属离子可以加强微生物絮凝剂的桥联作用和中和作用[10]。Ca2+是一种良好的助凝剂, 本实验选用CaCl2的质量分数为10%, 菌株NⅢ2培养1天后的培养液2 mL, pH调至7.0, 测定高岭土悬浊液的絮凝率。
如图5所示, 在不投加CaCl2时, 高岭土悬浊液的絮凝率只有82%, 絮凝率最高值89%出现在CaCl2投加量为2 mL时, 此后CaCl2投加量继续加大, 絮凝剂的絮凝效果变化稳定, 絮凝率没有明显改善。由此可见, CaCl2对絮凝效果有促进作用, 最佳投加量为2 mL。
2.2.3 pH值对絮凝活性的影响
在100 mL浓度为5 g/L的高岭土悬浊液中加入2 mL絮凝剂和2 mL助凝剂 (含10%的CaCl2) , 改变絮凝体系的pH, 考察絮凝体系pH对絮凝率的影响, 结果见图6。
由图6可以看出当高岭土悬浊液的pH值为酸性时, 基本没有絮凝效果, pH值为碱性时, 絮凝率都在90%左右。这说明絮凝体系的pH值变化对絮凝剂的絮凝效果有很大的影响, pH值的变化影响絮凝剂的表面电荷性质, 形态结构, 从而影响到絮凝剂与悬浮颗粒之间的相互作用[11]。因此, 实验时选择合适的pH值, 既可以节省大量的絮凝剂, 还可以使絮凝效果达到最好。由图6可知, 絮凝体系pH值为7时, 絮凝效果最佳。
3 结论
(1) 利用淀粉废水生产微生物絮凝剂时, 淀粉废水要经过相应的预处理, 才有利于微生物吸收利用。本研究确定了淀粉废水的预发酵方法, 提高了微生物生产絮凝剂的效率。
(2) 菌株NⅢ2生产微生物絮凝剂的培养条件是:淀粉废水COD浓度12 000 mg/L, 尿素为最佳氮源。
(3) 微生物絮凝剂的最佳絮凝条件是:在pH值为7.0, 高岭土浓度为5 g/L的100 mL悬浊液中, 絮凝剂投加量为2.0 mL, CaCl2投加量为2.0 mL。此时, 絮凝效果最佳。
参考文献
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