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从淀粉废水中提取蛋白饲料
http://www.chinaenvironment.com  2007-11-21  中国环保网   
 

  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,这些废水悬浮物和有机物浓度高,主要含有蛋白质、脂肪、纤维素等,对此有机废水进行预处理提取蛋白,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。采用气浮法从淀粉废水中提取蛋白能够获得较好的效果,气浮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 气浮分离机理

  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,即可实现气浮分离[3-4]

2 提取蛋白工艺

 

  气浮提取蛋白工艺见图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,流入气浮池进行气浮分离,气浮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,气浮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

平流气浮池

HRT=1.0h

2套

成套设备

4 工程运行效果

  工程稳定运行期间进行了每天3次连续3d的监测,监测结果见表2。2001年4月~2001年9月本处理系统的运行效果见图2和图3。本废水处理系统在运行过程中每吨废水提取粗蛋白含量为35%左右的玉米蛋白饲料5.0kg,每天可以提取玉米蛋白饲料7.6t。

表2  淀粉废水气浮处理监测结果

监测时间

监测阶段

监测数据

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 经济效益分析

  本废水处理系统工程总投资为126.0万元,处理水量为1520m3/d,工程运行成本和运行效益见表3,本废水处理系统运行费用为147.9万元/a,在处理过程中获得蛋白饲料的产值为441.6万元/a,去除运行成本每年可以获得293.7万元的经济效益,同时SS和CODcr的去除率分别达到80%和30%以上,减轻了后续生物处理的有机负荷。

表3  工程运行成本和运行效果

项目

数量

单价

金额/(万元.a-1)

工资费

7人

750元/月

6.3

电费

35kW

0.50元/(kW.h)

15.1

药剂费

 

1500元/d

54.0

其它费

 

1700元/d

61.2

维修费

总投资×2%

 

2.5

折旧费

总投资×7%

 

8.8

运行成本合计

 

 

147.9

蛋白产值

2736t/a

1600元/t

441.6

经济效益

 

 

293.7

 

新闻来源:中华环保互联网   
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