含马铃薯淀粉废水的城镇污水处理技术

目前，我国马铃薯淀粉加工企业大都未有效处理生产废水。马铃薯淀粉企业排放的废水中COD含量＞10 000 mg/L，而加工1 t 淀粉，一般排放废水量为10～20 m3，有的小企业排放得更多。全国生产淀粉的大小企业数千家，排放废水量超过900× 104 m3。开发马铃薯淀粉生产废水的处理新技术，是帮助马铃薯产业实现可持续发展的有效途径。

1 BC 装置简介及在国外的应用

网状生物转盘反应器(BC 装置)是一种废水生化处理技术。该处理工艺是在一定的温度(15 ～45℃)和溶解氧(0．1～1．0 mg/L)条件下，在网状生物转盘反应器及生化曝气池内，利用氧气(空气)对COD、BOD5、NH3-N、TN 等污染物进行氧化还原反应，使之转变为CO2、N2和水等无害成分，并进行除臭及杀菌消毒。日韩等国将BC 技术广泛用于化工、养殖、屠宰、制糖、粪尿处理、生活垃圾处理等多种高浓度有机废水处理中，均具有良好的适用性，而且脱臭效果明显。

2 BC 技术装置在国内的应用

为了实现利用BC 技术解决垃圾渗滤液污染问题的目标，青海洁神环境能源产业有限公司引进了BC 生化处理技术，并对该技术进行了国产化研究，设计、制造、集成建设和运行了一套30 m3/d 的JSBC系统垃圾渗滤液处理应用装置。试验证明:当COD、BOD5、NH3-N、TN 的初始浓度分别为12 000、6 000、2 000、2 500 mg/L 时，经过JSBC 系统生化处理之后，相应出水指标分别达到600、100、20、200 mg/L，且脱臭效果明显，曝气池鼓风机能耗与传统工艺相比降低40%。目前，该技术装置仍在进一步研发完善，在市政污水、工业废水处理等领域积极试验推广。BC 技术装置的核心技术有三:一是为Bacillus 菌提供工作场所的网状生物转盘，网状结构的生物附着量是传统生物转盘的900 倍;二是采用一种生命力极其顽强的Bacillus 兼氧性菌，能去除COD、BOD5，同时去除氮和磷，有效分解甲硫醇、氨和硫化氢等臭气成分，分泌抗生素和粘性物质，具有杀菌灭菌的功效和很强的吸附过滤能力;三是添加可以抑制其他菌种生长，快速激活Bacillus菌活性的Bacillus 菌营养液。

3 BC 处理含马铃薯淀粉废水的城镇污水

为了实现利用BC 技术装置解决部分高浓度有机废水及市政污水污染问题的目标，设计、建设了一套200 m3/d 的BC 装置，利用其对含马铃薯淀粉废水的城镇污水进行试验和研究。

3. 1 基本工艺流程

系统处理工艺流程如图1 所示。200 m3/d 的BC 系统所有设备均安装在室内。

3. 2 城镇污水来源

我国西北部分地区在马铃薯淀粉生产季节，城区污水中马铃薯淀粉生产废水占大部分，有时进水COD 达到900～1 000 mg/L，氨氮达到140 mg/L，总氮达到180～190 mg/L。某县城区污水厂进水口检测平均值COD 为612 mg/L、BOD5为236 mg/L、SS为712 mg/L、NH3-N 为117 mg/L、TP 为10 mg/L。

3. 3 污水处理结果

在运行期间，各主体设备运行状况良好，达到设计指标要求，运行结果如表1 所示。

①系统稳定运行最佳工艺参数的确定

通过155 天(12 月26 日—5 月30 日)的调试运行、反复试验，现场人员对运行结果及工艺参数进行了总结，在DO 值控制在0～1．0 mg/L、营养剂投加量为70～75 mL/次(每天一次)、进水量控制在200m3/d 的条件下，BC 系统内的Bacillus 菌群通过新陈代谢，逐渐形成了较好的微生物群落，各污染物的去除率也逐渐达到比较理想的水平。BC 系统在处理含马铃薯淀粉废水的城镇污水连续运行中，具有良好的运行稳定性。当污水中COD、NH3-N 的浓度发生变化时，通过调节运行控制，出水BOD5、NH3 －N 始终达标排放。

②冬季低温条件对BC 系统运行的影响

在冬季低温条件下(12 月4 日—1 月21 日)，在室内仅运行BC 装置生化系统，后续深度处理停止运行。

随着温度的逐渐降低，对COD 的去除率仍比较稳定，无明显变化; 但TN 去除率则逐渐下降。当温度＜15 ℃后，TN 去除率明显下降，出水TN 明显上升，在大规模运行时要考虑到当地的实际温度对BC系统的影响，做好相应加温措施，以保证处理效果。

③温度对BC 系统微生物休眠及恢复的影响

为了验证BC 系统Bacillus 菌抵抗低温恶劣环境的能力，对菌种进行了休眠试验。休眠试验期为2013 年1 月24 日—2 月13 日，共计20 天。系统停止运行期间，所有电气设备及阀门均关闭，BC 装置、曝气池及生化沉淀池内固液混合物静止。2013 年3月13 日BC 系统恢复运行至今。试验表明: 随着温度逐渐升高且当温度＞25 ℃时，出水TN 明显下降，TN 去除率逐步上升。经过60 天的重新激活，处于休眠状态的菌种恢复活力。说明此菌种在停止运行之后仍然可以存活，并能够在一定条件下被激活。。

4 结论

马铃薯淀粉废水处理难度大，在国内尚未有成熟的工艺，排放到城镇、农村河流造成严重的环境污染，采用网状生物转盘反应器(BC 装置)处理含马铃薯加工淀粉废水的城镇污水，确定了BC 系统稳定运行的最佳工艺参数，处理后的水质达到国家排放标准，可作为城市绿化用水和农田灌溉用水。该工艺运行稳定，对COD、BOD5、SS、NH3-N、TP 和粪大肠杆菌数去除率分别可达92%、96．2%、98．9%、96．5%、95．8%、99．91%，而且脱臭效果明显，Bacillus菌活力强，将本装置技术进一步研究推广和扩大应用，具有较大的实际意义。