地瓜淀粉有诸多用途，具有多种特殊功能，开发利用前景广阔。生产过程中产生的废水处理方法问题也有待于深入研究。本文简单介绍了四种地瓜淀粉废水处理方法的工艺选择及流程设计，并提出减少废水产生的几项措施。
关键词：地瓜淀粉；生产废水；处理方法
1 前言
地瓜，又名甘薯、红薯。地瓜本身易腐烂，不宜长期存放。地瓜的深加工，可以解决因贮存鲜薯不当而导致大量烂薯的现象，地瓜精制淀粉经过不同深度的加工，可生产出数百种有价值的化工产品，增值10-30倍左右，前景可观，市场潜力巨大（汪家铭，2006）。但是地瓜淀粉废水如果不经处理就排放，既会造成环境严重污染，也会造成资源浪费。
2 废水处理方法
地瓜的化学组成主要有水、淀粉、蛋白质、脂肪、纤维、灰分等，地瓜淀粉的制取就是利用淀粉不溶于冷水、比重大于水、以及与其他成分比重不同而进行的物理分离过程（袁炎长，2006）。地瓜淀粉废水是以鲜地瓜或地瓜干为原料，采用酸沉淀法生产淀粉时产生的废水，其主要成分为水溶性淀粉、可溶性蛋白质、多糖、氨基酸、维生素以及无机盐等多种有机和无机物质，是一种不含有毒物质的高浓度有机废水（李琳等，2006），其COD约为12000mg/L，BOD5为4500mg/L，可生化性很好（刘豆豆等，2006）。
2．1 ABR法
厌氧折流板反应器(ABR)是1982年提出的一种新型高效厌氧反应器，具有许多比其它厌氧工艺更为优越的特性。在反应器沿水力流向设置多层隔板，将反应器分隔成若干个串连的反应室，每个反应室都类似厌氧污泥床的单元。该工艺构造设计简单，反应器内水流的反复上下折流作用，提高了微生物体与被处理废水间的混合接触，稳定了处理效果，促进了颗粒污泥的形成与生成，发挥xx混合式承受冲击负荷能力，及所有微生物体的作用。由于各隔室营养水平不同，反应器的微生物相有明显的种群差异。其处理工艺流程如下：
1.进水箱； 2.电磁计量泵；3.恒温水浴槽；4.ABR； 5.出水箱；6.沼气
ABR试验流程图
从ABR注入污泥开始，至正常运行，先后经历了污泥驯化、反应器启动阶段，不同工况下反应器的运行阶段和反应器的酸化恢复三个阶段。在污泥驯化、反应器启动阶段，进水投加NaHCO3调节pH，并投加一定量的微量营养元素，使进水COD从1200mg/L逐步提高到4000mg/L。第21～95d为在不同HRT和不同容积负荷下反应器处理地瓜淀粉废水的COD去除率，找出ABR的{zj0}处理效果所需的运行条件；反应器的酸化及恢复阶段，包括酸化初期、xx酸化期和恢复期。酸化试验进水COD为12000mg/L左右，进水中没有添加任何化学物质提供碱度，HRT控制在24h，连续动态培养驯化，待反应器酸化后，研究酸化过程中各隔室的pH、COD的变化规律。恢复阶段采用调整碱度和进水负荷的方式，研究反应器酸化恢复的有效方法。此外，厌氧池污泥(污泥颗粒化较好)，污泥浓度为10.4g(VSSPL)，VSS/TSS约为25.0%。（刘豆豆等，2006）
2．2 产油xx发酵法
研究表明，利用地瓜淀粉废水中的有机物可获取食用菌菌丝体、单细胞蛋白、xx色素、食用菌多糖等物质。以地瓜淀粉废水为培养基质，还可筛选获取产油xx，低成本生产微生物油脂，为生物柴油提供廉价油脂来源。
通过模拟工业地瓜淀粉废水可发现，不同批次的模拟地瓜淀粉废水水质特征存在差异，地瓜储藏期的不同也会导致废水水质的差异。废水含糖量在9%左右，可以满足微生物油脂发酵合成的需要。
以地瓜淀粉废水为发酵基质培养15株产油菌，发酵7d，可筛选出{zj0}产油菌F7。该菌株F7生物量在第11d～13d达到{zd0}，此时发酵液中的残糖量正好下降到零；粗脂肪在第11d达到{zd0}，随后快速下降；含油量则在第9d达到{zd0}，此后亦呈下降趋势；发酵液的COD亦在第11d达到{zd1}，其结果如下图：
F7在地瓜淀粉废水中的生长曲线
在培养后期，生物量和粗脂肪均呈现下降趋势，但是生物量的下降幅度较小，粗脂肪的下降速度要高于生物量。在后期营养耗尽，菌体利用自身的油脂来维持新陈代谢，其关系图如下：
F7发酵液残糖量与COD曲线
随着培养时间的延长，残糖量和COD均呈现逐渐下降的趋势，说明在利用微生物产生微生物油脂的同时，可以有效去除地瓜淀粉废水的COD负荷。
在不增加体系负荷的情况下，添加离子可以有效促进微生物的发酵和产油。在废水中加入不同浓度的NaAc和KH2PO4，对菌株F7在废水中发酵后的生物量、粗脂肪、含油量均有促进作用，其中NaAc添加后的效果更为明显。在废水体系中添加金属离子对产油xx发酵进行调节，可增加其产油脂的能力，降低体系出水负荷。（杜娟等，2007）
2．3 复合微生物絮凝法
微生物絮凝处理就是利用微生物代谢产生的多糖、糖蛋白以及菌体等形成絮凝沉淀，达到净化废水的作用。微生物絮凝与其他絮凝剂相比，具有良好的絮凝沉淀性能，安全、xx，且不产生二次污染。有研究表明，多种微生物的共生、协同作用具有比单一菌种有更好的絮凝效果。
每批淀粉废水因生产原料和沉淀时间等因素的不同，其COD有所不同。处理这样高浓度酸性有机废水用微生物絮凝处理，不受季节温度的影响。直接用淀粉废水扩大培养酿酒酵母和胶质芽孢杆菌，制备成复合微生物絮凝菌液对地瓜淀粉废水进行絮凝处理，在少量氯化钙助絮凝下，絮凝率达到97%。经复合菌液絮凝处理的废水的出水，pH值在8.0左右，COD去除率达95%。处理后的出水可以用于淀粉生产，也可以用于水产养殖，还可以用于农田灌溉。经复合菌液絮凝处理得到的沉淀物富含蛋白质和多种营养物质，干燥后可以制备成高级饲料。
絮凝过程中，影响絮凝率的主要因素是所加入絮凝菌液的量和pH值。当加入的絮凝菌液在2.5%～10%时，絮凝率并不随絮凝菌液的增加而增大。当絮凝菌液加入量为10%时，其絮凝率要比2.5%的下降10%左右；而絮凝菌液加入量为2.5%和5%时絮凝率相差不多，考虑到絮凝处理淀粉废水的成本问题，以絮凝菌液加入量2.5%为佳。选择溶液pH值9.5时，在适量氯化钙的助絮凝下{zd0}絮凝率可达97%。
酿酒酵母和胶质芽孢杆菌既能在地瓜淀粉废水中生长繁殖，也可以与废水中其他微生物共同絮凝处理废水。当向废水中加入絮凝菌液时，有沉淀慢慢析出，加入10%氯化钙，沉淀析出量增大，且析出速度加快，说明CaCl2有助絮凝的作用。当调节溶液pH值变为碱性后，生成的沉淀絮团大且结实，沉降的速度也明显加快，待一定时间后，上清液清澈。一般静置30min后，絮凝沉淀已基本结束，但静置2-3h，沉淀更加结实，易于过滤。（李琳等，2006）
2．4 气浮UASB-SBR工艺
中国淀粉生产工艺相对落后，资源的利用率较低，淀粉生产过程中大量的植物蛋白未加利用而随生产废水排放。在淀粉废水处理过程中，如果能够同时回收植物蛋白，做到废水的资源化利用，将具有广阔的应用前景.
地瓜淀粉生产废水含有机质多、浓度高且悬浮物含量大，BOD5/COD达0.53，气浮UASB-SBR工艺对出水水质要求较高，所以物理与生化处理相结合的方式是很好的选择。其工艺流程见下图：
污水及污泥处理工艺流程图
气浮池出水流入UASB厌氧反应器，由于淀粉废水呈酸性，会使后续厌氧处理过程受到抑制，产甲烷菌不能承受低pH值的环境，因此，UASB反应器运行的{zj0}pH值为6.8-7.2。气浮UASB-SBR工艺采用出水回流的方法，用出水碱度调节pH值，虽然进水pH值有波动，但并不影响反应器的正常运行。
在产酸菌和产甲烷菌的作用下，大部分的有机物分解为无机小分子物质和甲烷，剩余污泥进入污泥浓缩池，甲烷通过三向分离器收集净化处理后可以作为能源供生产、生活使用，出水则流入预曝气沉淀池。
预曝沉淀池是厌氧处理单元和好氧处理单元之间的重要构筑物，其功能主要是去除厌氧出水的悬浮物和H2S等有害气体，增加水中的溶解氧，为好氧处理创造有利的条件。预曝沉淀池的出水自流进入SBR进行好氧生物处理，以进一步降解水中的有机物。
调节沉淀池，UASB，预曝沉淀池，SBR等处理单元产生的污泥排入污泥浓缩池进行浓缩，提高污泥的含固率，使污泥含水率低于95%。污泥经浓缩后进入污泥脱水间进行机械脱水，产生的泥饼外运，污泥浓缩池上清液及机械压滤液回流至调节沉淀池再继续处理。
絮凝气浮法能有效地去除淀粉废水中的悬浮物、降低废水COD，同时能获得较高的蛋白饲料回收率。絮凝剂的投加比例及投加量对COD的去除率有很大的影响。如果能够更xx确定絮凝剂的{zy}投加比和投加量，不仅可以得到更好的出水水质，而且能够减少运行费用，提高经济效益。
xxx对温度比较敏感，在温度较低时，活性降低甚至死亡，因此冬季运行时需对UASB反应器进行加温，可以利用反应器产生的沼气作为能源提供UASB 所需的温度，使资源得到充分利用。
气浮UASB-SBR工艺出水水质较好，可对出水进行深度处理，处理水可用于厂区绿化、浇洒道路以及厕所用水。（李生等，2006）
3 减少地瓜淀粉生产废水的措施
3．1 改进加工技术
通过地瓜加工技术的改进，可减少废水的产生量。选料上，为降低淀粉加工成本，首先选用淀粉含量高的脱xx种，清洗过程中，分浸泡、淘洗和清洗3个工序，每个池水的水可循环使用一方面可减少用水，另一方面可减少污水产生。打浆、分离、沉淀进料口注入一定量的清水，可提高淀粉的提取率。（肖利贞，2007）。
3.2 发展绿色产业
地瓜加工产生的污染不是化学污染，主要是由于废水中残存的少量淀粉在微生物的作用下腐化变质，致使水质变黑变臭，对环境造成污染。因此，应该从治理和排放两个环节入手。针对地瓜加工过程中产生的污水性质开展技术攻关，探索出既简便又有效且成本低廉的治污途径，解决地瓜加工产生的废水中淀粉因微生物作用而变质发臭问题。更重要的是，对废水排放进行规范管理，所有地瓜淀粉加工点都必须实行洗涤水和淀粉废水分流排放，并配套建设防渗的淀粉废水沉淀池，严禁随意排放。（刘琳等，2006）
3.4地瓜深加工
地瓜具有xx作、修复肝损伤、xx、减缓人体机能的衰老、抗高血压、抑制胆固醇、增强免疫等功能，因此对地瓜进行深加工，开发红薯系列食品，对其进行深加工，可大幅度减少地瓜淀粉的生产废水量或废水中较难处理的成分。（李锋等，2006）
4 结语
地瓜淀粉生产废水是一种高浓度的有机废水，既可直接排入田地，作为有机肥施用，也可以从中提取诸多有用的成分，是一种很好的生物及工业原料，利用价值极高，可变废为宝，既节约资源又不污染环境。
