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1、淀粉废水特征及处理技术
淀粉废水是淀粉以及相关淀粉化工产品的生产过程中产生的废液。淀粉工业是一个高耗水工业,据测算,每加工生产1吨精淀粉需耗水60吨。淀粉在加工过程中产生大量的高浓度酸性有机废水,水体的pH值为4.3~7.7,其COD值通常在1000mg/L左右,主要含有蛋白质、糖、纤维素、木质素等有机物及K、P、Ca等矿物质。
淀粉废水处理技术包括物化法和生化法。物化法常用的有絮凝沉淀法、吸附法、气浮法等,生化处理法包括厌氧处理法(UASB)、厌氧-好氧处理法、水解酸化-好氧处理法,光合细菌(PSB)处理法等。
2、淀粉废水资源化
2.1提取蛋白质和氨基酸
淀粉废水中回收蛋白质的方法主要有沉淀法、气浮法、发酵法、絮凝法和超滤法。
蛋白质颗粒表面带有电荷,并且颗粒表面覆盖一层水膜,因此,蛋白质溶液相当稳定。沉淀剂能够破坏水膜,中和电荷,导致蛋白质颗粒脱稳凝聚而沉淀。韩丽华向豆类淀粉粉浆废水加入葡萄酸-δ-内酯使蛋白质沉淀析出,然后水解得到氨基酸。经中试,每吨粉浆废水中能够提取20kg粗蛋白,氨基酸产率为粗蛋白中总氮的88.7%。
买文宁采用气浮分离技术从1吨淀粉废水中提取5公斤蛋白饲料,同时废水中的SS和COD去除率分别达80%和30%以上。雷晓燕利用淀粉厂废水发酵生产单细胞蛋白。在最佳培养条件下,所得单细胞蛋白的湿重、干重分别为1174.7mg/100ml、218.9mg/100ml。程坷伟采用超滤法从甘薯淀粉废水中提取糖蛋白,并建立了数学模型。使用中空纤维素膜,压力0.17MPa,pH6.5,温度25℃,进料浓度小于0.15%,结合蛋白的截留率为68.15%。
2.2提取植酸钙和肌醇
植酸钙(菲汀)含20%肌醇,是制取肌醇的主要原料。肌醇在医药、化妆品、发酵、食品工业中有广泛的应用,米糠、麸皮、玉米、淀粉废水是提取植酸钙和肌醇的主要原料。靳通收以淀粉废水为原料制取肌醇,采用水解-中和-脱色工艺,肌醇收率在10%以上。
2.3生产乳酸钙
乳酸钙是机体吸收率最高的有机补钙剂,常用做制药、食品和饲料添加剂。王岁楼利用小麦淀粉废水发酵生产乳酸钙,应用双酶法糖化-乳酸发酵-产品提取工艺,乳酸钙的收率为78.9%。
2.4生产生物制品
(1)培养白地霉
何国庆利用小麦淀粉废水培养白地霉。在培养白地霉以前,先将小麦淀粉废水进行糖化处理,然后在经糖化处理的废水中培养,生物量与总糖利用率分别为1.345g/100ml和58.4%。
(2)培养食用菌
朱辉利用淀粉废水培养金针菇如香菇,发现经液化处理后的淀粉废水较适合作金针菇和香菇液体深层发酵的培养液。金针菇在培养液起始pH6.40时生物量最高,香菇在培养液起始pH5.10时生物量最高。
2.5生物制氢气
樊耀亭以牛粪堆肥为菌种来源,以模拟淀粉有机废水底物,通过厌氧氢发酵产生生物氢气,同时使废水得到净化处理。最佳初始pH值7.5,最大产氢能力为166ml/g,最佳底物浓度为5g/L,COD去除率达40%~60%。生物气中氢气浓度可达61%,产物中没有甲烷气生成。
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