马铃薯生产废水处理工艺

马铃薯生产废水处理工艺多年来，马铃薯淀粉加工废水处理技术的缺失，成为制约行业发展的难题。经过多年研究，中国科学院兰州化学物理研究所科研人员成功克服此难题，开发出经济和环保效益显着的成套技术。处理后的废水可作为液体肥料进行农田灌溉，很好地解决了马铃薯深加工的污染难题。

据中科院兰州化物所研究员介绍，作为我国重要的粮食兼经济作物之一，马铃薯在甘肃、宁夏、内蒙古等西部地区总产量有3200多万吨，种植面积达175万余公顷。西部地区加工用马铃薯占西部地区总产量的12%以上，**全国平均水平的10%。西部地区农民种植马铃薯的经济效益比小麦、水稻等高2至3倍。“农民将贮藏保质较困难的马铃薯卖给淀粉企业可增加收入，因此马铃薯淀粉加工成为带动马铃薯产业发展较重要的一环，直接关系千百万农民的脱贫致富。”

然而，马铃薯淀粉加工过程中要排出大量含有蛋白质的高浓度工艺水，这成为制约行业发展的瓶颈问题。

我国每年有1000多万吨高浓度马铃薯淀粉加工工艺水被当作废水直接排放，严重污染环境，导致相关地区水域富营养化、鱼虾死亡等污染事故。此前，由于国内缺乏技术有效解决这一问题，**在全国相继关停了1万多家小型马铃薯淀粉加工厂。2015年，90%以上的马铃薯淀粉企业被关停。

过去几年，马铃薯淀粉企业的关闭，几乎都造成周边地区马铃薯种植面积大幅度下降。在马铃薯主产区甘肃省定西市，每年有10%到20%的马铃薯被用来加工淀粉。如果没有淀粉加工厂，马铃薯就会冻坏、腐烂，导致薯农损失严重。

马铃薯淀粉加工废水主要污染物化学需氧量COD为25000mg/L左右，而一般污水处理厂所能接受的废水COD不**过1000mg/L，这样的废水若排到污水处理厂，会直接导致处理厂瘫痪，因此绝大多数淀粉企业都是将废水简单沉淀后直接排放。

中国农业科学院博士生导师、国家小麦产业技术体系加工研究室主任魏益民接受采访时表示：“高浓度的**废液排到河沟里，不仅发酵产生的气味非常难闻，还会造成河流污染。”

在农业部国家马铃薯产业技术体系和中科院西部行动计划的支持下，经过连续多年技术攻关，成功完成了“马铃薯淀粉工艺水提取蛋白高值化利用与废水资源化或达标排放技术装备”开发。利用该技术，淀粉工艺水提取蛋白以后可以有两条出路，一是废水变“肥水”资源化利用，二是经特殊生化处理后达标排放。

研发的提取蛋白高值化利用设备价格为每台400万元左右，如果进口国外同类设备价格一般在4000万元以上。“国内目前还没有进口完整设备，主要是价格和效益差异太大。”

马铃薯生产废水处理工艺该技术采用物理方法处理马铃薯淀粉加工工艺水，比现有的废水治理工艺更环保有效。研究团队成员、中科院化物所博士周添红介绍：“提取蛋白都是物理过程，没有有害添加剂，工艺水COD降低到10000mg/L左右，经过了高温消毒杀菌，内含丰富**小分子物质和氮、钾、磷等营养成分。”

按照国家规定的排放标准，这种提取蛋白后的淀粉工艺水还不能直接排放，但可作为液体肥料进行资源化利用。

该团队联合定西市农科院连续4年在定西临洮县进行漫灌试验。定西市农科院研究员李得民介绍，试验证明，玉米大田没有出现烧苗和农田污染情况。“废水不仅做到‘零排放’，还实现了改良土壤的作用，通过跟踪测产，作物增产10%以上，没有发现次生危害。”

通过新技术、新设备开发和应用等工作，该团队为相关设备加工企业和马铃薯淀粉加工企业直接新增效益1.47亿元，每天避免2700吨高浓度**废水直接排放造成污染。凭借该技术成果，2015年底，荣获中国产学研合作创新成果奖。

工艺流程

原水→格栅→调节池→提升泵→生物反应器→循环泵→膜组件→消毒装置→中水贮池→中水用水系统

MBR污水处理工艺说明

污水经格栅进入调节池后经提升泵进入生物反应器，通过PLC控制器开启曝气机充氧，生物反应器出水经循环泵进入膜分离处理单元，浓水返回调节池，膜分离的水经过快速混合法氯化消毒（次氯酸钠、漂白粉、氯片）后，进入中水贮水池。反冲洗泵利用清洗池中处理水对膜处理设备进行反冲洗，反冲污水返回调节池。通过生物反应器内的水位控制提升泵的启闭。膜单元的过滤操作与反冲洗操作可自动或手动控制。当膜单元需要化学清洗操作时，关闭进水阀和污水循环阀，打开药洗阀和药剂循环阀，启动药液循环泵，进行化学清洗操作。

MBR工艺特点

膜生物处理技术应用于废水再生利用方面，具有以下几个特点：

（1）马铃薯生产废水处理工艺能高效地进行固液分离，将废水中的悬浮物质、胶体物质、生物单元流失的微生物菌群与已净化的水分开。分离工艺简单，占地面积小，出水水质好，一般不须经三级处理即可回用。

（2）可使生物处理单元内生物量维持在高浓度，使容积负荷大大提高，同时膜分离的高效性，使处理单元水力停留时间大大的缩短，生物反应器的占地面积相应减少。

（3）由于可防止各种微生物菌群的流失，有利于生长速度缓慢的细菌（硝化细菌等）的生长，从而使系统中各种代谢过程顺利进行。

（4）使一些大分子难降解**物的停留时间变长，有利于它们的分解。

〔5〕膜处理技术与其它的过滤分离技术一样，在长期的运转过程中，膜作为一种过滤介质堵塞，膜的通过水量运转时间而逐渐下降有效的反冲洗和化学清洗可减缓膜通量的下降，维持MBR系统的有效使用寿命。

（6）MBR技术应用在城市污水处理中，由于其工艺简单，操作方便，可以实现全自动运行管理。

适用范围

马铃薯生产废水处理工艺中小城镇生活污水和厂矿企业的工业污水，尤其是间歇排放和流量变化较大的地方。
需要较高出水水质的地方，如风景游览区、湖泊和港湾等，不但要去除**物，还要求出水中除磷脱氮，防止河湖富营养化。
水资源紧缺的地方。系统可在生物处理后进行物化处理，不需要增加设施，便于水的回收利用。
用地紧张的地方。
对已建连续流污水处理厂的改造等。
非常适合处理小水量，间歇排放的工业污水与分散点源污染的治理。