地瓜，又名甘薯、紅薯。地瓜本身易腐爛，不宜長期存放。地瓜的深加工，可以解決因貯存鮮薯不當而導致大量爛薯的現象，地瓜精制淀粉經過不同深度的加工，可生產出數百種有價值的化工產品，增值10-30倍左右，前景可觀，市場潛力巨大。但是地瓜淀粉廢水如果不經處理就排放，既會造成環境嚴重污染，也會造成資源浪費。

  2廢水處理方法

  地瓜的化學組成主要有水、淀粉、蛋白質、脂肪、纖維、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、以及與其他成分比重不同而進行的物理分離過程。地瓜淀粉廢水是以鮮地瓜或地瓜干為原料，采用酸沉淀法生產淀粉時產生的廢水，其主要成分為水溶性淀粉、可溶性蛋白質、多糖、氨基酸、維生素以及無機鹽等多種有機和無機物質，是一種不含有毒物質的高濃度有機廢水，其COD約為12000mg/L，BOD5為4500mg/L，可生化性很好。

  2．1ABR法

  厭氧折流板反應器(ABR)是1982年提出的一種新型高效厭氧反應器，具有許多比其它厭氧工藝更為優越的特性。在反應器沿水力流向設置多層隔板，將反應器分隔成若干個串連的反應室，每個反應室都類似厭氧污泥床的單元。該工藝構造設計簡單，反應器內水流的反復上下折流作用，提高了微生物體與被處理廢水間的混合接觸，穩定了處理效果，促進了顆粒污泥的形成與生成，發揮完全混合式承受沖擊負荷能力，及所有微生物體的作用。由于各隔室營養水平不同，反應器的微生物相有明顯的種群差異。其處理工藝流程如下：

  1.進水箱；2.電磁計量泵；3.恒溫水浴槽；4.ABR；5.出水箱；6.沼氣

  從ABR注入污泥開始，至正常運行，先后經歷了污泥馴化、反應器啟動階段，不同工況下反應器的運行階段和反應器的酸化恢復三個階段。在污泥馴化、反應器啟動階段，進水投加NaHCO3調節pH，并投加一定量的微量營養元素，使進水COD從1200mg/L逐步提高到4000mg/L。第21～95d為在不同HRT和不同容積負荷下反應器處理地瓜淀粉廢水的COD去除率，找出ABR的zui佳處理效果所需的運行條件；反應器的酸化及恢復階段，包括酸化初期、完全酸化期和恢復期。酸化試驗進水COD為12000mg/L左右，進水中沒有添加任何化學物質提供堿度，HRT控制在24h，連續動態培養馴化，待反應器酸化后，研究酸化過程中各隔室的pH、COD的變化規律。恢復階段采用調整堿度和進水負荷的方式，研究反應器酸化恢復的有效方法。此外，厭氧池污泥(污泥顆粒化較好)，污泥濃度為10.4g(VSSPL)，VSS/TSS約為25.0%。

  2．2產油真菌發酵法

  研究表明，利用地瓜淀粉廢水中的有機物可獲取食用菌菌絲體、單細胞蛋白、天然色素、食用菌多糖等物質。以地瓜淀粉廢水為培養基質，還可篩選獲取產油真菌，低成本生產微生物油脂，為生物柴油提供廉價油脂來源。

  通過模擬工業地瓜淀粉廢水可發現，不同批次的模擬地瓜淀粉廢水水質特征存在差異，地瓜儲藏期的不同也會導致廢水水質的差異。廢水含糖量在9%左右，可以滿足微生物油脂發酵合成的需要。

  以地瓜淀粉廢水為發酵基質培養15株產油菌，發酵7d，可篩選出zui佳產油菌F7。該菌株F7生物量在第11d～13d達到zui大，此時發酵液中的殘糖量正好下降到零；粗脂肪在第11d達到zui大，隨后快速下降；含油量則在第9d達到zui大，此后亦呈下降趨勢；發酵液的COD亦在第11d達到zui低，在培養后期，生物量和粗脂肪均呈現下降趨勢，但是生物量的下降幅度較小，粗脂肪的下降速度要高于生物量。在后期營養耗盡，菌體利用自身的油脂來維持新陳代謝，隨著培養時間的延長，殘糖量和COD均呈現逐漸下降的趨勢，說明在利用微生物產生微生物油脂的同時，可以有效去除地瓜淀粉廢水的COD負荷。

  在不增加體系負荷的情況下，添加離子可以有效促進微生物的發酵和產油。在廢水中加入不同濃度的NaAc和KH2PO4，對菌株F7在廢水中發酵后的生物量、粗脂肪、含油量均有促進作用，其中NaAc添加后的效果更為明顯。在廢水體系中添加金屬離子對產油真菌發酵進行調節，可增加其產油脂的能力，降低體系出水負荷。

  2．3復合微生物絮凝法

  微生物絮凝處理就是利用微生物代謝產生的多糖、糖蛋白以及菌體等形成絮凝沉淀，達到凈化廢水的作用。微生物絮凝與其他絮凝劑相比，具有良好的絮凝沉淀性能，安全、無毒，且不產生二次污染。有研究表明，多種微生物的共生、協同作用具有比單一菌種有更好的絮凝效果。

  每批淀粉廢水因生產原料和沉淀時間等因素的不同，其COD有所不同。處理這樣高濃度酸性有機廢水用微生物絮凝處理，不受季節溫度的影響。直接用淀粉廢水擴大培養釀酒酵母和膠質芽孢桿菌，制備成復合微生物絮凝菌液對地瓜淀粉廢水進行絮凝處理，在少量氯化鈣助絮凝下，絮凝率達到97%。經復合菌液絮凝處理的廢水的出水，pH值在8.0左右，COD去除率達95%。處理后的出水可以用于淀粉生產，也可以用于水產養殖，還可以用于農田灌溉。經復合菌液絮凝處理得到的沉淀物富含蛋白質和多種營養物質，干燥后可以制備成飼料。

  絮凝過程中，影響絮凝率的主要因素是所加入絮凝菌液的量和pH值。當加入的絮凝菌液在2.5%～10%時，絮凝率并不隨絮凝菌液的增加而增大。當絮凝菌液加入量為10%時，其絮凝率要比2.5%的下降10%左右；而絮凝菌液加入量為2.5%和5%時絮凝率相差不多，考慮到絮凝處理淀粉廢水的成本問題，以絮凝菌液加入量2.5%為佳。選擇溶液pH值9.5時，在適量氯化鈣的助絮凝下zui大絮凝率可達97%。

  釀酒酵母和膠質芽孢桿菌既能在地瓜淀粉廢水中生長繁殖，也可以與廢水中其他微生物共同絮凝處理廢水。當向廢水中加入絮凝菌液時，有沉淀慢慢析出，加入10%氯化鈣，沉淀析出量增大，且析出速度加快，說明CaCl2有助絮凝的作用。當調節溶液pH值變為堿性后，生成的沉淀絮團大且結實，沉降的速度也明顯加快，待一定時間后，上清液清澈。一般靜置30min后，絮凝沉淀已基本結束，但靜置2-3h，沉淀更加結實，易于過濾。

  2．4氣浮UASB-SBR工藝

  中國淀粉生產工藝相對落后，資源的利用率較低，淀粉生產過程中大量的植物蛋白未加利用而隨生產廢水排放。在淀粉廢水處理過程中，如果能夠同時回收植物蛋白，做到廢水的資源化利用，將具有廣闊的應用前景.

  地瓜淀粉生產廢水含有機質多、濃度高且懸浮物含量大，BOD5/COD達0.53，氣浮UASB-SBR工藝對出水水質要求較高，所以物理與生化處理相結合的方式是很好的選擇。

  氣浮池出水流入UASB厭氧反應器，由于淀粉廢水呈酸性，會使后續厭氧處理過程受到抑制，產甲烷菌不能承受低pH值的環境，因此，UASB反應器運行的zui佳pH值為6.8-7.2。氣浮UASB-SBR工藝采用出水回流的方法，用出水堿度調節pH值，雖然進水pH值有波動，但并不影響反應器的正常運行。

  在產酸菌和產甲烷菌的作用下，大部分的有機物分解為無機小分子物質和甲烷，剩余污泥進入污泥濃縮池，甲烷通過三向分離器收集凈化處理后可以作為能源供生產、生活使用，出水則流入預曝氣沉淀池。

  預曝沉淀池是厭氧處理單元和好氧處理單元之間的重要構筑物，其功能主要是去除厭氧出水的懸浮物和H2S等有害氣體，增加水中的溶解氧，為好氧處理創造有利的條件。預曝沉淀池的出水自流進入SBR進行好氧生物處理，以進一步降解水中的有機物。

  調節沉淀池，UASB，預曝沉淀池，SBR等處理單元產生的污泥排入污泥濃縮池進行濃縮，提高污泥的含固率，使污泥含水率低于95%。污泥經濃縮后進入污泥脫水間進行機械脫水，產生的泥餅外運，污泥濃縮池上清液及機械壓濾液回流至調節沉淀池再繼續處理。

  絮凝氣浮法能有效地去除淀粉廢水中的懸浮物、降低廢水COD，同時能獲得較高的蛋白飼料回收率。絮凝劑的投加比例及投加量對COD的去除率有很大的影響。如果能夠更確定絮凝劑的zui優投加比和投加量，不僅可以得到更好的出水水質，而且能夠減少運行費用，提高經濟效益。

  厭氧菌對溫度比較敏感，在溫度較低時，活性降低甚至死亡，因此冬季運行時需對UASB反應器進行加溫，可以利用反應器產生的沼氣作為能源提供UASB所需的溫度，使資源得到充分利用。

  氣浮UASB-SBR工藝出水水質較好，可對出水進行深度處理，處理水可用于廠區綠化、澆灑道路以及廁所用水。

  3減少地瓜淀粉生產廢水的措施

  3．1改進加工技術

  通過地瓜加工技術的改進，可減少廢水的產生量。選料上，為降低淀粉加工成本，首先選用淀粉含量高的脫毒的品種，清洗過程中，分浸泡、淘洗和清洗3個工序，每個池水的水可循環使用一方面可減少用水，另一方面可減少污水產生。打漿、分離、沉淀進料口注入一定量的清水，可提高淀粉的提取率。

  3.2發展綠色產業

  地瓜加工產生的污染不是化學污染，主要是由于廢水中殘存的少量淀粉在微生物的作用下腐化變質，致使水質變黑變臭，對環境造成污染。因此，應該從治理和排放兩個環節入手。針對地瓜加工過程中產生的污水性質開展技術攻關，探索出既簡便又有效且成本低廉的治污途徑，解決地瓜加工產生的廢水中淀粉因微生物作用而變質發臭問題。更重要的是，對廢水排放進行規范管理，所有地瓜淀粉加工點都必須實行洗滌水和淀粉廢水分流排放，并配套建設防滲的淀粉廢水沉淀池，嚴禁隨意排放。

  3.4地瓜深加工

  地瓜具有抗癌作、修復肝損傷、減肥、減緩人體機能的衰老、抗高血壓、抑制膽固醇、增強免疫等功能，因此對地瓜進行深加工，開發紅薯系列食品，對其進行深加工，可大幅度減少地瓜淀粉的生產廢水量或廢水中較難處理的成分。

  4結語

  地瓜淀粉生產廢水是一種高濃度的有機廢水，既可直接排入田地，作為有機肥施用，也可以從中提取諸多有用的成分，是一種很好的生物及工業原料，利用價值極高，可變廢為寶，既節約資源又不污染環境。