蘭州化物所解決馬鈴薯淀粉加工廢水不能排不能用難題
2014-04-09 17:03:13
admin
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據科學(xué)網(wǎng)2013年12月31日訊 12月29日，記者在中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所采訪(fǎng)時(shí)獲悉，該所研究員劉剛研究小組，研制出馬鈴薯淀粉加工廢棄物資源化利用設備技術(shù)，將廢水變成蛋白質(zhì)飼料和灌溉用水。目前該工藝技術(shù)已實(shí)現產(chǎn)業(yè)化，可解決年產(chǎn)萬(wàn)噸淀粉的加工企業(yè)廢水排放難題。
不能排不能用，工藝水進(jìn)退兩難
馬鈴薯是重要的糧食與經(jīng)濟作物。每年9月，馬鈴薯大量上市，由于很難貯藏，淀粉加工業(yè)就成為馬鈴薯的重要出路，也是馬鈴薯產(chǎn)業(yè)鏈中增加附加值的關(guān)鍵環(huán)節和山區薯農脫貧致富的重要途徑。
然而，馬鈴薯淀粉加工過(guò)程中會(huì )排出大量工藝水（分離之水），工藝水中含有蛋白質(zhì)、淀粉、低聚糖等有機營(yíng)養物。劉剛說(shuō)，因為工藝水的固形物濃度在5%左右，化學(xué)耗氧量（COD）高達30000~50000 mg/L，目前的城市污水處理技術(shù)很難處理。若直接排放，會(huì )導致環(huán)境污染、水中生物因缺氧死去。若直接進(jìn)行農田灌溉，則會(huì )因為廢水中的大分子有機物發(fā)酵造成燒苗，*終引起作物減產(chǎn)或絕收。
據估計，全國每年有2100萬(wàn)噸高濃度馬鈴薯淀粉加工有機廢水直接排到江河湖泊中。造成相關(guān)地區水域富營(yíng)養化，河流魚(yú)蝦死亡，土地酸化，作物減產(chǎn)或絕收。各級環(huán)保部門(mén)已經(jīng)相繼關(guān)停了一萬(wàn)多家小型加工企業(yè)。
提取蛋白灌溉農田，工藝水變廢為寶
面對貧困地區薯農的“賣(mài)薯難”，淀粉加工企業(yè)關(guān)停等問(wèn)題，劉剛想到了自己20多年前做的一個(gè)項目。他發(fā)現馬鈴薯淀粉加工分離汁水中含有蛋白質(zhì)、小顆粒淀粉等有機、無(wú)機成分?！拔覈磕觑暳嫌玫鞍走M(jìn)口3000萬(wàn)噸，而馬鈴薯提取淀粉后的工藝水中的蛋白卻當作廢水白白排放了。另外，西北地區缺水，而工藝水因為不能用于灌溉也被排放了?！眲偙硎?，如何把廢水中的“寶貝”提取出來(lái)并實(shí)現資源化、產(chǎn)業(yè)化。
在研究過(guò)程中，小組很快遇到了問(wèn)題：由于馬鈴薯淀粉加工廢水量大、固形物較低，常規分離技術(shù)成本很高。采用超濾法等很難實(shí)現工業(yè)化。
“好似做豆腐腦一樣?！眲傔@樣比喻絮凝沉淀蛋白質(zhì)的過(guò)程。但是，馬鈴薯蛋白絮體比重較輕、水中果膠含量高，沉降速度慢，普通離心設備根本無(wú)法連續分離脫水。這就需要研發(fā)一種非紊流態(tài)沉淀分離裝備，實(shí)現絮體成長(cháng)、沉降和清水分流濃縮。同時(shí)，研究小組選擇改造一種特殊的離心分離設備連續脫水分離蛋白質(zhì)。提取蛋白后的廢水再通過(guò)固定化微生物凈化法降解剩余小分子有機物。經(jīng)過(guò)處理后，凈水可以達到國家排放標準，也可以直接灌溉農田或者作為中水回用。
增值環(huán)保，生產(chǎn)企業(yè)“零排放”
“經(jīng)過(guò)10年的實(shí)驗室小試、中試和工業(yè)化放大試驗研究，我們打通了從淀粉車(chē)間的旋流站到蛋白分離提取的關(guān)鍵技術(shù)路線(xiàn)，開(kāi)發(fā)出一套日處理350噸（相當于年產(chǎn)萬(wàn)噸淀粉的加工企業(yè)廢水排放量）馬鈴薯淀粉工藝水在線(xiàn)提取回收蛋白及其廢水資源化利用和污染控制技術(shù)?！眲傉f(shuō)。
通過(guò)這套設備可以分別獲得含水量為80%的濕蛋白或含水量為10%的蛋白粉?；厥盏牡鞍追劭梢宰鳛楦呒夛暳咸砑觿?，也可以進(jìn)一步加工成食品級蛋白進(jìn)一步提升其附加值。而提取蛋白后的“清水”可直接用于農田冬春灌，廢水變“肥水”，可以起到節水、節肥和改良西北堿性土壤的作用，達到淀粉生產(chǎn)廢水“零排放”目的。
據介紹，該技術(shù)在為淀粉企業(yè)新增經(jīng)濟效益和實(shí)現環(huán)保的同時(shí)，對解決我國飼料用蛋白缺口問(wèn)題具有積極的意義。技術(shù)原理還可用于紅薯、木薯、豆類(lèi)、糯米、蕨根淀粉和中藥材加工排出廢水蛋白的提取回收和污染控制。