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本研究以淮河水专项中沙颍河中下游农业面源污染控制与水质改善集成技术研究与综合示范课题为依托(课题编号015ZX07204-007),以红薯淀粉废水为研究对象,比较国内外研究现状,通过单因素试验,对传统化学絮凝剂和生物絮凝剂壳聚糖进行比较研究,筛选壳聚糖作为处理红薯淀粉废水的絮凝剂,并进行中试试验研究,在取得良好效果的基础上,在基于壳聚糖絮凝预处理条件下选择厌氧-好氧-深度处理组合工艺处理红薯淀粉废水,并且从壳聚糖絮凝沉淀物回收蛋白质三个方面探讨壳聚糖处理红薯淀粉废水及资源化利用的可行性。(1)针对红薯淀粉废水水质特点,筛选出PAC和壳聚糖进行红薯淀粉废水的絮凝实验。通过实验结果分析,传统高分子絮凝剂PAC对总磷的去除效果较好,而生物絮凝剂壳聚糖总磷去除效果较好的同时,总氮和COD的去除效果也较明显。之后进行了壳聚糖处理红薯淀粉废水的正交实验,结果表明,当废水p H值为10,絮凝投加量为48mg/L(即每1L废水的壳聚糖投加量为48mg),沉降时间为45min,壳聚糖絮凝处理红薯淀粉废水的三个影响因素从主到次的顺序为沉降时间>p H>投加量。废水的出水COD去除率为42.8%,TP去除率为69.2%,TN去除率为39.2%。(2)红薯淀粉废水中含有大量的蛋白质,可以通过壳聚糖絮凝沉淀而达到回收的目的,通过实验确定蛋白质回收的最佳絮凝参数,并分析了沉淀物中的氨基酸组分,壳聚糖在p H值范围为9～10、投加量为48mg/L、沉淀静止时间为40min,可回收46.8%废水中游离蛋白质,蛋白质回收率曲线基本与浊度去除曲线一致,浊度去除率可达84%,剩余蛋白质在废水中可通过工艺去除,并且回收各类氨基酸中主要有必需氨基酸,且赖氨酸含量较高。(3)基于壳聚糖作为处理红薯淀粉废水的絮凝剂,前期初选出混凝沉淀与混凝气浮工艺,并进行实验探究,发现混凝气浮工艺处理效果较差,选择混凝沉淀工艺作为壳聚糖絮凝处理红薯淀粉废水中试试验的预处理工艺,并进行壳聚糖处理红薯淀粉废水的中试试验研究及工程化应用,通过试验确定了中试工程的运行参数:絮凝池p H为9-10,处理淀粉废水的流量为10m~3/h,0.6%壳聚糖溶液加药流量为80L/h,一级二级三级絮凝池搅拌机速度分别为120 r/min、120 r/min、40r/min,初沉池停留时间为2h时,可以取得良好效果,预处理出水水质稳定,COD、总磷、总氮的平均去除率分别为26.45%、60.01%、31.66%。(4)由于“十二五”水专项对红薯淀粉废水水质的排放有着更高的要求,在确定了壳聚糖絮凝预处理作用良好的前提下,选择改良IC反应器-改良型氧化沟-两级生态塘组合工艺处理红薯淀粉废水并进行现场调试,探究组合工艺对处理农村生产红薯淀粉废水的效果及适用性。通过最后14天对组合工艺进出水水质的监测表明:组合工艺对COD、氨氮、总磷、总氮的综合去除率为99.7%、95.1%、93.1%、93.5%,效果良好。