摘要 通过试验设计了一套利用玉米淀粉废水生产玉米浆和高附加值植酸钙的绿色处理工艺，并对工艺条件进行了研究。结果表明，以150 mL废水加入1.2 g Ca（OH）2，0.23 g NaOH可以得到纯度高于70%的植酸钙，100 mL滤液加入3.0 mL 3 mol/L的H2SO4可有效防止滤液变质。整个生产工艺没有二次污染，为玉米淀粉的综合利用提供了新途径。
关键词 玉米淀粉废水;植酸钙;玉米浆;处理工艺
玉米是我国北方的主要粮食作物，玉米淀粉是玉米深加工的初级产品，占工业玉米消费量的50%以上。玉米淀粉在生成过程中产生大量的废水，直接排放会造成严重的环境污染[1]。目前，处理方法主要有化学絮凝法和生物处理法，但也面临着处理费用高、环保标准不断提高等问题[2-3]。废水中含有有机酸、淀粉、蛋白质、纤维素、糖类等物质，都是有价值的资源。植酸钙是一种医药化工原料，能够促进氧合血红蛋白中氧的释放，促进人体新陈代谢，有助于预防动脉硬化、延缓衰老，广泛应用于食品、日化等行业[4]。因而如何低廉、高效地对玉米淀粉废水进行回收利用对于提高玉米产业的产业附加值和环境保护都具有重要的现实意义。本工艺将已经给环境造成严重危害的玉米淀粉废水经过加热、沉淀、浓缩等步骤，制备高附加值的医药原料植酸钙和饲料玉米浆，对玉米淀粉废水资源化利用进行了有效尝试。
1 材料与方法
1.1 试验材料
高浓度玉米淀粉废水（密度约1.03 g/mL）、氧化钙、氢氧化钠、硫酸等。
1.2 试验方法
工艺流程如下：（1）将玉米淀粉废水加热，使玉米蛋白变性，以沉淀的形式析出，冷至60 ℃后过滤，得滤渣1和滤液1;（2）向滤液1中先加入Ca（OH）2，搅拌30 min，使植酸沉淀为植酸钙，然后再加入NaOH，使植酸充分沉淀，过滤，得滤渣2和滤液2;（3）将滤液2蒸发浓缩至所需浓度，然后加入滤渣1，即得玉米浆;（4）滤渣2经干燥，即得植酸钙样品。
2 结果与分析
2.1 植酸钙沉淀工艺试验
从淀粉废水中提取植酸钙一般采用Ca（OH）2沉淀法，得到的植酸钙中含有未溶解的Ca（OH）2等杂质，植酸钙的纯度低，约为15%，以后的提纯过程复杂;滤液直接排放会严重污染环境。本工艺采用Ca（OH）2、NaOH分步加入法，可有效提高植酸钙的纯度，同时减少溶液中钙离子的含量，利于下一步浓缩蒸发。本试验对Ca（OH）2和NaOH的加入量进行了初步探索。取一定量的玉米淀粉废水，加热、过滤沉淀后，分批加入Ca（OH）2和NaOH，使溶液呈中性。
由表1可以看出，随着Ca（OH）2加入量的增加，得到沉淀的质量逐渐增加，沉淀中植酸钙的含量逐渐降低，植酸钙的质量呈现先增大后又减小的趋势。在沉淀出大部分植酸钙的前提下，加入Ca（OH）2的量越少，溶液中Ca2+的含量越低，越有利于下一步的蒸发浓缩;综合考虑，以150 mL玉米淀粉废水加入1.2 g Ca（OH）2，0.23 g NaOH为宜。
2.2 滤液处理試验
沉淀植酸钙后的滤液容易变质发臭，因而需要用H2SO4调节溶液的pH值至3.5～4.0，调节pH值的另一个好处是可以避免下一步蒸发浓缩过程中Ca2+在蒸发器上结垢。如果不用H2SO4调节溶液的pH值，Ca2+在蒸发器上结垢现象严重，导致蒸发器的热效率降低，需要经常清洗，造成生产成本提高，这也是玉米淀粉企业仅仅生产玉米浆，而不提取植酸钙的一个主要原因。经过多次试验，上步沉淀出植酸钙后的滤液每100 mL加入3.0 mL 3 mol/L的H2SO4可有效防止滤液变质，同时可以有效防止Ca2+在蒸发器上结垢。
3 结论
本工艺采用植酸钙-玉米浆联合生产工艺，对淀粉废水中的植酸钙和玉米浆同时进行回收利用。采用Ca（OH）2和NaOH 2种沉淀剂，并分批加入，可有效提高植酸钙的纯度，并且降低滤液中Ca2+的含量。沉淀植酸钙后的滤液加H2SO4调节pH值为4.0左右，使玉米浆不易变质，延长保质期。本工艺经济效益好，社会效益显著，而且对我国其他产业的废水处理具有重要的启发作用[5-6]。
4 参考文献
[1] 杨娜.玉米淀粉废水处理[J].科技经济导刊，2017（20）：154.
[2] 叶子，李滟临，王爱，等.甘薯淀粉废水营养成分的提取及其免疫活性研究[J].现代农业科技，2017（22）：237-238.
[3] 李墨.UASB工艺处理玉米淀粉废水研究报告[J].资源节约与环保，2015（11）：36-38.
[4] 方泽华，刘庆辉.植酸钙的提取研究[J].广东化工，2017，44（11）：92.
[5] 谷成国，宋剑锋.玉米深加工废水处理工艺浅析[J].环境保护与循环经济，2008（3）：33-35.
[6] 优化工艺组合 废水处理技术实现新突破[N].中国环境报，2014-04-28（007）.
