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淀粉在食品行业和工业生产中都有重要的应用，我国河南、安徽地区生产小麦淀粉的厂家比较集中，而在小麦淀粉生产的同时产生大量废水，废水如不经有效处理直接排放，将造成水体的严重污染。本论文是以安徽某小麦淀粉厂废水处理改造工程设计与运行为依托，针对小麦淀粉废水有机物浓度高，可生化性较好的水质特性，试图寻求一种经济、高效、可资源回收的污水处理及沼气利用工艺，为小麦淀粉行业处理废水提供参考。根据对小麦淀粉废水水质分析和以往的工程实践经验，在充分利用原有工程的基础上，提出以厌氧MIC-好氧HTO为主体的废水处理工艺，设计了一套小麦淀粉废水处理及沼气收集、净化、利用系统。该工艺的优点是既能使处理后的淀粉废水达到排放要求，同时又能回收厌氧生物处理产生的能源。设计废水处理量为2000m3/d，COD为12000~20000mg/L，BOD5=6000~10000mg/L，SS=9000~10000mg/L。实际工程运行数据表明，本文提出的废水处理及沼气利用方案不仅对高浓度小麦淀粉废水中COD有较好的处理效果，COD去除率达到95%以上，还对氨氮有明显的去除作用，克服了以往工艺脱氮能力差的缺点，而且还能回收利用沼气，沼气产量为10000~13000m3/d，作为燃料通入燃气锅炉，所产蒸汽供车间利用。处理后废水COD、BOD5、SS、NH3-N分别降至100mg/L、20mg/L、30mg/L、15mg/l以下，符合《淀粉工业水污染物排放标准》（GB25461-2010）中新建企业水污染物间接排放浓度限值要求。该工艺的长处是占地省、运行相对稳定、能耗小、维护少。该工程案例对处理小麦淀粉废水提供了切实可行的办法，能够作为示范工程进行推广，应用。也为其他行业废水处理获得环保和经济的双重效益提供了重要参考。