每年9-11月，污水寶經常接到業主的咨詢電話，問馬鈴薯、紅薯淀粉加工廢水好處理嗎？
根據污水寶對我國幾十家馬鈴薯淀粉生產企業的調查數據匯總得到馬鈴薯淀粉生產廢水的主要污染物濃度如表 1 所示。由于企業對廢水的分類分流不統一，表 1 中高濃度廢水主要是指馬鈴薯細胞水和淀粉洗滌水的混合排水，低濃度水主要是指馬鈴薯原料的清洗水。
馬鈴薯淀粉的加工過程完全為物理過程，廢水中主要污染物是加工中被分離出來的馬鈴薯原料的組分。如表 2 所示，廢水固形物主要由蛋白質、氨基酸、糖類、有機酸、鹽類組成，換一個角度講這些都是馬鈴薯中的有機營養物質，是可利用的資源。
馬鈴薯淀粉生產過程中產生大量的工業廢水，且COD 濃度較高。由于廢水中的固形物主要是源于馬鈴薯原料的蛋白質、糖類等有機物，易腐敗發酵產生惡臭，直接排放會造成水體富營養化。
一、將馬鈴薯淀粉廢水作為肥料進行土地播撒
1. 1 國內外土地播撒應用情況
世界馬鈴薯淀粉的主要產地在歐洲，而歐洲馬鈴薯淀粉企業將馬鈴薯細胞水作為肥料施用于土地已有多年歷史。但是，目前歐盟各國對工業廢水進行土地播撒的意見并不一致，一些國家接受土地播撒的方法，一些國家則通過立法禁止; 即便是接受土地播撒的國家，態度也十分謹慎，對實施有很嚴格的要求。丹麥、瑞典等國 已科學驗證了馬鈴薯細胞水可作為肥料用于土地播撒的方法，并沿用至今。
在我國西北、華北和東北地區已經多年嘗試采用馬鈴薯淀粉廢水進行農灌和施肥，其間積累了很多的經驗與教訓［4 － 7］，形成了日趨完善的灌溉技術并在不斷擴大試驗面積。
我國馬鈴薯淀粉廢水土地播撒主要過程為: 馬鈴薯細胞液回收→沉淀等初級處理→集中儲存→適度發酵→噴灌; 也有將集中儲存的廢水與馬鈴薯清洗水混合稀釋后對農田實施灌溉。土地播撒或灌溉通常分春、冬2 季對播種農田實施。
不能回避的是用馬鈴薯淀粉廢水進行土地播撒存在一定的環境風險，不同地區、不同土質和地下水源等對此種處理方法的承載力有很大差異，規模推廣需因地制宜、符合相關法律法規并需經過專業的環境影響監控與評估。
1. 2 土地播撒法處理馬鈴薯淀粉廢水需要具備的條件
土地播撒法處理馬鈴薯淀粉廢水需要經過施用土地的所有者允許; 需要有大量的用于施用的土地面積; 必須具有大容量的廢水存儲設施和專業的播撒設施; 需要有系統規范的技術保障。
1. 3 土地播撒法的關鍵點
( 1) 施用土地的選取。土地的選取要考慮地下水位和土壤質地。如慕松等人認為［5］，在寧夏南部地區地下水位大于 20m、土壤質地為壤土的休閑農田適宜馬鈴薯淀粉廢水施肥，沙土地則不宜施用。
( 2) 農作物的選取。馬鈴薯淀粉廢水適于喜氮、喜鉀的作物。目前報道［4 － 7］的適宜作物包括玉米、馬鈴薯、大豆、向日葵、小麥、油麻等，馬鈴薯淀粉廢水播撒對這些作物都有增產效果。
( 3) 施用的時機。馬鈴薯淀粉廢水施用的時機受農作時間及氣候條件的限制。呂春林等人［4］ 認為，馬鈴薯淀粉廢水施用的最佳時機是在秋翻地前和春播前 2 個時段，這是因為馬鈴薯淀粉生產中的汁水有機物含量較高，選擇秋季翻地或春播前灌溉汁水進行翻地，有機物可在地下進行厭氧發酵，增強肥力，有利于土壤吸收營養成分。若秋春季降雨多可酌減灌溉量。
( 4) 施用方式。實施效果較好的馬鈴薯淀粉廢水土地播撒方式包括噴灌和澆灌。相比而言，噴灌更有利于控制施用量、有利于均勻肥力。
( 5) 施用數量的調控。馬鈴薯淀粉廢水當作肥料施用之前必須進行稀釋( 稀釋倍數至少為 3 ～ 4倍) ，需根據施用土地情況確定稀釋倍數和最佳施用量，施用過量易導致農作物死亡、土壤板結等嚴重不良后果。同時，必須適時進行輪灌。連續多年灌溉可造成土壤中鉀、氮元素相對過剩，使耕層土壤富營養化，實施中應根據施用土壤特征確定灌溉年數。
( 6) 平衡施肥。施用馬鈴薯淀粉廢水播撒能節省化肥的使用。根據具體地區土地的肥力和種植作物的不同，要研究確定施用馬鈴薯淀粉廢水后再施用其他化肥的種類和數量，確保作物的正常生長。如慕松等人［5］提出在寧夏南部地區灌過馬鈴薯淀粉廢水的農田施肥時應遵循控氮、增磷、不施鉀的原則。
( 7) 存儲設施的防滲處理。土地播撒法處理馬鈴薯淀粉廢水需經過長時間的存儲，一般從馬鈴薯淀粉生產季節到來年春播之前，必須對廢水存儲設施進行防滲處理，以免污染地下水。
( 8) 環境風險的監控。土地播撒法處理馬鈴薯淀粉廢水需要系統的環境監控以降低環境風險。需要關注馬鈴薯淀粉廢水對土壤物理和化學性狀的影響、對作物生長和品質的影響、以及對地下水和周邊空氣的影響。
土地播撒法處理馬鈴薯淀粉廢水具有可以改善土壤理化性質，增加土壤養分，提高土壤肥力、增產增收、節省化肥、節約資源、緩解環境污染等作用。但必須科學使用以規避環境風險。
二、分離回收馬鈴薯汁水蛋白用于飼料、食品、醫藥原料
2. 1 回收飼料用馬鈴薯蛋白
歐洲很多馬鈴薯淀粉生產企業回收馬鈴薯汁水蛋白質用以生產飼料蛋白。汁水回收蛋白略有咸苦味，成品蛋白質含量一般在 80% ～ 87%［8，10］。馬鈴薯蛋白主要用于牲畜幼仔飼料、寵物飼料和某些種類的魚飼料。
馬鈴薯汁水蛋白回收工藝有 2 種，一種是先對汁水進行反滲透膜預濃縮處理，然后再通過熱絮凝、離心分離、熱風干燥后得到飼料用馬鈴薯蛋白產品［8 － 9］，另一種是不經預濃縮，直接進行絮凝、分離和脫水 。反滲透預濃縮可節省能耗和水耗，表現在汁水濃縮 1 倍后可以提高熱絮凝效果，同時透過液可作為工藝水回用。
2. 2 回收食品和醫藥用馬鈴薯蛋白
AVEBE 公司2007 年 2 月投資幾百萬歐元成立的子公司 Solanic，專門從馬鈴薯汁水中回收生產用于食品和醫藥工業的高品質蛋白，其主要工藝路線為:馬鈴薯汁水→預處理→吸附→高分子質量蛋白→濃縮→干燥→食品用馬鈴薯蛋白。
該工藝加工條件溫和，能保留馬鈴薯蛋白的天然活性和功能性，還能去除馬鈴薯含有的生物堿，有利于確保食品用馬鈴薯蛋白的安全性。該工藝得到的高分子質量馬鈴薯蛋白的主要組成是 Patatin 蛋白;吸附過程分離出的低分子質量蛋白主要組成是蛋白酶抑制劑，低分子質量馬鈴薯蛋白可用于皮膚發炎、皮膚過敏和傷口愈合類的醫藥中。Solanic 公司的產品有食品用馬鈴薯蛋白粉和幾種高濃度的食品用馬鈴薯蛋白濃縮液。
2. 3 回收馬鈴薯蛋白產品的食用飼用安全
馬鈴薯蛋白產品的安全性風險主要來自馬鈴薯原料帶入的生物堿，產品中一般含有茄啶糖苷生物堿SGA。歐洲飼用馬鈴薯蛋白商品的 SGA 含量是 1 500 ～ 2 500 μg / g，經過精制處理后 SGA 可降低到 100 μg / g 以下，精制后的產品被用于牲畜幼仔飼料、寵物飼料和特殊種類的魚飼料中。新鮮馬鈴薯原料中 SGA 含量為 50 ～ 100 μg /g，無安全問題; 但當發芽馬鈴薯的 SGA 含量高達 3 000 ～ 5 000 μg / g 時，存在安全隱患。目前國內外尚無對馬鈴薯蛋白產品 SGA 限量的相關標準出臺，安全使用量可參照原料 SGA 含量折算。
2. 4 馬鈴薯汁水回收蛋白
天然馬鈴薯蛋白的乳化性和起泡性優于或相當于蛋清蛋白和大豆分離蛋白，熱穩定性相當于蛋清蛋白，凝膠穩定性和持水力低于酪蛋白鈉、蛋清蛋白和乳清分離蛋白，感官特性明顯優于傳統熱聚沉馬鈴薯蛋白。酸熱蛋白回收工藝對蛋白質結構和功能性有明顯的破壞，膜法分離、親和吸附等溫和的加工技術已成為研究熱點。
膜法回收天然馬鈴薯蛋白的工藝，采用截留分子質量 5 ～ 150 ku 的親水聚醚砜膜、親水聚偏 1，1 二氟乙烯膜、再生纖維素膜進行超濾實驗室和中試試驗，結果表明膜孔徑和和膜材料對馬鈴薯蛋白的截留量影響很小。從工業馬鈴薯汁水中利用膨脹床吸附色譜( (EBA) 技術大規模制備食品級天然馬鈴薯蛋白濃縮物，并研究了不同干燥條件對蛋白性質的影響。結果顯示，馬鈴薯蛋白具有較高的酯酶活性和蛋白酶抑制活性，但凝膠特性不理想; 不同干燥法得到樣品的溶解度差異明顯，真空冷凍干燥樣品溶解度最高; 熱風干燥樣品的酯酶活性和蛋白酶抑制劑活性明顯降低。
2. 5 回收馬鈴薯汁水蛋白后的廢水處理
歐洲目前對回收馬鈴薯汁水蛋白后的汁水一般采用 2 種處理方法［7 － 8］，一種是將脫蛋白后的馬鈴薯汁水進行蒸發濃縮，濃縮液用于生產液體噴灑肥料;另一種是直接進行廢水處理，先厭氧發酵生產沼氣、再經好氧等工藝處理后達標排放。
位于德國Wietzendorf 的屬于Emsland-Starke 公司的一家馬鈴薯淀粉生產廠，將回收馬鈴薯汁水蛋白后的廢水先進行 2 段厭氧發酵生產沼氣，沼氣的能量用于廢水站和淀粉生產車間，厭氧處理后的廢水 COD 降到 4000 mg / L，再進一步采用附帶超濾膜生物反應器的好氧工藝處理，處理后的廢水可達到地表水排放標準。該工廠還建設了廢水再利用系統，將超濾膜生物反應器流出的廢水進行一段反滲透處理，透過液用于工藝清洗水，截留液用作液體礦物質肥料。
三、 以馬鈴薯汁水發酵生產單細胞蛋白飼料
利用馬鈴薯條加工廢水中的淀粉為底物進行酵母發酵生產蛋白產品，在 100 L的規模下進行饋料批式好氧發酵，干燥產品中蛋白含量11% ～ 12% 。
薯渣與汁水混合液態發酵生產單細胞蛋白的研究，據專利報道: 利用木霉和青霉等纖維素降解菌和酵母組成的菌群對馬鈴薯渣與汁水 1 ∶ 2 混合的液態條件下發酵，pH 值4. 5 ～ 5. 5，溫度 28℃ 培養 6 d，可使發酵生產的單細胞蛋白飼料中粗蛋白含量達到 40% 。
四、如何選擇合適技術？
馬鈴薯淀粉廢水技術相對成熟，但是選對合適的環保公司是關鍵。
目前市場充斥著低價劣質的環保設備，很容易誤導不專業的業主。每年秋季，不少業主通過污水寶平臺（全國最大的污水處理平臺）來尋找合適的環保公司。