食品工業(yè)廢水處理方法探析-來(lái)自?shī)W坤萊技術(shù)交流

1. 食品工業(yè)廢水分類及水質(zhì)特性

食品工業(yè)是以農(nóng)、牧、漁、林業(yè)產(chǎn)品為主要原料進(jìn)行加工的工業(yè)。食品工業(yè)包括許多與飲食有關(guān)的行業(yè)，有不同的分類方法。若按所用原料分類，可分為：肉與肉制品工業(yè)；禽蛋加工工業(yè)；水產(chǎn)品加工工業(yè)；制糖工業(yè)；水果蔬菜加工工業(yè)；淀粉工業(yè)；食用油脂工業(yè)；乳制品工業(yè)；含酒*料工業(yè)；無(wú)酒*料工業(yè)；調(diào)味品及添加劑工業(yè)等。食品加工業(yè)都是以水作為工業(yè)用水和清洗用水。用水量很大，廢水排放量也很大。例如，生產(chǎn)每噸糖耗水150 t；每噸啤酒耗水35 t；每噸罐頭耗水100 t；每噸味精耗水1000 t；每噸飲料耗水100 t；每噸酒精耗水200 t等等。

食品工業(yè)廢水主要來(lái)自三個(gè)生產(chǎn)工段。

（1）原料清洗工段。大量砂土雜物、葉、皮、鱗、肉、羽、毛等進(jìn)入廢水中，使廢水中含大量懸浮物。

（2）生產(chǎn)工段。原料中很多成分在加工過(guò)程中不能全部利用，未利用部分進(jìn)入廢水，使廢水含大量有機(jī)物。

（3）成形工段。為增加食品色、香、味，延長(zhǎng)保存期，使用了各種食品添加劑，一部分流失進(jìn)入廢水，使廢水化學(xué)成分復(fù)雜。

食品廢水的水量水質(zhì)特性主要體現(xiàn)在6個(gè)方面：

（1）廢水量大小不一，食品工業(yè)從家庭工業(yè)的小規(guī)模到各種大型工廠，產(chǎn)品品種繁多，其原料、工藝、規(guī)模等差別很大，廢水量從數(shù)m3/d到數(shù)千m3/d不等。

（2）生產(chǎn)隨季節(jié)變化，廢水水質(zhì)水量也隨季節(jié)變化。

（3）食品工業(yè)廢水中可降解成分多，對(duì)于一般食品工業(yè)，由于原料來(lái)源于自然界有機(jī)物質(zhì)，其廢水中的成分也以自然有機(jī)物質(zhì)為主，不含有毒物質(zhì)，故可生物降解性好，其BOD5/COD高達(dá)0.84。

（4）廢水中含各種微生物，包含致病微生物，廢水易腐爛發(fā)臭。

（5）高濃度廢水多。

（6）廢水中氮、磷含量高。

2．食品工業(yè)廢水處理方法

2.1  物理處理法

物理處理法是指應(yīng)用物理作用改變廢水成分的處理方法。用于食品工業(yè)廢水處理的物理處理法有篩濾、撇除、調(diào)節(jié)、沉淀、氣浮、離心分離、過(guò)濾、微濾等。前五種工藝多用于預(yù)處理或一級(jí)處理，后三種主要用于深度處理。

（1）篩濾

篩濾是預(yù)處理中使用zui廣泛的一種方法。主要作用是從廢水中分離出較粗的分散性懸浮固體物。所用的設(shè)備有格柵和格篩。格柵攔截較粗的懸浮固體，其作用是保護(hù)水泵和后續(xù)處理設(shè)備。食品工業(yè)廢水中常用的格篩有固定篩、轉(zhuǎn)動(dòng)篩和震動(dòng)篩等，格篩zui常用的孔徑是10—40目。

（2）撇除

某些食品工業(yè)廢水中含有大量的油脂，這些油脂必須在進(jìn)入生物處理工藝前予以除去，否則會(huì)造成管道、水泵和一些設(shè)備的堵塞，還會(huì)對(duì)生物處理工藝造成一定的影響。此外，油脂除去并回收又有較大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

廢水中的油脂根據(jù)其物理狀態(tài)可分為游離漂浮狀和乳化狀兩大類。通常隔油池除去漂浮狀油脂。隔油池對(duì)漂浮狀油脂的去處率可達(dá)90%以上。如果處理流程中設(shè)有調(diào)節(jié)池或沉淀池，則隔油池可與調(diào)節(jié)池或初沉池合用統(tǒng)一構(gòu)筑物，可節(jié)省投資和占地。對(duì)小型處理系統(tǒng)，可設(shè)油水分離器撇油。

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（3）調(diào)節(jié)

對(duì)于水質(zhì)水量變化幅度大的食品工業(yè)廢水，常設(shè)置調(diào)節(jié)池對(duì)廢水的水質(zhì)和水量進(jìn)行調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)時(shí)間一般為6—24h，多為6—12h左右。調(diào)節(jié)池容量為日處理廢水量的15%—50%。

（4）沉淀

沉淀是用來(lái)除去原廢水中無(wú)機(jī)固體物和有機(jī)固體物，以及分離生物處理工藝中的固相和液相。用沉砂池除去原廢水中的無(wú)機(jī)固體物；用初沉池除去原廢水中的有機(jī)固體物；用二沉池分離生物處理工藝中的生物相和液相，沉砂池一般設(shè)在格柵和格篩之后。為了清除廢水中無(wú)機(jī)固體物表面的有機(jī)物，避免廢水中有機(jī)固體物在沉砂池中產(chǎn)生沉淀，可采用曝氣沉砂池。采用初沉池可降低后續(xù)工藝的負(fù)荷。初沉池除去懸浮固體的效果與加工的原料和產(chǎn)品有關(guān)。按池中的水流方向分為平流沉淀池、豎流沉淀池、輻流沉淀池。為了提高沉淀池的沉淀效率，可在沉淀池內(nèi)設(shè)置平行的斜板或斜管而成斜板（管）沉淀池。一般沉淀時(shí)間1.5—2.0h。

（5）氣浮

氣浮主要用于除去食品工業(yè)廢水中的乳化油、表面活性物質(zhì)和其他懸浮固體。有真空式氣浮、加壓溶氣氣浮和散氣管（板）式氣浮。當(dāng)廢水進(jìn)入容器氣浮池之前，往水中投加化學(xué)混凝劑或助凝劑，可提高乳化油脂和膠體懸浮顆粒的去除率。據(jù)資料介紹，氣浮可除去90%以上的油脂和40%—80%的BOD5和SS。氣浮池HRT一般30min。

（6）其他處理工藝

對(duì)二級(jí)處理出水進(jìn)行深度處理，常用的方法是過(guò)濾，可采用砂濾池或復(fù)合濾料濾池。按濾速大小分慢速砂濾池和快濾池。一般單層砂濾池的濾速為8～12m/h。

2.2  化學(xué)處理法

化學(xué)處理法是指應(yīng)用化學(xué)原理和化學(xué)作用將廢水中的污染物成分轉(zhuǎn)化為無(wú)害物質(zhì)，使廢水得到凈化。污染物在經(jīng)過(guò)化學(xué)處理過(guò)程后改變了化學(xué)本性，處理過(guò)程中總是伴隨著化學(xué)變化。用于食品工業(yè)廢水的化學(xué)處理法有中和、混凝、電解、氧化還原、離子交換、膜分離法等。

（1）混凝法

食品工業(yè)廢水處理中所用的化學(xué)處理工藝主要是混凝法?；炷ú荒軉为?dú)使用，必須與物理處理工藝的沉淀、澄清法或氣浮法結(jié)合使用，構(gòu)成混凝沉淀或混凝氣浮，混凝沉淀可作為生物處理的預(yù)處理，也可作為生物處理后的深度處理。

混凝沉淀法是水處理的一個(gè)重要方法。對(duì)于一些膠體顆粒較小、或是一些膠體溶液，難以或不能發(fā)生沉降的廢水加入化學(xué)混凝劑，使其形成易于沉降的大顆粒而去除。廢水中呈膠體狀態(tài)的蛋白質(zhì)和多糖類物質(zhì)，經(jīng)加藥混凝沉淀即有較好的去除效果。

常用的藥劑有：石灰、*、三氯化鐵和硫酸鋁等。石灰一般不單獨(dú)使用，常與其他藥劑配合使用，zui合適投藥量和pH值宜通過(guò)試驗(yàn)確定。

（2）氧化還原

化學(xué)氧化還原是轉(zhuǎn)化廢水中污染物的有效方法。廢水中呈溶解狀態(tài)的無(wú)機(jī)物和有機(jī)物，通過(guò)化學(xué)反應(yīng)被氧化或還原為微毒或無(wú)毒的物質(zhì)，或者轉(zhuǎn)化成容易與水分離的形態(tài)，從而達(dá)到處理的目的

（3）離子交換

離子交換主要是利用離子交換劑對(duì)水中存在的有害離子（包括有機(jī)的及無(wú)機(jī)的）進(jìn)行交換去除的方法。

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2.3  生物處理法

生物化學(xué)處理法是有機(jī)廢水處理系統(tǒng)中zui重要的過(guò)程之一。在食品工業(yè)的廢水處理中，生物處理工藝可分為好氧工藝、厭氧工藝、穩(wěn)定塘、土地處理以及由上述工藝的結(jié)合而形成的各種各樣的組合工藝。食品廢水是有機(jī)廢水，生物法是主要的二級(jí)處理工藝，目的在于降解COD、BOD5。

好氧生物處理工藝根據(jù)所利用的微生物的生長(zhǎng)形式分為活性污泥工藝和膜法工藝。前者包括傳統(tǒng)活性污泥法、階段曝氣法、生物吸附法、*混合法、延時(shí)曝氣法、氧化溝、間歇活性污泥法（SBR）等。后者包括生物濾池、塔式生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤(pán)、活性生物濾池、生物接觸氧化法、好氧流化床等。一般好氧處理對(duì)低濃度廢水效果較好。

厭氧生物處理工藝適用于食品工業(yè)廢水，主要原因是廢水中含易生物降解的高濃度有機(jī)物，且無(wú)毒性。此外，厭氧處理動(dòng)力消耗低，產(chǎn)生的沼氣可作為能源，生成的剩余污泥量少，厭氧處理系統(tǒng)全部密閉，利于改善環(huán)境衛(wèi)生，可以季節(jié)性或間歇性運(yùn)轉(zhuǎn)，污泥可長(zhǎng)期儲(chǔ)存。