食品廢水處理設備

食品工業(yè)原料廣泛，制品種類繁多，加工過程要使用大量水，因此有很多廢物作為污水的形式排放。排出廢水的水量、水質(zhì)差異很大。食品廠污水中主要污染物有:

(1)漂浮在廢水中固體物質(zhì)，如菜葉、果皮、碎肉、禽羽等

(2)懸浮在廢水中的物質(zhì)有油脂、蛋白質(zhì)、淀粉、膠體物質(zhì)等

(3)溶解在廢水中的酸、堿、鹽、糖類等

(4)原料夾帶的泥砂及其他有機物等

(5)致病菌毒等

對食品加工廢水的處理一般采用物化法(氣浮、混凝沉淀、吸附等)，但其去除效率不穩(wěn)定、運行費用高、 管 理操作不便。近年來也有以好氧法為主的處理技術，對有機物的去除雖較好，但其運行費用較高。而將上流式厭氧污泥床(UASB)與基本無動力消耗的滴濾床(TF)相結合的UASB—TF技術，經(jīng)過在多個廠家的多種食品生產(chǎn) 廢水 處理中的應用表明，該工藝處理效率高、運行費用低、投資較少、操作 管 理非常簡便，二次啟動非常便利，出水能達到《污水綜合排放標準》(GB 8978—1996)中的一級標準，而且已有部分廠家將其出水回用于生產(chǎn)上的非直接冷卻系統(tǒng)。

對于進行廢水治理的食品廠家來說，需要的是投資少、運行費用低、運行穩(wěn)定、處理效果好、操作管理簡便的處理工藝，在選擇工藝時一定要結合自身實際情況進行考慮。

對食品加工廢水的處理一般采用物化法(氣浮、混凝沉淀、吸附等)，但其去除效率不穩(wěn)定、運行費用高、管理操作不便。近年來也有以好氧法為主的處理技術，對有機物的去除雖較好，但其運行費用較高。

對食品加工廢水的處理一般采用物化法(氣浮、混凝沉淀、吸附等)，但其去除效率不穩(wěn)定、運行費用高、管理操作不便。近年來也有以好氧法為主的處理技術，對有機物的去除雖較好，但其運行費用較高。而將上流式厭氧污泥床(UASB)與基本無動力消耗的滴濾床(TF)相結合的UASB—TF技術，經(jīng)過在多個廠家的多種食品生產(chǎn)廢水處理中的應用表明，該工藝處理效率高、運行費用低、投資較少、操作管理非常簡便，二次啟動非常便利，出水能達到《污水綜合排放標準》(GB 8978—1996)中的一級標準，而且已有部分廠家將其出水回用于生產(chǎn)上的非直接冷卻系統(tǒng)。有食品加工廢水需要處理的單位，也可以到污水寶項目服務平臺咨詢具備類似污水處理經(jīng)驗的企業(yè)。

1　廢水水質(zhì)

豆制品(豆奶粉、豆奶飲料)、乳制品（酸奶、鮮奶等）、啤J生產(chǎn)廢水的水質(zhì)，其處理水量分別為800、400、600m3/d。
 
2　處理工藝的選擇

2.1　氣浮處理工藝
　　
針對廢水中含有較多膠體物質(zhì)，采用常規(guī)氣浮法能較好地將其去除。經(jīng)氣浮處理后出水較清，但因其對溶解性有機物不能去除、出水中CODCr含量較高、運行不穩(wěn)定而不能達到排放標準。同時，因氣浮會產(chǎn)生較多的污泥，而且污泥含水率非常高，所以運行費用也較高，目前已基本上不單獨用于此種廢水的處理。

2.2　好氧處理工藝
　　
對于有機物含量較高且可生化性較好的有機廢水，前幾年使用多的是接觸氧化、SBR、活性污泥法等好氧工藝，對食品廢水的處理效果也較好，CODCr的去除率可達90%以上，運行也較穩(wěn)定。其缺點是需鼓風曝氣、動力消耗較多、運行費用高，同時在停產(chǎn)檢修后再啟動時需較長時間(一般要一個月左右)。

 食品工業(yè)中產(chǎn)生的廢水量大,水質(zhì)惡劣,對環(huán)境的污染嚴重。味精和J精生產(chǎn)中的廢水以及大豆、谷物、果蔬、肉類、牛乳和飲料加工中的廢水,是食品工業(yè)廢水的主要來源。文中在對大量文獻資料的調(diào)研以及總結膜技術處理廢水工程經(jīng)驗的基礎上,重點討論了用微孔過濾(MF) 、超濾(UF) 、納濾(NF) 、反滲透(RO) 、電滲析( ED) 、滲透汽化(PV) 、膜生物反應器(MBR) 技術處理食品工業(yè)廢水的現(xiàn)狀,概要分析了膜技術處理與回用食品工業(yè)廢水的工藝參數(shù)、工程運行及其產(chǎn)生的社會效益和經(jīng)濟效益。

關鍵詞　食品工業(yè),廢水,膜技術,處理,回用

我國特別是在中小城鎮(zhèn)中分布著大量的食品加工企業(yè),這些企業(yè)的現(xiàn)代化程度和生產(chǎn)規(guī)模日益提高,但是產(chǎn)生的廢水水質(zhì)惡劣,廢水量不斷增加,對環(huán)境危害十分嚴重。

食品工業(yè)包括飲料工業(yè)是耗水大戶,這些耗用的水僅少部分用于食品生產(chǎn)本身,大部分是用于食品生產(chǎn)過程洗滌和清潔的,因此*可以將這些廢水加以H收利用。基本上以糧食為主要原料的發(fā)酵工業(yè)所產(chǎn)生的污染物主要是由于糧食未被充分利用造成的,因此,排入水環(huán)境的污染物絕大部分是具有h收價值的產(chǎn)品和副產(chǎn)品。

早在1990 年代,食品工業(yè)中就開始大規(guī)模地采用膜技術處理廢水[1 ] 。用膜技術分離發(fā)酵液中菌體、濃縮產(chǎn)品、開發(fā)新產(chǎn)品、改革生產(chǎn)工藝、提高工藝用水的回用率,具有十分廣闊的前景[2 ] 。

在積累了有關膜技術處理廢水工程經(jīng)驗以及研究了大量文獻資料的基礎上,本文針對產(chǎn)生廢水量大、污染嚴重的食品工業(yè)中的J精和味精生產(chǎn)廢水、大豆、谷物、果蔬、肉類、牛乳和飲料加工廢水,以開發(fā)應用的實例為重點,討論微孔過濾(MF) 、超濾(UF) 、納濾(NF) 、反滲透( RO) 、電滲析( ED) 、滲透汽化(PV) 、膜生物反應器(MBR) 以及組合不同膜法的集精生產(chǎn)的主要工藝。采用連續(xù)發(fā)酵- PV 膜分離的組合工藝,進行燃料乙醇生產(chǎn)[4 ] ,大大減少了J精廢水產(chǎn)生的量。1988 年法國Betheniville 的甜菜糖廠運用了一套可連續(xù)生產(chǎn)4 種純度乙醇,使用膜面積達2400m2 ,日處理乙醇水溶液為150 000 L 的PV 裝置[5 ] 。該甜菜糖廠通過蒸餾- PV 與脫硫相結合的集成工藝處理后,乙醇的純度和濃度以及排放的廢水水質(zhì)是常規(guī)工藝所*的,生產(chǎn)效益和環(huán)境效益
都十分顯著。

1.1 　處理酵母廢水

(1) UF 膜法。首先用離心法去除廢水中90 %的懸浮物,再用卷式UF 膜組件,在一定壓力和流速下,色度去除率可> 97 % ,濃縮達10 倍,膜壽命預計為5 年。采用8 英寸卷式UF 膜,總膜面積1 176m2 ,在上述操作條件下,處理廢水量為200 m3/ d ,與蒸發(fā)法相比,每噸廢水的處理費用節(jié)約了1516 %[6 ] 。去除J精廠酵母分離產(chǎn)生的廢水,即對J精廢液→離心分離→濾渣→干燥→酵母飼料生產(chǎn)過程中離心分離出來的濾液,用熱交換器降溫至65 ℃(適合UF 膜的運行溫度) ,經(jīng)過濾器預處理后,將清液泵入UF 膜裝置處理。UF 膜法H收50 %蛋白質(zhì),其投資費用為蒸發(fā)系統(tǒng)的25 % ,運行費用僅為蒸發(fā)濃縮法的20 %。

(2) UF/ NF 組合膜法。采用卷式UF 組件以及復合膜卷式NF 組件,以循環(huán)濃縮方式,處理以蔗糖廢糖蜜為原料、生產(chǎn)J精酵母的酵母生產(chǎn)廢水[7 ] 。工程運行結果表明,UF 對殘?zhí)呛桶?、氮的分離率一般在15 %～35 %。由于殘?zhí)呛桶钡墙湍赴l(fā)酵過程中的營養(yǎng)成分,因此UF 透過液可被重新回用于發(fā)酵工序。NF 膜對廢水的COD 去除率> 90 % ,并接近或達到廢水排放標準。采用天然的、正電荷的殼聚糖絮凝劑對酵母生產(chǎn)廢水有較好的預處理效果,脫色率>60 % ,COD 去除率約20 %。

1.2 　釀J廢水

甘蔗糖廠的副產(chǎn)品———糖蜜生產(chǎn)J精的企業(yè)排放的廢水中由焦糖色素產(chǎn)生的COD、BOD 及色度是生物法難以去除的。用MBR 與NF 膜集成工藝處理糖蜜制J精廠排放廢水,出水的COD、色度都達到*排放標準,廢水H收率> 80 %[8 ] 。表1 列出了采用復合的中空纖維大孔(MF/ UF) 膜裝置(大膜面積為由55 支元件組裝成的385 m2) 處理釀J工業(yè)廢水的效果。該復合膜表面涂覆了具有強親水性和強抗蛋白質(zhì)粘附性能的PVA ,因此該復合膜對于富含蛋白質(zhì)的食品工業(yè)廢水有很好的去除效果。經(jīng)該大孔復合膜處理后,廢水中的BOD、SS 的含量都遠低于廢水排放標準。

2 　味精廢水

味精生產(chǎn)過程產(chǎn)生的廢水中殘留等電點提取后的*發(fā)酵廢液為含高濃度COD cr 、BOD5 和高濃度NH32N、SO42 - ,難以用生化法處理的廢水。

(1) UF 膜法。采用截留分子量為1 萬的UF 膜對味精廠排放的廢水進行除菌體和大分子蛋白等成分的處理,在操作溫度、運行壓力、濃縮倍數(shù)等較佳操作條件時,廢水中SS、CODcr 的去除率分別為99 %、30 % ,為后序的生物法減輕了處理負荷,可將H收的蛋白進行綜合利用[9 ] 。用膜材料分別為聚砜( PS) 、聚丙烯腈(PAN) 的UF 處理后,COD 降低34 % ,味精廢水中菌體去除率達99 % ,濃縮倍數(shù)達5 倍[10 ] 。用稀HCl 水溶液反壓清洗可恢復膜的水通量。PAN 膜由于親水性好,對菌體吸附性小,因而水通量高于PS膜。

*發(fā)酵廢水經(jīng)甲殼素和堿式氯化鋁混合絮凝、低速離心機分離后,上清液進入UF 系統(tǒng)處理。經(jīng)UF 膜處理后,透過液中COD、BOD 去除率都>96 %[11 ] 。經(jīng)混凝2離心2UF 的組合工藝處理的*廢水,接近或達到國家水污染物綜合排放標準的二級排放標準。

(2) ED 膜法。L2*( L 2GA) 濃度為01001～0102 mol/ L 的水溶液,經(jīng)ED 處理后,淡室、濃室中的L 2GA 濃度分別為5 ×10 - 5 mol/ L 、0105 mol/ L ,淡室的水可以排放或回用,濃室H收了L 2GA[12 ] 。

(3)MBR 法。用聚乙烯( PE) 中空纖維型MBR法處理味精廢水,*。在容積為6189 m3 的玻璃鋼槽內(nèi),放置6 支橫置式<2 000 ×L 3 000 mm 中空纖維膜組件,24 h 連續(xù)曝氣運行,廢水中的BOD、SS、總氮,從1 900～5 500 mg/ L 、467～2 800 mg/ L 、68～410 mg/ L 下降到1～511 mg/ L 、1 mg/ L 以下、018～2918 mg/ L[13 ] 。

食品廢水處理設備