淺談食品工業(yè)廢水處理

田兆龍 林雨豐

洽洽食品股份有限公司 安徽合肥 230601

本文采用UASB+生物接觸氧化法處理食品工業(yè)廢水，該方法具有工藝簡單、運行費用低，而且出水水質(zhì)穩(wěn)定等優(yōu)點，整個工藝對COD的去除率達96.6%，對懸浮物的去除率達97.3%—98%，該工藝非常適合在食品廢水處理中推廣應(yīng)用。

食品工業(yè)廢水，以有機懸浮物為主，廢水濃度較高，水量變化較大，廢水達標處理有一定的難度。本文主要針對高濃度有機廢食品廢水處理方法的論證。

1 工藝論證

食品廢水中主要含有糖、醇類等有機物，廢水的BOD5/COD值約0.67-0.80，易于生化降解。國內(nèi)外廣泛采用生化處理工藝，其中包括好氧生物處理、厭氧生物處理、好氧與厭氧聯(lián)合生物處理方法。從目前實施并運行的裝置來看，應(yīng)用最為廣泛的是好氧生物處理，常采用的方法有活性污泥法及其改進形式和生物接觸氧化法。厭氧生物處理除有傳統(tǒng)消化池應(yīng)用生產(chǎn)外，一些新工藝UASB等正在逐漸被用于糖化、發(fā)酵工序的高濃度廢水生產(chǎn)性實驗研究，出水與低濃度制麥、包裝廢水混合后作進一步好氧處理[1]。

（1）好氧生物處理是指在氧氣充足的條件下，利用好氧微生物的生命活動氧化食品廢水中的有機物，其產(chǎn)物有二氧化碳、水及能量。但由于此法沒有考慮到廢水中有機物的利用問題，因此處理成本較高。

（2）厭氧生物處理是在無氧條件下，靠厭氣細菌的作用分解有機物，它適于高濃度有機廢水（CODCr>2000mg/LBOD5>1000mg/L）。經(jīng)過實踐證明，這類反應(yīng)器完全適用于處理食品廢水，而且厭氧消化工藝相似于食品釀造、發(fā)酵生產(chǎn)工藝。與好氧生物處理相比，厭氧生物處理的優(yōu)點有：動力消耗低、剩余污泥量少、處理設(shè)備較便宜、能降解某些好氧處理難于降解的物質(zhì)。其缺點分別是：厭氧污泥增殖緩慢、出水水質(zhì)差、操作控制復(fù)雜以及廢水濃度較低時產(chǎn)生的CH4回收價值小等。因此，厭氧生物處理食品廢水已經(jīng)受到了越來越多的關(guān)注。

（3）自然生物處理食品廢水的自然生物處理方法有氧化塘和土地處理法。

氧化塘工藝一般可分為四種：兼性塘、厭氧塘、好氧塘和曝氣塘。一般來說，厭氧塘、兼性塘和好氧塘串聯(lián)使用，從工藝設(shè)施構(gòu)造和運行管理來看，這是較經(jīng)濟的一種處理方法，而且處理效果也令人滿意，只是有些氣味。經(jīng)氧化塘法工藝處理后的食品工業(yè)廢水，出水CODCr濃度為100-150mg/L，BOD5濃度30-90mg/L，SS濃度為30-90mg/L，出水水質(zhì)可達到國家二級排放標準。氧化塘基建投資小，運行費用低，維護簡便，COD、BOD5去除率可達80%-90%，但是氧化塘工藝要實施必須占用有較大面積，這也就成為了它基建費用的主要內(nèi)容。因而選擇此類工藝主要取決于當?shù)貙嶋H情況。對于地處郊外的小型食品廠，氧化塘法是比較經(jīng)濟簡單的方法。氧化塘還可作為好氧或厭氧生物處理的后處理，以提高出水水質(zhì)。如果食品廠附近有適當土地，可以采用土地處理法，廢水經(jīng)沉淀等預(yù)處理后，或灌溉農(nóng)田或土地處理[2]。

（4）好氧與厭氧聯(lián)合生物處理厭氧—好氧處理工藝的特點：①采用此工藝可使處理能力增加1-2倍；②此工藝回收的沼氣經(jīng)鍋爐燃燒后所產(chǎn)生的蒸汽可供維持食品發(fā)酵溫度利用，可降低能源消耗；③此工藝提供了工藝穩(wěn)定性；④運用這種處理方法可減少氮和磷的補充費用；⑤此工藝減少了剩余污泥的處理、處置費用；⑥它減少了處理裝置的總體積；⑦節(jié)省了能源，確保生態(tài)和經(jīng)濟效益；⑧可減少污泥脫水的藥劑費用。厭氧—好氧處理工藝的去除效果：COD去除率可達93%，甲烷產(chǎn)量（75%純甲烷）可達4300m3/d。

2 食品工業(yè)廢水處理方法及工藝流程

通過比較發(fā)現(xiàn)UASB+生物接觸氧化法不僅工藝簡單、運行費用低，而且出水水質(zhì)穩(wěn)定。本方案采用UASB+生物接觸氧化法處理，主要工藝流程為：廢水收集至高濃度調(diào)節(jié)池，然后用泵提升至UASB反應(yīng)器，在UASB反應(yīng)器中形成沉淀，廢水在反應(yīng)器中進行固液分離，再進入氣浮池，達到GB19821-2005《食品工業(yè)污染物排放標準》后排入城市管網(wǎng)，UASB反應(yīng)器以中的污泥用污泥抽吸泵抽至污泥池，進行污泥脫水處理。

具體工藝原理為：食品工業(yè)廢水經(jīng)管道統(tǒng)一收集后，經(jīng)過格柵去除大顆粒懸浮物，進入調(diào)節(jié)池中進行水量和水質(zhì)的混合。水量水質(zhì)調(diào)節(jié)好后，廢水被引入UASB反應(yīng)器的底部，向上流過由顆粒污泥組成的污泥床。隨污水與污泥相接觸而發(fā)生厭氧反應(yīng)，廢水中的有機物經(jīng)大量微生物的共同作用，產(chǎn)生沼氣（主要是甲烷和二氧化碳）引起污泥床攪動。在污泥產(chǎn)生的氣體中有一部分附著在污泥顆粒上，自由氣泡附著在污泥顆粒上的氣泡上升至反應(yīng)器的頂部。污泥顆粒上升撞擊到脫氣擋板的底部，這引起附著的氣泡釋放；脫氣的污泥顆粒沉淀回到污泥層的表面。自由氣體和從污泥顆粒釋放的氣體被收集在反應(yīng)器頂部的集氣室內(nèi)。液體中包含一些剩余的固體物和生物顆粒進入到氣浮池內(nèi)，剩余固體和生物顆粒從液體中分離并通過反射板，落回到污泥層的上面[3]。

從UASB反應(yīng)器中逸出的上清液流過生物接觸氧化池，廢水與氧化池中的生物膜相接觸，其中的生物膜是由細菌、真菌和原生動物組成的生物膜呈蓬松結(jié)構(gòu)，具有很大的表面積和很強的吸附能力。棲息在生物膜中的微生物以吸附和沉積在膜上的有機物為營養(yǎng)，將一部分有機物合成為細胞物質(zhì)，成為生物膜中新的活性物質(zhì)；另一部分成為分解代謝的產(chǎn)物，在分解代謝過程中放出能量，供微生物繁殖生長，生物膜老化脫落后進入污水中，在氣浮池中上浮成渣去除，澄清水后排出池外。

3 結(jié)語

本工程建設(shè)的目的是為了減少食品廢水中的高濃度有機物，保護好水環(huán)境。廢水投入運行后，可大大降低廢水中的COD、BOD、SS，以致出水符合要求。出水的水質(zhì)達到（GB19821-2005）《食品工業(yè)污染物排放標準》。本工程為環(huán)境保護項，以降解廢水中COD、BOD、SS為主要目的，其效益體現(xiàn)在環(huán)境效益和社會效益。