食品工业废水处理常见工艺[文献综述]

文献综述

食品工业废水处理常见工艺

一、前言部分

食品工业是以农、牧、渔、林业产品为主要原料进行加工的工业。食品工业作为中国经济增长中的低投入、高效益产业正在引人注目的发展、扩大；这种扩大对中国的经济发展无疑有促进作用，但从环境保护的角度来讲，食品工业废水对环境的影响也要引起有关方面的高度重视。

食品工业废水主要来源于三个生产工段。一、原料清洗工段：大量沙土杂物、叶、皮、磷、肉、羽、毛等进入废水中，使废水中含大量悬浮物。二、生产工段：原料中很多成分在加工过程中不能全部利用，未利用部分进入废水中，使废水含大量有机物。三、成形工段：为增加食品色香味，延长保存期，使用了各种食品添加剂，一部分流失进入废水，使废水化学成分复杂[1]。

食品工业废水本身无毒性，但含有大量可降解的有机物，废水若不经过处理排入水体会消耗水中大量的溶解氧，造成水体缺氧，使鱼类和水生生物死亡。废水中的悬浮物沉入河底，在厌氧条件下分解，产生臭水恶化水质，污染环境。若将废水引入农田进行灌溉，会影响农业果实的食用，并污染地下水源。废水中夹带的动物排泄物，含有虫卵和致病菌，将导致疾病传播，直接危害人畜健康[2]。

二、食品工业废水处理常见工艺

我国从20世纪80年代开始，各有关部门积极开展食品工业废水治理工作，已开发出多种有关这类废水的高效、低耗的处理工艺。包括好氧生物处理工艺、厌氧生物处理工艺、稳定塘工艺、光合细菌工艺、土地处理工艺以及上述工艺组合而成的各种各样的工艺。除此之外，膜分离技术及膜与生物法相结合的工艺也有研究。

2.1 典型工艺流程

目前国内外，食品工业废水的处理以生物处理[3]为主，较成熟的有厌氧接触法、厌氧污泥床法、酵母菌生物处理法等利用生物技术治理食品工业废水的方法。

2.1.1 废水处理典型工艺流程

图1 废水处理典型工艺流程

2.2 SBR法

2.2.1 SBR法的原理

SBR法的英文名称为Sequencing Batch Reactor，国内又译作序批式活性污泥法、间歇式活性污泥法[4]。SBR法是活性污泥法的一种，其反应机制及去除污染物的机理与传统的活性污泥法基本相同，只是运行操作方式不尽相同。SBR与传统的水处理工艺的最大区别在于它是以时间顺序来分割流程各单元，整个过程对于单个操作单元而言是间歇进行的，但是通过多个单元组合调度后又是连续的，SBR集曝气、沉淀于一池，不需设置二沉池及污泥回流设备。根据工程实践，进水COD为900―2500mg／L的废水经该工艺处理，可达到一级排放标准[5，6]，是一种经济、有效的处理高浓度食品有机废水的方法。

2.2.2 SBR法工艺流程图

图2 SBR法工艺流程

2.2.3 SBR法的优缺点

优点：①：其脱氮除磷的厌氧、缺氧和好氧不是由空间划分，而是用时间控制的；②：不需要回流污泥和回流混液，不设专门的二沉池，构筑物少；③：占地面积少。④：容积及设备利用率较低（一般低于50%）；

缺点：①：操作、管理、维护较复杂；②：动化程度高，对工人素质要求较高；③：国内工程实例少；④：脱氮、除磷功能一般。

2.3 上流厌氧污泥床法(UASB)

2.3.1 UASB法的原理

UASB是升流式厌氧污泥床反应器(Upflow Anaerobic Sludge Blanket)的简称，是由荷兰Wageningen农业大学教授Lettinga等人于1972--1978年间开发研制成功的一项厌氧生物处理技术[7,8]。UASB由污泥反应区、气液固三相分离器（包括沉淀区）和气室三部分组成。在底部反应区内存留大量厌氧污泥，具有良好的沉淀性能和凝聚性能的污泥在下部形成污泥层。要处理的污水从厌氧污泥床底部流入与污泥层中污泥进行混合接触，污泥中的微生物分解污水中的有机物，把它转化为沼气。沼气以微小气泡形式不断放出，微小气泡在上升过程中，不断合并，逐渐形成较大的气泡，在污泥床上部由于沼气的搅动形成一个污泥浓度较稀薄的污泥和水一起上升进入三相分离器，沼气碰到分离器下部的反射板时，折向反射板的四周，然后穿过水层进入气室，集中在气室沼气，用导管导出，固液混合液经过反射进入三相分离器的沉淀区，污水中的污泥发生絮凝，颗粒逐渐增大，并在重力作用下沉降。沉淀至斜壁上的污泥沿着斜壁滑回厌氧反应区内，使反应区内积累大量的污泥，与污泥分离后的处理出水从沉淀区溢流堰上部溢出，然后排出污泥床。

2.3.2 UASB工艺的优缺点

优点：①：反应器内污泥浓度高。一般平均污泥浓度为30—40g／L，其中底部污泥床污泥浓度达60—80g／L，悬浮层污泥浓度为5～7g／L。②：有机负荷高，水力停留时间短。③：反应器内设三相分离器。被沉淀区分离的污泥能自动回流到反应区，一般无污泥回流设备。

④：无混合搅拌设备。投产运行正常后，利用自身产生的沼气和进水来搅动。⑤：污泥床内不填载体，节省造价及避免堵塞问题。⑥：反应器中污泥泥龄厂，污泥表观产率低，所排出的污泥数量极少，从而降低了污泥处理的费用。

缺点：⑦：反应器内有短流现象，影响处理能力。⑧：进水中的悬浮物应比普通消化池低得多，特别是难消化的有机物固体不宜太高。⑨：运行启动时间长，对水质和负荷突然变化比较敏感。

2.4 AB法

2.4.1 AB法的原理

、CODcr、SS、磷和氨氮的去除率一般均高于常AB法是吸附生物降解法的简称，对BOD

5

规活性污泥法，特别适用于处理浓度较高、水质水量变化较大的污水[9]。当A段以兼氧的方式运行时，由于供氧较低，高活性微生物为了满足自身代谢能量的要求，被迫对在好氧条件下把不易分解的有机物进行初步分解，起到大分子断链的作用，使其转化为较小分子的易降解有机物，从而在后续的B段好氧曝气中易于被去除。B段主要是世代期长的真核微生物，能够保证出水水质。

2.4.2 AB法污水处理工艺流程

图3 AB法污水处理工艺流程[10]

2.4.3 AB法工艺的优缺点

优点：①：对有机底物去除效率高。②：系统运行稳定。主要表现在：出水水质波动小，有极强的耐冲击负荷能力，有良好的污泥沉降性能。③：有较好的脱氮除磷效果。④：节能。运行费用低，耗电量低，可回收沼气能源。经试验证明，AB法工艺较传统的一段法工艺节省运行费用20%~25%.

缺点：①：A段在运行中如果控制不好，很容易产生臭气，影响附近的环境卫生，这主要是由于A段在超高有机负荷下工作，使A段曝气池运行于厌氧工况下，导致产生硫化氢、大粪素等恶臭气体。②：当对除磷脱氮要求很高时，A段不宜按AB法的原来去处有机物的分配比去除BOD55%~60%，因为这样B段曝气池的进水含碳有机物含量的碳/氮比偏低，不能有效的脱氮。③：污泥产率高，A段产生的污泥量较大，约占整个处理系统污泥产量的80%左右，且剩余污泥中的有机物含量高，这给污泥的最终稳定化处置带来了较大压力。

2.5 水解——好氧处理技术(H／o工艺)

2.5.1 水解——好氧处理技术的原理

水解工艺是在缺氧条件下，主要利用微生物水解菌和产酸菌的作用完成水解、酸化两个过程[11]。在水解阶段，固化物质溶解为溶解性物质，大分子物质降解为小分子物质，难生物降解物质转化为易生物降解物质；在酸化阶段，有机物降解为各种有机酸。正因为水解工艺是在缺氧条件下完成，因而在工程实施中，可将水解工艺和后续好氧工艺串联组合，实现水解—好氧工艺。

2.5.2 水解——好氧处理技术工艺流程

图4水解——好氧处理技术工艺流程

2.5.3 水解-好氧生物处理工艺特点

①：水解池与厌氧UASB工艺启动方式不同

②：水解池可取代初沉池

③：较好的抗有机负荷冲击能力

④：水解过程可改变污水中有机物形态及性质，有利于后续好氧处理

⑤：在低温条件下仍有较好的去除效果

⑥：有利于好氧后处理

⑦：可以同时达到对剩余污泥的稳定

2.6 MBR工艺

2.6.1 MBR工艺的原理