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(duì)環(huán)境危害十分嚴(yán)重。食品工業(yè)包括飲料工業(yè)是耗水大戶(hù),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(guò)程洗滌和清潔的,因此完全可以將這些廢水加以回收利用?;旧弦约Z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回收價(jià)值的產(chǎn)品和副產(chǎn)品。
現(xiàn)代廢水處理技術(shù)分三類(lèi):物理處理法,化學(xué)處理法,生物化學(xué)處理法。物理處理法包括:沉淀法,過(guò)濾法,離心分離法,浮選法;化學(xué)處理法包括:混凝法,中和法,氧化還原法,電解法,萃取法,吹脫法,吸附法,電滲析法,反滲透法;生物化學(xué)處理法:活性污泥法,生物膜法氧化塘法,土地處理法。另外還有一些新技術(shù),如酶促降解法,有效降解菌的應(yīng)用,超聲波技術(shù)的應(yīng)用,磁分離法,超臨界水氧化法,電極生物膜法等。
一、化學(xué)處理法
食品廢水處理工藝(1)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。
食品廢水處理工藝(2)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。混凝法不能單獨(dú)使用,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(lèi)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、硫酸亞鐵、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,適宜投藥量和pH值宜通過(guò)試驗(yàn)確定。
食品廢水處理工藝(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。
二、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、完全混合法、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。
三、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,后三種主要用于深度處理。
食品廢水處理工藝(1)撇除
某些食品工業(yè)廢水中含有大量的油脂,這些油脂在進(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(lèi)。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。具體參見(jiàn)
食品廢水處理工藝(2)篩濾
篩濾是預(yù)處理中使用廣泛的一種方法。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,格篩常用的孔徑是10—40目。
食品廢水處理工藝(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%。
食品廢水處理工藝(4)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。
食品廢水處理工藝(5)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。
食品工業(yè)原料廣泛,制品種類(lèi)繁多,加工過(guò)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(lèi)等
(4)原料夾帶的泥砂及其他有機(jī)物等
(5)致病菌毒等
對(duì)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(yùn)行費(fèi)用高、 管 理操作不便。近年來(lái)也有以好氧法為主的處理技術(shù),對(duì)有機(jī)物的去除雖較好,但其運(yùn)行費(fèi)用較高。經(jīng)過(guò)在多個(gè)的多種食品生產(chǎn)廢 處理中的應(yīng)用表明,該工藝處理效率高、運(yùn)行費(fèi)用低、投資較少、操作 管 理非常簡(jiǎn)便。
對(duì)于進(jìn)行廢水治理的食品廠家來(lái)說(shuō),需要的是投資少、運(yùn)行費(fèi)用低、運(yùn)行穩(wěn)定、處理效果好、操作管理簡(jiǎn)便的處理工藝。