国外食品工业废水处理的新技术范立梅

技术开发TeehnicalDeveloPment国外食品工业废水处理的新技术NewTeehnologyofFood一ProcsseingWsatewaterTreatmnetinForeignCountrise范立梅(浙江大学生物科学与技术系杭州310027)摘要食品加工业所产生的废水具有固体杂质多,有机物含量高,BOD、COD值高等特点,如不经处理就直接排放,将会对天然水体造成严重的污染。目前,国外已将许多先进的生物处理技术应用于食品工业废水的处理,如:应用升流式厌氧污泥床(uASB)反应器、活性污泥反应器、升流式厌氧滤层、中温及高温厌氧过滤器、生物转盘反应器(RB)C等先进的生物处理系统对食品加工废水进行处理,已取得了显著的效果。这些新技术值得国内的环保工作者借鉴。关键词食品工业废水废水处理生物处理技术食品加工废水具有固体杂质多,有机物含量高,BOD、COD值高,酸碱程度不一等特点,因其毒性相对较小,我国多数食品加工厂所排放的废水未经处理就直接排放,对天然水体造成极大的污染,已引起人们的重视。近年来,各国环保工作者在食品加工废水处理领域作了广泛深人的探讨和研究,探索出许多食品废水处理的新方法。其中生物处理法以其成本低、处理效率高、对环境危害小等特点而成为主要的处理方法川。现将国外用生物法处理各种食品工业废水的新方法介绍给大家,以利于国内的环保工作者相互借鉴。1果汁饮料加工厂废水处理流程果汁饮料的加工一般经过清洗、去皮、压榨等工艺,由于水果中含有大量的有机酸,故生产果汁饮料的加工厂所排放的废水pH偏酸性,s(S悬浮固体)含量高,营养成分较单一。用生物法处理这一类废水时需要预先调整它的营养成分及酸碱度,以适应微生物的生长需求。在德国,采用厌氧消化系统处理果汁加工厂的废水,整个处理流程由一个粗滤系统(去除果皮、砂子等沉淀物)、两个缓冲池(调节pH及氮、磷等营养物)、一个升流式厌氧污泥床反应器(59lm,)以及一个好氧池(8.sm,)组成。在升流式厌氧污泥床(UASB)反应器中,梭状芽胞杆菌、芽胞杆菌、葡萄球菌等微生物能将废水中的有机污染物最终降解为甲烷及二氧化碳气体,使废水得到净化。经厌氧消化后,果汁废水中的COD被降低至一定程度,再经好氧池进一步降解,就可以使废水达到排放指标。厌氧阶段所产生的沼气可作为能源使用,消化污泥又可用作肥料。当今世界能源紧缺,这种可再生性能源已引起人们的普遍关注系统中UASB反应器的有机负荷COD为10一17kg/m,·d,COD去除率达80%一90%!’!。2大豆饮料及乳制品加工废水处理流程瓶装或软包装的大豆饮料及牛奶、奶酪等乳制品是老少皆宜的营养食品,但生产这一类食品的加工厂所排放的废水的COD含量特别高,总含氮量TKN高达78一145mg/L。新加坡开发出用活性污泥反应器来处理大豆饮料加工废水口’。其主要装置由活性污泥好氧池及沉淀池组成,废水在好氧池及沉淀池中的停留时间HRT分别为h8和Zh,经这一流程处理后,95%的COD、67%的氮以及57%的磷可被去除。在澳大利亚,开发出用升流式厌氧滤层(AnaeoribcUpnowilFetr)来处理乳制品加工厂的废水『`’。其主要装置是一根PVC材料制成的柱子,柱内随机地填放了比表面积达90000时/m3的多孔玻璃介质材料。柱子高度为lm,直径为2c0m,废水从柱子下部逆流经过介质层。理想的厌氧滤层介质必须具有大的比表面积和大的孔隙度,以利于微生物的附着及防止滤层的堵塞及短路。这种由多孔玻璃介质填放的升流式厌氧滤层反应器,可以在较高的有机负荷下处理牛奶及豆奶加工厂所排放的废水,具有较高的稳定性及较好的处理效果-3鱼类水产品加工废水处理流程鱼类水产品加工厂所产生的废水,有机物含量很高,其中氮和磷的含量特别高,废水COD值高达5000一50000mg/L,且含有高浓度的盐类,其中1C一浓度达8一199/L,Na`浓度达环境保护1999·11DOI:10.14026/j.cnki.0253-9705.1999.11.013TechluacDleevloPment技术开发5一129/L,50;2一浓度达0.6一2.79/L。高浓度的Na十是厌氧消化的不利因素,Na十及50产一在产甲烷过程会产生毒性及抑制作用。在智利,采用中温厌氧过滤器(37℃)MAF(MesophilieAnaerobieFilter)和高温厌氧过滤器(55℃)TAF(ThemrophilieAnaerobiCiFletr)处理鱼类水产品加工废水〔’J。反应系统的主要部分是一根由PVC材料做成的柱子以及一个固液气三相分离装置。柱高48.gcm,柱子直径4.9c6m,总有效体积为0.922L。柱内填装了具有较大比表面积的填料。为使厌氧污泥能适应高浓度的盐,整个反应系统的启动阶段延长至9个月,之后便可获得稳定的处理效果。当Cl一浓度为139/L时,反应系统的有机负荷eoD可高达gkg/m,.d(TAF)及24kg/m,.d(MAF);COD去除率为73%(TA)r及64%(MAF);COD甲烷化率为69%(TAF)及66%(MAF)。除率可高达99.2%。5结语4玉米、土豆等粮食制品加工废水处理流程玉米、土豆是一些拉美国家的主要粮食作物。玉米加工一般需经碱煮,目的是氧化去除谷皮,让玉米的胚乳能充分吸收水分,以利于碾磨。在碱煮过程中所产生的废水,对环境是相当有害的。这一类废水的性质如下:COD2500mg/L,BODsl00mg/L,TSS20000mg/L:土豆可以加工成土豆片、土豆泥等,其加工过程中的去皮、烘焙等阶段所产生的废水的STS、COD的值均超过排放指标。在墨西哥,采用生物转盘反应器RBC(RotatingBiologiealoCntacotr)来处理玉米加工废水囚。利用生物转盘在转动过程中周期性地与废水及空气接触,转盘上的生物膜可以不断地吸附并降解废水中的有机废弃物,而转盘上的生物膜可被周期性地刮落更新。处理时用自来水将废水按1:3稀释,以使进水COD在64O0mg/L左右,停留时间为25天。经生物转盘反应器处理后的玉米加工废水,无气味、略带棕色,再经活性炭处理后即可变为无色。此外,对转盘上的生物膜进行成分分析后可知,它含有多种氨基酸,因此,所形成的生物量可作为动物饲料,这一点是生物转盘反应器的一个非常重要的经济价值在捷克,开发了由预处理、厌氧消化及好氧降解三部分组成的废水处理系统来处理土豆片加工厂所排放的废水川。废水先经预处理,过筛去除废水中的土豆皮等固体杂质后,进人一平衡池,以使废水的浓度及温度均一化。废水混合物(经预处理后的废水及回流污泥)逆流通过厌氧污泥层,系统中的pH由10%的碳酸钠来调节,产生的气体由顶部的气体收集器收集。进水CoD约为5300mg/L左右,经厌氧处理后,COD降至540mg/L,平均去除率达88.3%。为进一步降低COD值,经厌氧消化后的废水再进人一好氧活性污泥反应器,将COD降至45mg/L,好氧阶段平均coD去除率达86.5%。这种集厌氧消化和好氧降解于一体的废水生物处理系统,总的COD去各种先进的废水生物处理系统正在不断涌现,以上介绍的几种食品加工废水的新型生物处理技术,具有效率高、装置简单、应用范围广等优点,并已在国外投人实际运行,取得成功。我们可以借鉴这些先进的生物处理技术,相信随着人们环保意识的不断增强,我国的水环境也一定会有所改观。参考文献l张自杰,林荣忱,金儒霖.排水工程(第三版),下册.中国建筑工业出版社,19962U.A.Haun,K.HRosenwinkel.TwoExamplesofAnaerobiePretreat-mentofWastewaterIntheBeverageIndustry.Wat.Sei.Teeh.,1997,36(2)(3)3Joo一HwaTay.B一ologiealTreatmentofSoyaBeanWaste.Wat.cSi.Teeh.,1990,22(9):141一1474M.Romlz,P.F.Gree而eld,p.L.址e.EffeetofReeycleonaTwo一ph铭eHigh一rateAnaeorbzeWastewaterTreatmentSystem.Wat.Res.,1994,28(2):475一4825omil.F.AnaeorbieTeratmentofsea6)〕dProeessingwastewaterinanIndustiralAnaeroblcPllotPlant.Wate:5.A.,1996,22(2):173一1816R.P.Islas.AerobleTreatmentMalze一processzngwastewater趁na50-1iterRotatingBlologiealReaotor.BiologiealWastes,1990,32:17一277I.Hadjivassil,s,S.Gajdos.T,atmentofwastewaterfromthePotatoChipsandSnaeksManufaetuirngIndust巧.Wat.501.Teeh.,1997,36(2)(3):329一335北京控制大气污杂进入街阶段北京经过控制大气污染的第一阶段和第二阶段取得了明显成效,今年呱浓度连续9个月低子去年-同期水平,平均下降25%,Co直降11%,氮娜铭匆攀度与去年持平,大气中总悬浮颐粒物浓度译有娜垦增加,10月上旬还报出少有的一级空气质量,但基娜全飞年的控制目标仍有距离。目前北京市通告了摸制大气污染第三阶段的22条措施,主要是防止反弹、娜礼研、运用经济调控手段等方面内容,执行征收厂纸舞放费新标准、严格执行2咖年工业污染源达标妇睑斌的规定,加大执法力度,深化治理大气污染`改替首都的环境质量。(本刊记者J环境保护1999·11