污水处理技术工艺

食品废水处理技术的研究进展

食品工业涉及面广,废水来源多,如肉类加工废水、啤酒废水、谷物加工废水、味精生产废水等。不同的产品有不同量的废水,而且随着生产工艺的不同,它们也会产生水量的变化。不同的生产季节也会改变废水中污染物的浓度和种类。

一般来说,食品工业废水的水质特点是有机物和悬浮物浓度高,易腐败,毒性小。此外,废水中还含有大量的有害微生物。未经科学有效的处理,食品废水将引起富营养化,消耗大量水中溶解氧,导致水生生物死亡。

废水中的悬浮物沉入水中,产生臭气,污染水环境。如果将未经处理的食品废水用于农田灌溉,作物就会受到损害。与此同时,废水中有害微生物、虫卵和疾病会导致疾病传播,对生态环境和人类健康造成严重损害。因此,食品工业废水的处理对于保护生态环境和人类健康,促进我国经济的可持续、高效发展具有重要意义。

1食品废水处理技术

根据废水处理原理,食品工业废水处理技术可分为物理处理、化学处理和生物处理。每种方法包括各种过程。不同的工艺对污染物去除有不同的影响。在实际的废水处理中,通常需要结合废水的实际情况,采用多种技术相结合的方法对废水进行处理。以下是食品工业废水处理中常用的几种工艺。

1.1物理、化学处理技术

1.1.1混凝沉淀

混凝沉淀是污水处理中常用的一种技术,具有简单、廉价、高效等优点。去除原理是在投加混凝剂后,通过吸附和电中和、吸附建桥、网状网捕集等功能,将废水中的小分子蛋白浓缩分离。

通常,混凝沉淀可以去除80%-90%的悬浮物和65%-95%的胶体。常用的混凝剂有无机混凝剂、无机高分子混凝剂和有机复合混凝剂。无机盐凝结剂生产的絮体细小、不稳定、易破碎,处理效果不理想。聚合物絮凝剂可以在相同或较小的用量下产生更高的强度絮凝。此外,随着絮凝剂的研究和开发,絮凝剂在废水处理中不断出现和使用。

研究人员分析研究了不同絮凝剂对大豆废水的处理效果。实验结果表明,添加0.3g/L聚氯化铝混凝剂处理大豆废水,10mg/L聚氯化铝混凝剂效果最好,可去除废水中20%的CODcr、20%的总氮和60%的总磷。混凝沉淀法对大豆废水有较好的处理效果,但化学药剂的使用成本较高,排泥量较大,这也增加了污泥的处理成本。因此,对大豆废水采用简单的混凝沉淀工艺是不容易的。其他过程应结合起来,以取得更好的治疗效果。

1.1.2气浮

浮选,又称浮选,是一种高效、快速实现固液分离的废水处理技术。气浮的工作原理是利用气浮机等设备在水中产生大量高度分散的微气泡。利用气泡作为载体,将废水中的悬浮物吸附在一起,形成一个粘附体,漂浮在水面上。最后,通过设备去除水面浮渣,去除废水中的杂质。从固体和液体、固体和固体、液体甚至溶质中分离离子是通过气浮来实现的。它具有以下特点:

(1)气浮对混凝沉淀不能去除的污染物去除率高,对悬浮物有良好的处理效果,是对沉淀的进一步补充。

(2)气浮工艺增加了水中溶解氧,具有预曝气、脱色等作用,空气浮渣中存在一定的氧含量,不适合矿渣腐败变质;

(3)气浮法可使受污染物质漂浮在液面,有利于渣的排放,渣水含量低,可减少污泥体积,降低污泥处理成本。

(4)气浮法所需结构占地面积小,一般为沉淀池的1/8-1/2。

(5)气浮工艺需要在废水中产生大量气泡,能耗高,运行成本高;

(6)气浮法中的放气装置在工作时容易堵塞,气浮后的澄清容易受天气的影响;

_在一些废水处理过程中,需要添加一些化学品,但用量低,反应时间短。

食品工业废水中悬浮物含量高。气浮是一种较好的预处理或预处理工艺,可大大提高后续污水处理的效果。

1.1.3膜处理法

膜处理是一种操作方便、效率高、能耗低的处理技术。与传统的废水处理技术相比,膜处理技术可以回收利用废水中的蛋白质、糖等有价值的物质。因此,与其他技术相比,它具有更大的潜力和更大的优势。例如,大豆食品生产过程中有许多生物可利用成分,包括短肽链和低分子量氨基酸,它们可以被膜技术分离和回收。

乳清废水中含有多种低聚糖,如棉糖和蔗糖。它们是天然甜味剂,可被人体肠道吸收和使用,并能提高人体免疫力。先进的膜分离技术可以处理乳清废水。同时,还可以从乳清中回收生物活性成分,提高企业的经济效益和社会效益。

膜处理主要包括超滤、纳滤、反渗透等。目前,在实际应用中还存在许多问题,如膜污染、膜组件价格昂贵等。因此,在今后的研究工作中,膜类型的选择、清洗方法以及膜技术与其它工艺的结合是关键的研究内容。

1.1.4催化氧化技术

催化氧化,包括均相氧化、多相氧化和超临界水氧化,是20世纪80年代中期发展起来的一种先进的废水处理技术。以TiO 2、ZnO、Fe2O3等为催化剂,在室温常压下,在光和空气条件下,将有机物降解为CO2、H2O和无机离子的过程[4]。

均相氧化法是将可溶性催化剂引入废水中,使其与水发生自由基反应,从而降解废水中的有机物的一种方法。Fenton试剂法是均相催化氧化法。一些研究人员将其用于处理芥菜生产废水,COD去除率可达80%以上。一些研究人员将其用于处理食品添加剂废水的二级出水。当Fe2/H2O2比为4,反应时间为60 min时,出水COD去除率可达83.6%。

多相催化氧化技术包括湿多相催化氧化技术和常温常压多相催化氧化技术。在有机废水处理中应用较多。一些研究人员采用固相合成法制备了Bi2O3-WO3光催化剂,并将其与臭氧氧化相结合对糖蜜酒精废水进行了降解。该催化剂提高了光催化效果,对食品废水中有害物质的去除效果较好。

1.2生物处理技术

1.2.1序批式活性污泥法(SBR)

SBR(SequencingBatchReactor)即序批式活性污泥法,是由传统的间歇式活性污泥法发展而来的,SBR的运行程序是按照一定的时间顺序来进行操作的,其序批间歇一种是说明在SBR运行操作过程中在空间上按照一定的序列、间歇的方式进行,一般情况下需要多个SBR池进行并联运行;

二是指出SBR池的运行也要有一定的顺序和间歇性。一般分为五个阶段,即进水、反应、沉淀、排水和排泥,形成一个循环。这样,SBR池就可以及时地划分微生物的作用,而不影响各部分的独立和连续加工。与其他活性污泥工艺相比,SBR反应器不需要设置沉淀池和污泥回流设备,整个过程占地面积小,运行成本低,污泥膨胀不易形成。

1.2.2曝气生物滤池法(BAF)

曝气生物滤池(BAF)是20世纪80年代欧美发展起来的一种污水处理技术。其主要工作机理是在过滤器中安装一定数量的载体填料,对过滤材料进行培训和国产化。在膜表面生长了一层生物膜。由于滤料具有较高的比表面积,可以保证反应器中的高活性微生物[5]。

在过滤器中进行曝气,使微生物能够降解污水中的污染物,同时采用小填料使其具有截留水中悬浮物的特性。随着反应的进行,反应器中悬浮固体的含量逐渐增加,生物膜逐渐老化,生物膜在一定程度上会自动脱落,新的生物膜开始生长,有时需要对滤料进行反冲洗。确保过滤器的正常运行。

目前,该技术在食品废水处理中得到了广泛的应用,取得了良好的效果。但仍有一些问题需要进一步研究,如控制进水悬浮物浓度以保证较长的冲洗周期,缺乏对生物絮凝反应过程的理论研究,以及某些操作参数与处理效果之间的关系等。染料。

1.2.3膜生物反应器(MBR)

膜生物反应器是一种将膜技术与传统生物处理技术相结合的新型污水处理技术。膜组件代替传统生物工艺中的二沉池作为固液分离设备。该工艺具有占地面积小、污染物去除率高、出水水质稳定、反应器容积负荷大、污泥产量低、运行管理简单等特点。

目前,它在污水处理中得到了广泛的应用。许多研究人员利用这项技术处理食品废水。一些研究人员使用MBR处理模拟乳品废水。结果表明,对水中COD、BOD、氨和磷的去除率分别为95%、98%、82%和90%以上。整体出水水质符合“城市杂用水水质标准”。

其他研究人员采用浸没式MBR处理食品防腐剂废水。当进水COD<3400 mg/L,水力停留时间不小于7h,运行温度为15℃,水中溶解氧浓度为2.0mg/L时,MBR出水COD去除率达90%以上。

1.2.4升流式厌氧污泥床(UASB)

UASB由荷兰瓦哈尼汉农业大学Lettinga教授开发。UASB反应器由反应区、三相分离器和气室三部分组成。反应器底部有大量厌氧颗粒污泥。UASB反应器与以前的反应器最大的区别是污水从下向上进入反应器,没有设备搅拌器,污泥颗粒化[6]。

颗粒污泥具有较高的沉降和产甲烷活性,可大大增加反应器的厌氧处理负荷。该工艺占地面积小,投资成本低,生物处理效率高。根据食品工业废水的特点,在食品工业废水处理方面具有明显的优势。目前,UASB反应器已广泛应用于味精、啤酒、柠檬酸等食品工业。

一些研究人员使用UASB反应器处理淀粉废水。COD去除率在10kgCODcr/(m3d)以上时,COD去除率可达90%以上。黑龙江省某食品企业采用UASB+A/O工艺处理大豆干燥生产废水。容积负荷可达12kg CODcr/(m3 d)。污水达到排放标准,既实现了环境效益,又产生了经济效益。本文介绍了UASB工艺在山东省某食品公司玉米淀粉废水处理工程中的应用。8kgCODcr/(M3 D)处理废水的容积负荷率可达90%以上。

2结语

食品工业在国民经济中占有重要地位。它在生产和加工过程中消耗大量的水,但储存在食品中的水较少,大部分用于食品原料的清洗、加工和消毒。因此,应提高食品生产工艺的效率,减少源头废水的产生量,提高废水回收利用率,减少食品工业废水的产生量,减少对生态环境的污染。同时,随着科学技术的发展,食品工业废水处理技术也将不断发展,进一步提高污水处理效率是必然的发展趋势。

食品废水处理技术的研究进展

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