食品加工废水的处理技术方法及其研究分析

由于食品种类繁多，原料来源广泛，食品工业废水具有悬浮物、油脂含量高，重金属离子多，COD和BOD数值大，谁知和水量变化幅度大，氮、磷化合物含量高，某些情况下水温也较高等特点。污水处理工艺分成一级处理、二级处理和三级处理。对于食品工业污水，一级处理一般是采用固液分离技术去除污水中的悬浮物和漂浮物；二级处理是主要处理过程，一般采用生物处理技术去除水中有机物等有毒物质，一般采用膜处理法、强氧化剂等技术将污水进一步进化。
　　
　　食品废水在处理过程中会产生污泥、废油、废酸、废碱、加工过程中产生的动植物废弃物也应该进行无害化处理。
　　
　　食品加工废水主要来自三个生产工段。
　　
　　(1)原料清洗工段。大量砂土杂物、叶、皮、鳞、肉、羽、毛等进入废水中，使废水中含大量悬浮物。
　　
　　(2)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，使废水含大量有机物。
　　
　　(3)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。
　　
　　食品加工废水的水量水质特性主要体现在6个方面：
　　
　　(1)生产随季节变化，废水水质水量也随季节变化。
　　
　　(2)废水量大小不一，食品工业从家庭工业的小规模到各种大型工厂，产品品种繁多，其原料、工艺、规模等差别很大，废水量从数m3/d到数千m3/d不等。
　　
　　(3)食品工业废水中可降解成分多，对于一般食品工业，由于原料来源于自然界有机物质，其废水中的成分也以自然有机物质为主，不含有毒物质，故可生物降解性好，其BOD5/COD高达0.84。
　　
　　(4)高浓度废水多。
　　
　　(5)废水中含各种微生物，包含致病微生物，废水易腐败发臭。
　　
　　(6)废水中氮、磷含量高。
　　
　　选择食品排放污水处理工艺，不仅要考虑污水中有害物质的组成，而且要了解排出污水水质、水量的瞬间变化情况，这些对选择污水处理工艺、设备和日后运行管理都很重要。
　　
　　食品加工废水中较大悬浮物和油脂可以采用悬浮分离技术去除，以SS值表示的水中悬浮物(包括胶体)可以采用固液分离技术去除；污水中以COD、BOD等表示的有害物质可以采用生物处理技术去除；处理后的水要经过消毒处理才能排放，生物处理过程中产生的污泥要进行脱水排放。
　　
　　综上所述，食品加工废水处理的典型工艺流程图如下：
　　
　　污水→悬浮分离→调节池→生物处理→沉淀(过滤)→消毒→达标排放
　　
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　　污泥处理
　　
　　一、食品加工废水处理方法
　　
　　1物理处理法
　　
　　物理处理法是指应用物理作用改变污水成分的处理方法。用于食品工业污水处理的物理处理法有筛滤、撇除、调节、沉淀、气浮、离心分离、过滤、微滤等。前五种工艺多用于预处理或一级处理，后三种主要用于深度处理。
　　
　　食品加工废水处理(1)撇除
　　
　　某些食品工业污水中含有大量的油脂，这些油脂必须在进入生物处理工艺前予以除去，否则会造成管道、水泵和一些设备的堵塞，还会对生物处理工艺造成一定的影响。此外，油脂除去并回收又有较大的经济价值。
　　
　　污水中的油脂根据其物理状态可分为游离漂浮状和乳化状两大类。通常隔油池除去漂浮状油脂。隔油池对漂浮状油脂的去处率可达90%以上。如果处理流程中设有调节池或沉淀池，则隔油池可与调节池或初沉池合用统一构筑物，可节省投资和占地。对小型处理系统，可设油水分离器撇油。
　　
　　食品加工废水处理(2)其他处理工艺
　　
　　对二级处理出水进行深度处理，常用的方法是过滤，可采用砂滤池或复合滤料滤池。按滤速大小分慢速砂滤池和快滤池。一般单层砂滤池的滤速为8～12m/h。
　　
　　食品加工废水处理(3)筛滤
　　
　　筛滤是预处理中使用最广泛的一种方法。主要作用是从污水中分离出较粗的分散性悬浮固体物。所用的设备有格栅和格筛。格栅拦截较粗的悬浮固体，其作用是保护水泵和后续处理设备。食品工业污水中常用的格筛有固定筛、转动筛和震动筛等，格筛最常用的孔径是10—40目。
　　
　　食品加工废水处理(4)沉淀
　　
　　沉淀是用来除去原污水中无机固体物和有机固体物，以及分离生物处理工艺中的固相和液相。用沉砂池除去原污水中的无机固体物；用初沉池除去原污水中的有机固体物；用二沉池分离生物处理工艺中的生物相和液相，沉砂池一般设在格栅和格筛之后。为了清除污水中无机固体物表面的有机物，避免污水中有机固体物在沉砂池中产生沉淀，可采用曝气沉砂池。采用初沉池可降低后续工艺的负荷。初沉池除去悬浮固体的效果与加工的原料和产品有关。按池中的水流方向分为平流沉淀池、竖流沉淀池、辐流沉淀池。为了提高沉淀池的沉淀效率，可在沉淀池内设置平行的斜板或斜管而成斜板(管)沉淀池。一般沉淀时间1.5—2.0h。
　　
　　食品加工废水处理(5)调节
　　
　　对于水质水量变化幅度大的食品工业污水，常设置调节池对污水的水质和水量进行调节，调节时间一般为6—24h，多为6—12h左右。调节池容量为日处理污水量的15%—50%。
　　
　　食品加工废水处理(6)气浮
　　
　　气浮主要用于除去食品工业污水中的乳化油、表面活性物质和其他悬浮固体。有真空式气浮、加压溶气气浮和散气管(板)式气浮。当污水进入容器气浮池之前，往水中投加化学混凝剂或助凝剂，可提高乳化油脂和胶体悬浮颗粒的去除率。据资料介绍，气浮可除去90%以上的油脂和40%—80%的BOD5和SS。气浮池HRT一般30min。
　　
　　2化学处理法
　　
　　化学处理法是指应用化学原理和化学作用将污水中的污染物成分转化为无害物质，使污水得到净化。污染物在经过化学处理过程后改变了化学本性，处理过程中总是伴随着化学变化。用于食品工业污水的化学处理法有中和、混凝、电解、氧化还原、离子交换、膜分离法等。
　　
　　食品加工废水处理(1)氧化还原
　　
　　化学氧化还原是转化污水中污染物的有效方法。污水中呈溶解状态的无机物和有机物，通过化学反应被氧化或还原为微毒或无毒的物质，或者转化成容易与水分离的形态，从而达到处理的目的。
　　
　　食品加工废水处理(2)混凝法
　　
　　食品工业污水处理中所用的化学处理工艺主要是混凝法。混凝法不能单独使用，必须与物理处理工艺的沉淀、澄清法或气浮法结合使用，构成混凝沉淀或混凝气浮，混凝沉淀可作为生物处理的预处理，也可作为生物处理后的深度处理。
　　
　　混凝沉淀法是水处理的一个重要方法。对于一些胶体颗粒较小、或是一些胶体溶液，难以或不能发生沉降的污水加入化学混凝剂，使其形成易于沉降的大颗粒而去除。污水中呈胶体状态的蛋白质和多糖类物质，经加药混凝沉淀即有较好的去除效果。
　　
　　常用的药剂有：石灰、硫酸亚铁、三氯化铁和硫酸铝等。石灰一般不单独使用，常与其他药剂配合使用，最佳投药量和pH值宜通过试验确定。
　　
　　食品加工废水处理(3)离子交换
　　
　　离子交换主要是利用离子交换剂对水中存在的有害离子(包括有机的及无机的)进行交换去除的方法。
　　
　　3生物处理法
　　
　　生物化学处理法是有机污水处理系统中最重要的过程之一。在食品加工废水处理中，生物处理工艺可分为好氧工艺、厌氧工艺、稳定塘、土地处理以及由上述工艺的结合而形成的各种各样的组合工艺。食品污水是有机污水，生物法是主要的二级处理工艺，目的在于降解COD、BOD5。
　　
　　好氧生物处理工艺根据所利用的微生物的生长形式分为活性污泥工艺和膜法工艺。前者包括传统活性污泥法、阶段曝气法、生物吸附法、完全混合法、延时曝气法、氧化沟、间歇活性污泥法(SBR)等。后者包括生物滤池、塔式生物滤池、生物转盘、活性生物滤池、生物接触氧化法、好氧流化床等。一般好氧处理对低浓度污水效果较好。
　　
　　厌氧生物处理工艺适用于食品加工废水处理，主要原因是污水中含易生物降解的高浓度有机物，且无毒性。此外，厌氧处理动力消耗低，产生的沼气可作为能源，生成的剩余污泥量少，厌氧处理系统全部密闭，利于改善环境卫生，可以季节性或间歇性运转，污泥可长期储存。