食品工業廢水處理工藝及節能探究

翁新春 方薇 陳祎斐

（浙江東天虹環保工程有限公司 浙江杭州 310012）

食品工業廢水處理工藝及節能探究

翁新春 方薇 陳祎斐

（浙江東天虹環保工程有限公司 浙江杭州 310012）

近年來，隨著食品加工業的快速發展，每年由此產生的廢水量也呈現快速增長態勢，許多廢水未經有效處理便被直接排放，給環境產生了十分嚴重的破壞。本文以好氧生物處理工藝和厭氧生物處理工藝中較為典型的幾種處理方式為例，探討了食品工業廢水處理，并就接下來的發展作出了展望，厭氧生物處理工藝將成為主流。

食品工業廢水；厭氧生物處理工藝；好氧處理工藝；節能

食品工業包括制糖、釀造、肉類、乳品加工等，食品工業的廢水主要來源于原料的處理、洗滌、脫水、過濾、脫酸、脫臭和蒸煮過程中產生的，這些廢水含有大量的有機物、蛋白質、有機酸和碳水化合物，具有很強的耗氧性，如果不經處理直接排入水體會大量消耗水中的溶解氧，從而造成水體缺氧，造成水生生物的死亡。食品工業廢水油脂含量高，多伴隨大量懸浮物隨廢水排出，其中動物性食品加工排出的廢水還可能含有病菌，此外，這些廢水還含有銅、錳、鉻等金屬離子。近年來，隨著食品加工業的快速發展，每年由此產生的廢水量也呈現快速增長態勢，許多廢水未經有效處理便被直接排放，給環境產生了十分嚴重的破壞。因此，探討食品工業廢水處理對于生態環境保護具有非常重要的現實意義。

1 食品工業廢水處理工藝現狀

目前，國內外對于食品工業廢水的處理過程中主要采用的是生物處理工藝，其中主要包括有好氧生物處理工藝、厭氧生物處理工藝，以及由好氧生物處理工藝與厭氧生物處理工藝相結合的處理工藝。在好氧生物處理工藝方面，主要有活性污泥法（目前實際應用較為廣泛的主要有SBR法）和生物膜法（具有代表性的是曝氣生物濾池法）。由于厭氧生物處理工藝相較于好氧生物處理工藝無論在后期的運行管理費用還是前期的基建投資方面的費用都有較大優勢，其中比較具有典型的處理工藝有厭氧顆粒污泥膨脹床（EGSB）工藝、第三代厭氧處理工藝——厭氧內循環反應器（IC）被廣泛應用到了食品工業廢水處理中。此外，厭氧生物處理工藝在處理食品工業廢水方面具有良好的處理效果[1]。

2 各種工藝特點及應用效果分析

目前國內外，食品工業廢水的處理以生物處理[2]為主。在實際中運用較廣，技術較為成熟的主要有厭氧接觸法、厭氧污泥床法、淺層曝氣、延時曝氣、曝氣沉淀池法等等。其典型流程如圖1。

圖1 廢水處理典型工藝流程

2.1 好氧生物處理工藝

好氧生物處理是在不斷供氧的環境中，利用好氧微生物來氧化有機物。在好氧過程中，微生物對復雜的有機物進行分解，一部分被轉化為穩定的無機物CO2、H2O和NH3，一部分則由微生物合成為新細胞，最后去除污水中的有機物。

圖2 好氧生物氧化過程

2.1.1 SBR法，即間歇式活性污泥系統（又叫序批式間歇活性污泥法）。SBR法目前在國內外應用較為廣泛，生物反應池中集中了生物降解過程、沉淀過程以及污泥回流功能為一體，這種工藝比較簡單，它是在以前間歇式活性污泥工藝基礎上發展來的一種新工藝，采用SBR法處理廢水的運行過程一般包括了進水、充氧曝氣、靜止沉淀、排水和排泥五個步驟。與連續性活性污泥工藝相比，該工藝具有的有點主要有：曝氣池兼具二沉池的功能，不設二沉池，也沒有污泥回流設備，系統結構簡單，易于管理；耐沖擊負荷，一般無需設置調節池；反應推動力大，較為簡便的得到優質出水水質；污泥沉淀性能好，SVI值較低，便于自控運行，后期維護管理也較為簡便。居華[3]通過SBR法在醬油、醬菜食品廢水處理中的應用研究后得出，原廢水CODcr在2000mg/L～4000mg/L范圍內，經SBR法處理后出水水質得到了二級標準，去除率達96%以上，沒有出現污泥膨脹現象，而且操作管理方便，占地面積小，運行的費用也低。

2.1.2 BAF法，即曝氣生物濾池法。這種工藝最早可以追溯上個世紀80年代，是由歐美等國家應用和發展起來的，大連馬欄河污水處理廠是我國最早采用BAF工藝。該工藝是在生物接觸工藝基礎上，在濾池中填裝陶粒、石英砂等粒狀填料，以填料及其附著生產生物膜為介質，發揮生物的代謝功能，通過物理過濾功能，發揮膜和填料的截留吸附作用從而實現污染物的高效處理。廖艷[4]等采用混凝—ABR與曝氣生物濾池（BAF）聯合處理工藝，對某市肉聯廠高濃度廢水化學需氧量和氨氮的去除研究后發現，化學需氧量和氨氮的去除效果從原水時的1500mg/L～4500mg/L、30mg/L～85mg/L，經處理后出水COD＜100mg/L，氨氮＜50mg/L，達到了國家一、二級排放標準，取得良好的環境和社會效益。

2.1.3 MBR法，即膜生物反應器法。是上個世紀90年代逐漸發展起來的一種廢水處理技術，該工藝是將膜組件替代傳統的二沉池，實現固相和液相分離。其實質是把細菌和微生物以生物膜的方式附著在固體表面上，以污水中的有機物為營養物進行新陳代謝和生長繁殖，從而達到實現凈化污水的效果。該工藝具有較強的抗沖擊力，對水質和水量變化具有較強適應性；污泥產量較低且沉降性能優，易于固液分離；對于低濃度污水也可以進行處理，在正常運行時可以把原水中的BOD5由20mg/L～30mg/L降至5 mg/L～10mg/L；運行費用也不高，管理方便。張亮平，王峰[5]以MBR在湖北某食品廠廢水處理中的應用為例進行研究后發現，采用MBR-活性炭-殺菌聯合工藝，出水COD和BOD的去除率達到了99%以上，系統工藝能耗低，運行穩定。

2.2 厭氧生物處理工藝

在食品廢水處理過程中，厭氧處理法與好氧處理法相比由于產生的污泥少，動力流耗小，管理簡便，既能節能又能降低成本，逐漸在高濃度有機廢水行業——食品工業廣泛推崇。

2.2.1 UASB法，即升流式厭氧污泥床法。該種工藝是由高活性厭氧菌體構成的粒狀污泥，在UASB裝置內隨上升的氣流呈向上流動的狀態。處理效率高、性能可靠、能耗低，也不需要填料和載體，運行成本低等優點，既可以處理高負荷廢水，也不會產生堵塞等優點。也是當前應用最為廣泛的高速反應器之一。王煒，何好啟[6]研究發現，食品廢水經由UASB+接觸氧化法工藝處置后，CODcr、BOD5、SS和植物油由原水濃度的1170mg/L、570mg/L、600mg/L、150mg/L，處置后的效果為60.2mg/L、15.5 mg/L、40 mg/L和3 mg/L，出水水質達到了《污水綜合排放標準》中的一級標準，且工程的經濟運行效益也良好，總運行費用約為0.54元/m3，工藝占地小，處理成本低，運行方式靈活，值得推廣。

2.2.2 EGSB反應器，即膨脹顆粒污泥床反應器。該工藝是在UASB基礎上發展起來的一種新厭氧工藝，與UASB工藝相比，EGSB增加了出水的回流，提升了反應器中水流的速度，其速度可以達到5 m/h～10m/h，比UASB的0.6m/h～0.9m/h高出近10倍。李克勛[7]等以天津某淀粉廠采用EGSB處理淀粉廢水為例，EGSB的厭氧反應器對COD的去除率超過了85%，出水水質達到了國家一級排放標準，大量有機物被去除，后續單元的處理壓力被減輕，此外，厭氧反應器的介入使用，可以產生沼氣作為能源進行二次利用，降低運行費用（總運轉費用為0.73元/m3·d），具有良好的環境效益和社會效益。

2.2.3 ASBR法，即厭氧序批式活性污泥法。ASBR厭氧序批式活性污泥法最早誕生于上世紀90年代的美國，是在SBR基礎上發展起來的，該工藝的顯著特點是以序批間歇運行，按次序分為進水、反應、沉淀和排水四個步驟，與連續流厭氧反應器相比，該工藝由于不需要大阻力的配水系統，因此極大地減少了系統的能耗，也不會產生斷流和短流，運行靈活，抗擊能力較強，實現厭氧功能，也同時兼有了SBR的優點。

3 厭氧生物處理工藝優勢分析

與好氧生物處理工藝相比，在食品工業廢水處理方面，厭氧生物處理工藝具有很多優勢：工藝運行時污泥的剩余量非常少，由于不需要附加氧源而降低運行管理費用；食品工業廢水有機物濃度高，而厭氧生物處理工藝擁有良好的抗高濃度有機物的沖擊負荷力優勢，能夠做到間接性排放；另外，厭氧生物處理工藝能夠產生沼氣，實現資源的二次利用，真正實現了變廢為寶，降低能耗，因此，厭氧處理工藝在食品工業廢水處理中是一種節能型廢水處理工藝。作為低能耗而且能夠產生二次能源的厭氧生物處理工藝必將成為食品工業廢水處理的主流方向[8]。

[1]劉書,鄭爽瑛.啤酒廢水處理技術研究 [J].工業安全與環保, 2007,11（33）：24-26.

[2]范立梅.國外食品廢水處理的新技術[J].環境保護,1999（11）：40-41.

[3]居華.SBR法在醬油、醬菜食品廢水處理中的應用[J].貴州環保科技,2002,8（2）：19-22.

[4]李文潤,呼世斌，周文娟.AF-BAF工藝對豬場廢水處理的研究[J].西北農林科技大學學報（自然科學版）,2012，40（2）：163-170.

[5]張亮平,王峰.MBR工藝在食品廢水處理中的應用[J].機電信息, 2009（21）：33-34.

[6]王煒,何好啟.UASB+接觸氧化法處理食品廢水的工程應用[J].廣州化工，2012,40（19）：106-107.

[7]李克勛,張振家,張揚,等.厭氧-好氧處理變性淀粉生產廢水工程實例[J].工業水處理,2003（6）：53-55.

[8]陳昀.食品工業廢水處理技術探討 [J].科技情報開發與經濟, 2010,20（35）:144-145.

翁新春（1981—），女，漢族，浙江樂清人，本科，主要從事環境影響評價編制工作。