食品添加剂废水综合处理

李国生，郭玲

（江苏科伦多食品配料有限公司，江苏连云港222200）

食品添加剂废水综合处理

李国生，郭玲

（江苏科伦多食品配料有限公司，江苏连云港222200）

通过分析食品添加剂废水成分，探讨了现有混合废水处理工艺存在的问题，提出了在现有混合废水处理工艺前增设预处理工序的方案。对混合废水通过Fenton氧化、混凝沉淀等方法进行预处理后，现有污水处理工艺可以正常运行。工艺改造后的运行结果表明：经过预处理的混合废水再经原废水站处理后，出水水质能达到工业园区废水接管标准。由于混合废水得到综合利用，废水排放量也相应减少。

食品添加剂废水；废水预处理；Fenton氧化；混凝沉淀；综合利用

江苏某食品添加剂厂以生产无机食品添加剂为主，产品主要有磷酸盐、乙酸盐、氯化钾、硫酸亚铁、碳酸镁等几十个品种，其中磷酸盐包括钠盐、钾盐、钙盐。各车间产生的废水经收集后泵送到公司废水处理站进行统一处理，处理后废水达到园区污水接管标准后再排放至工业园区废水管道，进园区污水处理厂进一步处理。公司现有的废水处理站设计能力50 t/d，废水处理工艺按当时废水成分进行设计，运行之初日产工业废水30 t，装置基本能满足废水处理需要；后因产品结构发生调整，磷酸钙及硫酸亚铁产量增加，使得废水最高日产生量增至45 t，相比废水处理站运行之初废水成分也发生变化，现有废水处理装置已经不能满足工业废水实际处理需要，导致出水TP等指标时常超标，达不到园区废水接管要求，为此对原有废水处理工艺进行改进，对废水进行了综合处理，取得了良好效果。

1 原工业废水处理工艺

某食品添加剂有限公司现有10个生产车间，每个生产车间一般主打生产1~3种产品，除工艺产生的废水外，每次转换产品都要对生产系统进行清洗，工艺废水及清洗废水经各车间废水收集池进行收集，收集到一定量后即输送至公司废水处理站集水井收集后统一处理。现有废水处理站于2013年5月建成投入运行，其处理工艺见图1。

图1 原废水处理工艺流程

其中调节池设曝气搅拌装置，絮凝沉淀池通过

先加氯化钙沉淀综合废水中的磷酸根离子，然后再加入PAM使废水发生絮凝反应后进初沉池，沉淀处理后的废水先进水解酸化池处理，再进废水接触氧化池，与氧化池内悬挂填料上的生物膜接触进行好氧处理，最后经二沉池沉淀后上层清液进氧化池进行Fenton氧化处理，达到园区废水接管标准后排入园区废水收集管道。

随着公司产品结构的调整以及产量的增加，公司废水成分发生较大变化，现有混合废水中磷酸三钙及硫酸亚铁含量显著增加，pH由6~9降至5~6，废水呈弱酸性，TP含量也有所增高，具体指标见表1。

表1 废水水质及接管标准

在不加絮凝剂的情况下，初沉池中即有大量沉淀，由于在初沉池中混合废水沉淀不充分，部分沉淀还被带入生化处理池，严重影响生化处理效果，最终使得出水难以达到设计标准。同时，在运行中还发现，当废水的pH大于7时，在氧化池中加Fenton试剂时氧化反应实际很难发生，难以起到降低COD的作用，为此需要改进现有废水处理工艺以适应实际处理需要。

2 混合废水综合处理改进方案

2.1 现存问题分析

混合废水中沉淀增多主要原因是现有生产废水中混有大量磷酸三钙，沉淀的增多成为影响现有废水处理工艺正常运行的主要原因之一，为此考虑在集水井之前增设预沉池，以沉淀混合废水。生产硫酸亚铁车间所产生的废水pH在3~4，在此条件下比较容易发生Fenton反应〔1-3〕，而若与其他车间废水混合后则pH升到5~6，Fenton反应速度较慢，因此在硫酸亚铁生产车间废水收集池预先投加适量双氧水，混合后再泵送至预沉池与其他废水混合。Fenton反应不仅可以降低综合废水的COD，提高废水的可生化性，而且生成的氢氧化铁沉淀也有利于综合废水中磷酸三钙的絮凝沉淀。

以废治废减少排放，将废水进行回用是污水进行综合治理的新思路。公司现有15 t锅炉1座，产蒸汽供全厂使用，采用水膜除尘工艺进行烟尘处理，原水来源于反渗透处理的浓水，浓水除尘后经沉淀池沉淀后直接排放，此工艺对浓水进行了一定程度的利用，但是同时也产生了新的废水，因此考虑将初步处理后的废水作为水膜除尘用水来源，以减少废水的产生量，同时在此过程还可以充分利用粉煤灰的吸附作用降低废水的COD、TP及盐分等。

2.2 改进方案

基于对现有废水处理工艺存在问题的分析，决定在现有废水处理站之前增设混合废水预处理工序，并对预处理之后的废水进行回用，使改进之后的废水处理工艺达到两个目的：一是将混合废水进行初步处理，使初步处理后的废水能配套公司现有污水处理站处理要求；二是对预处理后的废水进行一定程度的回用，减少废水排放量。混合废水预处理工艺见图2。

图2 混合废水预处理工艺流程

加适量双氧水的含硫酸亚铁废水充分搅拌后与其他车间产生的废水被输送至预沉池，为保证综合废水中的悬浮物等能被充分沉淀下来，设2座30m3预沉池交替使用，同时预沉池设有搅拌装置。因混合废水呈弱酸性，同时在废水中还有较多的磷酸根，因此在运行时需要在预沉池中加适量生石灰进行中和调节，一方面调升pH至中性，另一方面用Ca2+沉淀废水中的磷酸根，同时用OH-沉淀没发生Fenton反应的亚铁离子，降低废水的TP及总铁含量。经初步沉淀处理后的废水收集至水膜除尘用水池，水膜除尘后的废水经沉淀池沉淀后回流至除尘用收集水池，一部分废水循环利用，一部分废水可用于煤场喷洒降尘，其余送原污水处理站集水井，利用原有废水处理工艺进一步处理，原污水处理工艺中因氧化池中废水的pH一般在7以上，在此条件下Fenton反应较难发生，故工艺改造后在氧化池中不再投加Fenton试剂氧化处理。

2.3 改造后处理工艺的运行

含硫酸亚铁的废水收集池中因Fe2+含量较高，如果完全发生Fenton氧化反应不仅要消耗较多的

双氧水，而且处理后因废水pH也会下降较多，为中和其酸性，在预沉池调节时就需要投加较多量的生石灰，同时过多的氢氧化铁沉淀还会影响废水的色度，故在投加双氧水时，其投加量需要控制。Fenton反应在常温下进行较慢，因此在实际操作时当预沉池收集废水到一定量时，要预先混合搅拌1 h左右，然后再投加生石灰进一步处理，在投加生石灰时也需控制其投加量，当预沉池中废水的pH在7左右时即停止投加。

预处理后的废水用于水膜除尘后，因吸收烟气中的SO2等酸性气体，pH会有所下降，正常运行时，水膜除尘用水池中的废水pH能维持在6以上，当其pH过低时，则在预沉池中补加适量氢氧化钠溶液，投加生石灰虽然也可以调高废水的pH，但是投加量会较大，同时会导致生成的沉淀量增多，故在运行中通过投加氢氧化钠溶液进行调节。

3 运行效果

因混合废水中TP较高，在原污水处理工艺中采用投加氯化钙的方法进行去除，然后再经生化处理进一步降低混合废水中TP含量，但是在实际运行中，当混合废水中TP质量浓度在40mg/L以上时，此方法除磷效果并不理想，出水中TP含量经常超标。有研究〔4-5〕表明，Fenton试剂除对降低废水中COD有效果外，对除磷也有一定作用，相关研究〔6-9〕还表明，粉煤灰对除磷也有较好效果；新增设的预处理工序包含了化学沉淀除磷、Fenton氧化除磷以及粉煤灰吸附三种除磷方法，通过这几种处理方法的综合应用，不仅降低了现有废水处理站的处理负荷使其能正常运行，并使出水达到工业园区废水接管要求，而且废水日排放量可减少2~4 t。工艺改造运行后多次取样结果都表明，经预处理后的废水其TP质量浓度基本能维持在4mg/L左右，出水完全满足园区废水接管对TP的要求。

粉煤灰对重金属离子有较强的吸附作用，但对Na+、K+、Cl-等离子吸附作用有限，而且其吸附能力与其是否经过改性处理有较大关系，将预处理后的废水用于水膜除尘并经沉淀处理后，混合废水中盐分及氯化物含量降低幅度有限也可能与此原因有关。增设混合废水预处理工序后，预处理后混合废水水质数据及处理工艺改进后最终出水水质数据见表2。

表2 处理后混合废水水质

4 结语

通过在原废水处理工艺之前增设混合废水预处理工序，根据不同废水的组成进行分质分类处理后再进行混合，然后将混合废水进行絮凝沉淀处理，并对预处理后的废水用于锅炉水膜除尘及煤场喷洒抑尘，减轻了原废水处理站的处理负荷，使其能正常运行并使出水达到园区废水接管标准；废水得到了综合利用，不仅节约了用水而且减少了废水排放量；出水中TP含量大幅降低，解决了原废水处理工艺TP经常超标的问题。

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Com prehensive treatmentof food additive wastewater

LiGuosheng，Guo Ling
（Jiangsu Kolod Food IngredientsCo.，Ltd.，Lianyungang 222200，China）

By analyzing the ingredients of food additiveswastewater，the problems existing in the process ofmixed wastewater treatmentare discussed.It isproposed thata program on the pretreatmentprocedure should be established before the presentmixedwastewater treatmentprocess.After themixedwastewaterhasbeen pretreated by techniqes，such as Fenton oxidation，coagulation precipritation，etc.，the presentwastewater treatmentproces can run normally. After the process transformation the running results show thatafter the pretreatedmixed wastewater is treated again by the originalwastewater station，the effluentwater quality can reach the taking-over standard of thewastewater in industrial parks.Since thewastewaterhasbeen utilized comprehensively，theamountofdischarged wastewater isdecreased.

food additive wastewater；wastewater pretreatment；Fenton oxidation；coagulation precipitation；comprehensive utilization

X703.1

B

1005-829X（2016）11-0106-03

李国生（1972—），硕士，工程师。电话：13625392196，E-mail：leeggss@sina.com。

2016-08-29（修改稿）