食品工业废水处理工艺及节能探析

□ 宋玮华 杨天栋 冯子元 吉林建筑科技学院

食品工业具体主要包括酿造、制糖、乳制品加工等行业，由于很多原材料需要经过过滤、脱水、蒸煮、脱酸等处理环节，难免会产生大量含有碳水化合物、有机酸等废水，这些废水的一大显著特点就是耗氧性较强，若直接排放到水中必定会导致水生生物死亡。近几年，伴随食品工业的进一步发展，废水的排放量也呈现出逐渐上涨的趋势，怎样才能实现对这些废水的有效处理已经成为相关领域关注和研究的重点之一。

1 食品工业废水的来源、特点及其危害

1.1 来源

食品工业废水通常来自3 大生产环节：①原料清洗环节。在清洗原料的过程中，很多沙土杂物、毛、皮等都可能进入到废水中，进而导致废水中的悬浮物含量增加。②生产环节。食品工业原料中诸多成分在实际加工的时候往往无法全部利用，其中没有被利用的部分就会直接进入到废水之中，导致废水中有机物的含量增多。③成形环节。为了使食品本身的色、香、味更加突出，延长其保存期限，在食品生产过程中通常会加入一些添加剂，这些添加剂中有一部分会流失进入到废水之中，进而导致废水的化学成分更为复杂。

1.2 特点

我国食品种类多种多样，各类原料的来源也十分广泛，正因为如此，食品工业废水通常表现出油脂含量高、悬浮物多、氮磷化合物浓度高、BOD（生物耗氧量）和COD（化学耗氧量）值较高等特点。

1.3 危害

本质上讲，食品工业废水是没有毒性的，但其中往往含有诸多可降解的有机物，这些废水如果未经过有效的处理就直接排放到水体之中，必定会大量消耗水中的氧，导致水体处于缺氧状态，造成水中的鱼类等各种生物失去赖以生存的条件，最终导致水生生物大量死亡。同时，由于废水中含有大量悬浮物，这些悬浮物会直接沉淀到河底，并在厌氧环境下逐渐分解，产生臭水，进而污染水体环境。如果把废水直接引入到农田区作为灌溉水源加以利用，必定会影响到农业果实食用的安全性，不仅如此，还可能会污染地下水源。废水之中往往携带着大量动物粪便，其中可能含有致病菌，这就给疾病的传播提供了契机，最终将直接威胁人们的生命健康。

2 食品工业废水处理的常见工艺

2.1 SBR 法

SBR 法的中文全称为间歇式活性污泥法，它属于活性污泥法的一类，其反应过程和去除污染物的原理与传统活性污泥法并没有太大的区别，唯一的差别只是运行操作手段不太一样，和以往的废水处理工艺相比，SBR 法的典型特征就是其主要是根据时间顺序对各流程、各单元进行分割，这一过程相对于单个独立的操作单元来说是间歇开展的，但对若干个单元进行组合调整后又是连续的。SBR 法将曝气、沉淀等集于一体，无需重新设置污泥回流设备。结合以往的工程实践来看，采用SBR 法对COD 为900 ～2 500 mg/L 的废水进行处理，可使其达到一级排放标准，由此可见，这是一种高效化、经济性的食品工业废水处理方法[1]。但与此同时，SBR 法也有一些缺点，如自动化程度较高，对操作人员的专业素质要求较高，且整个操作、维护和管理过程较为复杂，已有的工程实践经验也比较少。

2.2 UASB 法

UASB 法是荷兰某农业大学的多名教授联合研发出的一项厌氧生物处理技术，其中文全称为上流厌氧污泥床法，整个处理过程主要可分为污泥反应区、沉淀区、气室这三大部分[2]。底部反应区存在大量厌氧污泥，这些污泥中具备较强凝聚性与沉淀性能的部分会在下层累积形成污泥层，需要处理的废水从污泥床底层流入并逐渐和其中的污泥相融合，从而利用污泥中的微生物实现对废水中有机物的分解，使其转化成沼气，最后借助导管把集中于气室的沼气导出[3]。UASB 法的主要优缺点如下。

2.2.1 优点

①反应器内的污泥浓度较高，其中，底层污泥床的污泥浓度为60 ～80 g/L。②反应器中设有三相分离器，被分离后的污泥可自动回流进反应区，而不需要污泥回流装置。③有机负荷较高，水力停驻时间较短。④不需要用混合搅拌设备，投入运行只需借助自身产生的沼气以及进水来搅动。⑤污泥床中不需要填充载体，可有效节省成本并防止堵塞问题。

2.2.2 缺点

①运行启动时间比较长，对负荷、水质的突变十分敏感。②反应器中存在短流问题，会对其处理能力造成直接影响。③只适合用于处理悬浮物含量较低的废水。

3 食品工业废水处理节能的发展

3.1 膜分离技术的应用

膜分离技术指的就是通过隔膜将废水中的微粒等分离出来的一种技术，具体来说，主要涉及反渗透、电渗析、超过滤法等。该技术在苦咸水、海水的淡化处理中应用较多，在高纯水的制取中也有一定的应用[4]。尽管膜分离技术在废水处理上能取得较好的效果，但依然存在一个明显的问题，那就是膜污染，处理膜在使用若干次以后，其污水处理性能也会大幅降低，使用大量的处理膜必定会对自然环境带来极大的污染，因此，要实现膜分离技术的进一步推广和应用，必须首先解决污染控制技术的问题。

3.2 强化一级处理技术的应用

这一技术的操作过程相对较为简单、方便，稳定性也比较强，且所需投入的成本较低，造成的污染相对来说也比较小，正因为具备上述优势，强化一级处理技术在食品工业废水处理中得到了十分迅速的发展。当然，不能否认的一点是，强化一级处理技术在实际应用中也面临诸多挑战，其中主要挑战就是处理难度较高，絮凝剂在废水处理中应用可能带来各种安全隐患，也极易造成生态环境的二次污染。

3.3 生物处理技术的应用

3.3.1 生物膜法处理技术

所谓生物膜法处理技术，指的是借助微生物对废水中的污染物进行分解，首先需要将微生物附着在载体表面，当废水流经载体表面的时候，可通过有机营养物的吸附作用实现对污水的净化。但伴随厌氧代谢产物的不断增加，微生物的固着力将会显著下降，进而导致生物膜慢慢老化直至脱落[5]。

3.3.2 厌氧处理技术

在厌氧条件下，借助厌氧细菌来分解或消除废水中的有机物即所谓的厌氧处理技术，该技术的主要优点是能在分解废水中有机物的同时产生沼气，且整个处理过程十分简单便捷，是当前食品工业废水中备受欢迎的一大技术方法[6]。

4 结语

综上所述，食品工业废水的处理在我国经济社会的可持续发展中占据着十分重要的地位，要达到较好的废水处理效果，就必须熟练掌握各项操作工艺，比较常见的食品工业废水处理工艺主要有SBR 发、UASB 法等，近些年，随着我国科学技术的发展，废水处理工艺也得到了进一步改进和优化，一些新型处理技术逐渐出现，如膜分离技术、生物处理技术等，这些技术和传统处理工艺相比具有明显的节能优势，与当前我国所倡导的节能降耗方针是相契合的，其应用前景也十分广阔。