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摘要:食品工业废水是指食品工业中产生的废水,因其通常有很大排放量,成为污染我国水环境的主要因素之一。
关键词:食品工业;工业废水;物理处理;化学处理;生物处理
引言
食品工业是指以农、牧、渔、林业产品为原料进行加工的行业,食品工业废水包括肉制品加工废水、啤酒饮料生产废水、水产品加工废水、谷制品加工废水及味精工业废水等。食品工业往往规模非常大,因此食品工业废水通常具有很大的排放量,成为了污染我国水环境的主要因素之一。依据相关资料统计,以废水COD排放量为标准,食品工业废水污染程度已经成为轻工业行业中的第二名,其COD的排放量占我国工业废水COD总排放量的11%。食品工业废水通常具有易腐败的特点,其有机物和SS值都较高且含有一定量的致病毒菌等。食品工业废水若不经过有效处理就直接排放,会使水体富营养化,造成鱼类等水生动物死亡,并严重破坏和危害自然生态及人类生活环境。因此食品工业废水处理工程,对保护我国人民健康和生态环境以及使我国经济实现可持续发展均有重大的意义。
1食品工业废水的特点和危害
1.1特点
食品工业废水的特点大多是产水量大、含有大量有机物和悬浮物、生化需氧量和化学需氧量值高、毒性小等。但不同产品产生的废水水质一般不同,且随生产流程和生产方式的不同水量也有变化,不同季节产生的废水所包含的污染物种类和浓度也有所不同。例如,大豆制品产生废水含蛋白质类物质,且含较高浓度有机物;果脯及饮料产生废水pH较低;一些有色食品废水由于生产过程中应用大量食品添加剂,其废水色度较高等;有些食品工业废水还具有水质水量变化大,含较高浓度氮、磷化合物等特点。
1.2危害
食品工业废水虽毒性较低,但通常有较高浓度的可降解有机物(如糖、蛋白质、氮磷化合物等),因此若不经适当有效处理就排放极易造成水体富营养化,从而使水体DO值降低,造成缺氧环境使鱼类等水生生物无法继续生存。废水中的悬浮类物质沉入河中后,会在厌氧环境下分解,进而使水质发臭并恶化,生态环境将被污染。若利用这样的废水灌溉农田,会破坏农作物产品的生长,破坏地下水环境。若废水中带有排泄物,其中的虫卵或致病菌易造成疾病的传播,严重时将危害到人畜的健康。
2食品工业废水处理中酵母菌的使用分析
2.1酵母生产法
(1)单细胞蛋白的生产。酵母菌在进行单细胞蛋白的生产过程中,蛋白质量能够达到干质量的一半,能够在较大程度上对B族维生素进行有效提取,并在此基础上也可以提取辅酶A,具有较高的应用价值。此外,酵母菌在进行单细胞蛋白生产的过程中有较多特点,比如利用率高、生产率较高以及占地面积较小等。酵母菌通过蛋白质的大量生产,能够在较大程度上弥补粮食的不足。该方法在我国主要应用于假丝酵母以及啤酒酵母中,通过将2柱菌株进行有效结合能够大大提高产量。(2)生产油脂。油脂主要是指微生物分子在特定环境下,通过将碳氢化合物以及碳水化合物作为碳源产生的一种油脂,其油脂的生产有一定的周期性,并且生产量较高,不受环境的影响,在较大程度上具有较高的安全性[3]。(3)酵母菌的分离。主要采用马丁氏和YPD2种培养基,酵母菌的纯化在超净工作台中,将分离平板上的酵母菌单菌落挑取接种于纯化培养基上,在28℃环境中培养3d,接着挑取单菌落接种于纯化培养基上培养,并重复数次,最后得到单一菌落。形态观察挑取培养2~3d的单菌落,观察平板上酵母菌的菌落特征。用美蓝染色酵母菌细胞,然后用光学显微镜观察酵母菌的菌体形态。
2.2酵母菌废水处理技术
酵母菌废水处理技术的主要目的就是对废水进行有效的净化,此项技术是对能够在废水中生长且可分解有机质的酵母菌菌种进行有效混合,通过好氧方法使酵母菌废水中的有机质实施利用与分解,对废水中的COD进行有效降低,达到净化水质的目的。此外,由于废水中有混合菌种,进入沉降池后通过酵母菌分离出固体,能够使废水达到国家排放标准。酵母菌废水处理技术具有较多的应用优点比如投资小、污染少、需要场地小以及后续处理简单等。我国在对酵母菌进行研究过程中,进行了味精废水试验,并选择出能够适应味精废水环境的菌群,进行了酵母菌废水处理技术的设计。试验结果显示:酵母菌混合菌群的活性不受高浓度氨氮与硫酸盐环境的影响,在一定稳定环境中,处理后能够得到单细胞蛋白,并可进行饲料添加剂的回收。
3食品工业废水的处理工艺
3.1气浮技术
气浮技术能快速实现固液、固固、液液甚至溶质中离子的分离,可去除废水中表面活性物、乳化油和其他悬浮固体,是对沉淀工艺的进一步补充。另外,气浮过程使废水中DO含量升高,因此也有预曝气、脱色的效果。气浮技术使污染物浮于液面可方便排渣,且由于浮渣中有一定氧气不易腐败,浮渣较为干燥也可降低污泥体积并降低处理污泥的费用。
3.2离子交换技术
离子交换技术的原理是通过离子交换剂交换食品工业废水中的有机和无机的有害物质进而去除。离子交换剂是一种能与其他物质发生离子交换的物质,包括有机离子交换剂和无机离子交换剂等。该技术具有费用低、操作容易、提炼效率较高、设备简单以及节约有机溶剂等优势,但还存在不易找到合适的离子交换剂以及其生产周期长、生产过程中pH变化大等弊端。
3.3生物处理工艺
生物处理工艺是指通过各种微生物的作用处理废水中的物质,在微生物催化下依靠微生物的代谢作用使污水中的有机物被氧化分解,最终转变为无毒稳定的无机物进而被去除。食品工业废水属于有机废水,生物处理工艺作用是降解COD、BOD5,通常作为二级处理工艺。
3.4曝气生物滤池法(BAF法)
曝气生物滤池法(BAF法)是在普通生物滤池基础上,借鉴给水滤池工艺而开发的污水生物处理工艺。其装置内有高比表面积颗粒填料作为微生物膜生长载体,污水流过滤料层时有机物与填料表面生物膜发生反应被降解。本技术有生物氧化和截留悬浮固体的效果,在我国正处推广阶段。
3.5升流式厌氧污泥床反应器(UASB法)
升流式厌氧污泥床反应器(UASB法)是高效的废水厌氧处理技术。该技术集生物反应与沉淀一体,配水系统使废水从反应器底部进入,到反应区经过气、固、液三相分离区后进入沉淀区,沼气通过气室收集后由沼气管流向沼气柜。该工艺具有占地面积少、运行成本低、生物处理效果好等优点。
3.6厌氧膨胀颗粒污泥床(EGSB法)
厌氧膨胀颗粒污泥床(EGSB法)是一种在UASB反应器基础上进行发展的第三代厌氧反应器。该反应器主要由配水系统、反应区、三相分离器、沉淀区、出水系统和出水循环系统等组成。较UASB反应器相比EGSB反应器增加了出水循环系统,反应器内液体可以快速上升,且传质效果得到加强,还可避免反应器内死角和短流的产生。该技术目前已在国内广泛应用。
结语
通过以上总结的各项工艺技术的应用,我国食品工业废水的处理已经取得很大的进步。当下,我们还应在多参考学习国外先进废水处理技术的同时,结合我国实际特点,进一步探究实际有效、符合自身情况的食品工业废水处理工艺。让我国获得经济和环保领域的双收益,在食品工业废水处理的道路上越来越好。
参考文献
[1]王思巧.食品工业废水处理技术概述[J].科技经济导刊,2016(09):141-142.
[2]李秀芬.食品工业废水资源化与处置[J].生物产业技术,2010(1):47-50.
[3]杨岳平,徐新华,刘传富.废水处理工程及实例分析[M].北京:化学工业出版社,2003.