王澤東,張 紅
(濰坊市生態(tài)環(huán)境局諸城分局,山東 濰坊 262200)
企業(yè)在加工生產(chǎn)產(chǎn)品時,由于工藝和清洗的要求需要使用大量的水,這類水一部分添加進產(chǎn)品中,另一部分作為廢水進入廢水處理系統(tǒng)。在日益嚴峻的環(huán)境壓力下,城鄉(xiāng)居民對環(huán)境質(zhì)量要求越來越高,這將成為廢水處理企業(yè)生存和成長過程中不可忽略的重要環(huán)節(jié)。
淀粉廠主要生產(chǎn)淀粉、麥芽糖、飼料、玉米油等,廢水中含有高濃度的淀粉、蛋白質(zhì)等,有機物含量高、污染程度高;肉制品加工廠主要生產(chǎn)加工肉串、肉丸、清真食品、火腿食品、速凍食品等,廢水中含有油脂、蛋白質(zhì)、鹽分、食品添加劑等;醬菜廠主要生產(chǎn)各類醬菜、醬油、醋等,廢水中含有蔬菜碎屑、鹽分、醬油等;蔬菜加工廠主要進行蔬菜的清洗、脫水、漂燙、烘干等,廢水中主要包括菜葉、果皮、酸堿、鹽、糖等。
食品加工廢水需要經(jīng)過處理后達到當?shù)匾蟮呐欧艠藴驶蛘呓?jīng)過預(yù)處理后達到城市污水處理廠下水道管網(wǎng)接納的要求,然后再經(jīng)過城市污水處理進行進一步處理后來達到排放標準。
食品加工行業(yè)使用的原料眾多,加工產(chǎn)品品類繁多,因多種類的廢物存在于廢水中,導(dǎo)致廢水的水質(zhì)差異大。同時,根據(jù)企業(yè)加工產(chǎn)品的不同和規(guī)模的大小,廢水水量也有較大的差異。
綜合考慮食品加工廢水,廢水中的污染物質(zhì)主要分為以下幾類:
①溶解在水中的污染物質(zhì),主要包括有機污染物和無機污染物,比如糖分、食品添加劑、無機鹽類等。②不溶于水的污染物質(zhì),主要包括各類食品殘渣、碎屑等,比如蔬菜渣、碎肉、豬毛、羽毛、菜皮等,以及懸浮在水中的淀粉顆粒、蛋白質(zhì)、膠體等。③漂浮在水面的油脂,包括動植物油。④沉積的泥砂等無機物。
此類廢水的特點與選用的原料相關(guān),由于原料是可食用的食品和食品添加劑,所以此類廢水主要為無毒性的高濃度有機廢水。主要特點如下:
①有機物含量高,含有高COD、總氮、總磷,廢水容易生化,久置易腐敗。②可生化性好,宜采用生化處理工藝。③廢水懸浮物含量高,部分廢水油脂含量高,宜采用預(yù)處理工藝[1]。
食品廢水的處理主要采用預(yù)處理+主體處理工藝的方式。預(yù)處理工藝多采用中和、氣浮、混凝沉淀、隔油等,主體處理工藝主要是采用生化處理工藝,對于低濃度廢水主要為好氧處理工藝,對于高濃度廢水主要為厭氧處理+好用處理的組合工藝[2]。
企業(yè)以玉米為原料生產(chǎn)淀粉的過程中產(chǎn)生大量的淀粉廢水,這部分廢水主要污染物是淀粉、糖類等,同時也含有酸和堿殘留,COD通常在7 000~15 000 mg/L。此類廢水可生化性良好,有機物含量高,同時含有較高的懸浮物,適合先用預(yù)處理除懸浮物,再選擇厭氧+好氧工藝進行處理[3]。
廢水首先經(jīng)過氣浮處理,去除大部分懸浮物;再經(jīng)過UASB/IC/EGSB厭氧處理裝置,在降低COD的同時產(chǎn)生沼氣,出水進入好氧生化池,好氧生化池多選用缺氧/好氧組合工藝。
例如張立秋等利用厭氧反應(yīng)器和好氧反應(yīng)器,序批式處理淀粉廢水,CODCr、BOD5、氨氮的去除率分別可達到98%、99%、80.2%[4]。
含有油類廢水要先進入隔油池進行油水分離,然后進入氣浮階段,去除水中的油脂、懸浮物、蛋白質(zhì)等;接著進入主體生化工藝好氧生化池。由于進水氮磷含量高,好氧生化工藝可以選擇具有脫氮除磷效果的A/O工藝、SBR工藝、A/A/O工藝等[5]。廢水在進入好氧生化工藝線時,先進入水解酸化工藝,污染物質(zhì)被纖維素酶、蛋白質(zhì)酶等水解為小分子的葡萄糖和纖維二糖等,提高廢水的可生化性。然后出水進入好氧生化工藝,通過混合液回流的循環(huán),在降低COD、BOD指標的同時,起到降低氨氮的作用[6],出水滿足《污水綜合排放標準》(GB8978-1996)一級標準的要求。
醬菜加工廢水隨季節(jié)的變化水量和水質(zhì)都有較大的差異,廢水鹽度高懸浮物含量高,同時還含有大量的有機物。鹽漬菜廢水含鹽量高達16%,由于是間歇排放且水量小,這部分廢水多采用蒸餾處理法或?qū)U水外運至其他處理點。其他清洗廢水、脫鹽水、沖洗廢水,這部分廢水水量大,CODcr濃度3 500~4 000 mg/L,Nacl濃度5 000~8 000 mg/L。針對這部分廢水可以采用水解酸化+好氧接觸氧化工藝處理。由于進水鹽含量較高,在污水處理系統(tǒng)運行時,需要預(yù)先馴化耐鹽微生物[7]。
蔬菜加工主要是加工新鮮蔬菜,蔬菜經(jīng)過挑選、清洗、燙煮、冷卻、脫水過程,部分蔬菜會添加葡萄糖保證口感和色澤。廢水中含蔬菜碎葉、纖維、糖類等,水質(zhì)波動較大,COD濃度一般在500~4 000 mg/L。污染物主要是有機物,廢水可生化性好,多選用預(yù)處理+好氧生化處理工藝。先采用格柵機去除大塊的蔬菜殘渣、菜葉等,再用氣浮機去除廢水中細小的懸浮狀態(tài)的碎屑,降低廢水的懸浮物含量,從而降低COD。最后廢水進入生化處理階段,達到了降低廢水中各項污染物的濃度。
例如:靳娜等采用以上工藝處理脫水蔬菜廢水,CODCr的去除率為95.6%,BOD5的去除率為98.1%,SS的去除率為97.0%,出水滿足《污水綜合排放標準》(GB8978-1996)一級標準的要求[8]。
隨著近年來對環(huán)境保護工作的重視,多數(shù)企業(yè)已具有廢水處理設(shè)施,通過各種處理工藝凈化污水,避免污染環(huán)境。目前,各地對排放標準均有不同的要求,相對于10年前的排放標準大部分均有所提高,所以企業(yè)現(xiàn)有污水處理工程的提標改造項目也尤為重要。在提標改造的過程中,多選用MBR、曝氣生物濾池、反硝化濾池、芬頓反應(yīng)系統(tǒng)、臭氧氧化系統(tǒng)等。這些工藝主要針對污水中的CODCr、BOD5、氨氮、總氮等指標的降低,效果顯著[9]。
綜上所述,食品工業(yè)作為關(guān)系到人們?nèi)粘I畹闹匾袠I(yè),那么食品加工企業(yè)應(yīng)依據(jù)各自產(chǎn)生廢水的水量、水質(zhì)特點,選擇適合的廢水處理工藝,這不僅要滿足企業(yè)所在地污水排放標準的要求,還要兼顧工藝先進、運行穩(wěn)定、經(jīng)濟合理,而且還要避免產(chǎn)生二次污染。食品加工廢水的有效處理關(guān)系著當?shù)氐沫h(huán)境保護,尤其對水環(huán)境、空氣環(huán)境、土壤環(huán)境的保護有重要意義。