食品工业高色废水处理
随着经济的高速发展,生活水平的提高,工业化程度的加强,食品生产过程对环境的污染加剧,对人类健康的危害也日益普遍和严重,尤其是生产过程中排放的废水,具有有有机污染物浓度高、色度高、水质和水量变化幅度大等特点,是最难处理的工业废水之一。特别是色度在食品工业废水处理中一直是难点和重点。

一、食品工业废水的来源
食品工业废水主要来源于三个生产工段。一是原料清洗和生产设备清洗:大量砂垃圾、叶、皮、鳞、肉、羽、毛、色素等进入废水,使废水中含有大量悬浮物。二是生产工段:原料中的许多成分在加工过程中不能全部利用,未利用的部分进入废水中,废水中含有大量有机物的三是成形工段:为了增加食品的颜色、香味、味道,延长保质期,使用各种添加剂,一部分进入废水此外,添加剂的生产(特别是食用色素的生产)排除的大量废弃物和废水也形成化学污染。
二、食品工业废水的特点。
由于食品种类繁多,原料广泛,食品工业废水具有悬浮物、油脂含量高、色度高、COD(化学需氧量)和BOD(生化需氧量)值大、水质和水量变化幅度大、氮磷化合物含量高等特点。
食品工业废水本身无毒害,但含有大量可降解的有机物,废水不处理排放到水中消耗大量溶解氧,水体缺氧,死亡鱼类和水生物。废水中的悬浮物沉入河底,在厌氧条件下分解,产生臭水恶化水质,污染环境。将废水引入农田灌溉,影响农产品使用,污染地下水源。废水中夹带的动物排泄物含有卵和病原菌,直接危害人畜健康。
三、食品工业高色废水处理。
高色度废水处理在食品工业废水处理中一直是一个难点。食品工业废水高色度的主要来源:第一,在食品生产过程中,化学反应产生色素,最后进入废水,如酱油发酵过程中葡萄糖氧化产生的类黑素等,第二,在生产过程中,为了使食品达到良好的颜色,添加的食用色素和染料等
国内外高色食品工业废水的处理方法主要有物理方法、化学方法和生物方法等。现在通常采用的方法有吸附、凝聚、氧化、恢复、电解、生化等。
四、物理方法。
1.吸附法
吸附法是利用多孔固体物质作为吸附剂,在其表面吸附废水中高色度物质的方法。常用的吸附剂有活性炭、硅藻土、焦粉、大孔吸附树脂等。
活性炭具有疏松多孔、堆积密度低、比表面积等特点,能有效地吸附水溶性的色素和染料,但不能吸附浮固体和不溶性的染料。此外,活性炭再生成本高,一般用于少量、浓度低的废水处理。锅炉煤渣、渣、焦粉、农产品废弃物(甘蔗渣、花生壳等)具有一定的吸附能力,可以代替活性炭。杂和明等人的实验表明,以废焦粉为原料,经脱灰处理,采用二硫酸铵化学改性,可有效吸附废水中的亚甲基蓝染料。
大孔吸附树脂是内部具有三维空间的立体孔结构,孔径和比表面积大的高分子聚合物。比表面积大,吸附效率高,易于洗脱再生,在高色度食品工业废水中得到一定范围的使用。据吕建、熊春华介绍,采用大孔树脂对含有高色度果绿的食品废水进行吸附有很好的效果,吸附率可达93.4%,大孔树脂的二次清洗率可达89.3%。但大孔吸附树脂处理量小,产能小,再生困难,设备投资大。
2.凝聚法
凝聚法利用金属氢氧化物和有机金属聚合物的吸附和离子桥的作用脱色,这种方法对粒径在10-9nm~10-8nm范围内的粒子最有效。该方法的原理是加入带电荷或极性官能团的凝聚剂,消除原系统粒子之间的静电反弹力,促进凝聚沉降,达到分离脱色的目的。
常用的絮凝剂有无机絮凝剂和高分子絮凝剂。无机凝聚剂包括铝系统[多为Al2O4或(NH4)2SO4的混合溶液]、铁系统[FeSO4、Fe2(SO4)3或FeCI3等]以及改变pH,使某些物质沉降的酸碱凝聚剂。无机凝聚剂对有色废水的处理效果很好,但对pH过于敏感,只有在最佳pH条件下才能达到满意的效果。高分子凝聚剂分子量大,与粒子结合能力强,使用量少,凝聚速度快,对pH的适应性大于无机凝聚剂。另外,有专利表明,以土为原材料,在无机酸中室温活化可以产生作为凝聚剂的产物,对多种染料具有脱色效果。
五、化学方法
1.氧化还原法
氧化还原法主要采用臭氧、过氧化物、二硫酸盐、二氯酸盐等氧化还原剂处理高色度废水,切断有机分子中的钥匙达到脱色目的。
采用氧化还原法处理食品高色度废水的报道很多,在很多方面都有了新的进展。孙凯等报道采用Fenton试剂处理酱油生产废水中的焦糖色素,在pH=4的条件下,反应40min的去除率达到90%的工艺等实验表明臭氧在20min以内可以使嫩黄染料的脱色率达到96.7%以上的郑志军等采用二氧化氯处理活性染料的废水也得到了满意的结果,张文启等发表论文明确采用臭氧/纳米氧化铁可以催化氧化废水的脱色,通过6min氧化,色度的去除率达到95%以上
2.电化学法。
电化学法处理废水一般不用加化学药品,后处理简单,占地面积小,管理方便,称清洁处理法。随着电力工业的发展,电化学法逐渐成为广泛应用的水处理技术。
电化学脱色法可分为二维电极法和多维电极法。二次元电极法采用两溶性或不溶性的极板作为电极,通过直流电,通过电解槽内发生的电化氧化还原反应达到脱色目的的的多次元电极法在传统的二次元电极之间填充粒状或其他碎屑状的工作电极材料,主电极供给电流,填充的工作电极材料表面带电,成为新的电极,通过电化学反应达到脱色目的。梁宏等实验表明,在多维电极处理系统中添加铁屑可以显着提高废水的脱色率和CODCr的分解率,李士安等报道铁床对高色度有机废水具有良好的脱色效果,在一定范围内可以降低废水的COD值,提高废水的生化性。

六、生物方法
1.活性污泥法。
活性污泥法是利用含有大量微生物的活性污泥,吸收和分解污水中的有机物和无机物,净化污水的方法。该方法处理水能力大,效率高,广泛应用于各种废水处理。包淑娟等实验表明活性污泥可以脱色。
2.厌氧生物处理方法。
厌氧生物处理法是利用兼性厌氧菌和专性厌氧菌将污水中的大分子有机物分解为低分子化合物,转化为甲烷、二氧化碳的有机污水处理法。欧富初等报道采用A/PAC-MAS技术(厌氧/活性炭-改良活性污泥法)处理酱油生产废水,优势菌种脱色和PAC脱色结合,有效处理色度高达200倍以上的酱油生产废水,水色度稳定在40倍以下。
随着国家对环境污染治理方式的发展和成熟,构建可持续发展的工业已成为当务之急。处理高色废水的技术和技术不断发展,我们有充分的理由,相信更先进的高色废水处理技术会像雨后的竹笋一样迅速出现,高色废水会更好地处理。
污水处理设备