食品废水处理技术的研究进展

1．1．3膜处理法

膜处理法是一种操作方便、高效，能耗低的处理技术，相比传统的污水处理技术，膜处理技术可将废水中蛋白质、糖类等有利用价值的物质进行回收再利用，因此其相比其他技术具有更大的潜力和更显著的优势。例如大豆食品生产过程中具有多种生物有效性成分，主要有低分子量的短肽链、氨基酸，利用膜技术可将其分离回收利用。

在乳清废水中含有多种低聚糖，例如棉子糖、蔗糖等，是可被人体肠道所吸收利用的天然甜味剂，能够提高人体的免疫力，采用先进的膜分离技术既可以处理乳清废水，同时还能够回收乳清中的生物有效活性成分，进而提高企业的经济效益和社会效益。

膜处理法主要有超滤、纳滤、反渗透等技术，目前实际应用当中还存在很多问题，例如膜污染、膜组件昂贵等。因此，在今后的研究工作中，膜种类的选择、膜清洗方式以及膜工艺和其他工艺组合使用是需要重点研究的内容。

1．1．4催化氧化技术

催化氧化技术包括均相氧化法、多相氧化法、超临界水氧化技术等，是在20世纪80年代中期发展起来的一种高级污水处理技术。该技术是在常温常压下利用TiO2、ZnO、Fe2O3等作为催化剂，在光和空气的条件下将有机物降解为CO2和H2O和无机离子的过程［4］。

均相氧化法是将可溶性的催化剂投入到废水中，进而引起O3和H2O2的自由基反应，以此来降解污水中有机物的方法。Fenton试剂法就是均相催化氧化法的一种，有研究者利用其处理榨菜生产废水，其COD的去除率可达80%以上。还有研究者利用其处理食品添加剂废水的二级出水，在Fe2+/H2O2投加比例为1，pH值为4时，反应60min，出水COD的去除率可达83．6%。

多相催化氧化技术中包括湿式多相催化氧化技术和常温常压下多相催化氧化技术，其更多的应用于有机废水的处理。有研究者采用固相合成法制备了Bi2O3－WO3光催化剂，将其和臭氧氧化进行协同降解糖蜜酒精废水，该催化剂增强了光催化效果，食品废水中的有害物质的去除有着更好的效果。

1．2生物处理技术

1．2．1序批式活性污泥法(SBR)

SBR(SequencingBatchReactor)即序批式活性污泥法，是由传统的间歇式活性污泥法发展而来的，SBR的运行程序是按照一定的时间顺序来进行操作的，其序批间歇一种是说明在SBR运行操作过程中在空间上按照一定的序列、间歇的方式进行，一般情况下需要多个SBR池进行并联运行;

另一种是说明SBR池的运行操作在时间上也要按照一定的次序和间歇来运行，一般情况下分为五个阶段，有进水、反应、沉淀、排水、排泥，这五个阶段形成一个周期。这样SBR池将微生物的作用在时间上进行了分割，而不影响各部分独立连续的完成处理过程。相比其他的活性污泥法，SBR反应器不需要设置沉淀池和污泥回流设备，整个工艺占地面积小，运行费用较低，而且不容易形成污泥膨胀等问题。

1．2．2曝气生物滤池法(BAF)

曝气生物滤池是20世纪80年代在欧美发展起来的一种污水处理技术，其主要的工作机理是在滤池内设置一定数量的载体填料，针对滤料进行培养驯化，使其表面生长一层生物膜，由于滤料具有高的表面积，这样可以保证反应池内具有高的活性微生物［5］。

在滤池内进行曝气，这样微生物可以降解污水中的污染物，同时利用较小粒径的填料，使其具有截留水中悬浮物的特点。随着反应的运行，池内截留的悬浮物逐渐增多，而生物膜也逐渐老化，达到一定程度生物膜会自动脱落，然后新的生物膜开始生长，有时还需要对滤料进行反冲洗，以保证滤池的正常运行。

目前该技术在食品废水处理中已经被广泛应用，而且均取得了良好的效果。但其还存在一些问题需要继续的深入研究，比如进水悬浮物浓度的控制以保证具有较长的冲洗周期，在其反应过程中生物絮凝的理论研究相对缺乏，还有一些运行参数和处理效果之间的关系还需要更进一步的研究。

1．2．3膜生物反应器(MBR)

膜生物反应器是膜技术与传统生物处理工艺相结合的一种新型污水处理技术，MBR中利用膜组件代替了传统生物工艺中的二沉池，作为固液分离的设备。该工艺具有占地面积小、污染物去除率高、出水水质稳定、反应器容积负荷大、污泥产率低和操作管理简便等特点。

目前已在污水处理中有着广泛的应用，众多的研究者利用该工艺进行食品废水的处理。有研究者利用MBR来处理模拟的乳制品废水，结果表明出水中COD的去除率为95%以上，BOD的去除率可达到98%，氨氮的去除率为82%，总磷的去除率可达到90%，总体出水水质可满足《城市杂用水水质标准》。

还有研究者利用浸没式MBR对食品防腐剂生产废水进行处理，进水COD浓度小于3400mg/L时，水力停留时间不低于7h，运行温度保持15℃，水中溶解氧浓度为2．0mg/L时，MBR出水COD的去除率在90%以上。

1．2．4升流式厌氧污泥床(UASB)

UASB是由荷兰瓦郝尼罕农业大学Lettinga教授研制出的，UASB反应器主要由反应区、三相分离器、气室三部分组成，在反应器底部具有大量的厌氧颗粒污泥。UASB反应器与之前反应器最大的不同就是污水由下而上进入反应器，无需设施搅拌装置，而且污泥呈现颗粒化［6］。

颗粒污泥具有较高的沉降性，而且产甲烷活性高，能够大大提高反应器厌氧处理负荷。该工艺占地面积小，投资费用低，而且生物处理效率高，针对食品工业废水的特点，其在食品工业废水处理中有着较为显著的优势。目前UASB反应器已经普遍应用于味精食品、啤酒、柠檬酸、等食品工业中。

有研究者利用UASB反应器处理了淀粉废水，COD容积负荷在10kgCODcr/(m3•d)以上时，COD去除率可达到90%以上。黑龙江某食品企业采用UASB+A/O工艺处理豆干生产废水，容积负荷可达到12kgCODcr/(m3•d)，出水满足排放标准，即实现了环境效益，同时也产生了经济效益。山东某食品有限公司将UASB工艺用于玉米淀粉废水处理工程，容积负荷可达到8kgCODcr/(m3•d)经过处理后的废水CODcr去除率可达90%以上。

2结语

食品工业在国民经济中占有重要地位，其生产加工过程中会消耗大量的水，而保存于食品中的水分较少，大部分都是用于食物原料的洗涤、加工和消毒。因此，提高食品生产工艺流程的效率，从源头消减废水产生量，加大废水回收利用率，降低食品工业废水量，进而降低对生态环境的污染。同时随着科学技术的不断发展，食品工业废水处理的技术也将不断发展，进一步提升污水处理效率是发展的必然。

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