食品工业废弃物处理和应用

第八章食品工业废弃物处理和应用,食品工业的三废处理食品工业废弃物的利用,第一节食品工业的三废处理,一、食品工业废水的特性有机物和悬浮物含量高，易腐败。使接纳的水体富营养化，造成藻类等大量繁殖，迅速消耗水体中的溶解氧，造成水体缺氧，致使鱼类和其他水生动植物死亡；促使水底沉积的有机物质在厌氧条件下分解，产生臭气，恶化水质，污染环境。,二、废水的水质污染指标,生化需氧量（BOD）水中的有机物在好氧性微生物作用下进行氧化分解时所消耗的溶解氧的量，用它来间接表示废水中有机物的含量。实际测定时采用20条件下，5天的BOD值，单位mg/L。,化学需氧量（COD）表示废水中有机物在化学氧化过程中所消耗氧的量。COD越高，表示废水中有机物越多。常用强氧化剂重铬酸钾来测定，单位mg/L。COD测定需时短，不受水质限制，可作为水中有机物污染物含量的一种间接指示。COD一般较BOD高，它们的差值表示不能被微生物降解的那部分有机物的含量。,悬浮固体（SS）也称悬浮物，指不溶于水但悬浮于水中的固体物，即使在静止条件下也不易沉淀，是废水的重要污染指标之一。酸度、碱度一般用pH表示。pH超过一定范围，对废水的处理及综合利用，水生生物的生长繁殖均有很大影响。,三、食品工业废水处理的方法,1.一级处理主要指预处理,即用机械方法或简单的化学方法去除水中的固形物,悬浮固体和漂浮的油脂层,以及初步中和酸、碱度等。一级处理只能除去BOD的30%左右。,2.二级处理用生物处理法除去可溶性有机物。一般能除去9095%的固体悬浮物和8095%的BOD。二级处理可大大改善水质，甚至可使出水水质达到排放标准。,3.三级处理（深度处理）进一步除去二级处理未能除去的污染物质,其中包括微生物未能降解的有机物,磷和氮等能导致水体富营养化的可溶性无机物等。所使用的方法有生物脱氮法、混凝沉淀法、活性炭过滤法、离子交换法等。三级处理只是在严重缺水地区,要求工业废水闭路循环或接纳废水的水体作为水源时才考虑。,（一）物理法,常用于废水的一级处理或预处理,它既可作为独立的处理方法,也可用作化学处理、生物处理的预处理方法。常用的物理处理法有:沉降与气浮、隔截与过滤、离心分离、重力分离及蒸发浓缩等。物理法简单,经济,但往往不能达到理想的处理效果,还需要配合使用其他方法。,（二）化学处理法,借助于化学反应的作用,以去除或回收废水中溶解物或胶体物质的方法,可达到回收有用物质,降低废水中的酸、碱度,去除金属离子,氧化某些有机物等目的。常用的化学处理法有化学沉淀法、混凝法、中和法、氧化还原法等。由于化学处理法常需采用化学药剂和材料,处理费用较高。,（三）物理化学处理法,利用传质过程,分离废水中溶解性物质,回收有用成分,使废水得到深度处理,常用的物理化学处理法有浮选、汽提、吹脱、萃取、吸附、电渗析等。,（四）生物处理法,利用微生物的代谢作用,使废水中呈溶解、胶体状态的有机物转变为稳定、无害的物质。生物处理法是食品废水整个处理过程的关键。按起作用的微生物对氧的要求不同，可分为好氧生物处理和厌氧生物处理。,1.好氧生物处理法,在好氧微生物的氧化分解过程中，废水中呈溶解性的有机物首先透过细菌的细胞壁被细菌吸收。而固体有机物与胶体有机物先被细菌所吸附，并在细菌所分泌的胞外酶作用下分解成溶解性物质，然后再渗入细菌细胞内。,进入细胞内的溶解状有机物在胞内酶的作用下，一部分被氧化分解成简单的无机物，如CO2、H20、NO3、NH3、PO43和SO42等，同时放出能量。,细菌利用这部分能量作为其生命活动的能源，将另一部分有机物作为其生长繁殖的营养物质，合成新的细胞物质，使细菌得以增殖。,要求废水中有机物应有一定浓度，以BOD计，一般应为100500mg/L。BOD与其主要营养物氮和磷的比例关系为BOD:N:P=100:5:1。要求废水的pH为69。常见的好氧微生物有：好氧细菌、真菌、原生动物、藻类等。其中数量最多、作用最大的是细菌。,1.好氧生物处理法,活性污泥法向富含有机物并有微生物的废水中不断打入空气，使其中的微生物生长繁殖，一定时间之后就会出现絮状泥粒，它具有很强的分解有机物的能力，称之为活性污泥。利用活性污泥处理废水的方法就是活性污泥法。,生物膜法好氧微生物在有充足的氧和丰富的有机物的条件下迅速繁殖起来，在介质(滤料或转盘)表面形成一层由各种微生物组成的薄膜，即生物膜。因此称之为生物膜法。,2.厌氧生物处理法,也称为厌氧消化或厌氧发酵，就是在厌氧条件下，利用微生物对有机物进行降解的过程。消化过程分两个阶段进行，即酸性发酵和碱性发酵阶段。,酸性发酵阶段：废水中的复杂有机物在产酸菌的作用下，分解为简单的有机酸，包括甲酸、丁酸、醇、氨和硫化物等。碱性发酵阶段：参与作用的微生物是甲烷菌，代谢产物主要是甲烷和二氧化碳，及少量的氨、氢、硫化氢等。,3.厌氧好氧生物处理法,4.自然生物处理法,生物氧化塘利用水中自然存在的微生物和藻类，对有机废水进行好氧和厌氧生物处理的天然或人工池塘。土地处理系统利用土壤及其中的微生物和植物根系对污染物的综合净化能力处理食品工业废水，同时利用废水中的水分