食品加工废水处理技术研究进展_张磊

我国作为粮食大国，食品产业的规模性不容小觑，种类覆盖豆乳、酿造、肉品、饮料、果蔬和生鲜等，这些产品在生产加工过程中因经洗涤、浸泡、烫煮和设备清洗等操作时会产生大量高浓有机废水[1]。此类加工废水中存在包括悬浮物、微生物、氮磷、乳糖、蛋白质和碳水化合物等污染性因子，未经处理而排放不仅会造成水资源的流失，还会对人们的生活造成困扰。如微生物大量繁殖，通过水体或土壤传播增加人体患病率；氮磷超标引起水体富营养化，致使生物多样性降低，水质恶化。因此，这就急需各种高效、成熟的技术对废水中的污染物进行截留去除，使得废水污染物含量降到可接受水平。目前，废水处理在工程化应用中，以生物法为主、物化法为辅的处理法较为常见。近年来，我国学者通过借鉴和研发国内外操作稳定的技术，逐渐将我国废水处理技术趋于工业化。但就食品废水处理现状而言，废水处理技术还面临一些棘手的问题，如传统的物化法处理能力有限；生物法存在设备昂贵、污泥易膨胀、稳定性不强和微生物培养技术弱等问题；而物化生组合工艺的工艺顺序、工艺参数及其在差异性较大废水中的适用性也待进一步研发。为此，本文对食品加工中常见的废水处理技术，叙述各项技术的原理及应用效果，比较各项技术的特征、优势和局限性，并阐述现代处理技术在食品加工废水的应用情况，以期为食品的废水处理提供参考。1物化处理法1.1膜分离法1.1.1微滤微滤（MF）始于十九世纪中叶，是以筛分机制为原理，在静压差的驱动下，对滤液中的悬浊物、胶体、微生物和细菌等进行筛选的方法[2]。由于微滤膜孔径介于0.1～1μm，较反渗透（RO）和超滤（UF）膜孔径大，因此该法往往被用做进行废水的预处理。BIA覵AS等研究MF-UF-VMD对处理家禽废水的效果，以MF预处理悬浮液[3]。赵俊杰等以MF作为乳品废水前处理，对菌体和悬浮固体等进行分离[4]。MF的预处理功效为后续工艺提供了良好的进水水质，在应用于处理食品加工废水时，微滤多集中用于去除菌体和大分子物质。1.1.2超滤与微滤相似，超滤（UF）也可用于废水的除菌、除浊，但其主要应用于蛋白、脂肪、矿物质等营养物质的浓缩。CHOLLANGI等采用3种不同大小的超食品加工废水处理技术研究进展张磊1，赵婷婷1，何虎2（1.滁州学院生物与食品工程学院，安徽滁州239000；2.中国科学院南京地理与湖泊研究所，湖泊与环境国家重点实验室，江苏南京210008）摘要：从物化处理法和生物处理法2方面系统介绍了食品加工废水处理中常见的水处理技术，包括膜分离法、吸附絮凝法、接触氧化法、活性污泥法、生物滤池法等，叙述其原理及影响因素、各技术的特点及主要用途。论述了生物处理法的工艺流程及其组合工艺的应用。展望了食品加工废水处理技术的发展，认为对现有技术，在方法原理、技术设备的稳定性及操作方式需进一步探索；综合考虑经济因素和实验结果以确定优化的工艺及条件，并探讨各种工艺的组合条件、组合次序；对现有实验室进行长期研究，使其趋于规模化、工程化应用；开发新型膜材料、絮凝剂、吸附剂、滤料等，为处理废水提供新资源。以期为我国食品加工厂的废水处理提供借鉴。关键词：废水；食品加工；技术；去除率中图分类号：X792文献标识码：A文章编号：1000-3770(2018)12-0007-007收稿日期：2018-04-12基金项目：国家自然科学基金项目（41601573）；安徽省高校自然科学研究重点项目（KJ2016A534）；安徽省公益性技术应用研究联动计划项目（1704f0804053）作者简介：张磊（1983－），男，博士，副教授，从事环境微生物方面的研究；联系电话：15855019418；电子邮件；leizhang2014@163.com第44卷第12期2018年12月水处理技术TECHNOLOGYOFWATERTREATMENTVol.44No.12Dec.,2018DOI:10.16796/j.cnki.1000-3770.2018.12.0027滤膜处理乳品废水，确定膜截留相对分子质量为10×103时，可实现废水中乳糖的100%吸收[5]。由于被截留的物质易附着在膜上造成浓差极化，因此通常选用臭氧氧化、活性炭吸附、絮凝或微滤等方法作为超滤的预处理以保护超滤膜[6]。若超滤过滤精度不如纳滤和反渗透（RO）高，也可作为其他技术的预处理工艺。不过，预处理操作只能缓解膜污染现象，并不能有效防止膜特性的改变，因此新型膜材料和工艺参数是当下研究的重点。1.1.3反渗透反渗透是指在高于溶液渗透压条件下，在膜的低压侧得到渗透液，高压侧得到浓缩液的膜处理技术，其过滤精度极高，可截留所有非溶剂组分。由于反渗透易伴随着高渗透压和膜堵塞问题，特别是高污染物含量下，因此其对水质要求较高，应用前需进行一定的预处理[7]。张文华等采用超滤-反渗透处理玉米废水，溶解性固体、