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食品加工企业产生的废水是一种高富含有机营养物质,并且含水量很高的废水,这类废料一旦进入饮用水中会严重影响水质,降低水的自我净化能力。有些动物甚至会误食这些废料造成水下物种的大量死亡,近一步严重的损害水资源。目前我国的大量湖泊都出现了赤潮的现象,这就是河水中富营养化的一种表现,由于大量的废水排入水中,使得水下无法及时的吸收氧气就进行讲解,海底生物就会大量的占据本来稀少的水下氧气,使得氧气几乎为零,大量的水下物质无法得到足够的生存影响物质,造成大面积的死亡,进而影响到经济的发展和人民的生产生活,随着食品产业的扩大,这种行为和影响将会持续扩大深远。
2目前几种普遍应用的废水处理方法
食品工业废水的处理是一个世界级的难题,在国外已经经历了一个世纪多的发展,对此也有了相当奏效的解决方法。
2.1SBR法SBR法主要是利用SBR对废水进行好氧、缺氧、厌氧等一系列生物处理,可以有效的将废水中的磷和氮排除。这种方式是现阶段最经济实惠的手段,其占地面积小、处理效率高、并且使用起来非常便捷维护的成本也很低,是中小企业的第一选择。
2.2ETTS技术方法这是一种从英国引进的新型生物降解方法,通过多个步骤对废水进行细致的处理。这种方法首先是将废水进行一次过滤,将大颗粒状的物质清理掉,并且利用活性炭等吸附能力强的材料将表层的油污吸收。然后通过沉淀池将一次过滤过的废水注入分解池,通过微生物以及浮游生物进行第二次分解,得到的最终成果为净化水以及营养成分。这种方法适用于废水中有机物较多的情况,不但可以实现净化水质的目的,同时也会得到经济效益。但是这种方法成本偏高,一些企业并不能承担其费用。
2.3AB法作为一种利用吸附生物进行降解的方法,其属于水降解的一种,通过生物对废水中的各种超标的元素进行吸附,同时也吸收大量的工业油污。针对浓度较高的和水质较差的废水具有明显的效果。
2.4厌氧法在各种处理方法中,仅仅通过减少氧气而产生动能最受欢迎,其性价比高,省时省力的优点得到了国内外企业的认可。在针对食品工业产生的高有机物废水中,通过高活性的厌氧菌落,对整体污染物进行讲解,生物降解法高的效率和高稳定性,使得其在长时间内得到广泛应用。
3废水资源的合理利用方法
废水资源虽然是尚未被利用的资源,在不同处理阶段的时候体现出的应用途径也显得不同,比如在初级阶段中,采取自然沉淀的方法得到的废水主要是用作工业和农业的灌溉,这些领域都对水的质量要求不高;而经过第二阶段的处理之后的废水主要用作工艺的用水和有限的生活用水,这些水的水质去掉了众多的杂质,并且是利用化学物质去净化废水,使得水恢复原先的样子;最高级别的处理方法是利用先进的净水装置去除水中的有害微量元素,这样的水接近于日常的用水,但是一般都应用于严重缺水地区或对于生产生活要求较高的工业用水,我国现阶段的处理水平依然停留在第二阶段,由于技术的不够先进和环保理念的落后使得很多食品工业废水无法最大程度的被利用,导致资源的浪费。
4提高食品生产环境质量
对于产生的各种食品工业废水应该从源头上抓起,在生产制造时应该提高工艺流程,在源头减少产生废水的数量,同时引进先进的生产线和经营管理模式,提高对原始资源的利用率,加大投入到企业的生产技术改良上。如北京啤酒企业就在不断生产过程中提出和改进上百种生产技术,不但提高了生产的效率,也为企业带来了十分显著的经济效益。目前我国食品加工企业更多的是提高产品的质量,在生产过程中严把质量过,这样不但可以为百姓带来放心的食品也对产生的工业废水减轻了降解的难度。
5废水处理与利用的效益分析
在利用废水处理方面,我们不仅可以看到良好是生态效益而且也存在着客观的经济效益,其带来的连锁反应是非常可观的。
5.1从节省水资源的角度来说,对废水的处理可以大大缓解用水的困难,也可以减少水污染的面积,其通过处理得到的新的水资源可以填满数个西湖,同时这些净化过的水资源反过来应用到工业和生活中也大大减少了其他资源的使用,降低了生产成本。
5.2从废水污染而造成的经济损失来看,每年节省下来的资金就数以亿计,这些资金完全可以再去购买和改进净水装置和技术,循环利用在废水处理环节,这样所带来的循环经济就是不可估量的,同时减少了污染也缓解了因为污染而带来的各个部门、政府、居民之间的矛盾,缓解了社会压力,还社会一个碧海蓝天提高了公民的幸福感。
5.3对废水的资源化处理同时也减轻了生产企业的压力,降低了其生产的成本,国家通过政策的倾斜和资金补贴激发了企业转变生产模式的积极性,并不断改进净化技术使得更多的废水中的资源得到了利用,提高了经济效益,打造环境友好型企业,实现了其社会价值,促进了区域经济的发展。
5.4如利用湿地和降解酶进行废水资源利用也重新创造出一个生态旅游环境,维护了当地生物的多样性,促进了生态的循环发展,维持生态平衡做出了重大的贡献。
6结束语
论文关键词:缺氧/二级生物接触氧化法,食品加工废水,过滤消毒
生物接触氧化法是一种介于活性污泥法与生物滤池之间的生物膜法,它具有有机负荷高、耐冲击负荷强、处理效率高、能脱氮除磷、结构简单、运行灵活、能克服污泥膨胀问题、剩余污泥量少、操作管理简单、经济性好等优点,目前,该技术广泛地用于石油化工、农药、棉纺印染、轻工造纸、食品加工、发酵酿造
等工业废水处理中【1-3】。缺氧/二级生物接触氧化法工艺(A/BCO)[4-5]是根据太
原市双合成食品厂废水的特点,经过小试最后确定的生产性工艺。该工艺处理效率高,操作管理方便,出水能达到《污水综合排放标准》中的一级标准,出水经过过滤消毒还可以回用于该厂的厕所冲洗和绿化等日常杂用水。
1 水质,水量及排放标准
太原双合成食品有限公司是一家以生产月饼糕点为主的食品加工企业,其研发中心和基地的污水水源主要为生产车间废水和生活废水,有机物污染浓度较高,CODcr和BOD5含量都比较高,其需要处理的污水是经厂家化粪池的出水,因此污水水质有所降解,经检测该废水的BOD5 / CODcr 在0.6左右,可生化性好,该厂家产品种类多,产品受市场和季节影响大杂志铺,因此废水排放不均,根据厂区现状确定处理站的一期工程设计为150m3/d,出水水质要求达到污水综合排放标准(GB8987――1996)的一级排放标准。污水水质及经处理后的水质见表1。
表1 污水水水质和排放标准
Table 1 Wastewater qualilyand discharging standards
项 目
COD
SS
BOD5
NH3-N
(mg/l)
(mg/l)
(mg/l)
(mg/l)
污水井水水质
900
600
600
45
污水综合排放标准
50
70
30
15
杂用水水质标准
50
15
关键词:工业废水;废水处理;现状分析;处理方法
在城市大力发展工业建设的过程中,促进了城市的经济发展,但是在工业生产的过程中也产生了大量的工业废水,对城市的环境造成了极大的污染。为了有效的改善城市环境,需要对城市中现有的状况进行分析,然后提出改良的对策。只有改善了工业废水的污染问题,才能够更好的发展城市建设,为城市可持续健康发展奠定坚实的基础。
1 城市工业废水处理现状
1.1 工业废水处理水平低下
在工业废水的处理方面,我国还处于初级阶段,在技术和设施方面还不够完善。尤其是对于一些中小型企业来讲,由于生产规模小,资金不够充裕,所以在废水处理方面的投入就很小,很多甚至是没有废水处理设施。在这种情况下,企业为了降低成本,还会偷工减料,更加降低了废水处理的能力。
1.2 工业废水处理方式不恰当
在对工业废水进行处理的过程中,不仅需要先进的处理技术,还需要根据实际情况制定出适宜的处理方案。但是在我国很多的企业中,只是使用了当时比较热门的处理技术,而没有对自身的实际情况作出正确的分析判断,导致在进行废水处理的过程中,留下了很多的隐患,严重的影响到城市的可持续发展。
1.3 工业废水处理管理机制不健全
在对工业废水处理方面,需要有健全的监管机制作为保障,为废水处理提供有利的条件。但是在现有的市场环境下,监管机制不够健全,发展比较缓慢,尤其是行政性的干预比较严重,没有一个统一的规章制度进行管理和制约,对于废水处理来讲极为不利。
2 主要工业废水特点与处理方法
2.1 农药废水的特点及其处理方法
农业废水对于环境的污染非常大,但是由于目前的农药品种比较多,所以农药废水的水质比较复杂,主要呈现出以下几个特点:第一,在农药废水中,污染物的种类较多,所以化学需氧量较大。第二,在农药废水中,不仅含有农药,还要其他的化学物质,毒性较大。第三,农药废水的味道非常刺鼻,会对人体的呼吸道和粘膜产生危害。第四,农药废水中的水质非常不稳定。以上种种特点决定了农药废水的污染非常严重,所以需要有效的降低废水中污染物的浓度,并且提高利用率。
农药废水的处理方法有活性炭吸附法、湿式氧化法、溶剂萃取法、蒸馏法和活性污泥法等。但是,研制高效、低毒、低残留的新农药,这是农药发展方向。一些国家已禁止生产六六六等有机氯、有机汞农药,积极研究和使用微生物农药,这是一条从根本上防止农药废水污染环境的新途径。
2.2 食品工业废水污染特点及其处理方法
由于在食品生产中,所采用的原料较多,所以由于食品所造成的废水中含有大量的污染物,并且水质差异很大。其中食品废水中所含有的固体污染物较多,较为常见的有菜叶、果皮、碎肉和禽羽等等,这些一般都是漂浮于废水的表面。还有一些在食品制作过程中所掺加的油脂、蛋白质和胶体物质等等,也会悬浮于废水的表面。为了调节食品的味道,还有很多的调料溶解其中,比如说酸、碱、盐和糖等等。在生产原料中,对其进行洗涤的过程中,也会有泥沙等固体物质。此外,还会一部分制毒病菌混入。总体来讲,食品工业废水中一般没有太大的毒性,基本都是悬浮物较多,这些物质经过腐烂,会对水质造成极大的影响,从而导致水中的生物大量死亡,并且影响水质,对环境造成很大的污染。
食品工业废水处理除按水质特点进行适当预处理外,一般均宜采用生物处理。如对出水水质要求很高或因废水中有机物含量很高,可采用两级曝气池或两级生物滤池,或多级生物转盘或联合使用两种生物处理装置,也可采用厌氧-需氧串联的生物处理系统。
2.3 造纸工业废水处理
造纸废水主要来自造纸工业生产中的制浆和抄纸两个生产过程。制浆是把植物原料中的纤维分离出来,制成浆料,再经漂白;抄纸是把浆料稀释、成型、压榨、烘干,制成纸张。这两项工艺都排出大量废水。制浆产生的废水,污染最为严重。洗浆时排出废水呈黑褐色,称为黑水,黑水中污染物浓度很高,BOD高达5~40g/L,含有大量纤维、无机盐和色素。漂白工序排出的废水也含有大量的酸碱物质。抄纸机排出的废水,称为白水,其中含有大量纤维和在生产过程中添加的填料和胶料。
造纸工业废水的处理应着重于提高循环用水率,减少用水量和废水排放量,同时也应积极探索各种可靠、经济和能够充分利用废水中有用资源的处理方法。例如,浮选法可回收白水中纤维性固体物质,回收率可达95%,澄清水可回用;燃烧法可回收黑水中氢氧化纳、硫化钠、硫酸钠以及同有机物结合的其他钠盐。中和法调节废水pH值;混凝沉淀或浮选法可去除废水中悬浮固体;化学沉淀法可脱色;生物处理法可去除BOD,对牛皮纸废水较有效;湿式氧化法处理亚硫酸纸浆废水较为成功。此外,国内外也有采用反渗透、超过滤、电渗析等处理方法。
2.4 印染工业废水处理
印染工业用水量大,通常每印染加工1吨纺织品耗水100-200吨,其中80%-90%以印染废水排出。常用的治理方法有回收利用和无害化处理。回收利用:(1)废水可按水质特点分别回收利用。(2)碱液回收利用,通常采用蒸发法回收。(3)染料回收。无害化处理可分:a.物理处理法有沉淀法和吸附法等。沉淀法主要去除废水中悬浮物;吸附法主要是去除废水中溶解的污染物和脱色。b.化学处理法有中和法、混凝法和氧化法等。中和法在于调节废水中的酸碱度,还可降低废水的色度;混凝法在于去除废水中分散染料和胶体物质;氧化法在于氧化废水中还原性物质,使硫化染料和还原染料沉淀下来。c.生物处理法有活性污泥、生物转盘、生物转筒和生物接触氧化法等。为了提高出水水质,达到排放标准或回收要求往往需要采用几种方法联合处理。
3 结束语
城市中的工业生产带动了城市经济的进步,但是在工业生产的过程中,却产生了大量的工业废水,对城市的环境造成了严重的危害。文章对于现有的城市工业废水种类进行了分析,然后提出了处理的措施,为城市工业废水的处理提供了有利的条件。在进行工业废水处理的过程中,应该不断的学习先进的处理技术,提高社会全员的环保意识,加强废水处理设施的建设,完善废水处理的相关机制,加强监督管理,为城市的可持续发展创造有利的环境。
参考文献
[1]王彦蕊.工业废水处理方法及发展趋势探讨[J].科技传播,2011.
【关键词】膜技术;水处理;应用
一、膜技术的概述
膜技术指的主要是将选择性的多孔薄膜作为分离的介质,让分离出的溶液依靠某种推力穿过膜,低分子的溶质通过膜,而截留大分子的溶质,以此分离出溶液里分子量不相同的物质,进而实现分离、纯化、浓缩的目标。当前,膜技术被大家公认为是最具发展潜力的科学技术之一。近年以来,相关的膜电势、扩散定理、膜渗析以及渗透压原理等理论的研究与分析为膜技术的发展奠定了非常坚实的基础,而科学技术的迅速发展更是促进了膜技术的实际应用。随着膜技术的日渐成熟,其应用范围也更为广泛,生物、环境、化工、生物、食品等许多行业都有膜技术的运用。现在,介绍几种较为常见的膜技术:(1)反渗透膜技术:反渗透过程,顾名思义就是指渗透过程的反过程,其推动力是压力差,也就是经过在待分离液一旁加入高于渗透压的压力,以便使原液里的溶剂被挤压到半透膜的另外一侧。该项技术的主要特点包括膜选择性高、操作简便、不污染、易维修、结构紧凑、无相变、能耗低等等。(2)微滤膜技术:微滤膜将静压差作为推动力,通过筛网状的过滤介质膜进行筛分、分离。微滤膜是一种多孔的、表面均匀的薄膜,其特点包括过滤的精度高、过滤的速度快、膜孔径均一、吸附量少、无介质脱落等等,广泛地应用于去除细菌或微粒、食品及制药行业中进行除菌与净化、去除半导体行业中超纯水支配过程的颗粒、生物技术发酵液中制品的浓缩和分离等。(3)超滤膜技术:这是一种将压差作为驱动力,通过超滤膜高精度的截留性能分离固液或者对不同分子量的物质进行分级的膜技术,其主要的技术特点包括:可以同时对大分子或者胶体物质进行浓缩与分离。此项技术同反渗透相比较,其具有能耗低、操作压力低、设备投资与运行费用低、无相变、膜选择性高等优点,因此该技术广泛应用于生物技术、工业废水处理、食品、医药以及超纯水制备等各个领域。(4)渗透蒸发膜技术:渗透蒸发,是一种由压力驱动进行膜分离的过程,它主要利用液体内两种组分在膜里的扩散系数和溶解度间的差别,经过渗透和蒸发,实现分离的过程,该技术的设备投资与运行费用是相对较低的。虽然近年对渗透蒸发技术的研发进展较快,但其单独应用的经济性并不高。
二、膜技术在水处理中的应用
(1)在给水处理方面的应用。在法国、美国等西方发达国家中,已经有越来越多的人在饮用运用膜技术所生产的饮用水了。尤其是对于淡水资源较为匮乏的地区,将处理后的污水、海水或者苦碱水作为直接性或间接性的饮用水源,已经成为有效拓展水资源供应量的重要方法之一,比如巴黎于1993年在郊区就建成一个纳滤净水厂,使用经传统处理的地表水来出产饮用水,这些地表水由三级纳滤处理系统进行加工,能够有效地去除内含的杀虫剂与THAs前体。而对于使用污水生产高质量饮用水的膜净水处理技术来说,当属美国丹佛市的膜技术水处理厂的成效最佳,该系统的反渗透装置具有去除有机污染物与总溶解性固体的重要作用。(2)在废水处理方面的应用。膜技术的研究与应用几乎能够涉及废水处理的每个领域,主要包括造纸、化工、食品或机械加工等领域的废水处理中。当前,随着污染的加剧与水资源的匮乏,公众对于水资源的再利用与深度处理的呼声不断增高,如何最有效地回收与利用现存的水资源已经成为我们需要重视的焦点问题,而废水作为一种水资源也日益受到公众的认可。同时,膜技术在处理废水方面的发展也要不断走向综合化、全面化,不断研发新型的膜技术过程,比如渗透汽化、仿生膜以及生物膜等。以上这些工作不仅能够有效地回收与利用水资源,更能推进废水处理的不断实现深度化,具有非常重要的社会效益、环境效益以及经济效益。(3)在特殊领域水处理方面的应用。运用膜技术方法处理放射性废水,该项研究最终开始于20世纪的60年代初,其最先采用的是电渗析技术,现在又开发出了超滤与反渗透等新技术,这些技术在国内外许多工程中都有运用。另外,膜技术方法在处理垃圾填埋的渗滤液、含锌废水等特殊的废水处理领域中也获得了有效地应用。
随着社会经济的快速发展以及科学技术的不断更新,人们对于水资源的需求量必然会日益增大,对于水质的要求也会越来越高。然而,水资源却是日益匮乏与污染,因此膜技术必须更为广泛地应用于水处理中,只有这样才能适应社会经济的发展和人们需求的改变。
参 考 文 献
[1]张安辉,游海平.超滤膜技术在水处理领域中的应用及前景[J].化工进展.2010(2)
[2]赵文蓓,赵文蕾.膜分离技术在水处理中的应用与发展[J].黑龙江水利科技.2011(6)
关键词:电镀废水处理设施金属
一、 前言
电镀行业是国民经济中不可缺少的环节,涉及国防、工业、生活领域。从大类上分为机件金属电镀、塑料电镀,达到工件防腐、美观、延长寿命、外观装饰等效果。
电镀产生的废水毒性大,对土壤,动植物生长均产生危害。因此必须严格处理废水达标排放,缺水地区推行废水处理达标循环利用,从技术生产上讲,由于电镀生产过程和废水处理过程须投加一定量的多种化学品。电镀废水处理后达到循环回用,回用水必须经脱盐后才能回用于生产线用水,对环境含盐总量不会削减,树脂交换、反渗透工艺的浓缩液仍返回地面。
二、电镀废水处理工艺
废水处理工艺设计是根据废水性质、组分及企业的情况和处理后排放水质参数的要求,经综合技术经济比较后确定的。
电解法:能耗高,电耗和铁耗均高,对高浓度含铬废水产生污泥量太多,不适应,同时对含氰废水处理不理想,所以含氰废水还要用化学法。
化学药剂+气浮法:采用化学药品氧化还原中和,用气浮上浮方法进行泥水分离,因电镀污泥比重大,并且废水中含有多种有机添加剂,实际使用时气浮分离不彻底,并且运行管理不便,到90年代末,气浮法应用越来越少。
近年开发的生物处理工艺:小水量单一镀种运行效果高,许多大工程使用很不稳定,因水质水量难以恒定,微生物对水温,品种,重金属离子的浓度,PH值的变化难稳定适应,出现瞬间大批微生物死亡,出现环境污染事故,而且培菌不易。
本工艺是针对不同性质的废水加入不同的药品进行氧化还原中和后,采用直接压滤分离方法分离污泥,投资省、运行操作管理方便,稳定可靠、能耗低。
当前许多缺水地区要求电镀废水循环回用。在GB8978―1996一级排放预处理的水质基础上深度净化,主要回用水含盐量大,占20%--23%,必须进行脱盐处理,采用粗滤精滤超滤反渗透工艺,可达饮用水水质标准,这对水资源重复利用有一定意义,但铬盐等浓缩液污染物占20%--23%仍返还环境中。
根据多年来在环境监察工作中了解到的实际经验,在投加适量药剂反应良好的条件下,不管是气浮法、还是沉淀法,都是起到固液分离的作用,只要达到固液分离并且分离彻底、稳定可靠,并又要适应高浓度废水处理时也能得到及时有效分离,气浮法与沉淀固液分离方法均不能满足以上条件,这种结论在我厂做过以往工程均得到证实。根据经验,对这种高浓度废水直接采用压滤方法一步到位,可减少沉淀池投资,又可保证不同浓度废水处理稳定达标。
三、电镀生产工艺及排放废水情况简述
大多数电镀厂系综合性多镀种作业,涉及铬、镍、锌、铜等多镀种,从被镀件种类可分为金属镀件和塑料镀件,含氰电镀工艺落后虽然大部分淘汰,但亦有不少电镀厂仍在沿用。
一般电镀厂的生产工艺如下:电镀生产工艺主要为机械抛光(磨光或滚光)除油酸浸蚀电镀烘干合格产品入库,不合格产品退镀。
四、设计水质
各电镀厂的生产工艺,生产规模差别很大,镀种,废水浓度均不一致,甚至6―10倍,处理工艺大致可把含铬废水和酸洗废水混合后单独处理;把含氰废水和除油废水混合后单独处理;其它镀种废水混合后单独处理。废水水质浓度与处理成本成正比,废水浓度与采用的生产工艺相关,排放标准与该地的环境容量由当地环境部门确定排放标准,一般分为达标排放GB8978―1996一级和回用水质标准。
五、工艺流程
5.1、含氰废水格栅调节池废水泵电磁流量计二级氧化反应池混合废水池
Na2SO3 H2SO4
5.2、 含铬废水格栅调节池水泵电磁流量计还原反应池混合废水池CaO PAM
5.3、混合废水格栅混合废水池水泵电磁流量计中和反应池 压滤泵压滤机砂滤池PH调节池标准化排放口,干污泥经无害集中处置。
六、工艺流程原理简述
6.1、含氰废水预处理:
含氰废水经格栅后,进入含氰废水调节池,经转子流量计后泵入二级氧化反应池,该池内安装有PH自动控制仪、ORP自动监控仪和搅拌机,加药时可通过PH计和ORP仪反馈的信号而控制加药量,一级氧化反应是氰化物在碱性条件下被氯氧化为氰酸盐的过程,其反应式分如下两种步骤:
CN -+ClO-+H2O=CNCl+2OH - (一)
CNCl+2OH-=CNO-+Cl-+H2O (二)
在一级反应过程中,(一)式反应很快,但(二)式反应中PH值小于8.5时,反应速度慢,而且释放出剧毒物CNCl的危险,因此在第一级反应过程中污水的PH值要控制到≥11。
第二级氧化反应是将第一级反应生成的氰酸盐进一步氧化成N2和CO2,虽然一级反应生成的氰酸盐毒性很低,仅为氰的1%,但是CNO-易水解成NH3,对环境造成污染,其反应原理为:
2NaCNO+3HOCl=2CO2+N2+2NaCl+HCl+H2O
反应时,该池的PH值应控制在7.5~8之间,因PH≥8时,反应速度慢;当PH太低时,氰酸根会水解成氨,并与次氯酸生成有毒的氯胺。经二次破氰预处理后,原来的络合物被打开,废水直排到混合废水池后再与混合废水一并处理。
6.3、混合废水处理:
混合废水为含铬预处理后废水、含氰废水预处理后废水、镀镍、普通镀铜、除油等废水,该废水混合后经格栅处理由防腐泵提升经转子流量计进入中和反应池,该池内安装有PH计及搅拌机,当向反应池投加碱(CaO)时,各金属在一定的PH值下生成相应的氢氧化物沉淀物。根据我们以往所积累的对电镀废水行业的处理经验,混合废水最佳沉淀的PH值为9.5,反应后的出水进入中间水池,再经过经砂滤后,出水的PH还是偏碱性,因此再经PH调节池加酸调节后可达标排放。压滤后的污泥外运集中深埋或制砖或回收金属离子或经其它无害化处理。
本文通过对啤酒废水的产生、特点的介绍,比对了国内外啤酒废水处理中的好氧生物处理技术和厌氧生物处理技术,结合低温条件下废水处理的效果,寻找适合我国国情,寒冷地区处理啤酒废水的有效方法,为企业的健康发展提供坚实的依据。
关键词:
啤酒废水;低温环境;好氧;生物处理
近年来,随着我国啤酒工业的高速发展,啤酒企业的废水处理一直是一个主要难题。尤其我国北方地区的啤酒企业,受环境温度的影响,冬季啤酒污水处理厂内污水的温度只有10℃左右。这样低的温度使废水污泥中的微生物活性和代谢能力都变的很弱,导致污水处理能力降低,因此,北方地区的污水处理系统运行成本及操作难度都有所提高1。本文通过查找国内外大量参考文献,通过对北方地区啤酒企业污水处理的研究,探索出提高寒冷地区啤酒污水的处理方法,对北方地区啤酒企业的发展具有重要的意义。
1.啤酒废水的产生及其特点
1.1啤酒废水的产生啤酒企业的废水主要来源于五个方面:①麦芽生产过程中的洗麦、浸麦、发芽降温和各种洗涤水;②糖化过程的糖化、过滤和洗涤水;③发酵过程的发酵罐和过滤器洗涤水;④罐装过程洗瓶、灭菌及破瓶啤酒;⑤冷却水和成品车间洗涤水。
1.2啤酒废水的特点啤酒生产工序多,生产过程中产生的废水量较大,不同啤酒企业由于管理和技术水平不同,每生产一吨啤酒耗水量也不一样,产生的废水也不一样多。管理和工艺先进的啤酒企业吨啤酒耗水量为8~12吨,我国啤酒厂的吨啤酒耗水量一般在10~20吨之间2。啤酒废水主要包括清洁废水、有机废水、洗涤废水、冲渣废水和装酒废水。
2.啤酒废水处理技术的发展现状
随着啤酒的出现,啤酒废水的处理成为一个世界性的难题,经过国内外啤酒企业多年的研究发现,在啤酒废水中的BOD5/CODcr数值越高,废水处理就越容易,啤酒废水的处理最适合应用生化处理技术。根据不同的啤酒废水水质,可以采用好氧、厌氧和好氧与厌氧相结合的方法进行处理3。
2.1好氧生物技术中、低浓度啤酒有机废水的处理主要采用好氧生物处理技术,针对北方地区的低温,只要采取适当的方法控制温度,改变废水处理环境就能取得较高的经济效益。好氧生物技术包括活性污泥法和生物膜法:
2.1.1活性污泥法:废水进入曝气池后,与含有大量好氧微生物的活性污泥混合,在人工充氧的条件下,废水中的有机物被活性污泥吸附并氧化分解,然后由沉淀池来完成水和污泥的分离。活性污泥法较适用北方寒冷地区的废水处理,该工艺应用较多的是序批式活性污泥法(SBR)、CASS反应池法和塔式曝气活性污泥法。①SBR是一种过间歇曝气方法,可以显著降低动力费用,同时缩短废水处理时间,减少了占地面积,结构紧凑,运行费用低,不容易发生污泥膨胀问题,抗负荷冲击能力强,处理效果稳定。COD的去除率可达90%以上,出水COD<100mg/L,达到国家规定的排放标准3。②CASS反应池法是一种循环式活性污泥法,啤酒废水的处理分三步进行:进水、曝气、回流阶段;沉淀阶段;滗水、排泥阶段。在常温下的废水处理周期为4~12h,低温情况下,处理时间要明显延长。③塔式曝气活性污泥法是对原有传统活性污泥法进行改进,克服了传统活性污泥法普遍存在的传氧效率低、COD去除率不高的问题。具有投资少,占地面积小,抗负荷冲击能力强,废水滞留时间短,出水水质稳定,排泥量少及废水处理效果好的显著优势4。
2.1.2生物膜法:是在处理池中加入软性填料,利用固着填料表面生长的微生物对废水进行处理,该方法的最大优点是克服了污泥膨胀的问题,剩余污泥量较少、运转管理方便。缺点是处理效果不如活性污泥法,建筑成本较高5。考虑到北方地区冬季处理污泥有一定难度,该方法需要配合无害污泥的及时处理。
2.2厌氧生物技术对于高浓度有机废水的处理主要采用厌氧生物技术,由于北方地区冬季气压高,含氧量高,因此不太适合在寒冷地区的应用。该处理技术主要包括上流式厌氧污泥床(UASB)、厌氧内循环反应器(IC)两种方法。
2.2.1厌氧生物处理技术中最成熟的技术是UASB,UASB工艺在底部有污泥床,依据进水与污泥的高效接触提供高效去除率,适用于处理较易生化降解、COD和SS浓度均较高的废水,并且由于运行方便,设备简单,造价也相对较低,不存在堵塞问题6。
2.2.2IC技术是在UASB的基础上发展而来的,与UASB反应器不同的是这种反应器内部还能够形成流体循环,生成具有高生物活性的厌氧颗粒污泥。该技术的优点是占地面积少,基础投资少,抗冲击负荷能力强,有机负荷高,运行稳定性好7。
2.3厌氧+好氧生物技术厌氧+好氧生物技术是一种比较成熟的工艺。由于该技术需要厌氧技术的配合,在寒冷地的使用受到一定的限制,该技术又分为水解+好氧技术、UASB+好氧技术、EGSB+好氧技术、IC—CIRCOX反应器四中工艺方法8。这四种方法对啤酒废水的处理具有废水停留时间短,污泥产率低,处理费用低,占地面积小,投资少,操作简单,沼气易收集、剩余污泥少,运行稳定,处理效率高的优点9。
3.总结
啤酒企业废水的处理,受到各地经济条件,环境因素以及技术水平的限制,不可能所有企业都采用统一的方式。尤其北方低温地区必须根据自己的实际情况,要通过不断的研究,调查企业排水的水质、水量、排水规律和特点,结合企业建设场地的地形条件、面积大小以及企业能承受的一次性投资及运行成本情况。通过提高啤酒企业的管理水平和工人的素质,采用好氧生物处理法降低企业的运营成本和废水处理费用,用简单适用、投入低、运行可靠、达标稳定、节约能耗的废水处理技术,提高企业的利润空间。
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关键词:工业废水;处理方法;研究探讨;建议措施
中图分类号: R123 文献标识码: A
一、水污染的类型
水污染指的是水中含有的有害物超标,水体不能够进行自身净化,产生了污染。水污染的主要因素是由于生物污染物和化学污染物的存在,使得水体自身难以清除,影响了水的质量。生物污染物主要是指生活和医院废水中的病原微生物,对水体的影响很大。而化学污染物的种类较多,主要是指重金属污染物、无机污染物、有机污染物、富营养物质、漂浮物、石油类、放射性污染物、悬浮固体物和热污染等。
二、工业废水处理方式
1、物理处理法
物理处理法主要分为沉淀、过滤、膜分离、萃取、吸附和离心分离等方式,在物理处理过程中没有改变污水本身的化学性质,主要是分理出污水中的不溶解的悬浮颗粒物等。
1.1沉淀分离法
顾名思义,沉淀分离法就是利用污水中的水密度跟悬浮物的密度不同而依靠于重力作用来将悬浮物沉淀,然后进行分离处理。
1.2膜分离法
一般在物理处理法中采用的处理方式有渗析、反渗透、超滤、纳滤、微滤、电渗析和液膜等方法,其原理就是通过半透膜来将废水中的溶质和溶剂分散开来,然后渗透出这些不溶物质。在这些处理方式中反渗透膜在上世纪70年代已经被使用在电镀废水过程中,而纳滤膜主要用作脱色、脱盐,消除有机物等工艺中。目前在处理含油废水中主要是采用超滤膜,此方式处理含油污水过程简单、操作方便、无相变,且消耗较少的能量等。但生产中也会出现不耐腐蚀、超滤膜易被污染等现象。
1.3萃取法
萃取法也是物理处理方式中一种较为常用的方式,其原理就是通过在废水中添加一些特定的溶剂,然后废水中的不溶解物质会跟溶剂接触混合,加固废水的污染物转入到溶剂中,最后分理出污染物,达到回收的目的。
1.4离心分离法
离心分离法是利用快速旋转所产生的离心力使废水中密度与水不同的悬浮物进行分离的一种方法。含悬浮颗粒的废水在高速旋转下,密度大于水的悬浮物被甩到,密度小于水的悬浮物则留在内层,从而使固体悬浮物得到分离,水体得到净化。
2、生物处理技术
生物处理技术是现代工业废水处理发展的主要趋势。该技术是通过微生物降解代谢将有机物转化为无机物,从而完成对工业废水处理的过程。在我们现实生活的自然环境中,微生物的种类繁多、数量巨大、分布范围广、繁殖能力强,对于有机物有一定的氧化分解性。该项工业污水处理技术可应用于农药业、食品业、造纸业、印染业、冶金业等多个行业,且具有良好的效果,为未来工业废水处理技术的发展点名了方向。目前,工业废水生物处理技术主要分为好氧处理和厌氧处理两种,常用的工艺则包括生物过滤、活性污泥与生物膜等。
3、化学法
3.1中和法
中和法是一种主要用于含酸、含碱废水的处理方法,其原理是利用酸与碱发生中和反应生成盐和水。由于工业废水中所含酸或碱的量差异比较大,所以处理方法不尽相同。有酸、碱废水相互中和,以废治废,从而达到相互处理的方法;有采用价格便宜的石灰、工业硫酸处理酸、碱废水的投药中和法;还有使废水通过具有中和能力滤料进行中和反应的过滤中和法。工业生产中有时为了满足某种条件,也需要将废水的pH值调节到某一特定值范围,这种处理操作称为pH调节。因此,中和法也是工业上应用较广的一种处理技术。
3.2混凝法
混凝法是向废水中投入混凝剂,利用混凝剂的离解和水解产物的作用,使细小悬浮颗粒和胶体颗粒在碰撞、吸附、黏着、架桥的作用下聚集成较粗大的颗粒而沉淀,从而使废水得以净化的一种方法。该法可以用来降低废水的浊度和色度,其处理的细小悬浮物及胶体颗粒一般利用自然沉淀法难以沉淀除去。混凝沉淀处理流程包括投药、混合、反应及沉淀分离等几个部分。它既可以作为独立的废水处理法处理废水,也可以和其他废水处理方法配合,作为预处理、中间处理或最终处理来处理废水。
3.3化学氧化法
化学氧化法是利用臭氧、氯气、高锰酸钾、二氧化氯、过氧化氢等氧化剂将废水中的污染物氧化成二氧化碳和水的一种处理技术。由于此法要往废水中注入大量的氧化药剂,致使其处理费用相对较高,但反应速度快,工艺简单,可对废水脱色、除臭,也可进行深度处理。臭氧氧化法不仅可以对废水杀菌消毒,还可使水中的溶解氧增加,从而使废水的COD和BOD降低,因此,其可作为一种主要的废水深度处理技术。氯氧化法由于氯的氧化性,可对废水杀菌、消毒,目前已广泛应用于含酚、含氰、含硫废水的处理。
4、电化学处理法
4.1电渗析法
电渗析法主要是采用阴阳离子交换膜,在直流电场的环境作用下,对废水中阴阳离子的选择性透过,实现废水中阴阳离子的定向移动,将溶质跟水有效的分离开来,达到净化污水的目的。
4.2电化学氧化法
电化学氧化法其原理是让污染物在电极上直接发生化学反应或者电化学反应,然后消除废水中的污染物,达到废水跟污染物分离,净化水源的目的。
三、工业废水处理及回用过程中存在的问题
1、污水分流不彻底
我国工业废水中的污染物种类越来越复杂,在废水处理过程中存在很大困难。通常将废水分为含氟废水、含铬废水和综合废水,这种分类存在许多不合理性,如重金属不能有效回收,不同的污染物性质不同,没有针对性的治理措施会导致额外的药剂消耗,增加处理费用。
2、碱使用量大
利用化学沉淀法处理工业废水时,由于废水中重金属含量大,如果不经过回收处理而直接加碱沉淀,则需加入大量的碱中和废水中的酸,并使金属沉淀;而且很多企业废水处理过工程由人工操作,不能准确的控制药剂的添加量,所以经常出现减的使用量过大情况,浪费药剂。
3、污水处理工艺没有针对性,处理成本高,中水回用率低
受工业废水处理技术的限制,国内企业的污水处理成本普遍较高。为了满足环保要求,废水达标排放,企业投入大量资金、人力和物力,许多企业废水处理工艺不合理,浪费药剂,工作效率不高。虽然废水处理存在经济效益,但是高成本的资金投入使得经济效益并不乐观,企业也就没有了处理污水的动力。所以企业要加强改进污水处理工艺,做到分开治理、分类回收、严格工艺。
四、污水处理与回用改进措施及发展趋势
1、废水分流收集、分类处理
工业废水的处理应做到分流收集、分质处理,根据污水的水质特点进行分类,在对不同类别的水质采取不同的处理工艺,例如对废水中的金、银、镍等贵重的重金属采用单独处理,回收再利用,降低重金属超标的可能性,又为企业创造价值。
2、提高自动化水平
提高企业废水处理的自动化水平,不仅能够节省劳动力、提高效率,还能减少人为操作导致的问题,确保工艺参数稳定、实现高水平、高效率的污水处理。废水处理站的加药及控制系统可采用仪表自动化控制,设定好系统中各仪表的参数,实现电脑操控。
3、废酸单独回收处理
工业废水中的废酸要单独处理并回收,通过添加一定量的酸活化剂,过滤掉废酸中的重金属和油污,则酸可以实现二次利用。这样不仅减少了碱的使用量,还节省了新酸的用量,从而节省了处理费用。
4、改进废水处理及回用工艺
污水的处理方法多种多样,企业要有针对性地根据水质特点采取有效的治理措施,目前常用的方法有吸附法、反渗透法、离子交换法、电絮凝法、超滤等,对于有机工业废水,生化技术是未来污水处理的发展趋势,不仅能够降低有机物含量,节省费用,还能满足废水排放标准。
结束语
防治工业污染是我国环境保护的重中之重,近年来,随着我国工业的迅速发展,工业废水和污染物的排放量逐年增加,导致了水源污染严重,生态环境日益恶化。只有对各种污水进行有针对性的分类和处理,才能更好的减少环境污染,建设清洁健康的家园。
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关键词:HA-SBR;废水处理;新工艺
中图分类号:X703文献标识码:A文章编号:1006-8937(2012)05-0163-01
某食品厂生产加工以鱼类为主的熟食袋袋装食品,熟食原料加工的废水主要是来自小干鱼体表面的清洗水以及冲洗油炸设施、设备、器皿、地面的废水,废水中含有鱼鳞、油脂、味精、食盐、辣椒素,采用半机械化方式作业。
1废水水量及水质特性
日平均排放量20 m3/d。根据对现场提取的部分水样检测,废水水质如表1所示。
废水COD、BOD5、SS、油脂和色度等浓度高,水质水量波动大,目前国外治理这类废水的方法较多,为了寻求更理想的处理方法,在实验室实验的基础上,应用厌氧――好氧处理该厂废水最佳。因为,对于易生物降解的有机废水,生化处理是最有效和经济的处理技术。单独的厌氧处理工艺或好氧处理工艺都不能达到处理效果要求,厌氧―好氧串联工艺结合了厌氧处理和好氧处理工艺的优点而避免了各自的缺点,既结合了厌氧处理能耗低,污泥产量低,可回收生物能量和好氧处理工艺出水水质好的优点,有避免了厌氧工艺出水达不到排放标准和好氧工艺能耗大,污泥产量高的缺点。因此,厌氧―好氧串联形式在能量利用、投资、处理成本和效果方面都具有较大的优越性。
2废水处理新工艺
2.1废水处理工艺流程
工艺流程如图1所示。
2.2工艺设计参数
2.2.1隔油初沉池(含集水池)
集水池构筑物尺寸:长×宽×高为1.68 m×1.68 m×1.4 m;隔油池构筑物尺寸:长×宽×高为4.2 m×2.48 m×1.5 m,有效容积为10 m3,主要用来去除进水浮油和进水中的细小颗粒物。污水停留时间5 h。
2.2.2调节池
调节池构筑物尺寸:长×宽×高为5.33 m×2.96 m×3 m,有效容积为24 m3,调节池用来调节水量、水质。
2.2.3复合式厌氧池
复合式厌氧池构筑物尺寸:长×宽×高为5.5 m×2.4 m×5 m,有效容积为32 m3,污水停留时间1.6 d。复合式厌氧池为ABR池型结构,上部为填料,下部为悬浮污泥床,具有容积负荷高、运行稳定、耐冲击负荷强的特点,因而净化效率高。
2.2.4曝气池
曝气池构筑物尺寸:长×宽×高为6.4 m×2.1 m×3.2 m,有效容积为21 m3,污水停留时间1d。厌氧池出水自流入曝气池,与曝气池内活性污泥混合,池内鼓风曝气,一方面让活性污泥处于悬浮状态,使废水与活性污泥充分接触,另一方面通过曝气向活性污泥混合液供氧,保持好氧条件,废水中的有机物在曝气池内被吸附、吸收和氧化分解,使水质得到进一步净化。曝气池根据运行情况一般污泥浓度控制在2~3 g/l,污泥沉降比一般控制在15%~25%,超过上限值时应排泥。
2.2.5二沉池
二沉池为斜管式沉淀池,构筑物尺寸:长×宽×高3.11 m×2.74 m×4 m,有效容积为18 m3,接纳曝气池出水,在二沉池内进行泥水分离,污水停留时间1.2 h,净化后出水外排,污泥回流至曝气池或复合式厌气池,剩余污泥排至污泥干化池。
2.3工艺技术特点
2.3.1强化预处理
熟食食品加工废水预处理是处理系统的第一道关键工序,如果工艺设计考虑不周,不能及时有效清除粗大的固体悬浮物,就会给后续处理工序带来麻烦,增加处理负荷,影响处理效果。因此在工艺上必须强化预处理,设计是采用滚筒式筛滤机,筛滤孔直径为φ1,能有效地去除固体悬浮物,可使COD、BOD5浓度降低30%,因此有效的减少了调节池的浓度,经过调节池进行水质、水量调节和水解,通过沉淀,废水水解酸化后可大大降低COD、BOD5浓度,减轻后续工艺的处理负荷,减轻操作人员的劳动强度。
2.3.2厌氧过程净化效率高
复合式厌氧反应装置是国内外近年开发的新技术,其反应装置上部为填料,下部为县浮物污泥床,具有容积负荷高,运行稳定,耐冲击负荷强,受气温变化影响小,好氧剩余污泥回流至水解装置消化可减少生物系统污泥排放量,所采用填料表面积大,无堵塞现象,净化效果好,COD、BOD5净化效率可达80%~90%。复合式厌氧反应装置设垂直水流方向的多块挡板以维持反应器内较高的污泥浓度,挡板把反应器分成若干上向流和下向流室,上向流室比较宽,便于污泥的聚集,下向流室比较窄,两室之间设导流板,便于将水送至上向流室,使泥水充分混合。
2.3.3好氧生物处理出水效果好
本方案采用HA-SBR序批式活性污泥法处理好氧工艺,能达到很好的处理效果,是目前国内熟食食品加工废水普遍采用的好氧处理工艺。是一种简易、高效、低能耗的废水生化处理方法。具有如下优点:
①工艺简单。调节池容积小,无其它方法的剩余污泥处理麻烦,大为节约投资。
②投资省、占地少、运行费用低。
③反应过程基质浓度梯度大,反应推动力大,效率高。
④耐有机负荷和毒性负荷冲击,运行方式灵活。由于是静止沉淀,因此出水效果好。
⑤厌氧和好氧过程交替发生,泥龄短,活性高,有较好的脱氮除磷效果。
基于该方法的上述优越性,该方法在国内外有机废水处理中,得到了迅速的发展和应用,特别是对水量较小,浓度高的有机废水好氧处理,它实际是活性污泥法的演变和延伸,实现了运行更灵活、稳定和高效,BOD5净化率能高达≥95%以上。
3结语
食品厂生产排放的废水属高浓度废水,对水质污染比较严重。本项目废水的处理从实施以来取的了很好的效果。它大大减少食品加工厂废水污染物的排放量,使外排废水达到国家允许的排放标准,对保护周围鱼场、河流水环境质量,避免引发环境污染纠纷,维护周边关系和食品厂的正常生产将起到很大的作用,具有良好的社会效益和环境效益,同时废渣的综合利用从长远来看也将取得良好的经济效益。
参考文献:
关键词榨菜行业;废水处理;可持续发展;对策
榨菜是利用一种名叫茎瘤芥的蔬菜植物的瘤茎(俗称青菜头)作原料,经过专门加工腌制而成的腌菜食品,是浙江省传统的特色加工蔬菜。但是榨菜加工产生的大量废水,水质成分杂、污染物浓度高、难降解是污染防治和环保监管重点和难点。许多分布于乡村的榨菜企业废水未经有效处理无序排放,导致次级河流、村镇饮用水源及沿线农田土壤严重污染,对受纳水体水环境形成严重威胁,已成为制约榨菜行业规模化发展的瓶颈之一。在调研桐乡市榨菜行业基本现状基础上,归纳了典型榨菜生产工艺和产污特征,总结了榨菜废水的处理技术及尾水出路,提出了榨菜行业转型可持续发展的行政参考对策。
1榨菜行业基本现状
1.1桐乡市榨菜行业基本情况
浙江省榨菜栽培区域主要为桐乡、海宁和余姚区域的春榨菜以及瑞安的东榨菜[1]。桐乡市目前现有榨菜企业38家,产品主要为榨菜、空心菜、萝卜条、大蒜和生姜等。初步统计全市共开挖菜窖5500余只,主要分布于高桥、屠甸及凤鸣街道,占地面积59280m2。全市每年腌制新鲜榨菜约8000t,年产值破亿元,两处废水集中处理设施年处理腌制及加工废水约15万t。
1.2典型榨菜生产工艺及产污特征
1.2.1典型榨菜生产工艺流程榨菜秋种春收,清明前后(即3月下旬至4月上旬之间)是榨菜的收割季节,此时称榨菜鲜头。4月中旬,鲜头以100∶3的比例加食盐入池腌制,腌期一般为10d。鲜头起池后池中卤水即为头渍卤水。清池后原鲜头再以100∶8比例加食盐入池二次腌制,二次起池后产生卤水为二渍卤水,此时称榨菜咸头(半成品)。榨菜加工工业的高盐废水主要为腌制阶段所产生的卤水。典型加工工艺如下:青菜头一次腌制二次腌制修剪看筋淘洗切分脱盐脱水拌料计量装袋热合杀菌冷却吹干成品其中,一次腌制、二次腌制、修剪看筋、淘洗、脱盐、脱水杀菌和冷却中产生的废水必须排至废水站。1.2.2各工艺段产污特征榨菜加工中的水污染物主要来源于腌制、浸泡工段及地面冲洗水,用水量约占总耗水量的70%。(1)腌制阶段。第一次腌制出水盐度约3%,第二次腌制出水盐度约7%~14%,一次腌制废水具有集中排放特性,二次腌制废水排放具有间接性和时间上的分散性,与起池时间相关,取决于企业的生产能力和咸头的销售情况。榨菜腌制废水约占榨菜加工废水产生量的10%。(2)榨菜浸渍漂洗工段。榨菜咸头加工成品前还需浸渍漂洗,以降低榨菜中的盐度,产生的浸渍漂洗废水约占榨菜加工废水产生量的35%。(3)灭菌和冷却废水。榨菜加工成小包装时还要进行高温灭菌及冷却,该过程产生的废水约占榨菜加工废水产生量的15%。(4)地面、设备冲洗废水。在榨菜加工过程中,为保证生产车间清洁,还需对生产车间的地面、设备进行周期性冲洗,这部分废水约占榨菜加工废水产生量的40%。榨菜加工过程中腌制、漂洗、冷却和冲洗废水混合后的综合废水盐度高达2%~15%,有机污染物浓度高达3~20g/L,悬浮物浓度高达7g/L,具有高盐、高氮磷和高有机物浓度的特点[2]。
1.3菜废水直排对环境的影响
榨菜加工点多、面广,且大多数农户的头道腌制点就近挖建于榨菜种植地周边,腌制产生的污水直接排放于农田及周边沟渠,将破坏农田土壤结构,导致土质硬化、板块化,最终失去生理活性,且无法恢复耕种[3]。长期直排高浓度、高盐度废水榨菜废水将导致部分河道水质严重恶化甚至出现发黑发臭现象。陈秀琴等[4]对余姚北部在榨菜加工期的水质进行监测,发现在榨菜卤汁排放到河里以后,高锰酸钾指数和BOD520急剧上升,平均增长率为128%和134%,Cl-均增长率为54%。
2榨菜废水的污染防控措施
2.1榨菜废水处理设计要点分析
在污水处理工艺选择及设计时,应根据榨菜废水水质特性充分考虑以下因素:(1)榨菜废水中含有大量菜头和菜丝等悬浮物,必须在调节池之前去除;(2)由于生产废水排放时间、排水水量和水质波动较大,必须设置足够大的调节池容积,宜将腌制废水单独储存,按比例或通过检测调节池盐度控制腌制废水的混入量;(3)高盐环境会对正常的生物处理系统产生一定的冲击,应选择对此有较好适应性的工艺;(4)榨菜生产废水具有高氨氮高含磷的特点,所选工艺系统应具有完备的脱氮除磷功能;(5)榨菜废水中有机物多,通过生化反应后会产生H2S、NH3等气体,应考虑臭气处理;(6)含盐废水对构筑物和设备具有腐蚀性,构筑物设计和设备的选取应考虑防腐要求。
2.2榨菜废水的处理技术
榨菜腌制废水BOD5/COD约为0.6[5],可生化性较好,但高盐对普通微生物有抑制作用,常规的单一生物处理工艺难以有效去除该类废水中的有机物和氮磷。针对榨菜腌制废水高盐高氮磷高有机物浓度的特征,柴宏祥等[6]针对进水COD、NH4+-N、TN及PO43--P分别为10000,345,550和38.5mg/L的榨菜腌制废水,采用“厌氧序批式生物膜反应器(ASB-BR)-二级序批式生物膜反应器(SBBR)-化学除磷”组合处理工艺进行处理,出水COD、NH4+-N、TN及PO43--P分别达到93.6,12.3,18和0.11mg/L,去除率分别为99.1%,96.4%,96.7%和99.9%,出水达到污水综合排放一级标准。重庆某榨菜厂废水处理主体工艺采用两级化学除磷+两相厌氧+CASS工艺,排放水达到了污水综合排放标准(GB8978—1996)一级排放标准。每年减排COD约1531t,BOD5约1045t,NH3-N约34.32t,磷约12.9t[7]。周健等[8]采用复合式厌氧反应器处理盐度为18g/L、COD为4500mg/L的榨菜废水,在温度20℃~25℃,负荷1.5kgCOD/(m3•d)的条件下,启动运行62d后,出水COD为440mg/L,去除率达到90.11%。张永胜[9]以盐度为70%(以C1-计)、COD为8639mg/L为中试进水,在温度为25℃~30℃、负荷为5kgCOD/(m3•d)条件下,厌氧序批式生物膜反应器(ASBBR)运行稳定,ASBBR反应器对COD的平均去除率达到90%。综上所述,通过调节盐度低于7g/L,在低有机负荷条件下(5kgCOD/(m3•d)),前置或后置物化除磷与厌氧+好氧工艺组合,微生物经过长期驯化培养可使出水COD和SS达到污水综合排放标准。而研究适于榨菜废水处理的新型耐盐菌和嗜盐菌的筛选和驯化,针对无管网区域开发成套的榨菜废水处理及回用工艺设备,是榨菜废水处理的方向。
2.3榨菜废水尾水处理问题
直接对榨菜废水尾水进行深度处理达到GB18918—2002一级B直排标准需克服以下难题[10]:(1)高盐对生物处理系统的抑制导致系统处理效率低效果差。电渗析法、萃取浓缩法、膜蒸馏法和电子辐照法等脱盐技术用于处理规模较大的含盐废水费用高。(2)低C/N比和低C/P比使系统碳源严重缺乏导致脱氮除磷效果差。榨菜废水尾水C/N<2、C/P<15。因此需投加小分子易降解外碳源(如常用的甲醇)来保证生物脱氮效果。农村地区将榨菜废水尾水与生活污水混合在稀释废水的盐度、提高可生化性的同时可解决生活污水直排问题。有研究表明[10]将榨菜废水尾水以5%~10%的掺入比与城镇污水处理系统进行协同处理,在混合进水C/N比为4.5~5及盐度为1.2~2.5g/L,出水COD、氨氮和总氮满足GB18918—2002一级B排放标准。
3榨菜行业发展瓶颈与可持续发展对策
3.1榨菜行业的发展瓶颈
1)榨菜生产加工技术落后。榨菜原料种植,产量低、品质差。青菜头收获后的贮藏保鲜技术仍是传统的加盐贮藏保鲜,一方面造成高盐榨菜盐渍液和在后续加工中脱盐废水的处理问题,另一方面因脱盐而造成榨菜营养和香、脆风味损失的问题。另外,榨菜生产加工过程中的副产物未得到很好的开发和利用。2)企业规模小,产品品种老化、单一。榨菜企业一般规模较小、技术装备水平低,资金短缺,技改推进缓慢,加工新产品研发和副产物利用的能力不强,虽然加工小包装榨菜产品及其产量不断上升,但受盐脱水原料质量不如风脱水、小袋包装保鲜保质不如坛装等因素的影响,质量和档次一时还难以如人意。3)榨菜产品生产过程中质量控制体系落后。榨菜传统生产工艺复杂,生产周期长,半成品榨菜生产环境卫生条件较差,生产过程中质量和卫生控制措施不严格,仍为传统的最终产品事后检测,与国际上通行的质量全程控制存在较大落差。4)榨菜废水处理成本高、难度大。受高盐浓度影响,该类废水生化处理技术未有明显突破,先进物化处理投资运行成本较高,企业难以承受。
3.2可持续发展对策分析
1)淘汰小作坊、完善准入机制。榨菜行业农户占比较大,“小、散、乱”现象突出,导致废水分散排放。环保部门可通过收取排污费倒逼小作坊自行转型,要求建设污水处理设施,淘汰一批落后工艺兼并升级一批和工商、环保关停取缔一批等方式达到优胜劣汰之目的。2)合理规划功能准入区,加强过程监管。政府部门根据榨菜种植区域和榨菜企业分布优化确定若干腌制菜窖区域,挖建菜窖并以租赁方式进行集中管理。收取的租赁费用于腌制废水的清运和处理。食品监督部门加强生产过程卫生安全监督,环保部门加强废水治理设施运行监管,建立长效机制,对发现的违法行为给予严厉处罚。3)加快村级污水管网铺设,打通污水管网最后一公里。镇村级政府部门负责农户与榨菜废水处理点间的管网铺设,形成污水枝网;市级政府负责市政污水处理厂至各榨菜废水处理点的管网铺设,形成污水干网。污水枝网和干网的形成,不仅可以解决农村生活污水直排问题,重点是将榨菜废水尾水入网与其它工业废水和生活污水混合稀释进行深度脱氮除磷处理,最终出水达到GB18918—2002一级B直排标准,同时缓解村级河道富营养化问题。4)设立榨菜行业科研基金或奖励基金,推动企业转型升级和废水治理设施的研发。科研基金或奖励基金的资金来源可以来自收取的排污费、行业协会和企业赞助等渠道。鼓励企业和科研院所合作,形成科研、基地、企业和市场无缝连接。
4结语与建议
1)榨菜废水主要来自腌制阶段、浸渍漂洗工段、灭菌和冷却废水、地面、设备冲洗废水,各段水量占比分别为10%、35%、15%和40%。2)通过调节池将盐度控制在7g/L以内,在低有机负荷条件下(5kgCOD/(m3•d)),前置或后置物化除磷与厌氧+好氧工艺组合,微生物经过长期驯化培养可使出水COD和SS达到污水综合排放标准(GB8978—1996)三级排放标准。3)行政管理机构各司其职,在加强过程监管同时进一步完善规划、管网铺设及综合服务平台的搭建,推动企业转型升级,实现榨菜行业规模化、可持续发展。
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