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文献综述
1食品废水污染现状
1.1食品废水背景
食品工业是以农、牧、渔、林业产品为主要原料进行加工的行业[[1]]。随着人们对于食品需求的不断增加，我国的食品工业也取得了高速的发展[[2]]。食品工艺包括乳品、制糖、肉类等类型，生产工艺内容复杂，排放的污水差异大，往往伴有油脂、动物毛发、血液、动物排泄物等，极易造成发酸发臭、滋生虫蝇、病菌等。人类对加工食品的需求量大，排出的废水也越多。而我国的食品加工废水处理意识萌发较晚，尤其是建在中小城镇的食品厂，食品废弃物(FWE)是在食品废弃物处理过程中产生的。其有机质含量高，难以有效处理[[3]]。加上国人治理意识薄弱，很容易直接排放，将对环境的负面影响很大。食品工业废水本身无毒，但含有大量可降解的有机物质，如果废水不经处理排入自然水域便会造成严重的水体污染，对鱼类及其它水生生物产生严重的危害，破坏正常的生态平衡。废水中的悬浮物沉入自然水域底部,在厌氧条件下降解，产生臭气致使水质恶化，从而污染环境，致使鱼类无法生存，对渔业生产造成严重危害。废水不经处理进入生态系统中，还会造成地下水污染，因此食品工业废水应进行防污染处理[[4]]。
1.2食品废水特点
食品废水水质比较复杂，由各种食物杂质混合，呈现固体物质多、色度深、悬浮物质多的特点。固体物质一般是食物残渣，如菜叶、果皮、碎肉和泥沙。悬浮物一般是油脂、蛋白质、胶体物质和淀粉。其余还有溶解在水中的盐、酸和碱。病毒和病毒含量大。食物食品行业废水COD、BOD、SS、动植物油浓度较高，由于生产特点的原因，废水排放不均匀，水质水量变化较大[[5]]。由于加工对象和加工数量的不同，禽类食品加工废水的水量在生产加工后产生的废水有明显的季节性变化[1]。
2食品废水处理方法
2.1物化法
物理处理法通常用作废水处理工艺中的预处理、分离废水中固体物质漂浮物质和油脂等。一方面，避免这类物质在废水处理中变质对后续的处理产生影响以及造成设备堵塞；另一方面，保证后续处理稳定进行，提高运作效率。目前用于处理食品废水的常见物理法有沉淀、气浮、过滤等[[6]]。本设计废水悬浮物质含量高，伴有油脂，考虑采用气浮法。国外处理食品废水的处理，常使用原料生物质预处理技术——膨化工艺来提高燃料质量，特别是在耐吸湿的情况下产生效果更可观。然而，对于热分解温度对某些特定废弃物生物量的分解程度的影响，人们知之甚少[[7]]。
化学处理法，利用化学反应改变废水中可溶性污染物质的物理性质和化学性质的废水处理方法，就是化学处理法[[8]]。化学处理法有两类原理，第一，通过相应的化学反应达到污染物和水分离的效果，转化为无害物质；第二，对于不稳定的可溶解的污染物，通过传质作用，分离或回收污染物和胶体物质。常用的化学处理法有混凝法和氧化还原法。某工厂使用工业废渣、化学絮凝和活性炭等化学处理法处理淀粉废水，工业废渣解决了DSZ的综合利用问题，减少了污染，达到以废治废的目的，絮凝物经压滤脱水后掺在煤中做燃料，无二次污染问题[[9]]。取得了较好的效果。
2.2生物处理法
生物处理法是根据废水水质特点利用微生物代谢功能，降解水体中溶解、不溶解或呈现胶体状态的物质。生物处理法以其成本低、处理效率高、对环境危害小等特点而成为主要的处理方法[[10]]。厌氧和好氧生物处理是生化处理方法最主要两种方法[[11]]。厌氧生物处理法的作用原理是利用微生物代谢功能将有机物降解为有机酸，适用于BOD大于2000 mg/L的有机废水，常见的有升流式厌氧污泥床（UASB）、生物接触氧化、水解酸化法和厌氧稳定塘；好氧生物处理法的作用原理是使用曝气装置为好氧微生物提供能量，使好氧微生物充分发挥作用，降解污染物净化污水，适用于BOD小于500 mg/L的有机废水，常见的有序批式活性污泥法（SBR法）、A2O法和吸附生物降解法（ABR法）。在食品生产废水中最常用到的是UASB法、SBR法和接触氧化法，这三种处理法的对比如下表2.1。
表2.1 UASB法、SBR法和接触氧化法对比
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项目 |
UASB |
SBR |
接触氧化 |
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基础建设费用 |
低 |
较高 |
低 |
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运行费用 |
高 |
低 |
低 |
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运行操作 |
难 |
难 |
一般 |
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管理设备 |
设备少，维修易 |
设备多，维修难 |
设备多，维修难 |
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设备耐用性 |
高 |
高 |
高 |
3 螺蛳粉加工厂生产废水现状
3.1废水水质
螺蛳粉将米粉和螺蛳结合起来制作的，螺蛳粉厂一般分开生产干米粉和调料，干米粉主要原料是大米，按照其生产工艺可知米粉生产废水主要来源有 3 个方面 ：①大米或稻谷的洗涤用水和浸泡水；②米粉在搓团成型时冷却水；③厂房内地面及其各机器设备的清洗水[3]。项目大米浸泡、清洗用水量约为原料大米用量的2.7倍，产生的废水量为用水量的80%，处理后排入污水管道。
（1）生产废水
米粉生产废水的主要特点是有机物含量比较高，容易发酸发臭滋生蚊蝇，水质随着降雨、温度、产量等的变化而发生改变，排水量大，排水时间不规律[[12]]。调料生产原料来源于螺蛳肉、辣椒、食用油、酸笋、木耳、萝卜、花生和腐竹。调料加工废水中油脂、氮、磷含量高，废水易腐败发臭，有机物多、废水中含各种微生物，还有致病微生物。
（2）清洁废水
项目营运期于清洁设备以及清洁地面清洁过程产生的废水为产生的主要清洁废水。项目营运期间整个车间的设计严格按照食品生产环境进行设计，清洁度要求也较高，使用用水量较少的方式，地面清洗要求采用拖布湿拖进行，地面清洗将每周清洁一次车间地面，需要清洗的面积大致为车间总面积的20%。
（3）生活污水
螺蛳粉厂的生活废水是集体单位排出废水，主要包括洗涤废水、淋浴水和粪便水等。项目劳动定员不在场内留宿，废水主要是工作期间产生的，主要污染物包括氮、磷和有机物，色深易恶臭，一般不含有有毒物质，可生物降解。
3.2生产废水处理工艺比较
目前国内对米粉类食品生产废水处理技术以生物处理法居多，其核心工艺主要包括UASB、SBR、生物接触氧化等。
- UASB法
UASB法是借助厌氧菌进化污水的处理技术，采用模拟上流式厌氧反应器的实体结构，通过控制温度、pH和氧化还原电位对接种污泥分别进行了污泥培养、驯化和提高负荷，以此来探索UASB对米粉废水的处理特性。工程师钟晚生先生在使用UASB法对米粉废水处理分析实验中，进水时长20天，污泥驯化期内COD去除率由80%增大到97%，之后15天呈现下降趋势。提高负荷阶段运行半个月，COD去除率在95%左右。整个进程耗费2个月左右。
UASB法对米粉废水COD大于1300 mg/L的废水处理效果显著，并且负荷的变动对处理效果影响不大，但是整个技术耗时较长，且UASB反应器达到高浓度和高活性污泥反应，必须保证污泥颗粒严格操作控制，而污泥培养易受pH影响，不易操控。
- UASB 生物接触法
结合UASB法，在pH降低后增设二段式生物接触法，利用好氧和兼性菌进行污水净化。UASB法对COD去除处理明显，增设生物接触法，易处理生化性能好的米粉废水。这类组合工艺改善UASB法的缺点，对BOD/COD数值较高的米粉废水处理效果显著，但是这组工艺在天气炎热环境下，处理效果明显下降，主要原因是这种天气下造成废水发酸发馊、导致pH 值急剧下降和对处理池的管理要求急增。
- 厌氧 SBR法
SBR 法(Sequencing Batch Reactor) 是一种序批式间歇性活性污泥法，由于其结构简单，运行方式灵活，抗冲击负荷能力强，因此近年来在国内外得到 广泛的研究和推广[[13]]。结合厌氧处理法，通过采用厌氧池和厌氧接触池进行产酸和产甲烷阶段，以达到减少有机物浓度降低pH的目的。进而较好地进行接触氧化，减少SBR池的负荷。SBR反应池不设其他设施（初沉池、污泥池和二沉池等），在同一反应器内进行五个5个工序——充水、反应、沉淀、排水、闲置，可灵活调节各个阶段分配的时间，采用限制曝气，使有机质在SBR池内进行生物降解。可以在充水期的任何时间内或结束时开始曝气 , 便于反应池内形成基质浓度梯度和抑制污泥膨胀[[14]]。
相较于传统活性污泥法，两相厌氧 SBR组合工艺中，SBR池的调节池可以灵活调动。经过两相厌氧的预处理，可以提高废水的可生化性，降低废水对后续运作设备的冲击负荷，相比传统活性污泥法减少施工面积，更加节约成本。但是在产酸和产甲烷阶段，厌氧情况下的pH不易控制，易影响预处理效果。
- 水解酸化 SBR法
这类组合工艺适用于小于100 msup3;/d小排量的污水处理，水解酸化相当于一个正对有机物预处理过程，降低有机物分子大小和数量，提升污水的可生化性，为后续使用SBR法降低有机物的负荷。再结合SBR反应池，灵活控制反应阶段、反应时间等进而控制排泥量。实践证明，对于水质水量变化范围大的米粉生产废水，采用水解酸化-SBR工艺生化处理，具有投资省，运行成本低， 耐负荷冲击性能好，操作运行维护管理方便灵活的优点[2]。
- 混凝 ABR SBR
有些米粉废水BOD、COD含量比较高，在温度较高的环境下运作处理这类废水相当不稳定，采用混凝预处理能行之有效地防止到废水酸化。废水进入下一工艺，ABR法在分解有机大分子上卓有成效，能使产酸菌和厌氧菌稳定生长。再加上最常用的SBR法，针对米粉废水有机污染物和悬浮物浓度都较高的水质特点，唐海先生和王军刚先生在处理米粉废水的研究中，采用混凝预处理/ABR/ SBR组合工艺。系统运行结果表明：对 COD、BOD5、SS 和氨氮的去除率分别达到98% 、97.5% 、82.6% 和 86.7%[[15]]。
4处理工艺说明
以往处理工艺常常采用UASB、SBR和生物接触法，结合该厂污水水质有机物浓度高、油脂和悬浮物多的特点，本设计采用气浮法 水解酸化 生物接触氧化的组合工艺进行螺蛳粉加工厂的废水处理。
（1）气浮
气浮是指通过产生大量气泡，在水中上浮过程中完成水与悬浮性固体物质和疏水物质分离的方法。主要有电解气浮、散气气浮、真空气浮和加压溶气气浮等气浮方式。气浮工艺具有可灵活调节的优点，且气浮工艺前需要设置格栅。本设计采用叶轮气浮法，这是一种散气气浮，叶轮在电机驱动下高速旋转，高速搅动下，空气变成细小的气泡，气泡与水混合成水气混合体，废水中的固体悬浮物被粘住，使得固体悬浮物与液体分离，最终平稳上升到池体水面。有效去除SS和油脂。
（2）水解酸化
水解酸化可分为水解、酸化、甲烷化三个阶段，水解酸化的处理原理相当于是两相厌氧处理原理的前端，兼性菌会发挥作用，一方面，将难生物降解的大分子有机物质转化为易生物降解的小分子有机物质；另一方面，将悬浮固体水解为可溶解的有机物质；除此之外，还可以运用兼性菌的多样性，增加去除硝态氮的效果，以及进一步降解污泥剩余量，降低后续处理的负荷和难度。其适用于污水的预处理，水解反应器中的微生物快速吸附水中的胶体物质和颗粒状物质，对于难生物降解降的有机物转化也是很迅速的。对于可生化性越好废水的处理，BOD、COD的去除率越高。水解酸化法广泛应用于各种污水处理，包括豆制品、肉类加工、啤酒、制糖和淀粉加工等食品废水，是一种预期较为理想的处理工艺。
（3）生物接触氧化
生物接触法是一种好氧生物膜污水处理方法，该系统由浸没于污水中的填料、填料表面的生物膜、曝气系统和池体构成[[16]]。污水流入具有氧气的接触氧化池，池中的填料与污水接触，微生物发挥作用，降解污水中的盐、有机物，从而净化污水。
生物接触氧化法可单独应用做碳氧化和硝化，也可与其他工艺组合应用，比如在生物接触氧化池前设置缺氧池用于脱氮和除磷；又比如在接触氧化池前设置水解酸化池，用于处理难降解有机废水；还有在接触氧化池前设置厌氧池，用于处理高浓度有机废水。本设计采用水解酸化 接触氧化的组合工艺。
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资料编号：[247307]
文献综述
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1.1食品废水背景
食品工业是以农、牧、渔、林业产品为主要原料进行加工的行业[[1]]。随着人们对于食品需求的不断增加，我国的食品工业也取得了高速的发展[[2]]。食品工艺包括乳品、制糖、肉类等类型，生产工艺内容复杂，排放的污水差异大，往往伴有油脂、动物毛发、血液、动物排泄物等，极易造成发酸发臭、滋生虫蝇、病菌等。人类对加工食品的需求量大，排出的废水也越多。而我国的食品加工废水处理意识萌发较晚，尤其是建在中小城镇的食品厂，食品废弃物(FWE)是在食品废弃物处理过程中产生的。其有机质含量高，难以有效处理[[3]]。加上国人治理意识薄弱，很容易直接排放，将对环境的负面影响很大。食品工业废水本身无毒，但含有大量可降解的有机物质，如果废水不经处理排入自然水域便会造成严重的水体污染，对鱼类及其它水生生物产生严重的危害，破坏正常的生态平衡。废水中的悬浮物沉入自然水域底部,在厌氧条件下降解，产生臭气致使水质恶化，从而污染环境，致使鱼类无法生存，对渔业生产造成严重危害。废水不经处理进入生态系统中，还会造成地下水污染，因此食品工业废水应进行防污染处理[[4]]。
1.2食品废水特点
食品废水水质比较复杂，由各种食物杂质混合，呈现固体物质多、色度深、悬浮物质多的特点。固体物质一般是食物残渣，如菜叶、果皮、碎肉和泥沙。悬浮物一般是油脂、蛋白质、胶体物质和淀粉。其余还有溶解在水中的盐、酸和碱。病毒和病毒含量大。食物食品行业废水COD、BOD、SS、动植物油浓度较高，由于生产特点的原因，废水排放不均匀，水质水量变化较大[[5]]。由于加工对象和加工数量的不同，禽类食品加工废水的水量在生产加工后产生的废水有明显的季节性变化[1]。
2食品废水处理方法
2.1物化法
物理处理法通常用作废水处理工艺中的预处理、分离废水中固体物质漂浮物质和油脂等。一方面，避免这类物质在废水处理中变质对后续的处理产生影响以及造成设备堵塞；另一方面，保证后续处理稳定进行，提高运作效率。目前用于处理食品废水的常见物理法有沉淀、气浮、过滤等[[6]]。本设计废水悬浮物质含量高，伴有油脂，考虑采用气浮法。国外处理食品废水的处理，常使用原料生物质预处理技术——膨化工艺来提高燃料质量，特别是在耐吸湿的情况下产生效果更可观。然而，对于热分解温度对某些特定废弃物生物量的分解程度的影响，人们知之甚少[[7]]。
化学处理法，利用化学反应改变废水中可溶性污染物质的物理性质和化学性质的废水处理方法，就是化学处理法[[8]]。化学处理法有两类原理，第一，通过相应的化学反应达到污染物和水分离的效果，转化为无害物质；第二，对于不稳定的可溶解的污染物，通过传质作用，分离或回收污染物和胶体物质。常用的化学处理法有混凝法和氧化还原法。某工厂使用工业废渣、化学絮凝和活性炭等化学处理法处理淀粉废水，工业废渣解决了DSZ的综合利用问题，减少了污染，达到以废治废的目的，絮凝物经压滤脱水后掺在煤中做燃料，无二次污染问题[[9]]。取得了较好的效果。
2.2生物处理法
生物处理法是根据废水水质特点利用微生物代谢功能，降解水体中溶解、不溶解或呈现胶体状态的物质。生物处理法以其成本低、处理效率高、对环境危害小等特点而成为主要的处理方法[[10]]。厌氧和好氧生物处理是生化处理方法最主要两种方法[[11]]。厌氧生物处理法的作用原理是利用微生物代谢功能将有机物降解为有机酸，适用于BOD大于2000 mg/L的有机废水，常见的有升流式厌氧污泥床（UASB）、生物接触氧化、水解酸化法和厌氧稳定塘；好氧生物处理法的作用原理是使用曝气装置为好氧微生物提供能量，使好氧微生物充分发挥作用，降解污染物净化污水，适用于BOD小于500 mg/L的有机废水，常见的有序批式活性污泥法（SBR法）、A2O法和吸附生物降解法（ABR法）。在食品生产废水中最常用到的是UASB法、SBR法和接触氧化法，这三种处理法的对比如下表2.1。
表2.1 UASB法、SBR法和接触氧化法对比
