食品廢水處理
一、食品廢水的特點
食品廢水包括酒精、啤酒、味精、淀粉、乳糖、檸檬酸、蔬菜加工及各種軟飲料加工過程中排出的廢水，如果不對廢水進行及時的處理則會對環境造成極大的污染。
食品工業具有規模大、污水排放量多等特點，而且污水中常含有大量糖類、蛋白質、微生物菌體和 N、P 的化合物。因此，食品廢水的水力負荷和有機負荷都較高，對環境的污染非常強烈，尤其會造成水體的富營養化，破壞水體的自凈能力［1］。
食品廢水中主要污染物有(1)漂浮在廢水中固體物質，如菜葉、果皮、碎肉、禽羽等；(2)懸浮在廢水中的物質有油脂、蛋白質、淀粉、膠體物質等；(3)溶解在廢水中的酸、堿、鹽、糖類等：(4)原料夾帶的泥砂及其他有機物等；(5)致病菌毒等。食品工業廢水的特點是有機物質和懸浮物含量高，易腐敗，一般無大的毒性。其危害主要是使水體富營養化，以致引起水生動物和魚類死亡，促使水底沉積的有機物產生臭味，惡化水質，污染環境［2］。
二、國內外研究現狀
目前，食品廢水的處理方法主要物理化學法、生物化學法，具體如下：
1. 物理處理法
物理處理法是指應用物理作用改變廢水成分的處理方法。用于食品工業廢水處理的物理處理法有篩濾、撇除、調節、沉淀、氣浮、離心分離、過濾、微濾等［3］。前五種工藝多用于預處理或一級處理，后三種主要用于深度處理。
（1）篩濾
篩濾是預處理中使用最廣泛的一種方法。主要作用是從廢水中分離出較粗的分散性懸浮固體物。所用的設備有格柵和格篩。格柵攔截較粗的懸浮固體，其作用是保護水泵和后續處理設備。食品工業廢水中常用的格篩有固定篩、轉動篩和震動篩等，格篩最常用的孔徑是10—40目［4］。
（2）撇除
某些食品工業廢水中含有大量的油脂，這些油脂必須在進入生物處理工藝前予以除去，否則會造成管道、水泵和一些設備的堵塞，還會對生物處理工藝造成一定的影響。此外，油脂除去并回收又有較大的經濟價值。
廢水中的油脂根據其物理狀態可分為游離漂浮狀和乳化狀兩大類。通常隔油池除去漂浮狀油脂。隔油池對漂浮狀油脂的去處率可達90%以上［5］。如果處理流程中設有調節池或沉淀池，則隔油池可與調節池或初沉池合用統一構筑物，可節省投資和占地。對小型處理系統，可設油水分離器撇油。
（3）調節
對于水質水量變化幅度大的食品工業廢水，常設置調節池對廢水的水質和水量進行調節，調節時間一般為6—24h，多為6—12h左右［6］。調節池容量為日處理廢水量的15%—50%。
（4）沉淀
沉淀是用來除去原廢水中無機固體物和有機固體物，以及分離生物處理工藝中的固相和液相。用沉砂池除去原廢水中的無機固體物；用初沉池除去原廢水中的有機固體物；用二沉池分離生物處理工藝中的生物相和液相，沉砂池一般設在格柵和格篩之后。為了清除廢水中無機固體物表面的有機物，避免廢水中有機固體物在沉砂池中產生沉淀，可采用曝氣沉砂池。采用初沉池可降低后續工藝的負荷。初沉池除去懸浮固體的效果與加工的原料和產品有關。按池中的水流方向分為平流沉淀池、豎流沉淀池、輻流沉淀池。為了提高沉淀池的沉淀效率，可在沉淀池內設置平行的斜板或斜管而成斜板（管）沉淀池。一般沉淀時間1.5—2.0h［7］。
（5）氣浮
氣浮主要用于除去食品工業廢水中的乳化油、表面活性物質和其他懸浮固體。有真空式氣浮、加壓溶氣氣浮和散氣管（板）式氣浮。當廢水進入容器氣浮池之前，往水中投加化學混凝劑或助凝劑，可提高乳化油脂和膠體懸浮顆粒的去除率。據資料介紹，氣浮可除去90%以上的油脂和40%—80%的BOD5和SS［8］。氣浮池HRT一般30min［9］。
2. 化學處理法
化學處理法是指應用化學原理和化學作用將廢水中的污染物成分轉化為無害物質，使廢水得到凈化。污染物在經過化學處理過程后改變了化學本性，處理過程中總是伴隨著化學變化。用于食品工業廢水的化學處理法有中和、混凝、電解、氧化還原、離子交換、膜分離法等［10］。
（1）混凝法
食品工業廢水處理中所用的化學處理工藝主要是混凝法。混凝法不能單獨使用，必須與物理處理工藝的沉淀、澄清法或氣浮法結合使用，構成混凝沉淀或混凝氣浮，混凝沉淀可作為生物處理的預處理，也可作為生物處理后的深度處理［11］。
混凝沉淀法是水處理的一個重要方法。對于一些膠體顆粒較小、或是一些膠體溶液，難以或不能發生沉降的廢水加入化學混凝劑，使其形成易沉降的大顆粒而去除［12］。廢水中呈膠體狀態的蛋白質和多糖類物質，經加藥混凝沉淀即有較好的去除效果。
常用的藥劑有：石灰、硫酸亞鐵、三氯化鐵和硫酸鋁等［13］。石灰一般不單獨使用，常與其他藥劑配合使用，最佳投藥量和pH值宜通過試驗確定。
（2）氧化還原
化學氧化還原是轉化廢水中污染物的有效方法。廢水中呈溶解狀態的無機物和有機物，通過化學反應被氧化或還原為微毒或無毒的物質，或者轉化成容易與水分離的形態，從而達到處理的目的［14］。
（3）離子交換
離子交換主要是利用離子交換劑對水中存在的有害離子（包括有機的及無機的）進行交換去除的方法。
3. 生物處理法
生物化學處理法是有機廢水處理系統中最重要的過程之一。在食品工業的廢水處理中，生物處理工藝可分為好氧工藝、厭氧工藝、穩定塘、土地處理以及由上述工藝的結合而形成的各種各樣的組合工藝［15］。食品廢水是有機廢水，生物法是主要的二級處理工藝，目的在于降解COD、BOD5。
好氧生物處理工藝根據所利用的微生物的生長形式分為活性污泥工藝和膜法工藝。前者包括傳統活性污泥法、階段曝氣法、生物吸附法、完全混合法、延時曝氣法、氧化溝、間歇活性污泥法（SBR）等［16］。后者包括生物濾池、塔式生物濾池、生物轉盤、活性生物濾池、生物接觸氧化法、好氧流化床等。一般好氧處理對低濃度廢水效果較好。
厭氧生物處理工藝適用于食品工業廢水，主要原因是廢水中含易生物降解的高濃度有機物，且無毒性。此外，厭氧處理動力消耗低，產生的沼氣可作為能源，生成的剩余污泥量少，厭氧處理系統全部密閉，利于改善環境衛生，可以季節性或間歇性運轉，污泥可長期儲存［17］。