酵母废水处理技术进展

析，料液运行成本约为 ６．７９ 元 ／ｍ３，干粉成本约 ５００ 元 ／ｍ３。实验表明，用 ＮＦ 膜预处理酵母废水是一种 经济、可行的方法。 ３．２ 生物强化技术
针对传统生化法处理酵母废水效率不高的问 题，周友华等〔１９〕利用投加 ＬＬＭＯ 生物制剂的生物强 化技术与传统的活性污泥法相结合的方式对酵母废 水进行处理，试验结果表明，投加 ＬＬＭＯ 生物制剂 后，废水的 ＣＯＤ、ＮＨ３ － Ｎ 和 ＳＳ 明显降低，废水的臭 味消失，剩余污泥量减少了 ２５％ ～４０％，大大节省了 后续物化处理的费用。 ３．３ 深处理 ３．３．１ 化学混凝法
常用于酵母废水厌氧处理的反应器有降流式厌 氧滤池〔５〕、升流式厌氧生物滤池〔６〕、上流式厌氧污泥 床反应器（ＵＡＳＢ）〔２￣８〕、ＵＡＳＢ 与厌氧生物滤床相结合 的上流式复合床 ＵＡＨＢ 反应器〔９￣１２〕、ＩＣ（内循环厌氧
［基金项目］国家杰出青年科学基金项目（４０４２５００１）；湖北省自然科学基金重点项目（２００５ＡＢＡ００４）；国家环境保护总局项目（环函［２０５］８６ 号）
Ｍ． Ｇｌａｄｃｈｅｎｋｏ 等〔８，１５〕采用 ＵＡＳＢ— 好氧生物滤 池—兼氧反硝化工艺处理甜菜糖蜜为原料的面包 酵母废水，其中 ＣＯＤ ８０ ￣ １００ ｇ ／Ｌ、ＴＮ ０．５ ￣ １．５ ｇ ／Ｌ、 硫酸盐 ２ ￣ １０ ｇ ／Ｌ。在平均 ＣＯＤ 有机负荷率 ３．７ ￣ １０ ｇ ／（Ｌ·ｄ）条件下，废水经 ＵＡＳＢ（３５ ℃）处理后，ＣＯＤ 去除率为 ６２％ ￣ ６７％。为了保持 Ｃ ／Ｎ 平衡，在好氧— 兼 氧 生 物 滤 池 中 加 入 １０％ 原 水 ，ＣＯＤ 去 除 率 为 ６８％，并能有效去除厌氧出水中残余的 ＢＯＤ 和氨 氮，但出水 ＣＯＤ 仍达 １ ６００ ￣ １ ８００ ｍｇ ／Ｌ ，色度去除 率为 ８％ ￣ ２３％。
范燕文等〔１８〕对采用纳滤（ＮＦ）和反渗透工艺处 理酵母废水进行了中试实验。实验表明：采用 ＮＦ 处 理该废水可 １００％回收废水中的酵母蛋白等成分，并 可使废水 ＣＯＤ 从 １．７ ×１０４ ｍｇ／Ｌ 降至 １ ０００ ｍｇ ／Ｌ 左 右，色度去除率 ＞９０％，大大减轻了后续废水处理的 负荷，而且浓缩液可喷雾成干粉出售，经初步经济分
常用的絮凝剂有：有机高分子絮凝剂、铝盐（明 矾）、铁盐（氯化铁）和 ＣａＯ 等。助剂有：聚合高分子 电解质（ＰＥ）、Ｍ１０１１ 等〔８，１３，１５，２０，２１〕。研究表明，酵母废 水 经 两 级 生 化 处 理 后 ， 采 用 氯 化 铁 絮 凝 处 理 ，对 ＣＯＤ、色度去除效果明显，且聚合高分子电解质能明 显改善铁盐的絮凝效果，但药剂用量大、处理成本 高，同时存在污泥和化学物质的处理以及出水中 Ｆｅ２＋污染问题；ＣａＯ 虽然絮凝较差，但脱色效果明显， 成本较低，从脱色目的考虑，可选择 ＣａＯ。 ３．３．２ 氧化法
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工业水处理 ２００７ － ０７，２７（７）
周旋，等：酵母废水处理技术进展
反应器）〔１〕等。目前，运用最多的是 ＵＡＳＢ。 ２．２ 厌氧 — 好氧两级生化处理
在酵母废水处理中好氧处理作为厌氧处理的后 序工艺，很少单独研究。高浓度废水先进厌氧系统 处理，处理后的出水和冲洗水、生活污水等低浓度废 水再进入好氧系统处理，一般采用活性污泥法或生 物转盘作为酵母废水的二级生物处理〔２，１３，１４〕。经两级 生化处理后，虽然 ＣＯＤ 去除率为 ６０％ ～７５％，但出 水 ＣＯＤ 仍高达 １ ０００ ｍｇ ／Ｌ 左右。 ２．３ 厌氧 — 好氧 — 兼氧反硝化处理
高以炬〔３〕采用超滤（ＵＦ）、纳滤（ＮＦ）技术处理酵 母生产中不同阶段的高浓度有机废水，废水经 ＵＦ 膜处理可 １００％回收酵母蛋白等成分，色度、浊度去 除率均 ＞ ９０％，从浓缩液中回收的酵母蛋白等成分 经进一步浓缩干燥可作动物饲料添加剂，干燥物蛋 白质质量分数 ＞ ３０％，膜透过液含有发酵过程所需
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专论与综述
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的营养成分，可重新用于发酵生产用水。用 ＮＦ 膜处 理废水，ＣＯＤ 去除率 ＞ ９０％，并接近或达到排放标 准。但膜的污染引起组件透水速度下降，用 ＮａＯＨ 水 溶液清洗具有一定效果。用 ＵＦ 处理 ＣＯＤ 去除率达 到 ３０％ ￣ ７０％，其中处理高浓度废水（ＣＯＤ ５０ ０００ ￣ １１０ ０００ ｍｇ ／Ｌ），ＣＯＤ 去除率 ３３．６％。Ｉ． Ｋｏｙｕｎｃｕ 等〔２６〕 研究了利用 ＵＦ 和 ＲＯ 工艺处理酵母厂生化出水。 结果表明，ＣＯＤ、色度总去除率分别为 ９０％ ￣ ９５％、 ９５％ ￣ ９７％。Ｓ． Ｈ． Ｍｕｔｌｕ 等〔２７〕研究了采用 ＭＦ － ＮＦ 组 合工艺处理酵母废水，也取得满意效果，ＣＯＤ、色度 去除率分别为 ７２％、８９％。
酵母生产废水主要包括高浓度废水和低浓度废 水。高浓度废水是发酵过程的离心分离及过滤装置
排放的废水，其 ＣＯＤ 高达 ８０ ０００ ｍｇ ／Ｌ、总氮 ５００ ￣ １ ５００ ｍｇ ／Ｌ、硫酸盐 ２ ０００ ｍｇ ／Ｌ，还含有约 ０．５％的干 物质，主要成分为酵母蛋白质、纤维素、胶体物质，以 及废糖蜜中未被充分利用的营养成分，如残糖等，其 中很多难以降解；低浓度废水主要为冲洗、生活废 水，平均 ＣＯＤ 为 １ ５００ ｍｇ ／Ｌ 左右〔１￣４〕。除了有机物 浓度高，酵母废水中的焦糖化合物还使得酵母废水 颜色较深，为深褐色；同时酵母废水中还含有高浓度 的发酵过程中的微生物代谢产物、无机盐类、硫酸根 等，导致废水降解性较差〔１〕。 ２ 酵母废水生物处理 ２．１ 厌氧处理
［关键词］酵母废水；生化处理；物化处理 ［中图分类号］Ｘ７０３．１ ［文献标识码］Ａ ［文章编号］１００５ － ８２９Ｘ（２００７）０７ － ０００８ － ０４
Ａｄｖａ ｎｃｅ ｉｎ ｔｈｅ ｔｒｅ ａ ｔｍｅ ｎｔ 源自文库ｅ ｃｈｎｉｑｕｅ ｓ ｏｆ ｙｅ ａ ｓ ｔ ｗａ ｓ ｔｅ ｗａ ｔｅ ｒ
Ｚｈｏｕ Ｘｕａｎ，Ｌｉｕ Ｈｕｉ，Ｗａｎｇ Ｙａｎｘｉｎ，Ｓｈｉ Ｙｕ，Ｃｈｅｎｇ Ｒｕｉｔａｏ （Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｓｔｕｄｉｅｓ，Ｃｈｉｎａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｇｅｏｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｗｕｈａｎ ４３００７４，Ｃｈｉｎａ）
膜处理酵母废水具有去除率高、且可回收利用 浓缩液等优点，但还处于试验研究阶段，有待进行进 一步的研究。如果能有效解决膜技术投资及运行费 用高、膜污染等问题，膜技术在酵母废水的处理和回 收利用方面将具有很大的应用潜力。 ４ 综合利用和循环利用 ４．１ 综合利用
综上所述，酵母废水经厌氧—好氧生物处理后， 出水 ＣＯＤ １ ０００ ￣ １ ８００ ｍｇ ／Ｌ，色度去除效果较差， 未达到排放标准。废水中残余的污染物单纯采用生 物处理手段难以去除，为了满足相关法律法规对残 余 ＣＯＤ、色度的要求，必须结合其他处理方法。 ３ 生物处理结合其他方法 ３．１ 预处理
针对酵母废水高负荷、高硫酸盐、难降解的特 性，张克强等〔１６〕采用“铁床 ＋ 产酸相 ＋ 空气吹脱 ＋ 产 甲烷相”相串联工艺处理富含硫酸盐的高浓度酵母 生产废水，实现了有效去除废水中硫酸盐及有机物的 双重目标。张亚平等〔１７〕采用 Ｆｅｎｔｏｎ 试剂对酵母废水 氧化预处理，在最佳条件下，废水的可生化性 ＢＯＤ５ ／ ＣＯＤ 由 ０．１７ 升至 ０．４６， ＧＣ ／ＭＳ 分 析 结 果 表 明 ， Ｆｅｎｔｏｎ 试剂氧化改变了酵母废水中多酚类化合物、 焦糖化合物及美拉德色素等难降解物质的结构，使 酵母废水容易降解。
臭氧（石灰和臭氧〔２２〕，ＵＶ ／Ｏ３〔２３〕）、双氧水、Ｆｅｎｔｏｎ 试剂〔２４〕、紫外汞灯结合双氧水或结合 Ｆｅｎｔｏｎ 试剂〔２５〕 等氧化技术在酵母废水深度处理中得到重视。Ｂ． Ｉｎａｎｃ等〔２２，２４〕对酵母废水脱色进行了初步经济评估， 并 认 为 处 理 费 用 与 进 水 ＣＯＤ 直 接 相 关 ，ＣＯＤ 在 ２ ０００ ｍｇ ／Ｌ 左右，使用 Ｆｅｎｔｏｎ 氧化费用较低，效果 好；ＣＯＤ 在 １ ０００ ｍｇ ／Ｌ 以下，使用 Ｏ３ 氧化费用较 低，但 ＣＯＤ 去除率 ＜ ３０％。紫外汞灯结合双氧水的最 佳条件为〔２５〕：双氧水浓度 ５ ｍｍｏｌ ／Ｌ，磁力搅拌时间 ５０ ｍｉｎ，色度去除率 ５５％，酵母废水矿化率 ３５．１％；紫 外汞灯结合 Ｆｅｎｔｏｎ 试剂最佳条件为双氧水浓度 １００ ｍｍｏｌ ／Ｌ，磁力搅拌时间 １０ ｍｉｎ，１ ｍｍｏｌ ／Ｌ 的 Ｆｅ（Ⅱ），色 度去除率 ９６．４％，废水中有机物的矿化率达 ６４．７％。 ３．４ 膜分离技术
第 ２７ 卷第 ７ 期 ２００７ 年 ７ 月
工业水处理 Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｗａｔｅｒ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
Ｖｏｌ．２７ Ｎｏ．７ Ｊｕｌ．，２００７
酵母废水处理技术进展
周旋，刘慧，王焰新，史郁，程睿韬
（中国地质大学环境学院，湖北 武汉 ４３００７４）
［摘要］酵母工业是一个新兴的产业，其在生产过程中产生大量高浓度、高色度有机废水。对国内外酵母废水处 理技术新进展进行了综述。目前在酵母废水处理工程实践中运用最多的是 ＵＡＳＢ，废水经厌氧—好氧生物处理系统 处理后，出水 ＣＯＤ 达到 １ ０００ ￣ １ ８００ ｍｇ ／Ｌ。适当预处理可改善废水的可生化性，提高生化处理效果。生物强化处理、 化学混凝、化学氧化、膜分离等工艺有较好处理效果。高浓度酵母废水制肥、循环使用等综合利用技术已得到应用， 具有较大发展潜力。
Ａｂｓ ｔｒａ ｃｔ：Ｙｅａｓｔ ｉｎｄｕｓｔｒｙ ｉｓ ａｎ ａｒｉｓｉｎｇ ｍｉｃｒｏｂｅ ｉｎｄｕｓｔｒｙ ｂｕｔ ｏｒｇａｎｉｃ ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ ｗｉｔｈ ｈｉｇｈｌｙ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｄ ｃｈｒｏｍａ ｉｓ ｇｅｎｅｒａｔｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ． Ｔｈｅ ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｏｆ ｙｅａｓｔ ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ ｉｓ ｒｅｖｉｅｗｅｄ． ＵＡＳＢ ｒｅａｃｔｏｒ ｉｓ ｕｓｅｄ ｍｏｓｔ ｗｉｄｅｌｙ ｉｎ ｙｅａｓｔ ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ａｆｔｅｒ ａｎａｅｒｏｂｉｃ － ａｅｒｏｂｉｃ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ，ｔｈｅ ＣＯＤ ｏｆ ｅｆｆｌｕｅｎｔ ｃａｎ ｂｅ ｒｅｄｕｃｅｄ ｔｏ １ ０００ － １ ８００ ｍｇ ／Ｌ． Ｐｒｏｐｅｒ ｐｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｃａｎ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｂｉｏｃｈｅｍｉｃａｌ ａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｂｉｏｃｈｅｍｉｃａｌ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ，ａｎｄ ｔｈｅ ａｄｖａｎｃｅｄ ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ，ｓｕｃｈ ａｓ ｂｉｏ－ｉｎｔｅｎｓｉｆｉｅｄ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ，ｃｏａｇｕｌａｔｉｏｎ，ａｄｖａｎｃｅｄ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｏｘｉｄａｔｉｏｎ，ｍｅｍｂｒａｎｅ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ，ｈａｖｅ ｂｅｔｔｅｒ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎ ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｓｃａｌｅ． Ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ ｆｒｏｍ ｈｉｇｈｌｙ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｄ ｙｅａｓｔ ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ，ａｎｄ ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ ｒｅｃｙｃｌｉｎｇ ａｒｅ ｉｎ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ｕｓｅ，ａｎｄ ｈａｖｅ ｇｒｅａｔ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ． Ｋｅ ｙ ｗｏｒｄｓ ：ｙｅａｓｔ ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ；ｂｉｏｃｈｅｍｉｃａｌ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ；ｐｈｙｓｉｃｏ－ｃｈｅｍｉｃａｌ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
酵母广泛应用于酿酒、食品、医药、饲料、化妆品 等领域，年产量达 ３００ 万 ｔ 以上。近年来，随着我国 制药业和食品业的迅猛发展，酵母工业增长势头强 劲；同时出口量也大幅提高，年平均递增超过 ２０％。 ２００３ 年，国内酵母产量达 １．０ ×１０５ ｔ ／ａ。我国主要是 利用废糖蜜作生长碳源，以硫酸铵、氯化钠、硫酸镁、 磷酸铵等作营养盐生产酵母。由于酵母不能完全利 用废糖蜜中的有机物，剩余的有机物以及酵母在生 长代谢过程中产生的新有机物均进入废水中，产生 大量高浓度的有机废水。据调查，我国每生产 １ ｔ 干 酵母产生 ６０ ￣ １３０ ｍ３ 的废水〔１〕。随着酵母工业迅速 发展，酵母工业废水的污染问题已成为制约酵母企 业发展的瓶颈。 １ 酵母废水特点