柠檬酸水处理方法

浅谈柠檬酸生产物废水处理方法

摘要：中国是世界上最大的柠檬酸生产和出口国，但柠檬酸生产工艺的固有特点使其生产过程中产生大量高浓度废水，对环境造成严重污染。柠檬酸废水污染物成分复杂、浓度高，属高浓度有机废水，并含有一定浓度的硫酸盐，处理难度较大。

关键词：柠檬酸废水处理工艺

1、概述

柠檬酸，又叫第一食用酸味剂，被广泛应用于食品、化工、铸造、电子、纺织、塑料等工业领域。我国是世界上最大的柠檬酸生产国和出口国，出口量在全球柠檬酸贸易总量中的比重超过了60%。但柠檬酸在生产过程中产生大量的高浓度废水又会对环境产生严重污染。柠檬酸生产过程中是以薯干或玉米为原料，经过处理、发酵、提取、精制等工序而制成。

柠檬酸生产过程中产生的废水主要来自发酵和提取工序产生的废液、洗糖水、洗罐水和洗滤布水，主要含有淀粉质、蛋白质、各种有机酸、生产菌体所分泌的酶、发酵残留物、葡萄糖、氨氮和脂肪等有机物，COD 浓度为2000- 3000 mg/L,属高浓度有机废水。

2、柠檬酸废水来源及水质特点

废水的产生主要来自洗滤布水、过滤水、洗柠檬酸钙和离子交换等工段。在柠檬酸液中，大部分是柠檬酸，但还含有一部分粮食粉渣和菌丝体以及其他代谢

CaCO中产物和杂质，经板框压滤后将固性物分离出来，含柠檬酸的上清液则用3

和生成难溶性的柠檬酸钙，从而从发酵液内沉淀出来，实现与其他可溶性杂质的分离。沉淀液再次通过带式压滤机过滤，产生大量的滤除废水，一般成浓糖水。滤出的固性柠檬酸钙用热水清洗，产生洗糖废水，加上过滤工艺产生的洗滤布水，就构成了柠檬酸生产废水处理的废水属于可生化性好的高浓度的有机废水，呈酸

BOD、SS 和PH。其特点有：

性，主要处理指标为COD、

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(1)废水有机物浓度高，BOD/COD 比值在0.4～0.5 左右，具有良好的生化可降解

性。

(2)固形物含量高，主要原因是废水中钙离子浓度高。

(3)由于生产工艺不同，硫酸根含量波动很大。

(4)废水产生量大且不均匀。柠檬酸废水的这些特点决定了生化反应器与处理工艺的选择。

3、处理方法

目前，我国主要采用生物法对柠檬酸废水进行处理，主要有以下几种方法。3.1 厌氧生物法

厌氧生物法是指在无分子氧条件下通过厌氧微生物 (包括兼氧微生物) 的作用，将废水中的各种有机物分解为甲烷和二氧化碳的过程，同时把部分有机物转化为细菌体，通过气、液、固分离，使废水得到净化的一种废水处理方法。3.1.1管道消化式厌氧消化器

管道消化式厌氧消化器是在其内充填填料作为微生物的载体，能滞留高浓度厌氧活性污泥，增强耐进水低 PH 和耐负荷变化的能力。其优点是酸性的高浓度废水无需进行 PH 调整可直接进入处理系统，从而减少了药剂耗量，降低运行的成本，便于管理操作。缺点是其存在污泥流失现象，需要定期排泥。

3.1.2 高温厌氧消化池

高温厌氧消化池具有消化时间短、适应性强、运行的费用低、有机物去除率高等优点。但是，其需要对废水进行升温，需要消化额外的能量，因此，只适用于原废水温度较高的情况。

3.1.3 UASB 反应器和水循环 UASB反应器

上流式厌氧污泥床(UASB)在国外已普遍推广使用，我国在20世纪90年代初开始有公司应用UASB技术处理柠檬酸废水，UASB反应器的关键技术是固(污泥)液(废水)气(沼气)三相分离器和配水系统，其中固、液、气三相分离采用斜板分离器，配水系统采用脉冲配水。该反应器消化和固液分离在一个池内，微生物浓度高，具有良好的沉淀性能，有机负荷去除率高。但是UASB反应器在运行中会出现短流、死角和堵塞等问题，为了解决这些问题，开发了具有第三代反应器特点的水利循环UASB反应器，主要由布水系统、粗处理区、承载板、精处理区、三相分离系统、出水堰以及循环系统组成。水力循环UASB反应器在运行过程中，废水由

进水泵经进水管连同回流水一起进入布水系统，经过布水系统的均匀分配以一定的流速自反应器的底部进入反应器，水流依次流经粗处理区、承载板、精处理区、三相分离器到上部沉淀。其主要优点有传质效果好、易保留高浓度的污泥、具有酸化自平衡能力、抗缓冲能力强、启动快等。

3.2 好氧生物法

好氧生物处理法可分为活性污泥法和生物膜法两类。活性污泥法本身就是一种处理单元，它有多种运行方式。生物膜法有生物滤池、生物转盘、生物接触氧化池及生物流化床等。氧化塘和土地处理法即自然生物处理。氧化塘有好氧塘、兼氧塘、厌氧塘和曝气塘等；土地处理法有灌溉法、渗滤法、浸泡法及毛纫管净化法等

3.2.1 活性污泥法

活性污泥法是利用悬浮生长的微生物絮体好氧处理有机废水的生物处理方法。这种生物絮体叫做活性污泥。它是由具有活性的微生物(包括细菌、真菌、原生动物和后生动物等)、微生物自身氧化的残留物、吸附在活性污泥上不能为生物所降解的有机物和无机物组成。其中，微生物是活性污泥的主要组成部分，而细菌是活性污泥在组成和净化功能上的中心。活性污泥法能够去除废水中的有机物是经过吸附、微生物代谢、凝聚和沉淀三个过程完成的。

3.2.2 间歇曝气活性污泥法

间歇曝气活性污泥法简称SBR(Sequencing BatchReactor)，自20世纪80年代以来在处理间歇排放的、水质水量变化很大的工业废水中得到了极为广泛的应用。SBR法的进水、反应、沉淀、排水及闲置等几个运行阶段(使其具有厌氧法和好氧法的协同作用，水质水量变化适应性强、出水水质好、不存在活性污泥膨涨等问题；且操作简单、运行可靠、易于实现自动化。

3.3 乳状液膜法

乳状液分离技术是一种新兴的节能型分离手段，它是通过两液相间形成的界面液相膜，将两种组成不同但又互相混溶的溶液隔开，经选择性渗透，将物质分离提纯的一种工艺方法。液膜分离技术是一项高效、快速、节能的新型分离技术，近年来，液膜分离技术在重金属分离、生物工程等领域得到了广泛应用和发展，尤其在处理高浓度有机废水方面，液膜法取得了显著的成绩。经研究后发现，乳