糖蜜废水的处理及发展

糖蜜废水的处理及发展

摘要：糖蜜废水是甘蔗糖厂典型的三大废弃产物之一，也是糖厂综合利用和循环发展的对象。随着国家不断的注重环境保护，糖厂更加的注重节能减排、清洁生产、废弃物的循环利用。注重糖蜜酒精废水生产的副产物的利用，并取得了显著的成果。本文基于糖厂糖蜜废水的组成及理化性质，综述了近年来国内外甘蔗糖厂废水的资源化利用的最新报告，为我国糖业发展研究提供产考。

关键词：糖蜜废水综合利用及发展

一.糖蜜废水源及现状

1.糖蜜的来源

食品糖是天然营养食品, 可提供 1 400 kJ /kg 的热量, 它是直接消费品, 又是食品、医药工业的原料。在食糖的生产过程中产生很多的糖蜜废水。糖蜜是制糖过程中不能再结晶糖的残余糖浆, 其主要成分是糖, 大约占干物质的 78%, 另外还有蛋白质、天然矿物质和维生素等多种营养成分。它是一种深褐色的、粘稠状, 具有较高可溶性的碳水化合物。

2.糖蜜废水特性

糖蜜废水的一个突出特点是污染物浓度高,其成分有以下几个特点:

2.1

糖蜜废水的化学耗氧量 COD 8～12 万mg• L- 1, 生化耗氧量 BOD5 4～6 万 mg•L- 1, SS 值1 163 mg•L- 1 左右[1]1 个日产 20 t 厂每日排放污水相当于 50 万城市人口生活污水污染的程度。

2.2

糖蜜废水中的固形物70%为有机质.其中有糖分、蛋白质、氨基酸, 维生素等。剩余 30%为灰分, 含有氮、磷、钾、钙、镁等无机盐,钾含量高达0.51-1.31[2],重金属痕量,无毒的、无害的。这些都是动、植物营养元素,是宝贵的资源。

2.3

糖蜜废水色度高, 大多呈棕黑色, 其中所含色素为类黑色素、棕色素, 其主要成分为焦糖色素、酚类色素、多糖分解产物和与氨基酸的浓聚产物等色素, 难以被微生物所降解, 耐温、耐光照, 放置时间延长其色值不减。

3.糖蜜废水的现状

甘蔗糖蜜废水是以糖厂制糖副产品———糖蜜为原料,在发酵生产酒精过程中产生的高浓

度有机废水。此类废水产量大,每生产 1 t 酒精约产 10～14 t废水。我国日榨甘蔗 500 t 以上规模的糖厂约有 75% 以上都设有糖蜜制酒精车间, 全国酒精年产量达千万吨, 产生的废水

总量相当大。现在大部分生产厂家尚无行之有效的处理措施,产生的大量废水给环境也给生产厂家造成很大负担,也制约了生产的发展和生产规模的扩大。随着经济和社会的发展, 人民生活水平的提高, 环境问题越来越受到重视, 糖蜜酒精废水处理势在必行。

二、糖蜜废水的处理方法

3.1 微生物处理

为了贯彻国家节能减排的政策实现稳定达标排放及“十一五”节能减排工作目标，我

区几乎所有甘蔗制糖企业均上了末端废水治理项目，其中绝大多数糖厂采用了包含活性污

泥法在内的好氧- 微生物处理法。这种方法是在溶解氧存在的条件下，通过工业废水与好

氧微生物充分接触而进行微生物代谢和有机物分解，使制糖废水最终达到排放水质标准要

求。如今许多糖厂的好氧- 微生物处理废水工艺流程比较相似

好氧氧化可采用氧化塘法, 曝气法和生物滤塔法等[3]。氧化塘的基建成本、能耗和运

行费用均较低，但其自净效率也很低，占地面积大，易污染地下水；曝气法占地面积相对

较小，但运行费用和能耗均较高；生物滤塔法设备简单，运行费用也很低，但处理时间长，

对难降解的有机物几乎无降解作用。根据郑元景等[4] 的研究表明: 只要废水中 CODCr > 8000mg/ l 则厌氧部分产生的沼气的能量就可以与好氧部分的能耗相平衡。所以，现在的

好氧部分均采用曝气法。

1955年,厌氧接触法首次被提出，这一方法标志了现代厌氧工艺的诞生。之后，包括我

国在内的众多国家对厌氧工艺与技术不断地进行发展与性能改善，直到今天，厌氧法成为

治理高浓度有机废水的最有效的方法[5]。对于糖蜜酒精废水治理的技术中，我国主要研究

与应用的工艺主要有：升流式厌氧污泥床（UASB）、膨胀颗粒污泥床（EGSB）、厌氧生物

滤池和两相厌氧工艺等。

3.2 微氧技术

将微氧技术应用于污水处理的研究是近几年才发展起来的, 主要包括:

( 1) 用于污泥消化。张全等[6]向污水生化处理设施的剩余污泥中通入少量氧气, 在 20 ℃下反应 35～ 40 h, 污泥量由原来的 80%减为 15%～20%。胡颖华等[7]也进行了活性污泥法污水厂剩余污泥微氧消化的研究, 结果表明, 污泥经过 20 d 的微氧消化后, SS 的去除率达到37.0%, VSS 的去除率达到 52.0%, 达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》( GB18918-2002) 中有机物降解大于 40%的要求。

( 2) 用于改善出水水质。孙艳玲等[8] 采用水解- 厌氧- 微氧联合处理工艺处理城市污水的研究结果表明: 在总水力停留时间( HRT) 不超过 8.5 h( 水解2.5 h、厌氧 4.0 h、微氧2.0 h) , 平均温度为 19 ℃, 进水 COD 浓度为 300±50 mg/L 时, 总 COD 和 SS 的去除率分别可达 75% 和 80% 以上, 总出水 COD、BOD5、SS 达到《污水综合排放标准》( GB3978- 1996) 二级排放标准; 刘红等[9] 采用微氧生物吸附—好氧生物氧化联合工艺处理生活污水, 在 HRT 为 9.47 h( 微氧单元 3.54 h、好氧单元 5.93 h) 条件下, 进水COD 在 200～450 mg/L 时, COD 和 BOD5 去除率分别为 92.67%和 97.75%, 出水中 COD 和 BOD5 分别低于30 mg/L 和 7 mg/L,达到《污水综合排放标准》( GB3978-1996) 一级排放标准中相应指标的要求( 3) 用于脱氮。微氧状态下, 硝化菌和反硝化菌具备各自适合的空间, 能够同时发挥作用, 同时发生硝化反硝化反应从而脱除氮; 亓化亮等[10] 报道, 济青高速公路服务区污水经厌氧

处理后的出水, 用微氧工艺可以降解氨氮, 并进一步降解厌氧处理出水中的残留有机物; 初里冰等[11] 采用微氧颗粒污泥膜反应器处理生活污水, 研究结果表明, 在进水氮容积负荷为

23.8～72.6 mg/( L•d) , 反应器氮的去除负荷为 20～45 mg/( L•d) , 在 HRT 为 16 h 以上时, 系统总氮去除率为 65%～92%, 平均去除率为 77%

( 4) 用于处理含有毒性或难降解物质的废水。蓝惠霞等[12] 在微氧条件下培养出能有效降解五氯酚的颗粒污泥, 解决了有机氯化物在厌氧条件下不能彻底矿化的问题; 祁佩时等[13] 用微氧水解酸化工艺处理高浓度抗生素废水, 降低了难生物降解抗生素废水中的生物毒性物质浓度, 减少了抑制性作用, 极大地改善了其生物降解性

3.3浓缩法