乳品工业废水处理

蔡晶张昊蔷（吉林大学，长春１３００２６）

摘要：本文比较了乳品废水的几种处理方法，介绍了水解一好氧（Ｈ／ｏ）工艺的特性及主要设计参数关键词：乳品加工废水处理Ｈ／ｏ工艺

目前乳品工业在中国是一个新兴产业，在国民经济中占的比例相当小，仅占食品工业的０．７％左右。但在一些发达国家，乳品业占食品业的比例相当大，例如法国占食品工业２１．９％，美国占１２．４％，英国占１１．８％。但是随着人民物质生活水平的不断提高，乳品将逐渐成为人们食品结构中的重要组成部分，因而乳品工业具有极大发展潜力。为此，业内人士对如何改善现有污水处理工艺投以极大关注。本文将根据我们几年来的研究及典型企业（上海光明乳品集团）工程实践效果，对水解一好氧（Ｈ／ｏ）工艺在处理乳品工业废水中的应用情况作一简介。

乳品废水的来源及其特征

乳品工业包括乳场、乳品接收站和乳品加工厂。乳场废水主要来自于洗涤水和冲洗水；乳品接收站废水主要是运送乳品所用设备的洗涤水；乳品加工厂废水包括各种设备的洗涤水、地面冲洗水、洗涤与搅拌黄油的废水以及生产各种乳制品的废水。

由于工艺实施及设备规模的不

同，乳品加工业排放的废水中，

ＣｏＤｃｒ、ＢｏＤ５及ＳＳ有一定差别。一

般，ＣＯＤｃｒ浓度平均为８００～２５００ｍｇ，ｌＩ

ＢｏＤ５为６００～１５００ｍｇ／ｌ。ＢｏＤ５／ＣｏＤｃ，

比值大于０．５，属可生化性较好之废

水。但在进行这种工业废水处理时，

除氮措施往往被忽视，这是由于原水

水质给予人们～种错觉。按乳品加工

业废水大部分原水水质分析资料显

示，原水中氨氮值确实不高，仅为２—

１１ｍｇ／ｌ左右，低于国家一级排放标

准，但是不少已建污水站其处理后的

水中氨氮的指标却经常超标（大于

１５ｍｇ／ｌ，有的达到６０ｍｇ／１左右）。分

析其原因是人们忽视了水的总氮（或

凯氏氮）值。实际上乳品加工业废水

的总氮值平均达到６０～１００ｍ∥１左右

（有的总氮值达到２６５ｍｇ／１）。氮素主要

来源于废水中的蛋白质（牛奶中蛋白

质含量占２．７～２．８％，蛋白质的组分

中氮素占有１６％左右）。刚从车间排

出的废水，蛋白质尚未分解，故废水

中的氨氮浓度显示出来的数据很低。

但是当蛋白质在生化处理装置被生物

降解时，必然会发生氨化反应。氨氮

就会从蛋白质有机污染物降解中问体

释入水中，废水的氨氮值就会升高。

如果处理装置设计时仅按原水的低氨

氮值考虑，就会使设计走入误区，忽

视必要的生物脱氮处理措施，那么处

理装置难免遭到失败。

主要处理技术路线

目前，国内主要采用全好氧生化

处理（活性污泥法居多，接触氧化法

其次）、厌氧一好氧生化处理，以及水

解一好氧生化处理（Ｈ／ｏ工艺）等处

理技术路线。由于乳品工业废水中含

有蛋白质成分，废水的生物降解速率

较缓慢，若降解时间不足，出水中会

残留蛋白质及蛋白质降解中间体，因

而出水很难达标。以国内外经典的延

时曝气处理流程分析，为使排放达到

国家二级出水标准，水力停留时间必

须在３０小时以上，若要达到一级标

准，则需４８小时以上。所以用全好氧

生物降解工艺，不仅能耗较高，占地

面积大，而且只能完成生物硝化过

程，不能实现生物反硝化、完成真正

意义上的脱氮。

２ｏｏ２５，ｗｏｒＩｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅ

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治理技术

采用厌氧一好氧生化处理技术时，也因厌氧出水的ＢｏＤ５／ｃｏＤｃｒ比值下降，含有生物降解速率较为缓慢的生物降解中间体，在好氧处理水力停留时间不足和没有生物除氮工程措施的情况下，同样很难使出水ｃｏＤｃｒ达标。在改进型的工艺流程中，在厌氧和好氧段之间加设了缺氧段，用大比例｝昆合液回流来解决氨氮脱除，致使工程投资大幅度增高，而且运行不稳定，操作困难。

用水解一好氧生化（Ｈ／ｏ工艺）处理乳品工业废水，近两年来已有不少成功的工程实例（就上海光明乳业集团而言，已有四座），其处理效果（ＣｏＤｃ，和氨氮总去除率分别达到９５％及８５％以上）、可操作性、运行稳定性及经济性等均优于上述的两种工艺。

Ｈ／Ｏ处理工艺

主要污染物的生物降解径路

乳糖乳糖为低聚合物（ｃｓＨ—ｏｏｓ）。，其聚合度ｘ为２，即为２糖类物质。水解工艺中利用兼性微生物的代谢作用，在缺氧条件下，首先将低聚合糖转化为单糖，如果反应仍处于缺氧条件，则单糖（葡萄糖）将通过糖的酵解作用，分解成２个丙酮酸（即１×ｃｅ。２ｃｓ），从而完成低聚合糖的水解过程。进一步的彻底降解，只能在有氧条件下才能完成。即在有氧条件下，丙酮酸进入三羧酸循环，达到完全的氧化。

脂肪脂肪的降解也是首先在细胞外，通过脂肪水解酶发生水解，生成甘油和相应的脂肪酸。甘油的进一步降解类似于糖解过程的一部分，转化为丙酮酸。水解产物脂肪酸及丙酮酸的进一步降解，则同样需要在有氧条件下进入三羧酸循环，达到完全的氧化。

３８∥Ｚ瑶如

蛋白质蛋白质是由多种氨基酸

分子组成的复杂有机物。它与糖类、

脂肪类物质分子结构的主要不同点在

于它的组分中含有氮素；在蛋白质组

分中，氮的含量平均约为１６％。蛋白

质不能直接被微生物利用，在进入细

胞组织之前，需经蛋白质水解酶的作

用，使其水解成氨基酸。其水解径路

为：蛋白质一多肽一二肽一氨基酸。

至此，蛋白质的水解过程完成，接下

来需要在有氧条件下进入三羧酸循

环，达到完全氧化。

Ｈ／Ｏ工艺处理流程

进水一匝圜一团圃一匡圃

一压嘲一『莎网一出水

Ｈ／０工艺序贯式生物反应模式

Ｈ／ｏ工艺序贯式生物反应由三个

主要池子组成：水解池、预曝池和Ｈ／

ｏ池（池内分兼氧Ｈ段和好氧。段）。

水解池在缺氧条件下运行，水力

停留时间控制在水解一酸化段。它的

主要功能是小分子化有机污染物，并

使有机氮实现氨化，释出氨氮。

预曝池在好氧条件下运行，计算

充氧量时必须既考虑碳源的氧化，又

要计入硝化反应需要的氧量。该池子

的主要功能是氧化小分子化的有机碳

和实现生物硝化反应，使氨氮转化为

Ｎ０１．

Ｈ／ｏ池由兼氧Ｈ段和好氧。段两

部分组成。在Ｈ段实现生物反硝化反

应，使Ｎｏ，转化为氮素释出；在。段

使小分子化有机碳得到彻底降解。

在工程设计时，可考虑将Ｈ／ｏ池

与水解池及预曝池组合成一个整体，

成为一体化序贯式池子。

各处理装置的去除率（％）

主要技术经济指标

吨水基本建设投资（人民币）：

２０００元／ｍ３左右；运行费（人民币）：

０．６～０．６５元／ｍ３。

总之，Ｈ／ｏ工艺处理乳品工业废

水，工艺成熟，效果明显，运行稳且

费用低。

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