2014年9月4日星期四

酵母前處理技術處理食品工業廢水

酵母前處理技術處理食品工業廢水

酵母前處理技術處理食品工業廢水

酵母前處理技術處理食品工業廢水

 

1、前言

隨著人們生活水平的提高，食品工業發展迅速，隨之而來的是大量的食品工業廢水的產生。按照傳統的食品工業廢水治理技術，對含油類食品生產廢水是先除油後進行生化處理，也即采用加壓氣浮、油脂分離去油後再用活性污泥法處理。該技術較為成熟、可行。但也存在一些弊病，如前處理占地面積大，處理廢油也要占用一些勞力與費用等，從資源化角度講是不合算的，因此該技術有改進之必要。

能否在前處理廢油等方面探索一條成功道路，即實現廢油資源化?日本環境工作者在此方面進行瞭一些有意義的探索，即采用酵母處理法，以實現廢油處理資源化。

2、酵母處理廢油的資源化技術

2．1 酵母處理技術的可行性分析

采用酵母制造味精、醬油、啤酒等歷史由來已久，而采用酵母處理食品工業廢水可以實現高負荷運行，對部分高鹽、高油脂、含殺菌劑廢水可望保持較高的處理能力。而酵母本身含較多蛋白質、脂類、維生索等有效物質，其剩餘酵母可用作肥料與飼料，且不產生新的廢棄物，采用酵母處理技術可取代原廢油處理裝置又可節省一些處理費用。因此，以酵母處理技術處理食品工業廢水是一項很有前途的前處理技術，可實現食品工業廢水處理資源化目標。

2．2 酵母處理技術的實驗論證

為判定該技術的可行性，需采用試驗結果加以論證。現以處理攪拌奶油為主要成份的果子制造工廠廢水為倒，論證其試驗結果判定其可行性。

2．2．1 實驗情況及處理工藝

該廢水主要水質參數如下：pH：6．6、BOD；2840mg/L、CODcr：5460mg/L(可溶性CODcr：2：]7ling/L)、己烷萃取液：959mg/L、SS-190mg/L、TK—N：37mg/L、T—P：0．44mg/L、糖質：2371mg/L、有機酸：218mg/L。若換算為COD組分，油分占51 ，糖質40 ，蛋白質占5 ，也就是說，該類廢水中油、糖占90 左右。而使Img/L油分完全氧化則相當於氧化2．9mg/LCODcr值。進一步的分析，該項廢水中以動物性油脂為主，其組成如表1所示。

經過馴化培養，篩選出以下8株酵母菌株作優勢菌：Candida intermedia，Candidaedax．Candida fluiatilis，Candida famata，Candida hellenica，Trichosporon pullulans ，Trichaporon capitatum ，Trichospron peni—cillatam．

采用圖1所示的處理實驗工藝流程．采用上述菌株處理牛乳脂肪試驗結果如圖2所示。

 

由圖2可看出，以Candida intermedia分解性能最好，經過6小時即將已烷萃取物濃度由lO00mg/L下降至18mg/L，其次是Trichosporonpullulans菌株減少至20mg/L．

圖1所示的酵母處理工藝圖，其試驗條件如表2所示。

該食品廢水經酵母前處理工序處理後，BOD去除率達90 以上，已烷萃取物濃度降至30mg/L以下，餘下l0 的BOD負荷及殘存己烷萃取物由後序活性污泥法處理，最終出水BOD 為20mg/L、SS：30mg/L、已烷萃取濃度5mg/L，達標排放。此外，從表2可看出，酵母前處理技術的需氧量為0．6kgO：/去除kgBOD，僅為活性污泥法的 ，因此它屬節能型。從容積負荷考慮，設計值BOD高達10kg/m。·d，實驗值為8～15kg/m ·d，為要維持高負荷則要求F/M達1．0kgBOD/kg酵母·天，要求其菌體濃度7000 15000mg/L，而適應高濃度菌體條件正是酵母的特性之一，此外，酵母適應在酸性范圍活動，故pH應維持在6．0～6．5之間較為合適。

2．2．2 酵母法處理試驗結果

采用酵母法處理試驗運行結果見圖3及表3。

 

由圖3可看出，處理試驗BOD容積負荷在8～15kgBOD/m’·d之問變動，此間原始廢水與酵母處理出水變化見圖3，不論負荷如何變化，酵母處理水的己烷萃取液濃度均保持在20mg/L 以下，從而可保證最後出水為· 48·2mg/L以下。由表3可知，處理期間，廢水濃度變動幅度達2倍左右，而酵母處理出水並未受波動，而始終保持BOD去除率達90％以上。進一步試驗考察結果見圖4。由該圖可知．當廢水在0．5～1．5kgBOD/kg酵母·天范圍內時，酵母法的BOD去除率可保持在90以上，同樣負荷范圍，活性污泥法則低得多，僅65 左右。

酵母法能保持較好的處理性能，據認為與其酵母絮凝集團有良好的沉降性能有關，即與SVI有關，試驗發現，BOD去除率高，即容積負荷在0．5～1．5kgBOD/kg酵母·日的范圍內，其SVI呈最小值為40ml/g，也即是酵母在SVI最小時其負荷高，與活性污泥法恰好相反。

2．3 剩餘酵母的綜合利用

如上所述，酵母絮凝團系由真菌絲，假菌絲經物理作用網絡而成，因而具有良好的沉降性及高菌體濃度而需氧量低，僅為活性污泥法的60 ，加上酵母絮凝團脫水性好，無須加藥脫水，因而其反應槽、沉淀槽容積可大大減少。

據測算，剩餘酵母產生量按折幹計算為0．2kg/kgBOD去除，而活性污泥法則為0．4～ 0．6kg/去除kgBOD，即為其1/3左右。酵母菌體中以維生素為主，使得剩餘酵母有效利用程度高，表4為剩餘酵母成分值。

由表4看出，廢水處理過程中回收的剩餘酵母的組成，其蛋白的含量並不遜於其它酵母，並且維生紊含量豐富，特別是適宜於菌類(蘑菇)生長必須的硫胺紊比市售的酵母計還多．在蘑菇栽培中作為發育紊最為有利。此外，如同活性污泥一樣作農肥也是剩餘酵母的利用途徑。

3、酵母處理技術的實際應用

酵母處理技術實用化程度如何，是人們十分關註的問題。以日本為例，現已有12傢食品工業廢水處理采用該處理技術，獲得瞭較好的應用結果。

如對某水產加工工場廢水處理，該工場廢水原采用活性污泥法處理，因進水負荷增大而處理困難。采用酵母前處理技術，不僅克服瞭因負荷增大帶來的困難，同時由於廢水中含鹽分高達5000mg/L，過去使活性污泥運行條件惡化現象也得到克服。該場的運行條件及處理水質情況詳見表5及表6。在污泥處理方面，以前單純采用括性污泥法，每處理公斤BOD負荷要運出6．6公斤脫水污泥泥餅，采用酵母前處理後的1992年則減少至2．2公斤泥餅/處理公斤BOD負荷，泥餅減少量約67 。酵母前處理技術在處理該項廢水最大的優點是沉降性好及空氣耗量的減少。酵母處理過程污泥濃度保持10，000mg/L，SV。。為50～70 ，SVI：450"-~60ml/g。此外，由於酵母反應槽內DO(溶解氧)較低，但酵母凝集團擴散性好，故而DO僅維持在0．66mg/L(平均值)低范圍內即可運行，相應減少瞭空氣耗量。此外還有一點就是酵母法對去磷脫氮也有一定的效果。脫磷率、脫氮率分別達45．5％及52．9~/ 。據認為是酵母細胞形成過程中需要攝取水中氮與磷。

 

4、結束語

利用酵母前處理技術研究試驗工作仍在進一步進行之中，酵母技術適合處理難分離性固形物、高油脂分、山梨糖醇、高鹽份的工業廢水。由於酵母菌的特性，酵母菌凝集體良好的沉降性，高濃度的菌體濃度使得活性污泥法在此方面的問題得到解決，加上剩餘酵母可用作農肥飼料、菌類栽培發育素等，處理出路可得到解決，達到綜合利用的目的，實現資源化目標。

在工程運用中，酵母處理技術可減少前處理用地面積，運行中可減少空氣消耗、保持穩定的處理效果以及附帶有脫氮、脫磷之功效等均可在工程上進一步得到發揮與應用。相信該技術不久的將來在廢水處理中會占有一席之地。

 
於

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