果蔬食品厂污水处理技术详解

果蔬食品厂污水处理技术详解

果蔬食品厂污水处理是一个复杂且多步骤的过程，需要综合运用物理、化学和生物方法来确保废水得到有效处理和净化。本文详细介绍了果蔬食品厂污水处理的全过程，包括预处理、物化处理、生物处理、深度处理和出水处理等多个环节，并对每个环节的具体方法和技术进行了深入阐述。

污水处理流程详解

预处理

• 固液分离：首先使用格栅或筛网去除废水中的大颗粒悬浮物，如菜叶、果皮等。
• 调节池：通过调节池调整废水的pH值和水质，以保证后续处理工艺的连续运行。

物化处理

• 絮凝沉淀：采用絮凝剂将废水中的悬浮物聚集成较大的团块，然后通过沉淀池去除这些团块，从而降低废水中悬浮物的浓度。
• 高级氧化法：如Fenton反应或其他化学氧化方法，可以有效去除难降解有机物和重金属。

生物处理

• 厌氧处理：对于高浓度有机废水，采用厌氧处理可以在无需氧气的情况下分解有机物，产生甲烷和二氧化碳。
• 好氧处理：通过曝气池或生物滤池，利用微生物的代谢活动进一步降解有机物和氨氮。

深度处理

• 膜分离技术：如超滤、反渗透和纳滤等，可以进一步去除废水中的微量有机物和重金属。
• 电絮凝法：通过施加电场，使污染物质带电并聚集成较大的团块，再通过沉淀池去除。

出水处理

• 二沉池：最后通过二沉池进行最终沉淀，确保出水达到排放标准。

污泥处理

• 污泥减量：通过压滤、干燥等方法减少污泥体积，提高其稳定性和易处置性。

整个处理流程需要根据具体的废水特性和处理要求进行优化设计和调整，以确保达到环保部门的排放标准。例如，果蔬加工污水主要来源于设备清洗废水、消毒清洗废水、地面清洗水、果蔬汁冷凝水、设备冷却水、空调冷却水等，这些废水以有机污染物为主，CODcr较高，同时含有大量的菜叶、果皮等固体悬浮物。因此，在设计处理方案时，需要特别注意这些特点，并采取相应的预处理措施来去除悬浮物和调节水质。

絮凝沉淀与化学氧化方法

在果蔬食品厂污水处理中，絮凝沉淀和化学氧化是两种常用的方法。以下是这两种方法的最佳实践：

絮凝沉淀

• 选择合适的絮凝剂：根据实验研究，聚合硫酸铁（PFS）是最优的絮凝剂，因为它对餐厨废水中的COD和TP有较好的去除效果。其他常用的絮凝剂还包括聚合氯化铝（PAC）和聚合氯化铝铁（PAFC），但PFS在某些情况下表现更佳。
• 工艺参数优化：通过单因素试验确定最佳工艺条件，如pH值、絮凝剂的投加量等，以确保最大程度的污染物去除。新型高效絮凝沉淀工艺，如V型滤池和紊流多微涡网格絮凝池，可以进一步提高处理效率，具有节能、降耗、减排等优点。
• 设备选择：使用先进的净化设备，如哈尔滨工业大学开发的紊流多微涡网格絮凝池和小间距斜板沉淀池，可以有效提升处理效果。

化学氧化

• 高级氧化技术：高级氧化技术（AOTs）能有效去除食品工业废水中的难降解有机物，通过产生强氧化性的原位自由基，将有机污染物矿化成小分子物质。常见的高级氧化技术包括Fenton反应、光催化氧化等，这些方法可以显著降低有机污染物的浓度。
• 化学试剂的选择和使用：在化学氧化过程中，选择合适的化学试剂非常关键。例如，Fenton反应中需要精确控制Fe(II)的比例和用量，以及反应时间，以确定最佳的处理条件。
• 综合应用：统计数据显示，结合使用Fenton反应和絮凝处理可以进一步提高处理效果，尤其是在处理生活垃圾渗滤液方面表现突出。

果蔬食品厂污水处理中，通过选择合适的絮凝剂、优化工艺参数、使用先进设备以及采用高级氧化技术，可以有效提升污水处理的效率和质量。

厌氧处理与好氧处理效率比较

在果蔬食品厂污水处理中，厌氧处理和好氧处理各有其优势和特点，但总体来看，厌氧处理在某些方面表现更为出色。

厌氧处理的主要优点

• 高效降解有机物质
• 产生的污泥少
• 动力流耗小
• 管理简便

这些特点使得厌氧处理在高浓度有机废水行业——如食品工业——广泛推崇。例如，在利丰食品公司（水果罐头加工）的废水处理中，采用厌氧-好氧联合生化处理工艺，处理效果良好，且占地面积小，易操作，运行可靠。

此外，厌氧处理能够在相对较短的时间内降解有机物质，处理效率高，且过程中不需要额外供氧。在某项研究中，设计负荷率为2 gVS L-1 d-1时，厌氧消化池的去除效率为85±2%的挥发性固体（VS），84±3%的总化学需氧量（CODT）。

相比之下，好氧处理适用于低浓度有机物的处理，如城市污水等。虽然好氧处理在某些情况下可以进一步去除部分CODT和VS，但其效率通常不如厌氧处理。

综合考虑，厌氧处理在果蔬食品厂污水处理中具有显著的优势，尤其是在高浓度有机废水的处理上。然而，结合厌氧和好氧处理的顺序系统（AASS）可以进一步提高整体处理效率，既能节能又能降低成本。

膜分离技术最新进展

纳滤技术

纳滤技术在去除废水中的重金属离子方面取得了显著进展。通过使用聚乙烯胺和戊二醛组成的膜，可以实现对CR3+等重金属离子的高效去除，处理效率可达99.90%。此外，通过引入新型材料如二硫化钼（MoS2）纳米片和单宁酸（TA），可以进一步提高纳滤膜对重金属离子的去除能力。界面聚合（IP）和接枝技术以及添加纳米填料的方法也被用于改善纳滤膜的性能，以更有效地去除废水中的重金属离子。

超滤技术

超滤作为一种膜分离技术，其基本原理是利用膜上的孔径大小来区分不同分子或离子的大小，从而实现污染物的分离和去除。超滤技术通常用于去除水中的悬浮固体、细菌等大分子，而对于微量有机物和重金属的去除，则需要结合其他膜分离技术或改性材料进行优化。

反渗透技术

反渗透技术在处理重金属废水方面也显示出良好的应用前景。该技术能够实现重金属的回收，符合清洁生产的原则，设备紧凑且操作简单。反渗透过程中，压力驱动下的水分子通过膜，而离子、有机物、重金属等被截留，从而实现水的净化和分离。

纳滤膜对微量有机物的去除

纳滤膜在去除饮用水中的微量有机物方面也取得了显著进展。例如，纳滤膜对天然有机物腐殖酸的去除率接近100%，对环境内分泌干扰物的平均去除率在90%~92%之间。此外，通过在纳滤膜中添加金属有机框架复合物（MOFs），可以实现高通量和对有机物的高效去除。

电絮凝法应用效果

应用效果

• 高效去除污染物：电絮凝法通过带正电的絮凝剂与污染物颗粒的静电引络合聚成团，生成可沉降的絮凝体，从而有效去除废水中的总溶解固体（TDS）和总悬浮固体（TSS）。
• 无需药剂投加：与传统的化学絮凝法相比，电絮凝法无需投加药剂，运行维护费用低，且处理效果稳定，不会造成水质和沉淀物的二次污染，是一项高效、环保的水处理技术。

存在的问题

• 电极钝化和电解极化：电絮凝法在实际应用中常见的问题包括电极钝化和电解极化，这些问题会影响电流效率和絮凝效果，进而影响整体处理效果。
• 高能耗和材料消耗：传统电絮凝技术在应用过程中存在电极和电能消耗大、污泥产量大的问题。

电絮凝法在果蔬食品厂污水处理中具有显著的应用效果，但也面临着电极钝化、电解极化、高能耗等问题。