食品工业废水的膜法处理与回收利用!

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我国特别是在中小城镇中分布着大量的食品加工企业,这些企业的现代化程度和生产规模日益提高,但是产生的废水水质恶劣,废水量不断增加,对环境危害十分严重。

食品工业包括饮料工业是耗水大户,这些耗用的水仅少部分用于食品生产本身,大部分是用于食品生产过程洗涤和清洁的,因此完全可以将这些废水加以回收利用。基本上以粮食为主要原料的发酵工业所产生的污染物主要是由于粮食未被充分利用造成的,因此,排入水环境的污染物绝大部分是具有回收价值的产品和副产品。

早在1990年代,食品工业中就开始大规模地采用膜技术进行废水处理。用膜技术分离发酵液中菌体、浓缩产品、开发新产品、改革生产工艺、提高工艺用水的回用率,具有十分广阔的前景。

1、酒精废水

以粮食、果蔬及其废弃物为原料进行发酵,是酒精生产的主要工艺。采用连续发酵-PV膜分离的组合工艺,进行燃料乙醇生产,大大减少了酒精废水产生的量。1988年法国Betheniville的甜菜糖厂运用了一套可连续生产4种纯度乙醇,使用膜面积达2400m2,日处理乙醇水溶液为150000L的PV装置。该甜菜糖厂通过蒸馏-PV与脱硫相结合的集成工艺处理后,乙醇的纯度和浓度以及排放的废水水质是常规工艺所无可比拟的,生产效益和环境效益都十分显著。

1.1处理酵母废水

(1)UF膜法。首先用离心法去除废水中90%的悬浮物,再用卷式UF膜组件,在一定压力和流速下,色度去除率可〉97%,浓缩达10倍,膜寿命预计为5年。采用8英寸卷式UF膜,总膜面积1176m2,在上述操作条件下,处理废水量为200m3/d,与蒸发法相比,每吨废水的处理费用节约了15.6%。去除酒精厂酵母分离产生的废水,即对酒精废液→离心分离→滤渣→干燥→酵母饲料生产过程中离心分离出来的滤液,用热交换器降温至65℃(适合UF膜的运行温度),经过滤器预处理后,将清液泵UF膜装置处理。UF膜法回收50%蛋白质,其投资费用为蒸发系统的25%,运行费用仅为蒸发浓缩法的20%。

(2)UF/NF组合膜法。采用卷式UF组件以及复合膜卷式NF组件,以循环浓缩方式,处理以蔗糖废糖蜜为原料、生产酒精酵母的酵母生产废水。工程运行结果表明,UF对残糖和氨、氮的分离率一般在15%~35%。由于残糖和氨氮是酵母发酵过程中的营养成分,因此UF透过液可被重新回用于发酵工序。NF膜对废水的COD去除率〉90%,并接近或达到废水排放标准。采用天然的、正电荷的壳聚糖絮凝剂对酵母生产废水有较好的预处理效果,脱色率〉60%,COD去除率约20%。

1.2酿酒废水

甘蔗糖厂的副产品-糖蜜生产酒精的企业排放的废水中由焦糖色素产生的COD、BOD及色度是生物法难以去除的。用MBR与NF膜集成工艺处理糖蜜制酒精厂排放废水,出水的COD、色度都达到国家一级排放标准,废水回收率〉80%。表1列出了采用复合的中空纤维大孔(MF/UF)膜装置(最大膜面积为由55支元件组装成的385m2)处理酿酒工业废水的效果。该复合膜表面涂覆了具有强亲水性和强抗蛋白质粘附性能的PVA,因此该复合膜对于富含蛋白质的食品工业废水有很好的去除效果。经该大孔复合膜处理后,废水中的BOD、SS的含量都远低于废水排放标准。

2、味精废水

味精生产过程产生的废水中残留等电点提取后的谷氨酸发酵废液为含高浓度CODcr、BOD5和高浓度NH3-N、S042-,难以用生化法处理的废水。

(1)膜法。采用截留分子量为1万的UF膜对味精厂排放的废水进行除菌体和大分子蛋白等成分的处理,在操作温度、运行压力、浓缩倍数等较佳操作条件时,废水中SS、CODcr的去除率分别为99%、30%,为后序的生物法减轻了处理负荷,可将回收的蛋白进行综合利用。用膜材料分别为聚砜(PS)、聚丙烯腈(PAN)的UF处理后,COD降低34%,味精废水中菌体去除率达99%,浓缩倍数达5倍。用稀HCl水溶液反压清洗可恢复膜的水通量。PAN膜由于亲水性好,对菌体吸附性小,因而水通量高于PS膜。

谷氨酸发酵废水经甲壳素和碱式氯化铝混合絮凝、低速离心机分离后,上清液进入UF系统处理。经UF膜处理后,透过液中COD、BOD去除率都〉96%。经混凝-离心-UF的组合工艺处理的谷氨酸废水,接近或达到国家水污染物综合排放标准的二级排放标准。

(2)ED膜法。L-谷氨酸(L-GA)浓度为0.001~0.02mol/L的水溶液,经ED处理后,淡室、浓室中的L-GA浓度分别为5x10-5mol/L、0.05mol/L,淡室的水可以排放或回用,浓室回收了L-GA。

(3)MBR法。用聚乙烯(PE)中空纤维型从MBR法处理味精废水,效果显著。在容积为6.89m3的玻璃钢槽内,放置6支横置式φ2000xL3000mm中空纤维膜组件,24h连续曝气运行,废水中的BOD、SS、总氮,从1900~5500mg/L、467~2800mg/L、68~410mg/L下降到1~5.1mg/L以下、0.8~29.8mg/L。

3、大豆乳清废水

大豆分离蛋白(SPI)经酸沉后产生的乳清废水,通过絮凝离心处理,可以去除乳清中65%左右的脂肪、90%左右的悬浮固体。在絮凝离心处理后的乳清废水进入MF膜装置,在蛋白质损失只有10%左右的情况下,脂肪去除率高达90%以上,悬浮固体可被全部去除。

3.1回收蛋白、低聚糖

(1)UF/(NF)RO组合膜法。根据回收废水的成分及回用水的要求,如图1所示,在合适的膜过程,可以回收到不同的高价值产品,如可溶性蛋白、低聚糖和纯水。由于乳清蛋白分子量为2000~20000u、大豆低聚糖分子量为300~700u,因此采用UF膜和NF膜技术,可以将这2种物质分离。研究表明,用UF膜可回收乳清废水中几乎所有的蛋白质;用NF膜浓缩UF透过液,对大豆低聚糖中功能性成分水苏糖和棉子糖的回收率超过90%。浓缩液经双效蒸发浓缩和喷雾干燥即可得到成品乳清蛋白粉。

大豆乳清废水经过粗过滤、脱色除盐后,用PS的UF膜去除废水中的杂蛋白,再用NF或RO浓缩提取低聚糖。结果表明,UF有效地脱除了乳清废水中的蛋白;选用的NF膜和RO膜都能把乳清液中的低聚糖100%回收,低聚糖的浓度从起始的1%提高到12%。

用卷式PS的UF膜、卷式聚酰胺(PA)复合的RO膜处理大豆蛋白废水的研究表明,UF膜对乳清废水中蛋白回收率为90%~99%,RO膜浓缩回收废水中低聚糖。将大豆加工废水进行调pH值、离心、预过滤、微滤和调温等预处理;然后将预处理后的大豆加工废水在一定压力下通过UF膜系统,以提取大豆乳清蛋白;再将UF膜透过液送入NF膜系统,以提取大豆低聚糖并将其进行脱色处理;最后对NF膜透过液进行后处理以得到可回用于生产的水或符合排放标准的水。

(2)ED/UF/RO组合膜法。大豆加工废水先用板框过滤机初滤,滤液泵入UF膜装置,脱除蛋白等杂质后,得到干物质约3%浓度的浓缩液,然后泵入RO膜装置浓缩成含干物质约15%的浓糖浆,再经ED脱盐、减压浓缩成含干物质约50%的浆状低聚糖产品,最后经喷雾干燥得到低聚糖粉。

为了减少乳清废水中无机盐对NF特别是RO过程的影响,经预处理的乳清废水先进行ED法除盐,然后UF法提取可溶性蛋白,RO法浓缩低聚糖,工艺流程见图2。

3.2去除污染物

用聚四氟乙烯(PTFE)膜组装成一体化MBR处理大豆加工废水,结果见表2。MBR对COD、BOD的去除率均在90%以上,效果显著。

4、谷物加工废水

4.1米糠水中米糠脂多糖的提取

通过以下工艺可以从米槺水中制取植物脂多糖(LPS)米糠水提取→等电点分离蛋白→UF净化→NF脱盐浓缩→有机溶剂分步沉淀→LPS粗品→色谱分离→冷冻干燥→LPS成品。

用聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维膜UF净化经等电点分离蛋白后的米糠LPS提取液。UF后的米糠LPS提取液清澈透明,大分子蛋白和多糖杂质截留率分别为85.5%、99.6%,透过液中LPS、盐分含量几乎与前提取液中的浓度相当,即分别为9.57ug/L、1.27%。然后用管式PA膜NF处理UF透过液。NF浓缩8倍时,浓缩液中LPS的浓度增加了近7倍,无机盐去除率87.4%,NF透过水中无LPS检出。

4.2玉米加工废水

在厌氧上流式污泥床-换热器-MBR工艺处理玉米加工废水中,采用聚醚砜(PES)为膜材料的MBR装置总膜面积为688m2,处理废水量为500m3/d。MBR装置的废水、出水的COD浓度分别为15000mg/L,400mg/L,COD的去除率达97%。

5、果蔬加工废水

5.1水果加工废水

在果蔬加工物料的过滤操作过程中,果蔬汁中的胶体、蛋白质等在过滤器材的微孔过滤介质上形成动力膜。糖蜜、菠萝蜜等都是动态膜的材料。在多孔陶瓷管上动力形成的蔗糖糖蜜膜与甜菜糖蜜膜相比,膜结构更致密,孔径更均一。在0.2MPa压力、4m/s错流流速和60℃运行温度下,处理浓度为50%糖蜜料液时,动态膜的渗透通量比高分子膜大4倍,为20L/(m2.d),对有色料液的截留率,动态膜比高分子膜小20%~40%,髙分子膜的截留率为80%。由此可见,动态膜在处理果蔬加工废水中有着特殊的作用。

用膜法处理橄榄洗涤水可以克服生物曝气池处理存在占地费用高、处理效果不好等问题。橄榄洗涤废水经200目筛网过滤,再用100个具有宽流道结构的NF膜元件,在高的料液流量和错流流速下运行,处理结果见表3。膜技术代替传统的沉降池处理方法能高效回收浸泡橄榄后的盐水。

5.2蔬菜加工废水

花菜漂洗水中的芳香化合物可以通过PV膜分离方法加以回收。使用优先透有机物的聚醚酰胺(PEA)膜和聚二甲基硅氧烷(PDMS)膜,能够提取花菜漂洗水中的硫化物(二甲基二硫化物、二甲基三硫化物、S-甲基硫代丁酸盐)。用膜法回收土豆废水中的有价值成分,有很高的经济效益。

6、肉类加工废水

肉类淋洗废水经预处理、NF膜除硬度、紫外杀菌后,回用于食品加工用水,工艺流程见图3。经该工艺处理后的肉类淋洗废水,其电导率、TOC、浊度分别下降到13~196us/cm、1.5~4mg/L、0.14~0.32NTU,无机离子和微生物浓度等都达到饮用水水质指标。

香肠淋洗水的废水通过50um过滤→3um过滤→UV杀菌→二级膜处理后,一级和二级NF对前三项污染物的脱除率(%)分别为95.6、55.1,90.2、91.1,60.7、65.8,水质接近于饮用水指标,可以回用到生产。

7、牛乳加工废水

牛乳废水中含有蛋白质和有毒重金属离子,对牛乳加工废水采用膜回收蛋白质、RO膜法去除重金属离子的工艺处理。经低压NF膜处理后,废水中的COD、电导率的去除率均达到98%,Cr、Pb、Ni、Cd等有毒重金属的去除率均达到100%;二级RO膜法对COD、电导率和悬浮固体的去除率均在99%以上,再生的牛乳加工废水完全可以回用。

干酪生产中的乳清废水经沉淀处理除去微细物后,UF浓缩提取乳清蛋白。根据UF工艺的不同条件,浓缩物中每克固体含乳清蛋白为35%、60%、80%不等。加水稀释、循环运行UF浓缩物,可以进一步去除乳糖和盐,获得髙纯度、高含量的乳清蛋白。

8、饮料加工废水

饮料工业完全是一个“水工业”,耗水量大,废水排放量大,但回收利用潜力也很大。近几年全球许多地方掀起“太空水”、“纯净水”风暴,新鲜水用量与废水排放量同步增长。就整个食品饮料工业而言,产品制造用水的净化处理、原料和器具清洗以及生产场所冲洗等排放的废水,都可以用膜法工艺处理回用。砂糖精制工厂排水经NaClO处理、炭柱脱色、RO膜脱盐,再生废水回用是经济的。

9、废水中有机物的去除

正如前述,处理食品工业废水中的微量有机物,例如醇、酸、酯、酚和氯化烃等,用生物法因其浓度较高和不稳定性,难以分解完全;用吸附、蒸馏、萃取等方法费用昂贵。1980年后期,美国MTR公司开发了硅橡胶为活性层的PV复合膜卷式组件和PerVap系统装置,建立了PV法处理三氯乙烷工业废水的示范工程,其工艺流程见图4。

10、结束语

食品工业的废水可以通过膜技术处理,废水净化回用,高价值物质回收利用,经济效益和环境效益显著。

巳建成运行的食品废水处理工程表明,组合不同膜技术的膜集成工艺处理食品工业废水,具有高效、节能的优点。由于食品产品的生产工艺的特殊性、产品的创新性,因此,废水处理具有一定的难度。加大新型分离膜及其废水工艺的开发,注重新型膜集成工艺的应用,食品工业废水处理及其资源化将会有良好的发展前景。

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THE END
1.食品废水处理方案20241106.docx食品废水处理方案一、方案目标与范围1.1方案目标本方案旨在设计一套科学合理、可执行的食品废水处理方案,以保证食品生产过程中产生的废水符合国家及地方环保标准,减少对环境的影响,保障水资源的可持续利用,同时提升企业的社会责任感和形象。1.2方案范围本方案适用于所有从事食品加工、餐饮服务的企业,尤其是大型餐饮企业、食...https://www.renrendoc.com/paper/358503670.html
2.食品加工废水处理工艺设计方案20220420222446.pdf食品加工废水处理工艺设计方案.pdf,食品加工废水处理工艺设计方案 某食品加工某有限公司生产貝有客家风味的肉丸、盐鳳 腊味、糕点、 汤料、海产品、食用菌裁菜制品等系列产品,年加工 能 力达2500 吨, 1.工程槪况 11 水质水豪 该项目废水主要来源于屠宰、加工清洗所产生的https://max.book118.com/html/2022/0420/5001100322004214.shtm
3.食品加工废水处理设备工艺食品加工废水处理设备工艺 设备工艺特点 1、去除率高:食品加工厂污水处理设备充分利用厌氧微生物水解能力强和附着生长好氧微生物氧化能力强的特性,实现了两种微生物主要功能的有机耦合和技术的集成,具有比常规处理工艺更高的有机物去除效率,可以处理悬浮固体含量高的有机废水。 https://www.hbzhan.com/tech_news/detail/728401.html
1.食品废水处理技术与应用从源头减少污染到环保再利用在现代社会,随着食品加工和餐饮行业的迅速发展,产生的食品废水问题日益突出。因此,对于如何高效、环保地处理这些废水成为了一个迫切的问题。本文将从以下几个方面进行探讨: 食品生产过程中的污染控制 在食品生产过程中,通过合理设计生产流程和使用先进的清洁技术,可以最大限度地减少物质损失和环境污染。例如,采用精确喷涂...https://www.pcykccynr.cn/di-tan-huan-bao/406379.html
2.CASS工艺处理蛋糕食品加工废水实例污水处理构筑物一旦建好,无法改变其大小。对于水量和水质变化较大的蛋糕食品加工废水,在一定的范围内,通过改变反应周期、加药的位置以及加药量,可以满足达标排放。对于蛋糕食品加工废水,采用 CASS 工艺,在正常工况时,药剂投加在气浮池中,PAFC 浓度为400 mg/L,pH 为6。端午节前后,气浮池 PAFC 浓度为...查看全部>...https://d.wanfangdata.com.cn/periodical/jsps201605015
3.食品废水处理工艺(精选6篇)摘要:结合食品废水工程实例,介绍了采用隔油+调节池+UASB+接触氧化法工艺处理高浓度食品废水的工艺设计实例.升流式厌氧污泥床(UASB)是该污水处理工艺的核心部分,通过三相分离器可以把含有废水、沼气及颗粒污泥的混合液实现气、液、固的分离.运行实践表明,该处理工艺运行稳定,产生剩余污泥量少,处理成本低,且各项指标均...https://www.360wenmi.com/f/filej5yp7emz.html
4.食品工业生产废水处理工艺及工程实例(豆瓣)《食品工业生产废水处理工艺及工程实例》介绍了食品工业生产废水处理工艺及工程实例,具体内容包括食品废水来源与处理基本方法,物理处理法,化学处理法,生物处理法,罐头加工废水处理工艺及工程实例,水产品加工废水处理工艺及工程实例,啤酒行业废水处理工艺及工程实例,调味品行业废水处理工艺及工程实例,酒精及白酒行业废水处理工艺...https://book.douban.com/isbn/978-7-122-11180-7/
5.高新技术企业认定管理资料汇编(三)负责对已认定企业进行监督检查,受理、核实并处理有关举报; (四)选择参与高新技术企业认定工作的专家并报领导小组办公室备案。 第九条 企业取得高新技术企业资格后,应依照本办法第四条的规定到主管税务机关办理减税、免税手续。 享受减税、免税优惠的高新技术企业,减税、免税条件发生变化的,应当自发生变化之日起15...https://cxcyxy.xhu.edu.cn/6a/ec/c3946a92908/page.htm
6.创建国家卫生城市现场评估食品和生活饮用水安全标识储存条件的食品,按标识的条件存储,易腐食品应放在8℃以下或60℃以上保存。 (5)食品加工 1、流程布局合理 车间是否从原料到成品方向布局,人流与物流界限清晰,内包装间、冷荤间、分餐间、洗手、消毒是否符合规定。 2、无腐败变质、过期或禁用原材料 https://www.hanbin.gov.cn/Content-2594692.html
7.食品生产废水的排放标准与处理技术食品机械设备网食品加工废水中有机物含量较高,易被生物降解,因此可以与市政污水管网合并处理,《污水综合排放标准》规定,对于排入城镇下水道并进入二污水处理厂进行生物处理的污水执行三标准,对排入未设置二污水处理厂的城镇下水道的污水,必须根据下水道出水受纳水体的功能,分别执行一或二标准。 https://m.foodjx.com/tech_news/Detail/360504.html
8.现代生物技术在环境保护的应用论文(通用5篇)王增长等人利用新研制的聚集—交联固定化细胞技术,将筛选的高效优势脱色菌种固定在活性污泥上,投加于“厌氧—好氧—生物滤池”工艺流程中,处理印染废水,结果表明:出水色度极低,处理后的水可回用[4]。 2.2生物强化处理技术为了提高废水处理的效果,而向废水中投加从自然界中筛选的优势菌种或通过基因组合技术产生的高效...https://www.fwsir.com/ligong/html/ligong_20191004132227_375687.html
9.关于《水污染防治重点工业行业清洁生产技术推行方案》的解读(2)可替代传统精炼漂白工艺中使用的多种助剂,一般织物使用时不必添加烧碱、双氧水及其他化学助剂,特殊织物使用少量的双氧水; (3)可降低企业水、电、蒸汽及污水处理等成本。 应用前景分析: 目前该技术年加工印染布不足12亿米,预计到2020年,可形成48亿米印染布产能,可减少废水产生量1800万吨,减少COD产生量1.08万吨...https://www.shuoxinzixun.com/index.php?m=Article&a=show&id=370
10.钢铁厂零排放污水处理工艺镀锌酸洗废水处理设备批发产品标签|食品加工废水处理设备钢铁厂零排放工艺钢厂废水处理设备造纸厂污水处理设备唐山污水处理设备厂家 <上一个下一个> ?1、可埋入地表下2、全自动控制,不需人员管理3、无污泥回流4、操作简单、维护方便5、噪声低,无异味6、使用寿命长 价格 订货量 https://nuochi888.cn.china.cn/supply/5065469234.html