食品生产废水处理工艺及设备介绍

发布时间:2025-08-07 

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一、产品简介

食品废水处理设备针对高有机物(COD 500-10000mg/L)、高悬浮物(SS 200-3000mg/L)、含油脂 / 氮磷的食品加工废水(如屠宰、酿酒、饮料、粮油加工废水)设计,核心功能是通过 **“预处理 + 生化处理 + 深度净化”工艺链,实现COD 去除率≥90%、SS 去除率≥95%、动植物油≤5mg/L**(满足《污水综合排放标准》GB 8978-1996 及行业特别限值,如《发酵类制药工业水污染物排放标准》GB 21903-2008)。设备处理规模 50-5000m³/d,支持 **“格栅 + 气浮 + AO/MBR + 消毒”** 标准流程及 “厌氧消化 + 脱氮除磷” 升级配置,兼具高效降解有机物与资源回收能力(如沼气收集、污泥堆肥),为食品企业提供从源头减污到达标排放的一体化解决方案。

二、处理流程

1. 预处理阶段 —— 杂质拦截与水质调节

废水首先通过机械格栅(间隙 1-5mm)去除菜叶、碎骨、包装残渣等大颗粒杂质(去除率≥90%),随后进入调节池(停留时间 6-12h,配潜水搅拌机)均衡水质水量,内置 pH 调节系统(投加 H₂SO₄/NaOH)将 pH 控制在 6.5-8.5(适配后续生化反应)。含油废水增设溶气气浮机(溶气压力 0.3-0.5MPa,释放器密度 20 个 /m²),投加 PAC/PAM 药剂后,乳化油去除率可达 90% 以上,出水油脂≤50mg/L。

2. 生化处理阶段 —— 有机物高效降解

厌氧处理(针对高 COD 废水,如酿酒、淀粉废水):

采用UASB 厌氧反应器(容积负荷 5-10kg COD/(m³・d)),通过颗粒污泥(粒径 1-3mm)降解大分子有机物,COD 去除率 60%-70%,同步产出沼气(甲烷含量≥60%)用于锅炉供热,实现 “以废养废”。

好氧处理:

主流工艺为AO 生物接触氧化法(缺氧区容积负荷 0.5-1.0kg N/(m³・d),好氧区容积负荷 1.5-2.5kg COD/(m³・d)),填料采用组合式弹性填料(比表面积≥350m²/m³),曝气系统选用微孔曝气器(氧利用率≥25%),可将 COD 从 2000mg/L 降至≤150mg/L,同时通过硝化反硝化去除氨氮(去除率≥85%)。

3. 深度处理与消毒 —— 水质达标控制

固液分离:采用二沉池(表面负荷≤1.0m³/(m²・h))或MBR 膜生物反应器(膜孔径 0.1μm,污泥浓度 8-12g/L),出水 SS≤10mg/L,满足回用或严格排放要求;

脱氮除磷:对总磷超标的淀粉 / 乳制品废水,投加聚合硫酸铁(PFS,投加量 50-100mg/L)形成磷酸铁沉淀,除磷效率≥90%;

消毒处理:采用紫外线消毒(照射剂量≥30mJ/cm²)或次氯酸钠投加(余氯 0.5-1.0mg/L),杀灭大肠杆菌、沙门氏菌等致病菌,确保总大肠菌群≤1000 个 / L。

4. 污泥处理 —— 减量化与资源化

沉淀池与气浮产生的污泥经浓缩池(停留时间 4-8h)提升含固率至 3%-5%,再通过板框压滤机(滤饼含水率≤60%)或离心脱水机处理,有机成分高的污泥(如屠宰废水污泥)可堆肥制成有机肥,厌氧消化产生的沼渣经灭菌后用于饲料加工,实现污泥零外运。

三、原理概述

1. 物化处理原理

气浮除油:通过溶气系统产生微气泡(直径 50-100μm),与废水中的油脂、悬浮物结合后上浮至水面,利用刮渣机去除,适用于动植物油的高效分离;

化学沉淀:投加铁盐 / 铝盐药剂与磷酸根生成难溶盐(如 FePO₄、AlPO₄),实现总磷的深度去除,反应式为:

\(\text{Fe³+ + PO₄³- → FePO₄↓}\)

2. 生化处理原理

厌氧消化:利用产酸菌、产甲烷菌的协同作用,将大分子有机物(如蛋白质、碳水化合物)分解为甲烷和二氧化碳,适用于 COD>5000mg/L 的高浓度废水,同时回收可再生能源;

好氧降解:通过曝气培养好氧微生物(如活性污泥、生物膜),将小分子有机物氧化为 CO₂和 H₂O,同步实现氨氮的硝化反应(NH₄⁺→NO₃⁻),缺氧区反硝化菌将 NO₃⁻还原为 N₂,完成脱氮过程。

3. 膜处理原理

MBR 工艺通过超滤膜的物理截留作用(孔径 0.01-0.1μm),实现泥水高效分离,延长污泥龄(20-30 天),确保难降解有机物的持续降解,出水水质可达《城市杂用水水质标准》(GB/T 18920-2020),用于厂区绿化、设备冲洗。

四、选型注意

1. 水质成分与浓度

高浓度有机废水(COD>5000mg/L):优先选择 “厌氧(UASB/IC)+ 好氧(接触氧化 / SBR)” 组合工艺,厌氧段可降低 60% 以上处理负荷,减少好氧池容积;

含油废水(动植物油>200mg/L):必须配置气浮预处理单元,选择溶气气浮(DAF)而非涡凹气浮(CAF),确保油脂去除率≥90%,避免后续生化系统受油脂抑制;

高氮磷废水(氨氮>100mg/L、总磷>15mg/L):采用 “AO/A²O + 化学除磷” 工艺,缺氧区容积占比≥30%,确保脱氮效率达标。

2. 处理规模与场地限制

小型食品厂(<200m³/d):推荐一体化设备(如地埋式 MBR 装置),占地≤50㎡,集成调节、气浮、生化、膜处理功能,自动化程度高(PLC 一键启停);

大型加工企业(>1000m³/d):采用模块化设计(预处理、生化、深度处理独立单元),预留 20% 扩容空间,生化池材质选择碳钢防腐或玻璃钢,寿命≥10 年。

3. 排放标准与回用需求

直接排放:需满足地方严苛限值(如北京、上海要求 COD≤50mg/L),选择 “MBR + 臭氧催化氧化” 深度处理,确保 COD 波动时仍稳定达标;

中水回用:配置 “砂滤 + RO 反渗透” 系统(脱盐率≥98%),控制回用水电导率≤1000μS/cm,用于冷却循环水、清洗用水,降低企业新水用量 30% 以上。

4. 经济性与运维便捷性

能耗控制:曝气系统选用变频风机(节能 30%),厌氧反应器利用余热保温(温度维持 35±1℃),降低加热能耗;

智能化配置:集成水质在线监测仪(COD、NH₃-N、TP)与 PLC 控制系统,自动调节药剂投加量、曝气量,异常时触发报警(如膜压差>0.05MPa 时自动反洗),减少人工巡检频次 50% 以上;

药剂成本:优先选择生物降解型 PAM(分子量 1000-1200 万),用量较传统药剂减少 20%,同时避免二次污染。

5. 行业适配与案例验证

屠宰废水:针对高 SS(1000-3000mg/L)、高 COD(2000-5000mg/L),采用 “格栅 + 气浮 + A²O+MBR” 工艺,出水 COD≤80mg/L,SS≤10mg/L,满足《肉类加工工业水污染物排放标准》(GB 13457-92);

酿酒废水:处理高浓度 COD(8000-15000mg/L)时,“UASB + 接触氧化 + 深度过滤” 组合可实现 COD 去除率 92%,同步收集沼气用于锅炉燃料,投资回收期≤3 年;

饮料加工废水:针对低 SS、高糖(蔗糖 / 葡萄糖)废水,采用 “调节 + 水解酸化 + MBR” 工艺,出水 COD≤50mg/L,直接回用于瓶罐清洗,水回用率≥70%。

结语

食品废水处理设备的选型需紧密结合废水的有机物浓度、油脂含量、氮磷负荷及场地条件,通过 “物化预处理减负荷、生化核心降污染、深度处理保达标” 的技术路线实现高效治理。针对屠宰、酿酒、饮料等细分行业的水质差异,选择具备同类工程业绩(如日处理 5000m³ 啤酒废水项目)的供应商,可定制化配置厌氧反应器容积、膜组件型号及消毒工艺,在确保稳定达标的同时降低运行成本,助力食品企业实现绿色生产与水资源循环利用的双重目标。

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