食品工业废水处理
我公司及其法律前身在食品工业领域拥有丰富的业绩:我们已为多家乳品厂、屠宰场和肉类加工厂建成了基于加药的完整物理化学法废水处理工艺。无论具体是哪种工厂,这些方案通常都包含若干相同的工艺步骤。一个典型的处理流程可能包括以下环节:
筛滤与机械预处理
生产工艺产生的废水——尤其是食品工业废水——可能含有大量固体污染物。应尽早将其从系统中去除,以免造成堵塞等工艺问题。固体污染物的去除通常通过筛网、格栅等机械方式完成。回收的物料在条件允许时可作为副产品加以利用,否则应作为废物妥善处理和处置。
收集与均质化
生产工艺废水来自不同的工艺环节,因此其水量与水质会在较大范围内波动。这些波动在收集均质池中得到平衡,从而为后续处理环节提供更稳定的负荷。
pH 调节
pH 调节是处理工艺中普遍采用的一个环节,化学处理与生物降解过程都可能需要用到。通常在两级串联、带搅拌装置的反应器中完成:第一级进行粗调,第二级进行精调。酸性与碱性药剂储存在专用的(双层壁、带防护堤的)药剂储存加药罐中,加药泵由 pH 探头控制。
混凝
混凝与 pH 调节在时间和空间上几乎同步进行。食品工业废水中典型的污染物——油脂与蛋白质——以胶体、乳化状态存在于水中;含铁或含铝混凝剂可破坏这种胶体稳定性。其目的是将污染物转化为固体形态,并结合成大比表面积的金属氢氧化物絮体(污泥絮体)。除混凝药剂外,我们还计划投加消石灰以中和废水的酸碱度:消石灰与水中的碳酸氢盐反应生成碳酸钙沉淀,并嵌入正在形成的絮体中,从而改善污泥后续的脱水性能,提高脱水后的干物质含量。
专业人士参考:化学原理
该工艺所用的基础药剂为溶于酸中的铁盐或铝盐,它们溶解于废水中,随后在中性至微碱性条件下以金属氢氧化物沉淀析出:
Fe(II)SO4 → Fe2+ + SO42-
Al(OH)xCl3-x → Al(OH)x- + (3-x) Cl-
Fe2+ + Ca2+ + 2 OH- → Fe(OH)2↓ + Ca2+ (pH>8,8)
Al3+ + 1,5 Ca2+ + 3 OH- → Al(OH)3↓ + 1,5 Ca2+ (pH>6,0)
生成的金属氢氧化物沉淀相互结合形成大颗粒絮体,从而截留水中的胶体状有机污染物。用于中和 pH 的消石灰相较于氢氧化钠或氢氧化钾具有若干实际优势:它与废水中的碳酸氢盐反应生成碳酸钙,
Ca(OH)2 + 2 HCO3- → CaCO3↓ + 2 H2O
并嵌入正在形成的絮体中,从而改善污泥的脱水性能——这使得后续脱水阶段能获得更高的干物质含量。出于类似目的,我们还计划投加膨润土,其由多孔结构颗粒组成。消石灰加药的另一优势在于,与氢氧化钠或氢氧化钾相比,它对水中溶解盐含量的提升相对较小,因为后两者会与碳酸氢盐生成可溶于水的盐。
絮凝
混凝过程中生成的金属氢氧化物与污染物絮体(污泥)本身颗粒较小,由于表面带电而在废水中保持稳定悬浮状态。要将其从水相中分离出来,必须增大其粒径——这通过投加絮凝剂(又称聚电解质)来实现。絮凝剂以聚合物链(如聚丙烯酰胺)为基础,其链长、电荷及电荷密度在生产时根据功能需要而设计,可为粉状或液态。最佳型号始终通过实验室试验确定,随后以稀释(0.1%–0.4%)水溶液形式投加,该溶液在聚合物溶解装置中配制。
固液分离与污泥脱水
水—泥两相分离可通过沉淀或气浮设备完成:沉淀时依靠重力使污泥絮体沉降至设备底部;气浮时则依靠加压溶气释放的微气泡将絮体带至液面。此时分离出的污泥仍非常稀薄(含固率 1%–3%),因此需进行脱水以降低处置与运输成本。实践中常用的方案包括:塑料厢式压滤机、离心机、带式压滤机、螺旋污泥压榨机。在选择设备时需综合考虑多项因素(间歇/连续运行、能耗、处理能力、可达到的干物质含量)——我们认为不能预先断言某一方案"最佳":最优方案始终取决于具体工厂的参数条件。
废水排放
大部分食品工业废水可通过上述化学法处理,尤其是当处理后的水排入市政管网时——此时溶解性有机物(COD,化学需氧量)的去除效率通常足以满足法规规定的排放限值。若受纳水体为地表水,且单靠化学(物理化学)处理的效率不足,则会在工艺中增设一级通常为生物处理的段,用于去除溶解于水相中的可生物降解、无毒物质。
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