乳制品废水
乳制品废水是炼乳、干酪、奶油、乳制清凉饮料、冰激凌以及乳制品点心生产过程中排出的废水。废水主要来自容器及设备的清洗水,主要成分含有制品原料。
基本内容
乳制品废水是炼乳、干酪、奶油、乳制清凉饮料、冰激凌以及乳制品点心生产过程中排出的废水。废水主要来自容器及设备的清洗水,主要成分含有制品原料。其中牛奶加工厂含有处理原乳0.2%,BOD20-300mg/L,污染较低,而干酪、奶油加工产废水污染程度较高,COD达3000 mg/L, BOD 全达2400 mg/L含总氮(N)达90 mg/L,总磷(P)达16 mg/L,含油脂达200 mg/L,悬浮物达600 mg/L,废水中原料成品如奶油、炼乳应作为副产物尽量回收并在生产过程中减少其流失,废水常采用隔油、沉淀气浮、电化学絮凝等物化处理法及生物滤池、曝气池、气化沟、生物塘等生化处理方法进行处理。
水质与水量分析
乳制品加工需用大量水,主要用作冷凝、冷却、加热及清洗,以奶粉生产为例,每加工1吨鲜牛奶(指原料)约需30~35m3水,但大部分水(约80%)是冷凝、冷却、加热用水,一般可循环使用。
乳制品工业废水主要来源于牛乳输送、加工中的容器、管道、设备加工面清洗,产生高浓度废水;生产车间、场地的清洗和工人卫生用水,产生低浓度废水;此外就是生活用水,一般是低浓度废水。1
乳品加工过程中容器、设备、管道的清洗消毒水构成乳制品加工高浓度废水,其COD值高者可超过20000mg/L。一般也在5000mg/L以上,废水量约每加工l吨原料乳产生1.0m3,随着生产品种、产量、工厂管理等因素的变化,废水量有所变化。乳制品工厂洗涤车间地面水和其他用水(如办公用水、生活用水等)构成低浓度废水。一般COD值在10OOmg/L以下,每加工l吨原料乳约有3~4m3低浓度废水产生。
通常液态奶及奶粉生产企业排放的废水COD约为1500~300Omg/L,酸奶、奶油、冰激凌、雪糕、干酪等乳制品企业排放的废水COD一般为4000~700Omg/L。
乳品废水主要污染成分为乳蛋白(如酪蛋白、乳清蛋白筹)、乳糖、乳脂以及含于原乳中的各种矿物质、用于设备、管道、容器清洗的酸、碱等,废水pH值一般6.5~7.0。2
废水来源及其特征
乳品工业包括乳场、乳品接收站和乳品加工厂。乳场废水主要来自于洗涤水和冲洗水;乳品接收站废水主要是运送乳品所用设备的洗涤水;乳品加工厂废水包括各种设备的洗涤水、地面冲洗水、洗涤与搅拌黄油的废水以及生产各种乳制品的废水。
污染物的生物降解径路
乳糖
乳糖为低聚合物 (C6H10O5)x,其聚合度x为2,即为2 糖类物质。水解工艺中利用兼性微生物的代谢作用,在缺氧条件下,首先将低聚合糖转化为单糖,如果反应仍处于缺氧条件,则单糖 (葡萄糖)将通过糖的酵解作用,分解成2 个丙酮酸 (即1 ×C6 → 2C3),从而完成低聚合糖的水解过程。进一步的彻底降解,只能在有氧条件下才能完成。即在有氧条件下,丙酮酸进入三羧酸循环,达到完全的氧化。
脂肪
脂肪的降解也是首先在细胞外,通过脂肪水解酶发生水解,生成甘油和相应的脂肪酸。甘油的进一步降解类似于糖解过程的一部分,转化为丙酮酸。水解产物脂肪酸及丙酮酸的进一步降解,则同样需要在有氧条件下进入三羧酸循环,达到完全的氧化。
蛋白质
蛋白质是由多种氨基酸分子组成的复杂有机物。它与糖类、脂肪类物质分子结构的主要不同点在于它的组分中含有氮素;在蛋白质组分中,氮的含量平均约为16%。蛋白质不能直接被微生物利用,在进入细胞组织之前,需经蛋白质水解酶的作用,使其水解成氨基酸。其水解径路为:蛋白质→ 多肽 →二肽→ 氨基酸。至此,蛋白质的水解过程完成,接下来需要在有氧条件下进入三羧酸循环,达到完全氧化。
乳品废水处理技术
乳制品企业产品种类不同,但废水性质接近,都属于高蛋白质含量的废水,较易于被生物利用,故国内外普遍使用生物处理方法治理乳制品废水。目前国内比较成熟、可靠的废水处理工艺有:水解酸化+好氧生化处理工艺及厌氧UASB+好氧生化处理工艺。