制糖工业废水的处理

Posted 2023-01-15 工业废水

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制糖工业废水是以甜菜或甘蔗为原料制糖过程中排出的废水。主要来自制糖生产过程和制糖副产品综合利用过程。废水中一般含有有机物和糖分，COD、BOD很高，废水色度深、含氮、磷、钾等元素较高，其中主要来自斜槽废水、榨糖废水、蒸馏废水、地面冲洗水等。废水量为每生产1吨糖产生废水0.2-21m3（每吨甜菜排废水约2.5 m3）。

制糖工业废水的处理首先要清污分流；高浓废水先回收利用再处理；中浓度废水含BOD和COD低于5000-10000mg/L，经净化处理后排放；低浓度水应循环利用。常采用生化法或氧化塘，土壤处理系统方法处理废水。

1. 好氧降解是利用活性污泥在废水中的凝聚、吸附、氧化、分解和沉淀等作用，去除水体中的有机污染物，其最终产物是合成的细胞体、水和CO2。由于好氧降解工艺的投资较低，操作条件简单，所以是有机污染废水处理的首选，但是对于象制糖废水这样的包含高浓度有机物的情况，好氧处理仍然存在着许多原理和工艺上的限制条件，因而在实际应用上不如厌氧处理普遍，但是也有较为成功的研究。充气固定膜生物处理系统(ASFF)用于处理制糖废水是一种较新的技术，在水利停留时间为6-8h的情况下，处理效果可以达到BOD88.5%-97.9%，COD67.8%-73.6%。

通过对体系中的好氧降解生物种群的研究和筛选，可以进一步提高活性污泥对高浓度有机废水的处理能力。Matsuyama从甜菜制糖厂废水中分离出的棒状杆菌(kitamiensesp sp．nov．)是一种新的多糖分解细菌。对于它的复壮和推广可以明显提高制糖废水的好氧处理效果。Pathade et al．基于甘蔗糖蜜酒精厂产生的大量高浓度有机废水，建议好氧生物处理利用改进的混合微生物菌种接种进行污泥培养。从另一个角度，如生物转盘处理制糖废水时系统中的纤毛虫的差异性比较，制糖废水中绿藻的生长特性，都可以为好氧处理提供一些参性数据。

高浓度有机废水的好氧处理的另一大难题是在二沉池中的活性污泥的特性极差，如何有效地降低污泥的SVI值是处理可行性的一个依据。Prendl et al．用一好氧分离器预防制糖废水污泥膨胀效果非常显著，污泥的SVI值由使用前的300-600ml/g下降到60-90ml/g。

2. 生物接触氧化法是国内外发展得比较成熟的一种工艺。生物接触氧化法，就是在曝气池中安装生物挂膜填料，微生物附着在填料表面，形成生物膜，经曝气的废水流经填料层，和生物膜接触，在生物膜作用下，废水得到净化。一般可采用射流曝气技术，其设备结构简单耐用，投资省，维护少，氧利用率高，主要设备为水泵和喷射抽气器。生物接触氧化法是一种兼性活性污泥法和生物膜特点的一种工艺，所以它兼有两种处理法的优点。生物接触氧化法具有如下特征：

a、由于填料比面积大，池内充氧条件好，氧化池内单位容积的生物量高于活性污泥曝气池及生物滤池，因此，它可以达到较高的容积负荷。

b、由于相当一部份微生物固着生长在填料表面，不需要设污泥回流系统，也不存在污泥膨胀问题，运行管理简便。

c、由于池内生物固着量多，水流属完全混合型，因此它对水质水量的骤变有较强的适应能力，系统操作弹性大。

d、生物接触氧化法具有多种净化功能，能有效除去有机污染物质外，还能用以脱氮除磷。

接触氧化池内装有生物挂膜填料，微生物附着在填料上，在不断供氧的环境中，利用经培养驯化的微生物菌群氧化有机物。在氧化过程中，微生物对复杂有机物进行分解，并利用分解所产生的能量进繁殖、生长和运动。用作能量的这部份有机物最后转化为稳定的无机物CO2 、H2O、NH2，另一部份分解物质则同微生物合成为新细胞。通过以上过程污水中有机物得以除去。

3. 利用土地来进行有机污水的处理，主要是利用土地、植物的净化功能，在治理废水的同时，又利用其中的水分和肥分来促进作物、林木的生长，故而具有投资少、能耗低、易管理和净化效果好的特点。

Wang et al．在台湾的三个地区的蔗田中实施实验，评价制糖废水的土地处理情况。污水灌溉量为100kg/m2，土地均属于慢速过滤系统，并对土层厚度、地下水位、坡度、水利传导度进行了分析，为制糖废水的土地处理的工程设计提出了科学的方法。并发现其中的两处地方非常适合于制糖废水的处理，对甘蔗地无不良影响，增加亩产量，而且甘蔗的含糖量并未因制糖废水的施用而降低。另一个研究发现，制糖工业的废水在未稀释的情况下灌溉小麦和绿豆对叶绿素含量和干物质产量的影响效果不同，小麦的叶绿素含量和干物质产量均有增加，而绿豆的情况则相反。Paulsen et al．则对制糖废水在(德国)可耕地上灌溉的法律规定的可行性以及因此而产生的生态效应进行了较详尽的论述，可操作性的部分对我国在制糖的高浓度废水土地处置的管理方面有可借鉴性。