乳品廢水臭氧處理工藝

一、乳品廢水的來源及特點
        乳品廢水是煉乳、干酪、奶油、乳制飲料、冰激凌以及乳制品點心生產(chǎn)過程中排出的廢水。乳品廢水通常分為三類，即冷卻水、廠區(qū)生活廢水和生產(chǎn)廢水。冷卻水包括鮮奶蒸發(fā)濃縮排出的水，主要來自各工段的冷卻過程，這部分水基本不受污染，COD只有40～50mg/L，但水量較大，約占總水量的60%～90%，通常直接排放到環(huán)境中去。廠區(qū)內(nèi)的生活污水，包括食堂廢水，澡堂廢水、宿舍區(qū)和辦公區(qū)廢水等，這部分廢水在整個廢水中占的比例相對較小，通常和生產(chǎn)廢水一起處理。
        乳品廠主要處理的廢水是生產(chǎn)廢水，通常在乳制品生產(chǎn)加工過程中各生產(chǎn)工藝段的設(shè)備及車間地面的沖刷水、蒸發(fā)器的冷凝水、超高溫滅菌的凝結(jié)水等。其他廢水來源是在加工過程中牛奶和乳產(chǎn)品的散落、*牛奶和乳產(chǎn)品的外排以及包裝操作的散落等引起的。 
        乳品加工廠中的廢水水量每天波動很大，該波動與產(chǎn)品加工周期中的清洗程序直接相關(guān)。另外由于每個季節(jié)所接收的加工乳液數(shù)量不同，因此水量季節(jié)變化也比較大，一般是夏天高，冬天低。乳品廢水隨著產(chǎn)品的種類變化，水質(zhì)波動也非常大，但是廢水的BOD和COD的比值通常在0.5以上，屬于生化性很好的廢水。乳品加工廢水的SS通常來源于絮狀牛奶、干酪凝結(jié)物微粒或者是調(diào)味成分如水果和堅果等，一般情況下大約76%的SS是可揮發(fā)性的。廢水中的磷主要以有機物或聚磷酸鹽的形式存在，而大部分的氮以有機氮的形式存在，如蛋白質(zhì)。
普通乳品廢水的水質(zhì)特性

 
二、傳統(tǒng)乳品廢水處理工程實例
（一）   工程概況
        某乳品廠是以生產(chǎn)酸奶、鮮奶等乳制品為主的企業(yè)，年產(chǎn)乳品58000t，其中鮮奶44000t，各種酸奶14000t。該項目為改擴建項目，原廢水處理工藝為氣浮+接觸氧化，處理能力250m³/d，后由于該廠擴大了生產(chǎn)能力，原處理規(guī)模難以滿足環(huán)保要求，同時該廠廠區(qū)面積極為有限，廢水處理工程只能在原有用地范圍內(nèi)建設(shè)。
    該廢水的特點是廢水中COD、油脂含量較高，易發(fā)生*變質(zhì)現(xiàn)象。結(jié)合國內(nèi)乳品廢水特點，進行技術(shù)經(jīng)濟比較后，本工程采用水解酸化+曝氣生物濾池處理工藝作為主體工藝。項目設(shè)計規(guī)模650 m³/d，于2000年9月正式投產(chǎn)運行，2006年該廠由于搬遷停產(chǎn)，運行6年間出水水質(zhì)較為穩(wěn)定，水質(zhì)指標(biāo)達到了工藝設(shè)計要求。
（二）   處理工藝
1、  設(shè)計水質(zhì)
        該乳品廠所排放的廢水中80%以上為奶制品生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水。主要來自設(shè)備消毒沖洗、灌裝設(shè)備清洗、酸奶瓶清洗以及純水制備中排放的離子交換樹脂再生廢水等。廢水中含有大量的可溶性有機物（糖類、脂肪酸、蛋白質(zhì)、淀粉等），主要污染物為COD、BOD、動植物油、SS、酸堿物質(zhì)等，屬中高濃度有機廢水。廢水可生化性很好，不含有毒有害物質(zhì)，外觀呈乳白色。根據(jù)當(dāng)?shù)氐胤江h(huán)保部門要求，廢水處理后外排應(yīng)滿足地方水污染物排放二級標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)計進出水質(zhì)見表3-1-3。
乳品廢水設(shè)計進出水水質(zhì)

2、  處理工藝
        該項目為改擴建項目，經(jīng)工藝的比較選擇，確定了水解酸化+好氧生物處理的工藝流程，考慮到占地面積的限制，選擇好氧工藝時，采用了占地面積較小的曝氣生物濾池工藝。
3、  工藝流程
  本工程的主要處理工藝流程可分為：預(yù)處理工藝、水解酸化工藝和曝氣生物濾池工藝三部分，工藝流程見圖3-1-1。
（三）   平面設(shè)計
        本項目建設(shè)在生產(chǎn)區(qū)，占地面積約830㎡，長41.5m，寬近20m，東西向布置。
（四）   運行情況
1、  監(jiān)測結(jié)果
該廢水處理工程運行檢測數(shù)據(jù)見下表
                                                                                     2000-2005年運行檢測數(shù)據(jù)

2、  主要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)
        該乳品廠廢水處理改造工程投資150萬元，其中設(shè)備投資59.8萬元，土建投資90.2萬元，勞動定員3人，裝機溶劑74kW，運行日耗電471kW·h，年運行費30.2萬元。噸水處理費1.55元/m³。

三、乳品行業(yè)廢水新型臭氧生化處理工藝（簡稱OAO工藝）介紹
                                                                     中合元乳品廢水的臭氧生化處理工藝特點說明
 1、臭氧同步污泥減量技術(shù)：
        在廢水處理工程中，剩余污泥處理和處置問題的日益突出使得污泥減量技術(shù)成為研究的熱點。在目前國內(nèi)外研究的污泥減量技術(shù)中，利用臭氧同步對隱性生長的污泥減量，取得很好的效益。該技術(shù)由于其破解效率高、不產(chǎn)生毒副作用，只產(chǎn)生少量的污泥等特點，不僅降低了設(shè)備采購成本、減少了工程占地面積，運營成本也降低10---20%，所以，很快便被應(yīng)用于水處理實踐。
        臭氧具有強的殺傷力,它能夠滲入細胞壁從而破壞細菌有機體鏈狀結(jié)構(gòu)導(dǎo)致細菌的死亡,細胞溶解釋放有機物質(zhì)到水中, 而這些自產(chǎn)底物可重新被用于生物代謝,這樣部分有機碳的重復(fù)使用將會導(dǎo)致污泥產(chǎn)量的減少。利用臭氧對剩余污泥進行破解,可以使污泥胞內(nèi)外物質(zhì)溶出進入液相,改變污泥特性。

2、 高級氧化法（Advanced Oxidation processible, 簡稱AOP)技術(shù)：
        目前，廢水處理常用的生物法處理的缺點在于：對可生化性差、相對分子質(zhì)量從幾千到幾萬的物質(zhì)處理較困難，處理速度慢，耗時較長，因此處理效率較低。臭氧高級氧化法可將其其直接礦化或通過氧化提高污染物的可生化性，同時還對環(huán)境類激素等微量有害化學(xué)物質(zhì)的處理方面有很大的優(yōu)勢。因此，廢水生物法處理的效率大為提高。
       水處理過程中以羥基自由基為主要氧化劑的氧化過程稱為AOPs過程，用于水處理則稱為AOP法。臭氧化學(xué)處理速度快，效率高。二者有機結(jié)合，可以*提高污水的處理效率。不僅處理效果提高，而且單位時間的污水處理量大為增加，使污水處理工程小型化成為可能。

 3、臭氧閉環(huán)矢量控制投加技術(shù)：
        臭氧設(shè)備的選項以及臭氧投加量的精準(zhǔn)控制是該技術(shù)的關(guān)鍵。普通的臭氧投加采用曝氣器或射流器等，需要設(shè)計較大的投加量，但利用效率卻很低，臭氧大量溢出，不僅污染環(huán)境，而且造成*浪費。
        臭氧閉環(huán)矢量控制技術(shù)根據(jù)污水流量及需求量精準(zhǔn)投加臭氧量，使臭氧產(chǎn)量與需求量達到精確匹配，既達到設(shè)計處理要求，又無臭氧溢出。這個過程，都在計算機的精準(zhǔn)控制下進行。所以，該技術(shù)不僅能精確控制處理效果，而且使臭氧用量大幅減少。從而大幅降低了設(shè)備的采購成本和使用成本。

4、OAO生化處理工藝占地面積：
        生物法污水處理工藝，由于其處理效果好，成本低的特點已經(jīng)成為有機廢水處理的主體。但是，其仍存在一些不容忽視的缺點：耐沖擊負荷能力差、易發(fā)生污泥膨脹、構(gòu)筑物占地面積大、基建投資多、運行條件要求高以及日常管理復(fù)雜等。近幾十年來。國內(nèi)外學(xué)者對以上這些問題進行了不懈地探索和研究，開發(fā)了多種新工藝，使得生物法污水處理工藝朝著低投資、高效、節(jié)能的方面發(fā)展。OAO生化處理工藝，正是采用臭氧AOP技術(shù)，結(jié)合生物法污水處理工藝優(yōu)點，很好的解決了傳統(tǒng)生物法污水處理工藝占地面積大、運行條件高、管理復(fù)雜等缺點，*的提高了污水處理工程的效率。在保證相同處理效果的前提下，工程平面占地大幅縮小30---50%，高程降低30---50%。因此，工程造價大幅降低，且運轉(zhuǎn)更高效，節(jié)能。

5、 OAO生化處理工藝的運行管理：
        傳統(tǒng)生物法污水處理工藝因為其工藝特點，處理效果極易受污水組成成分、污水溫度、PH值、水力負荷、有機負荷等條件影響，所以運行管理對人員要求較高，并且實驗設(shè)備、檢測設(shè)備投入也較高。較高的日常運行管理成本會造成“買得起，用不起”的難題。
        OAO生化處理工藝相對簡捷，一次性投入低，后期運行維護費用低。采用OAO生化處理工藝小型化污水處理工程，僅需極少人員操作的工作量。
        OAO生化處理工藝的核心設(shè)備臭氧發(fā)生器及控制設(shè)備，臭氧的生產(chǎn)原料為空氣，單位時間用電成本低，后續(xù)投入極少。中合元核心技術(shù)的臭氧發(fā)生器，單位質(zhì)量 (kg/h)的臭氧生產(chǎn)成本僅需10元/h。

6、OAO生化處理工藝水質(zhì)目標(biāo)持續(xù)可達性：
水質(zhì)處理目標(biāo)的可達性是污水處理工程的核心目的。同時，建設(shè)者還應(yīng)考慮以下因素：
        科學(xué)性和合理性------尋求盡可能簡潔、高效、經(jīng)濟、配置合理的技術(shù)途徑達到既定處理目標(biāo)，充分借鑒國內(nèi)外*的相關(guān)工程經(jīng)驗。
        可靠性------工藝應(yīng)成熟可靠，能滿足*穩(wěn)定運行，系統(tǒng)風(fēng)險性較小，故障率在可控范圍內(nèi)。
        *性------在保證可靠的前提下，應(yīng)盡量開來采用新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備來提高效率，降低消耗。
        經(jīng)濟性------在預(yù)算內(nèi)，應(yīng)重點考慮節(jié)省投資，用地面積小，節(jié)省能耗運行費用低。
        可擴展性------應(yīng)適當(dāng)考慮未來發(fā)展對處理設(shè)施的要求，應(yīng)首先考慮擴充容量成本較低，便于擴容的工藝。
中合元核心技術(shù)的OAO生化處理工藝，在以上諸多領(lǐng)域均做了縝密考慮，產(chǎn)品設(shè)計，容量擴充，工藝可靠性，運行經(jīng)濟性均有可靠數(shù)據(jù)可供建設(shè)者參考。

乳品廢水臭氧處理工藝