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1、第八章第八章 食品工业废弃物处理和应用食品工业废弃物处理和应用 n食品工业的三废处理食品工业的三废处理n食品工业废弃物的利用食品工业废弃物的利用食品工业废弃物处理和应用第一节第一节 食品工业的三废处理食品工业的三废处理一、食品工业废水的特性一、食品工业废水的特性有机物和悬浮物含量高，易腐败有机物和悬浮物含量高，易腐败。n使接纳的水体富营养化，造成藻类等大量繁使接纳的水体富营养化，造成藻类等大量繁殖，迅速消耗水体中的溶解氧，造成水体缺殖，迅速消耗水体中的溶解氧，造成水体缺氧，致使鱼类和其他水生动植物死亡；氧，致使鱼类和其他水生动植物死亡；n促促使使水水底底沉沉积积的的有有机机物物质质在在厌厌氧氧
2、条条件件下下分分解解，产生臭气，恶化水质，污染环境。产生臭气，恶化水质，污染环境。 食品工业废弃物处理和应用二、废水的水质污染指标二、废水的水质污染指标n生化需氧量（生化需氧量（BODBOD） 水中的有机物在好氧性微生物作用下水中的有机物在好氧性微生物作用下进行氧化分解时所消耗的溶解氧的量进行氧化分解时所消耗的溶解氧的量，用，用它来间接表示废水中有机物的含量。实际它来间接表示废水中有机物的含量。实际测定时采用测定时采用2020条件下，条件下，5 5天的天的BODBOD值，单值，单位位mg/Lmg/L。n 化学需氧量（化学需氧量（CODCOD） 表示废水中有机物在化学氧化过程中所表示废水中有机物
3、在化学氧化过程中所消耗氧的量。消耗氧的量。CODCOD越高，表示废水中有机物越越高，表示废水中有机物越多。多。常用强氧化剂重铬酸钾来测定，单位常用强氧化剂重铬酸钾来测定，单位mg/Lmg/L。CODCOD测定需时短，不受水质限制，可作测定需时短，不受水质限制，可作为水中有机物污染物含量的一种间接指示。为水中有机物污染物含量的一种间接指示。CODCOD一般较一般较BODBOD高，它们的差值表示不能被微高，它们的差值表示不能被微生物降解的那部分有机物的含量。生物降解的那部分有机物的含量。n 悬浮固体（悬浮固体（SSSS） 也称悬浮物，指也称悬浮物，指不溶于水但悬浮于水中不溶于水但悬浮于水中的固体物
4、的固体物，即使在静止条件下也不易沉淀，即使在静止条件下也不易沉淀，是废水的重要污染指标之一。是废水的重要污染指标之一。n 酸度、碱度酸度、碱度 一般一般用用pHpH表示表示。pH超过一定范围，对废超过一定范围，对废水的处理及综合利用，水生生物的生长繁殖水的处理及综合利用，水生生物的生长繁殖均有很大影响。均有很大影响。食品工业废弃物处理和应用三、食品工业废水处理的方法三、食品工业废水处理的方法 1.1.一级处理一级处理 主要指预处理主要指预处理, ,即用机械方法或简单的即用机械方法或简单的化学方法去除水中的固形物化学方法去除水中的固形物, ,悬浮固体和漂悬浮固体和漂浮的油脂层浮的油脂层, ,以及
5、初步中和酸、碱度等。一以及初步中和酸、碱度等。一级处理只能除去级处理只能除去BODBOD的的30%30%左右。左右。2.2.二级处理二级处理 用生物处理法除去可溶性有机物。一般能用生物处理法除去可溶性有机物。一般能除去除去9095%的固体悬浮物和的固体悬浮物和8095%的的BODBOD。二级处理可大大改善水质，甚至可使出水水质二级处理可大大改善水质，甚至可使出水水质达到排放标准。达到排放标准。3.3.三级处理（深度处理）三级处理（深度处理） 进一步除去二级处理未能除去的污染物质进一步除去二级处理未能除去的污染物质, ,其中包括微生物未能降解的有机物其中包括微生物未能降解的有机物, ,磷和氮等磷
6、和氮等能导致水体富营养化的可溶性无机物等。所使能导致水体富营养化的可溶性无机物等。所使用的方法有生物脱氮法、混凝沉淀法、活性炭用的方法有生物脱氮法、混凝沉淀法、活性炭过滤法、离子交换法等。三级处理只是在严重过滤法、离子交换法等。三级处理只是在严重缺水地区缺水地区, ,要求工业废水闭路循环或接纳废水要求工业废水闭路循环或接纳废水的水体作为水源时才考虑。的水体作为水源时才考虑。食品工业废弃物处理和应用（一）物理法（一）物理法 常用于废水的一级处理或预处理常用于废水的一级处理或预处理, ,它既它既可作为独立的处理方法可作为独立的处理方法, ,也可用作化学处理、也可用作化学处理、生物处理的预处理方法。
7、生物处理的预处理方法。常用的物理处理常用的物理处理法有法有: :沉降与气浮、隔截与过滤、离心分离、沉降与气浮、隔截与过滤、离心分离、重力分离及蒸发浓缩等。重力分离及蒸发浓缩等。物理法简单物理法简单, ,经济经济, ,但往往不能达到理想的处理效果但往往不能达到理想的处理效果, ,还需要配还需要配合使用其他方法。合使用其他方法。食品工业废弃物处理和应用（二）化学处理法（二）化学处理法 借助于化学反应的作用借助于化学反应的作用, ,以去除或回收以去除或回收废水中溶解物或胶体物质的方法废水中溶解物或胶体物质的方法, ,可达到回可达到回收有用物质收有用物质, ,降低废水中的酸、碱度降低废水中的酸、碱度,
8、 ,去除去除金属离子金属离子, ,氧化某些有机物等目的。氧化某些有机物等目的。常用的常用的化学处理法有化学沉淀法、混凝法、中和化学处理法有化学沉淀法、混凝法、中和法、氧化还原法等。法、氧化还原法等。由于化学处理法常需由于化学处理法常需采用化学药剂和材料采用化学药剂和材料, ,处理费用较高。处理费用较高。食品工业废弃物处理和应用（三）物理化学处理法（三）物理化学处理法 利用传质过程利用传质过程, ,分离废水中溶解性物质分离废水中溶解性物质, ,回收有用成分回收有用成分, ,使废水得到深度处理使废水得到深度处理, ,常用常用的物理化学处理法有的物理化学处理法有浮选、汽提、吹脱、浮选、汽提、吹脱、萃
9、取、吸附、电渗析等。萃取、吸附、电渗析等。食品工业废弃物处理和应用（四）生物处理法（四）生物处理法 利用微生物的代谢作用利用微生物的代谢作用, ,使废水中呈溶使废水中呈溶解、胶体状态的有机物转变为稳定、无害解、胶体状态的有机物转变为稳定、无害的物质。的物质。生物处理法是食品废水整个处理生物处理法是食品废水整个处理过程的关键。按起作用的微生物对氧的要过程的关键。按起作用的微生物对氧的要求不同，可分为求不同，可分为好氧生物处理好氧生物处理和和厌氧生物厌氧生物处理。处理。食品工业废弃物处理和应用1.1.好氧生物处理法好氧生物处理法n在好氧微生物的氧化分解过程中，废水中在好氧微生物的氧化分解过程中，废
10、水中呈溶解性的有机物首先透过细菌的细胞壁呈溶解性的有机物首先透过细菌的细胞壁被细菌吸收。而固体有机物与胶体有机物被细菌吸收。而固体有机物与胶体有机物先被细菌所吸附，并在细菌所分泌的胞外先被细菌所吸附，并在细菌所分泌的胞外酶作用下分解成溶解性物质，然后再渗入酶作用下分解成溶解性物质，然后再渗入细菌细胞内。细菌细胞内。n 进入细胞内的溶解状有机物在胞内酶的作用进入细胞内的溶解状有机物在胞内酶的作用下，一部分被氧化分解成简单的无机物，如下，一部分被氧化分解成简单的无机物，如COCO2 2、H H2 20 0、NONO3 3、NHNH3 3、POPO4 43 3和和SOSO4 42 2等，同时放出能等
11、，同时放出能量。量。n 细菌利用这部分能量作为其生命活动的能源，将另一部分有机物作为其生长繁殖的营养物质，合成新的细胞物质，使细菌得以增殖。|要求废水中有机物应有一定浓度，以要求废水中有机物应有一定浓度，以BOD计，计，一般应为一般应为100500mg/L。BOD与其主要营养物与其主要营养物氮和磷的比例关系为氮和磷的比例关系为BOD:N:P=100:5:1。要求。要求废水的废水的pH为为6 69 9。|常见的好氧微生物有：好氧细菌、真菌、原常见的好氧微生物有：好氧细菌、真菌、原生动物、藻类等。其中数量最多、作用最大的生动物、藻类等。其中数量最多、作用最大的是是细菌细菌。食品工业废弃物处理和应用
12、1.1.好氧生物处理法好氧生物处理法n活性污泥法活性污泥法 向富含有机物并有微生物的废水中不向富含有机物并有微生物的废水中不断打入空气，使其中的微生物生长繁殖，断打入空气，使其中的微生物生长繁殖，一定时间之后就会出现絮状泥粒，它具有一定时间之后就会出现絮状泥粒，它具有很强的很强的分解有机物分解有机物的能力，称之为的能力，称之为活性污活性污泥泥。利用活性污泥处理废水的方法就是活。利用活性污泥处理废水的方法就是活性污泥法。性污泥法。 n 生物膜法生物膜法 好氧微生物在有充足的氧和丰富的有机物好氧微生物在有充足的氧和丰富的有机物的条件下迅速繁殖起来，在介质的条件下迅速繁殖起来，在介质( (滤料或转盘
13、滤料或转盘) )表面形成一层由各种微生物组成的薄膜，即生表面形成一层由各种微生物组成的薄膜，即生物膜。因此称之为生物膜法。物膜。因此称之为生物膜法。食品工业废弃物处理和应用2.2.厌氧生物处理法厌氧生物处理法 也称为厌氧消化或厌氧发酵，就是在也称为厌氧消化或厌氧发酵，就是在厌厌氧条件氧条件下，下，利用微生物对有机物进行降解利用微生物对有机物进行降解的过程。消化过程分两个阶段进行，即的过程。消化过程分两个阶段进行，即酸酸性发酵性发酵和和碱性发酵碱性发酵阶段。阶段。n 酸性发酵阶段：废水中的复杂有机物在酸性发酵阶段：废水中的复杂有机物在产酸产酸菌菌的作用下，分解为简单的有机酸，包括甲酸、的作用下，
14、分解为简单的有机酸，包括甲酸、丁酸、醇、氨和硫化物等。丁酸、醇、氨和硫化物等。n 碱性发酵阶段：参与作用的微生物是碱性发酵阶段：参与作用的微生物是甲烷菌甲烷菌，代谢产物主要是甲烷和二氧化碳，及少量的氨、代谢产物主要是甲烷和二氧化碳，及少量的氨、氢、硫化氢等。氢、硫化氢等。食品工业废弃物处理和应用3.3.厌氧好氧生物处理法厌氧好氧生物处理法食品工业废弃物处理和应用4.4.自然生物处理法自然生物处理法n生物氧化塘生物氧化塘 利用水中自然存在的微生物和藻类，对利用水中自然存在的微生物和藻类，对有机废水进行好氧和厌氧生物处理的天然或有机废水进行好氧和厌氧生物处理的天然或人工池塘。人工池塘。n土地处理系
15、统土地处理系统 利用土壤及其中的微生物和植物根系对利用土壤及其中的微生物和植物根系对污染物的综合净化能力处理食品工业废水，污染物的综合净化能力处理食品工业废水，同时利用废水中的水分和肥分来促进农作物同时利用废水中的水分和肥分来促进农作物、牧草或树木生长与增产的系统设施。牧草或树木生长与增产的系统设施。食品工业废弃物处理和应用第二节第二节 食品工业废弃物的利用食品工业废弃物的利用一、食品工业废水的利用一、食品工业废水的利用n利用废水生产单细胞蛋白（利用废水生产单细胞蛋白（SCPSCP）n利用废水生产能源利用废水生产能源食品工业废弃物处理和应用二、食品加工固体废物的利用二、食品加工固体废物的利用n饲料应用饲料应用n食品和食品添加剂食品和食品添加剂n提取利用疗效成分提取利用疗效成分食品工业废弃物处理和应用食品工业废弃物处理和应用
