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過程中排出的廢水。乳品廢水通常分為三類，即冷卻水、廠區生活廢水和生產廢水。冷卻水包括鮮奶蒸發濃縮排出的水，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%，通常直接排放到環境中去。廠區內的生活污水，包括食堂廢水，澡堂廢水、宿舍區和辦公區廢水等，這部分廢水在整個廢水中占的比例相對較小，通常和生產廢水一起處理。
        乳品廠主要處理的廢水是生產廢水，通常在乳制品生產加工過程中各生產工藝段的設備及車間地面的沖刷水、蒸發器的冷凝水、超高溫滅菌的凝結水等。其他廢水來源是在加工過程中牛奶和乳產品的散落、*牛奶和乳產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，該波動與產品加工周期中的清洗程序直接相關。另外由于每個季節所接收的加工乳液數量不同，因此水量季節變化也比較大，一般是夏天高，冬天低。乳品廢水隨著產品的種類變化，水質波動也非常大，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、干酪凝結物微粒或者是調味成分如水果和堅果等，一般情況下大約76%的SS是可揮發性的。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。
普通乳品廢水的水質特性

 
二、傳統乳品廢水處理工程實例
（一）   工程概況
        某乳品廠是以生產酸奶、鮮奶等乳制品為主的企業，年產乳品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能力，原處理規模難以滿足環保要求，同時該廠廠區面積極為有限，廢水處理工程只能在原有用地范圍內建設。
    該廢水的特點是廢水中COD、油脂含量較高，易發生*變質現象。結合國內乳品廢水特點，進行技術經濟比較后，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。項目設計規模650 m³/d，于2000年9月正式投產運行，2006年該廠由于搬遷停產，運行6年間出水水質較為穩定，水質指標達到了工藝設計要求。
（二）   處理工藝
1、  設計水質
        該乳品廠所排放的廢水中80%以上為奶制品生產過程中產生的廢水。主要來自設備消毒沖洗、灌裝設備清洗、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、淀粉等），主要污染物為COD、BOD、動植物油、SS、酸堿物質等，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，外觀呈乳白色。根據當地地方環保部門要求，廢水處理后外排應滿足地方水污染物排放二級標準。設計進出水質見表3-1-3。
乳品廢水設計進出水水質

2、  處理工藝
        該項目為改擴建項目，經工藝的比較選擇，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）   平面設計
        本項目建設在生產區，占地面積約830㎡，長41.5m，寬近20m，東西向布置。
（四）   運行情況
1、  監測結果
該廢水處理工程運行檢測數據見下表
                                                                                     2000-2005年運行檢測數據

2、  主要技術經濟指標
        該乳品廠廢水處理改造工程投資150萬元，其中設備投資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：
        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成為研究的熱點。在目前國內外研究的污泥減量技術中，利用臭氧同步對隱性生長的污泥減量，取得很好的效益。該技術由于其破解效率高、不產生毒副作用，只產生少量的污泥等特點，不僅降低了設備采購成本、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構導致細菌的死亡,細胞溶解釋放有機物質到水中, 而這些自產底物可重新被用于生物代謝,這樣部分有機碳的重復使用將會導致污泥產量的減少。利用臭氧對剩余污泥進行破解,可以使污泥胞內外物質溶出進入液相,改變污泥特性。

2、 高級氧化法（Advanced Oxidation processible, 簡稱AOP)技術：
        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、相對分子質量從幾千到幾萬的物質處理較困難，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，同時還對環境類激素等微量有害化學物質的處理方面有很大的優勢。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。臭氧化學處理速度快，效率高。二者有機結合，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、臭氧閉環矢量控制投加技術：
        臭氧設備的選項以及臭氧投加量的精準控制是該技術的關鍵。普通的臭氧投加采用曝氣器或射流器等，需要設計較大的投加量，但利用效率卻很低，臭氧大量溢出，不僅污染環境，而且造成*浪費。
        臭氧閉環矢量控制技術根據污水流量及需求量精準投加臭氧量，使臭氧產量與需求量達到精確匹配，既達到設計處理要求，又無臭氧溢出。這個過程，都在計算機的精準控制下進行。所以，該技術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、易發生污泥膨脹、構筑物占地面積大、基建投資多、運行條件要求高以及日常管理復雜等。近幾十年來。國內外學者對以上這些問題進行了不懈地探索和研究，開發了多種新工藝，使得生物法污水處理工藝朝著低投資、高效、節能的方面發展。OAO生化處理工藝，正是采用臭氧AOP技術，結合生物法污水處理工藝優點，很好的解決了傳統生物法污水處理工藝占地面積大、運行條件高、管理復雜等缺點，*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，且運轉更高效，節能。

5、 OAO生化處理工藝的運行管理：
        傳統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，并且實驗設備、檢測設備投入也較高。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備臭氧發生器及控制設備，臭氧的生產原料為空氣，單位時間用電成本低，后續投入極少。中合元核心技術的臭氧發生器，單位質量 (kg/h)的臭氧生產成本僅需10元/h。

6、OAO生化處理工藝水質目標持續可達性：
水質處理目標的可達性是污水處理工程的核心目的。同時，建設者還應考慮以下因素：
        科學性和合理性------尋求盡可能簡潔、高效、經濟、配置合理的技術途徑達到既定處理目標，充分借鑒國內外*的相關工程經驗。
        可靠性------工藝應成熟可靠，能滿足*穩定運行，系統風險性較小，故障率在可控范圍內。
        *性------在保證可靠的前提下，應盡量開來采用新技術、新工藝、新設備來提高效率，降低消耗。
        經濟性------在預算內，應重點考慮節省投資，用地面積小，節省能耗運行費用低。
        可擴展性------應適當考慮未來發展對處理設施的要求，應首先考慮擴充容量成本較低，便于擴容的工藝。
中合元核心技術的OAO生化處理工藝，在以上諸多領域均做了縝密考慮，產品設計，容量擴充，工藝可靠性，運行經濟性均有可靠數據可供建設者參考。

乳品廢水臭氧處理工藝