蒙牛乳業(yè)（清遠）有限公司 陳曉民

隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，環(huán)境質(zhì)量改善問題受到廣泛關(guān)注，環(huán)境保護的力度也進一步加強，成為當前工業(yè)生產(chǎn)中重點關(guān)注的問題。我國食品工業(yè)發(fā)展速度比較快，為社會經(jīng)濟的增長奠定基礎(chǔ)，但是在食品工業(yè)發(fā)展中不可避免地會形成大量的工業(yè)廢水。如果這些廢水不經(jīng)過處理直接排放，將會對環(huán)境造成嚴重的污染。食品工業(yè)廢水中有機物含量比較高，后期的處理難度大。特別是乳制品生產(chǎn)中的工業(yè)廢水，要全面治理達標存在一定的困難。因此乳制品廠近年來持續(xù)加強對廢水處理的關(guān)注，并不斷探究生物處理工藝，提升廢水處理效果。

一、乳制品工業(yè)廢水的特點及危害

乳制品工業(yè)廢水與其他工業(yè)廢水間存在較大的差距，乳制品廠的廢水一般不含有有毒有害物質(zhì)，主要是乳制品中的成分融入水中，使廢水形成乳濁物、懸濁物的狀態(tài)。因此在廢水處理中需要結(jié)合乳制品工業(yè)廢水的特點選擇科學的處理方式，并對乳制品工業(yè)廢水的危害進行分析，明確水質(zhì)中含有的各種物質(zhì)可能會對水質(zhì)造成的影響以及排放后對環(huán)境和人體造成的危害，引發(fā)乳制品廠對廢水處理的重視。

（一）乳制品工業(yè)廢水的特點

乳制品工業(yè)生產(chǎn)廢水中都含有大量的牛奶原料物質(zhì)，有機成分比較多，包括乳糖、乳脂以及乳蛋白等物質(zhì)。這些物質(zhì)的處理難度大，難以清除。同時在清洗設(shè)備上這些物質(zhì)的殘留物中會應(yīng)用大量的酸、堿性洗滌劑等。有機物在廢水中的存在，會生成乳濁物或者懸濁物等物質(zhì)，通過電荷的吸引在水中形成穩(wěn)定的組織結(jié)構(gòu)，使水質(zhì)形成乳黃色或者渾濁的狀態(tài)。具體特點如下：

1.廢水產(chǎn)生的水量以及水質(zhì)情況不固定

乳制品工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢水水量以及水質(zhì)存在波動性特點，會隨著生產(chǎn)的需要以及季節(jié)等產(chǎn)生一定的變化。一般在生產(chǎn)前和生產(chǎn)后需要對生產(chǎn)設(shè)備進行清洗、殺菌消毒，需要的清洗水量比較大，產(chǎn)生的廢水比較多。因此早晚間會排除大量的廢水，同時隨著不同乳制品廠的生產(chǎn)安排會產(chǎn)生不同的變化。

2.廢水中有機物含量多

乳制品工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢水含有大量有機物，而這些有機物主要為乳脂、乳蛋白等高濃度有機物，因此在乳制品的廢水中化學需氧量也更高。部分乳制品廠中化學需氧量的含量甚至每升超過20克，平均數(shù)值在每升2-3克之間[1]。

3.可生化性高

乳制品工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢水化學需氧量高的同時，五日生化需氧量的含量同樣比較高，而且五日生化需氧量與化學需氧量間的比例超過0.5。因此乳制品的有機廢水可生化性能也比較高。

4.廢水中的微生物和礦物質(zhì)含量多

乳制品工業(yè)廢水中含有的微生物和微量元素的含量都比較多，其中的微生物具有容易酸敗和腐臭的特點，同時廢水中含有磷、氮等微量元素。乳制品生產(chǎn)中的廢水PH值趨近于中性，偏堿性。而且不同時間以及不同制品生產(chǎn)中產(chǎn)生的PH值會產(chǎn)生變化，這與清洗設(shè)備使用的清洗劑和消毒液等具有直接的關(guān)系。

（二）乳制品工業(yè)廢水的危害

乳制品廢水從毒性方面分析，并沒有毒害作用，但是由于其中含有大量難以降解的有機物，如果不經(jīng)過處理直接排放，會導致健康的水體出現(xiàn)缺氧的問題，造成水生生物因為缺氧死亡。而且其中乳制品廢水中形成的懸浮物會在水體中下沉，通過厭氧分解后使水質(zhì)惡化，造成環(huán)境污染。這些廢水如果進入農(nóng)田灌溉水中，會影響農(nóng)作物質(zhì)量或者污染地下水源。此外廢水中可能會夾雜動物排泄物，導致其中的致病菌以及蟲卵等污染到周邊的環(huán)境，造成疾病傳播。

二、乳制品工業(yè)廢水生物處理工藝流程分析

乳制品工業(yè)廢水處理中，工藝流程的選擇需要結(jié)合乳制品生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢水水質(zhì)特點和排放要求，確定具體的處理工藝和處理方法?？傮w來說對乳制品工業(yè)廢水的處理需要以生物技術(shù)為主，根據(jù)乳制品工業(yè)廢水中污染物的情況進行除負荷處理，可以分為好氧處理和厭氧與好氧結(jié)合的處理方式。如果乳制品工業(yè)廢水中COD的含量每升小于1500mg，可以優(yōu)先選擇好氧處理方式和處理系統(tǒng)；COD的含量每升大于1500mg的情況下，則優(yōu)先選擇厭氧與好氧結(jié)合的生物處理方式。

其中生物好氧處理系統(tǒng)負荷比較低，可以用于污染濃度小、污水排放量小的乳制品廢水處理。在具體的處理過程中可以采用單級好氧和多級好氧的方式，并利用物化以及生化等方式對污水進行預處理，然后再進行后續(xù)的處理步驟，達到排放標準后再進行排放。其中比較常用的好氧處理方式為氣浮、水解酸化與單級好氧結(jié)合的方式。

厭氧與好氧結(jié)合的處理方式相對于好氧處理來說，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)更復雜，主要針對的是廢水排放量比較大的乳制品廠，一般需要采用隔油、氣浮以及水解酸化的方式對污水進行預處理。其中比較典型的處理工藝方式為氣浮、厭氧、多級好氧，水解酸化、氣浮、厭氧、單級好氧的方式。通過對工藝參數(shù)的合理設(shè)計與取值，使工藝流程施工能夠滿足污水處理和排放標準。乳制品廢水排放必須要遵循污水排放標準，通過三級處理的方式滿足污水處理工藝要求。

三、乳制品工業(yè)廢水的生物處理工藝發(fā)展研究

乳制品工業(yè)廢水與其他工業(yè)生產(chǎn)廢水存在一定的區(qū)別。乳制品工業(yè)廢水的污染源主要來自于乳類，而且污染程度比較輕，因此針對乳制品工業(yè)廢水的研究內(nèi)容相對比較少。同時我國乳制品工業(yè)的發(fā)展比較晚，在工業(yè)廢水方面的研究相對于國外的研究來說也比較晚。而且乳制品廢水的生化性強，通過生物處理的方式可以提升處理效率。因此近年來國內(nèi)外在乳制品污水處理中都傾向于生物處理方式。

（一）好氧微生物處理技術(shù)

好氧微生物處理是乳制品工業(yè)處理中比較常用的生物處理技術(shù)之一，指的是在污水有氧存放的環(huán)境下，利用好氧細菌對污水進行無公害處理。污水處理中微生物對有機物吸附后，通過新陳代謝的作用，使污染物分解為二氧化碳、氨氣以及水等無機物。其他的污染物則通過微生物的同化形成物生物自身的組成。好氧型微生物的反應(yīng)速度快，在水中的停留時間短，不需要太大的反應(yīng)容器，可以有效控制投入成本。同時好氧生物污染處理工藝的發(fā)展已經(jīng)比較成熟，能夠更好地應(yīng)用到乳制品工業(yè)廢水處理中。當前微生物好氧生物處理中應(yīng)用比較廣泛的處理方法主要為延時曝氣法、活性污泥法、SBR法以及AB法等多種模式[2]。乳制品工業(yè)生產(chǎn)中的廢水中含有大量有機物，氮磷等微量元素含量少，這種污染的水質(zhì)容易引起污泥膨脹。因此在好氧生物處理中一般采用SBR法、CASS工藝法、氧化溝等工藝方法進行廢水處理?；蛘呃闷貧馍餅V池、移動床生物膜反應(yīng)器等比較先進的廢水處理方式進行生物處理。

（二）厭氧微生物處理技術(shù)

厭氧微生物處理技術(shù)指的是在無氧的條件下，利用厭氧細菌降解有機物的污水處理方式。厭氧微生物處理是通過微生物的發(fā)酵，對污水中有機物進行降解。在微生物的厭氧發(fā)酵中，不同研究人員的看法不同，因此針對厭氧微生物形成兩階段、三階段和四階段菌群理論，其中大部分學者都比較接受和傾向于兩階段的研究成果。兩階段厭氧微生物處理方式指的是兩個階段的處理方式，分別為水解酸化和產(chǎn)甲烷兩個階段。其中水解酸化指的是利用非產(chǎn)甲烷菌通過胞外酶，對大分子有機物進行降解形成小分子有機物和硫化氫、有機酸以及醇等物質(zhì)，并通過水解酸化和產(chǎn)甲烷菌共同作用形成甲烷。厭氧發(fā)酵中部分有機物可以用來合成。厭氧微生物的處理相對于好氧微生物來說對污泥處理量比較少，因此污泥會在水中停留的時間更長。通過厭氧生物處理技術(shù)的應(yīng)用情況來看，在厭氧生物處理工藝中，不需要再添加外部的電子受體，因此花費的費用會相對比較低，而且能夠大量清除污泥，生產(chǎn)的物質(zhì)具有可回收性，當前的應(yīng)用比較廣泛。通過學者的大量研究來看，當前厭氧水污染處理中已經(jīng)進入到第3代研究階段，從傳統(tǒng)厭氧工藝進行完善，縮短水力的停留時間，形成AFB、AF、以及AAFEB等工藝的優(yōu)化，并改善低代反應(yīng)器，形成UFB、IC等厭氧反應(yīng)模式[3]。

乳制品工業(yè)生產(chǎn)的污水雖然具有良好的可生化性特點，但是其中含有大量的蛋白質(zhì)無法有效降解。為了使水質(zhì)達到標準，需要的水力停留時間更長。比如延時曝氣工藝中，要想使水質(zhì)達到二級標準，水力停留時間要在3小時以上；要想達到一級標準，則需要將水力停留時間控制在48小時以上。由此可見，好氧工藝的應(yīng)用中需要的耗能高，而且需要經(jīng)過生物硝化才能夠完成脫氮。因此相對來說厭氧生物處理技術(shù)更有效。第2代和第3代厭氧反應(yīng)器的應(yīng)用，可以對乳制品的廢水進行單獨處理，也可以與好氧處理結(jié)合，提升污水處理效果。

（三）厭氧-好氧結(jié)合處理技術(shù)

厭氧-好氧結(jié)合處理主要采用的為生化處理方法，通過厭氧、好氧以及兼性微生物進行廢水處理，先對乳制品工業(yè)廢水進行厭氧降解，然后再將廢水排入到好氧微生物設(shè)備，將其中含有的有機物作為好氧微生物的養(yǎng)料進行代謝，實現(xiàn)對廢水的無公害處理。這種處理方式與好氧生化處理方式相似，因此存在相同的缺點。厭氧-好氧生化廢水處理中，厭氧階段出水與單純厭氧生化處理出水相比含有的BOD5/CODCr比值更低，降低生物降解速度，容易產(chǎn)生中間物質(zhì)，影響后續(xù)處理效果。如果后期好氧處理中處理的時間不足，或者未采用生物除氮模式，將無法達到廢水排放標準。因此需要做好對各個環(huán)節(jié)的工藝和時間控制，保證廢水處理效果。

四、結(jié)語

綜上所述，乳制品工業(yè)廢水與其他工業(yè)廢水不同，水質(zhì)的毒性不強，但是其中含有的有機物含量比較多，如果不處理直接排放，容易導致水體富營養(yǎng)，造成水體污染。因此需要結(jié)合乳制品工業(yè)廢水的特點探究生物處理方式，利用微生物對乳制品廢水中的有機物進行分解，形成無害的無機物再進行處理。同時當前的微生物研究工作和技術(shù)不斷進步，有利于促進乳制品廢水處理工作的不斷優(yōu)化。