在食品废水处理中啤酒饮料工业的原料广泛,制品种类繁多,其排出废水的水量、水质差异很大。废水中主要污染物有:漂浮在废水中固体有机物质,如酒糟、糖渣、菜叶、果皮等;悬浮在废水中的物质,如蛋白质、淀粉、废啤酒、废饮料、胶体物质等;溶解在废水中的物质,如酸、碱、无机盐、糖类、 酒精等。
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1、啤酒饮料废水综合利用技术
本文介绍的啤酒饮料废水综合利用技术，该技术可以直接利用现有的废水处理站,不需要新建处理设施和设备,并且依托先进的废水处理技术,工艺简单、成熟。不仅提高了废水处理效果,而且处理后的剩余污泥可以作为动物蛋白质饲料被充分利用。具体方案如下。
1.1废水性质分析和营养物质添加
特定的废水其有机物和营养物质的种类和含量不同。为了使废水中有机物和营养物质的比例完全符合微生物生长繁殖的需要,而且没有资源的浪费,废水性质的检测显得尤为重要。废水性质的检测包括:有机物种类分析,可利用碳源、氮源分析,无机盐种类和浓度,p H值检测等。根据废水性质分析,必要时需要添加适宜的营养物质,并计算其添加量。
废水性质分析还应考虑废水在处理前储存过程中水质的变化。由于啤酒饮料废水的可生化性特别强,短暂的储存阶段水质变化也会比较大,尤其是p H值在中性附近时水质变化尤其显著。废水添加营养物质后需要充分搅拌,使之均匀的进入废水处理系统。
1.2废水的好氧处理
上述废水直接进入完全混合式曝气池,在有氧条件下,废水中呈溶液、胶体以及微细悬浮状态的有机物转化为稳定、无害的微生物细胞物质和胞外聚合物。微生物及其胞外聚合物以絮状污泥的形式完全混合在曝气池中,而且可以在二沉池全部沉淀在底部,实现泥水分离。 废水中有机物和营养物质的比例适合微生物生长繁殖的需要,废水中污染物质到的去除效果,出水中COD、BOD、TN、TP和TS等水质指标均低于普通废水处理系统。出水清澈,可直接作为中水回用到车间和场地冲洗、循环冷却、工厂景观等。
为保证剩余污泥品质,确保其能够资源化利用,废水在处理过程中应尽量避免外来的物理的、化学的和生物的有毒有害物质的影响。废水量和污泥接种量应保持平衡,避免造成微生物饥饿状态。
1.3剩余污泥的回收
对于普通的废水处理系统,剩余污泥的处理和处置都是一个很棘手的问题,剩余污泥的处理不仅耗费人力、 物力,其运行费用约占废水处理总费用的40%,而且处理不当还会造成二次污染。
啤酒饮料废水的处理过程实际上就是微生物菌体单细胞蛋白的生产过程,而且这些菌体具有很高的营养价值。废水与微生物混合、好氧接触的过程中,微生物通过同化作用将N、P和各种营养物质与有机碳源物质一起同化生成微生物细胞物质,产生大量的单细胞蛋白和其他多种营养物。这些营养物储存在剩余污泥中,其中粗蛋白含量占剩余污泥干物质的60%左右,粗蛋白中除70%~80%为氨基酸外,还含有大量的核苷酸、多聚己糖胺等营养物质,还有其他的营养物质如脂质、无机盐、 维生素等均可作为动物饲料添加剂。
剩余污泥的活性物质很多、活性很好,污泥中绝大多数的微生物还比较活跃,因此污泥的回收和储存在短时间内完成才能保证污泥不会变质。
1.4处理剩余污泥处理制成蛋白饲料
剩余污泥在二沉池泥水分离后排出,这些剩余污泥经过分离、浓缩和脱水后,迅速进行灭活和细胞破壁等i Cell技术处理。制得的生物泥饼再进行低温干燥,后再经过生物分离和分类等物理处理,保证了粗蛋白的氨基酸和DNA结构不会受到变性及破坏,进而到粉状的蛋白饲料。剩余污泥主要由微生物构成,其中原核单细胞生物占有机质总重的90%以上,原核单细胞生物蛋白含量高达60%,各种需氨基酸种类齐全,含量丰富,并且各种氨基酸的比例接近联合国粮农组织推荐的较理想的氨基酸组成值。除此之外,单细胞蛋白结构简单,尤其是-SH含量很低,其营养价值优于植物蛋白,略逊于动物蛋白,用作动物饲料,蛋白利用率高达97%,远远超过豆粕和鱼粉的利用率,可以作为动物获得蛋白质的重要来源。
2、结语
啤酒饮料废水经综合利用后,减少了污染物排放,剩余污泥还作为有高附加价值的资源制成蛋白饲料,发展了循环经济,实现了经济效益和环境效益的高度统一。
利用啤酒饮料废水开发生产蛋白饲料,是目前啤酒饮料废水综合利用的好途径之一。现在所作的工作还仅仅是一个起步,相关的科学工作者也在努力展开新的课题,尤其是生物污泥中核苷酸和微生物酶的研究,这些研究成果将进一步扩大污泥的应用价值,相信经过生产和试验的不懈努力,污泥的资源化利用将会获得更广阔的平台。
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