酵母前处理技术处理食品工业废水
1、前言
随着人们生活水平的提高，食品工业发展迅速，随之而来的是大量的食品工业废水的产生。按照传统的食品工业废水治理技术，对含油类食品生产废水是先除油后进行生化处理，也即采用加压气浮、油脂分离去油后再用活性污泥法处理。该技术较为成熟、可行。但也存在一些弊病，如前处理占地面积大，处理废油也要占用一些劳力与费用等，从资源化角度讲是不合算的，因此该技术有改进之必要。
能否在前处理废油等方面探索一条成功道路，即实现废油资源化?日本环境工作者在此方面进行了一些有意义的探索，即采用酵母处理法，以实现废油处理资源化。
2、酵母处理废油的资源化技术
2．1 酵母处理技术的可行性分析
采用酵母制造味精、酱油、啤酒等历史由来已久，而采用酵母处理食品工业废水可以实现高负荷运行，对部分高盐、高油脂、含杀菌剂废水可望保持较高的处理能力。而酵母本身含较多蛋白质、脂类、维生索等有效物质，其剩余酵母可用作肥料与饲料，且不产生新的废弃物，采用酵母处理技术可取代原废油处理装置又可节省一些处理费用。因此，以酵母处理技术处理食品工业废水是一项很有前途的前处理技术，可实现食品工业废水处理资源化目标。
2．2 酵母处理技术的实验论证
为判定该技术的可行性，需采用试验结果加以论证。现以处理搅拌奶油为主要成份的果子制造工厂废水为倒，论证其试验结果判定其可行性。
2．2．1 实验情况及处理工艺
该废水主要水质参数如下：pH：6．6、BOD；2840mg/L、CODcr：5460mg/L(可溶性CODcr：2：]7ling/L)、己烷萃取液：959mg/L、SS-190mg/L、TK—N：37mg/L、T—P：0．44mg/L、糖质：2371mg/L、有机酸：218mg/L。若换算为COD组分，油分占51 ，糖质40 ，蛋白质占5 ，也就是说，该类废水中油、糖占90 左右。而使Img/L油分完全氧化则相当于氧化2．9mg/LCODcr值。进一步的分析，该项废水中以动物性油脂为主，其组成如表1所示。
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经过驯化培养，筛选出以下8株酵母菌株作优势菌：Candida intermedia，Candidaedax．Candida fluiatilis，Candida famata，Candida hellenica，Trichosporon pullulans ，Trichaporon capitatum ，Trichospron peni—cillatam．
采用图1所示的处理实验工艺流程．采用上述菌株处理牛乳脂肪试验结果如图2所示。
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由图2可看出，以Candida intermedia分解性能最好，经过6小时即将已烷萃取物浓度由lO00mg/L下降至18mg/L，其次是Trichosporonpullulans菌株减少至20mg/L．
图1所示的酵母处理工艺图，其试验条件如表2所示。
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该食品废水经酵母前处理工序处理后，BOD去除率达90 以上，已烷萃取物浓度降至30mg/L以下，余下l0 的BOD负荷及残存己烷萃取物由后序活性污泥法处理，最终出水BOD 为20mg/L、SS：30mg/L、已烷萃取浓度5mg/L，达标排放。此外，从表2可看出，酵母前处理技术的需氧量为0．6kgO：/去除kgBOD，仅为活性污泥法的 ，因此它属节能型。从容积负荷考虑，设计值BOD高达10kg/m。·d，实验值为8～15kg/m ·d，为要维持高负荷则要求F/M达1．0kgBOD/kg酵母·天，要求其菌体浓度7000 15000mg/L，而适应高浓度菌体条件正是酵母的特性之一，此外，酵母适应在酸性范围活动，故pH应维持在6．0～6．5之间较为合适。
2．2．2 酵母法处理试验结果
采用酵母法处理试验运行结果见图3及表3。
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由图3可看出，处理试验BOD容积负荷在8～15kgBOD/m’·d之问变动，此间原始废水与酵母处理出水变化见图3，不论负荷如何变化，酵母处理水的己烷萃取液浓度均保持在20mg/L 以下，从而可保证最后出水为· 48·2mg/L以下。由表3可知，处理期间，废水浓度变动幅度达2倍左右，而酵母处理出水并未受波动，而始终保持BOD去除率达90％以上。进一步试验考察结果见图4。由该图可知．当废水在0．5～1．5kgBOD/kg酵母·天范围内时，酵母法的BOD去除率可保持在90以上，同样负荷范围，活性污泥法则低得多，仅65 左右。
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酵母法能保持较好的处理性能，据认为与其酵母絮凝集团有良好的沉降性能有关，即与SVI有关，试验发现，BOD去除率高，即容积负荷在0．5～1．5kgBOD/kg酵母·日的范围内，其SVI呈最小值为40ml/g，也即是酵母在SVI最小时其负荷高，与活性污泥法恰好相反。
2．3 剩余酵母的综合利用
如上所述，酵母絮凝团系由真菌丝，假菌丝经物理作用网络而成，因而具有良好的沉降性及高菌体浓度而需氧量低，仅为活性污泥法的60 ，加上酵母絮凝团脱水性好，无须加药脱水，因而其反应槽、沉淀槽容积可大大减少。
据测算，剩余酵母产生量按折干计算为0．2kg/kgBOD去除，而活性污泥法则为0．4～ 0．6kg/去除kgBOD，即为其1/3左右。酵母菌体中以维生素为主，使得剩余酵母有效利用程度高，表4为剩余酵母成分值。
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由表4看出，废水处理过程中回收的剩余酵母的组成，其蛋白的含量并不逊于其它酵母，并且维生紊含量丰富，特别是适宜于菌类(蘑菇)生长必须的硫胺紊比市售的酵母计还多．在蘑菇栽培中作为发育紊最为有利。此外，如同活性污泥一样作农肥也是剩余酵母的利用途径。
3、酵母处理技术的实际应用
酵母处理技术实用化程度如何，是人们十分关注的问题。以日本为例，现已有12家食品工业废水处理采用该处理技术，获得了较好的应用结果。
如对某水产加工工场废水处理，该工场废水原采用活性污泥法处理，因进水负荷增大而处理困难。采用酵母前处理技术，不仅克服了因负荷增大带来的困难，同时由于废水中含盐分高达5000mg/L，过去使活性污泥运行条件恶化现象也得到克服。该场的运行条件及处理水质情况详见表5及表6。在污泥处理方面，以前单纯采用括性污泥法，每处理公斤BOD负荷要运出6．6公斤脱水污泥泥饼，采用酵母前处理后的1992年则减少至2．2公斤泥饼/处理公斤BOD负荷，泥饼减少量约67 。酵母前处理技术在处理该项废水最大的优点是沉降性好及空气耗量的减少。酵母处理过程污泥浓度保持10，000mg/L，SV。。为50～70 ，SVI：450"-~60ml/g。此外，由于酵母反应槽内DO(溶解氧)较低，但酵母凝集团扩散性好，故而DO仅维持在0．66mg/L(平均值)低范围内即可运行，相应减少了空气耗量。此外还有一点就是酵母法对去磷脱氮也有一定的效果。脱磷率、脱氮率分别达45．5％及52．9~/ 。据认为是酵母细胞形成过程中需要摄取水中氮与磷。
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4、结束语
利用酵母前处理技术研究试验工作仍在进一步进行之中，酵母技术适合处理难分离性固形物、高油脂分、山梨糖醇、高盐份的工业废水。由于酵母菌的特性，酵母菌凝集体良好的沉降性，高浓度的菌体浓度使得活性污泥法在此方面的问题得到解决，加上剩余酵母可用作农肥饲料、菌类栽培发育素等，处理出路可得到解决，达到综合利用的目的，实现资源化目标。
在工程运用中，酵母处理技术可减少前处理用地面积，运行中可减少空气消耗、保持稳定的处理效果以及附带有脱氮、脱磷之功效等均可在工程上进一步得到发挥与应用。相信该技术不久的将来在废水处理中会占有一席之地。
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