蒙牛乳业（清远）有限公司 陈晓民

随着国民经济的快速发展，环境质量改善问题受到广泛关注，环境保护的力度也进一步加强，成为当前工业生产中重点关注的问题。我国食品工业发展速度比较快，为社会经济的增长奠定基础，但是在食品工业发展中不可避免地会形成大量的工业废水。如果这些废水不经过处理直接排放，将会对环境造成严重的污染。食品工业废水中有机物含量比较高，后期的处理难度大。特别是乳制品生产中的工业废水，要全面治理达标存在一定的困难。因此乳制品厂近年来持续加强对废水处理的关注，并不断探究生物处理工艺，提升废水处理效果。

一、乳制品工业废水的特点及危害

乳制品工业废水与其他工业废水间存在较大的差距，乳制品厂的废水一般不含有有毒有害物质，主要是乳制品中的成分融入水中，使废水形成乳浊物、悬浊物的状态。因此在废水处理中需要结合乳制品工业废水的特点选择科学的处理方式，并对乳制品工业废水的危害进行分析，明确水质中含有的各种物质可能会对水质造成的影响以及排放后对环境和人体造成的危害，引发乳制品厂对废水处理的重视。

（一）乳制品工业废水的特点

乳制品工业生产废水中都含有大量的牛奶原料物质，有机成分比较多，包括乳糖、乳脂以及乳蛋白等物质。这些物质的处理难度大，难以清除。同时在清洗设备上这些物质的残留物中会应用大量的酸、碱性洗涤剂等。有机物在废水中的存在，会生成乳浊物或者悬浊物等物质，通过电荷的吸引在水中形成稳定的组织结构，使水质形成乳黄色或者浑浊的状态。具体特点如下：

1.废水产生的水量以及水质情况不固定

乳制品工业生产中产生的废水水量以及水质存在波动性特点，会随着生产的需要以及季节等产生一定的变化。一般在生产前和生产后需要对生产设备进行清洗、杀菌消毒，需要的清洗水量比较大，产生的废水比较多。因此早晚间会排除大量的废水，同时随着不同乳制品厂的生产安排会产生不同的变化。

2.废水中有机物含量多

乳制品工业生产中产生的废水含有大量有机物，而这些有机物主要为乳脂、乳蛋白等高浓度有机物，因此在乳制品的废水中化学需氧量也更高。部分乳制品厂中化学需氧量的含量甚至每升超过20克，平均数值在每升2-3克之间[1]。

3.可生化性高

乳制品工业生产中产生的废水化学需氧量高的同时，五日生化需氧量的含量同样比较高，而且五日生化需氧量与化学需氧量间的比例超过0.5。因此乳制品的有机废水可生化性能也比较高。

4.废水中的微生物和矿物质含量多

乳制品工业废水中含有的微生物和微量元素的含量都比较多，其中的微生物具有容易酸败和腐臭的特点，同时废水中含有磷、氮等微量元素。乳制品生产中的废水PH值趋近于中性，偏碱性。而且不同时间以及不同制品生产中产生的PH值会产生变化，这与清洗设备使用的清洗剂和消毒液等具有直接的关系。

（二）乳制品工业废水的危害

乳制品废水从毒性方面分析，并没有毒害作用，但是由于其中含有大量难以降解的有机物，如果不经过处理直接排放，会导致健康的水体出现缺氧的问题，造成水生生物因为缺氧死亡。而且其中乳制品废水中形成的悬浮物会在水体中下沉，通过厌氧分解后使水质恶化，造成环境污染。这些废水如果进入农田灌溉水中，会影响农作物质量或者污染地下水源。此外废水中可能会夹杂动物排泄物，导致其中的致病菌以及虫卵等污染到周边的环境，造成疾病传播。

二、乳制品工业废水生物处理工艺流程分析

乳制品工业废水处理中，工艺流程的选择需要结合乳制品生产中产生的废水水质特点和排放要求，确定具体的处理工艺和处理方法。总体来说对乳制品工业废水的处理需要以生物技术为主，根据乳制品工业废水中污染物的情况进行除负荷处理，可以分为好氧处理和厌氧与好氧结合的处理方式。如果乳制品工业废水中COD的含量每升小于1500mg，可以优先选择好氧处理方式和处理系统；COD的含量每升大于1500mg的情况下，则优先选择厌氧与好氧结合的生物处理方式。

其中生物好氧处理系统负荷比较低，可以用于污染浓度小、污水排放量小的乳制品废水处理。在具体的处理过程中可以采用单级好氧和多级好氧的方式，并利用物化以及生化等方式对污水进行预处理，然后再进行后续的处理步骤，达到排放标准后再进行排放。其中比较常用的好氧处理方式为气浮、水解酸化与单级好氧结合的方式。

厌氧与好氧结合的处理方式相对于好氧处理来说，系统的结构更复杂，主要针对的是废水排放量比较大的乳制品厂，一般需要采用隔油、气浮以及水解酸化的方式对污水进行预处理。其中比较典型的处理工艺方式为气浮、厌氧、多级好氧，水解酸化、气浮、厌氧、单级好氧的方式。通过对工艺参数的合理设计与取值，使工艺流程施工能够满足污水处理和排放标准。乳制品废水排放必须要遵循污水排放标准，通过三级处理的方式满足污水处理工艺要求。

三、乳制品工业废水的生物处理工艺发展研究

乳制品工业废水与其他工业生产废水存在一定的区别。乳制品工业废水的污染源主要来自于乳类，而且污染程度比较轻，因此针对乳制品工业废水的研究内容相对比较少。同时我国乳制品工业的发展比较晚，在工业废水方面的研究相对于国外的研究来说也比较晚。而且乳制品废水的生化性强，通过生物处理的方式可以提升处理效率。因此近年来国内外在乳制品污水处理中都倾向于生物处理方式。

（一）好氧微生物处理技术

好氧微生物处理是乳制品工业处理中比较常用的生物处理技术之一，指的是在污水有氧存放的环境下，利用好氧细菌对污水进行无公害处理。污水处理中微生物对有机物吸附后，通过新陈代谢的作用，使污染物分解为二氧化碳、氨气以及水等无机物。其他的污染物则通过微生物的同化形成物生物自身的组成。好氧型微生物的反应速度快，在水中的停留时间短，不需要太大的反应容器，可以有效控制投入成本。同时好氧生物污染处理工艺的发展已经比较成熟，能够更好地应用到乳制品工业废水处理中。当前微生物好氧生物处理中应用比较广泛的处理方法主要为延时曝气法、活性污泥法、SBR法以及AB法等多种模式[2]。乳制品工业生产中的废水中含有大量有机物，氮磷等微量元素含量少，这种污染的水质容易引起污泥膨胀。因此在好氧生物处理中一般采用SBR法、CASS工艺法、氧化沟等工艺方法进行废水处理。或者利用曝气生物滤池、移动床生物膜反应器等比较先进的废水处理方式进行生物处理。

（二）厌氧微生物处理技术

厌氧微生物处理技术指的是在无氧的条件下，利用厌氧细菌降解有机物的污水处理方式。厌氧微生物处理是通过微生物的发酵，对污水中有机物进行降解。在微生物的厌氧发酵中，不同研究人员的看法不同，因此针对厌氧微生物形成两阶段、三阶段和四阶段菌群理论，其中大部分学者都比较接受和倾向于两阶段的研究成果。两阶段厌氧微生物处理方式指的是两个阶段的处理方式，分别为水解酸化和产甲烷两个阶段。其中水解酸化指的是利用非产甲烷菌通过胞外酶，对大分子有机物进行降解形成小分子有机物和硫化氢、有机酸以及醇等物质，并通过水解酸化和产甲烷菌共同作用形成甲烷。厌氧发酵中部分有机物可以用来合成。厌氧微生物的处理相对于好氧微生物来说对污泥处理量比较少，因此污泥会在水中停留的时间更长。通过厌氧生物处理技术的应用情况来看，在厌氧生物处理工艺中，不需要再添加外部的电子受体，因此花费的费用会相对比较低，而且能够大量清除污泥，生产的物质具有可回收性，当前的应用比较广泛。通过学者的大量研究来看，当前厌氧水污染处理中已经进入到第3代研究阶段，从传统厌氧工艺进行完善，缩短水力的停留时间，形成AFB、AF、以及AAFEB等工艺的优化，并改善低代反应器，形成UFB、IC等厌氧反应模式[3]。

乳制品工业生产的污水虽然具有良好的可生化性特点，但是其中含有大量的蛋白质无法有效降解。为了使水质达到标准，需要的水力停留时间更长。比如延时曝气工艺中，要想使水质达到二级标准，水力停留时间要在3小时以上；要想达到一级标准，则需要将水力停留时间控制在48小时以上。由此可见，好氧工艺的应用中需要的耗能高，而且需要经过生物硝化才能够完成脱氮。因此相对来说厌氧生物处理技术更有效。第2代和第3代厌氧反应器的应用，可以对乳制品的废水进行单独处理，也可以与好氧处理结合，提升污水处理效果。

（三）厌氧-好氧结合处理技术

厌氧-好氧结合处理主要采用的为生化处理方法，通过厌氧、好氧以及兼性微生物进行废水处理，先对乳制品工业废水进行厌氧降解，然后再将废水排入到好氧微生物设备，将其中含有的有机物作为好氧微生物的养料进行代谢，实现对废水的无公害处理。这种处理方式与好氧生化处理方式相似，因此存在相同的缺点。厌氧-好氧生化废水处理中，厌氧阶段出水与单纯厌氧生化处理出水相比含有的BOD5/CODCr比值更低，降低生物降解速度，容易产生中间物质，影响后续处理效果。如果后期好氧处理中处理的时间不足，或者未采用生物除氮模式，将无法达到废水排放标准。因此需要做好对各个环节的工艺和时间控制，保证废水处理效果。

四、结语

综上所述，乳制品工业废水与其他工业废水不同，水质的毒性不强，但是其中含有的有机物含量比较多，如果不处理直接排放，容易导致水体富营养，造成水体污染。因此需要结合乳制品工业废水的特点探究生物处理方式，利用微生物对乳制品废水中的有机物进行分解，形成无害的无机物再进行处理。同时当前的微生物研究工作和技术不断进步，有利于促进乳制品废水处理工作的不断优化。