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广州市一体化酱油废水处理设备

酱油是中国传统发酵调味品，在我国有着悠久的生产历史，深受我国人民和东亚国家喜爱。世界酱油年产量约为800万t，其中中国大陆450万t，日本140万t，其它亚洲国家和地区260万t。酱油作为人们日常生活中的调味品，在满足人们饮食需要的同时，也带来严重的环境污染问题。研究表明，生产1t酱油需要消耗7～l0t新鲜水，即1t酱油产量将带来约6～9t的酱油废水。废水中的主要成分包括粮食残留物、发酵过程产物、微量洗涤剂、消毒剂、大量的盐分、各种微生物及微生物的分泌物和代谢产物，废水呈现较高的BOD、COD、SS和色度。

1、酱油酿造废水的来源与特点

目前，我国的酱油生产以北方的“低盐固态工艺”和南方的“高盐稀态工艺”为主。一般的酱油生产工艺过程包括原料处理、制曲、发酵、浸出淋油及加热配制等工序。酱油废水是一种有机物含量较高的食品发酵废水。其成分主要为粮食残留物如碎豆屑、麸皮、面粉、糖分、酱油、发酵残渣、各种微生物及微生物分泌的酶和代谢产物、酱油色素、微量洗涤剂、消毒剂和少量盐分等，色度较高，废水处理具有一定的难度。

1.1.1    酱油废水主要特点

（1）色度高：构成酱油废水色度的物质成分及其生成色度的反应途径都十分复杂，其组成包含两个来源:一是从酱油酿造工艺中产生的色素，二是产品调配时人工添加的焦糖色素。

（2）盐度高：食盐是酱油生产的主要原料之一，酱油废水中的酱油罐冲洗水、滤布冲洗水等是高盐污水，含盐量为1～5%（约10000～50000mg/L）。虽然生产废水与酱油调味料厂的其它普通污水调匀后可降低含盐量，但含盐量还是处于较高水平。盐度对物化处理工艺的影响很小，但对所接触金属设备有腐蚀作用，将缩短设备的使用寿命。此外，高盐度对生化处理工艺有较大的影响。

（3）污水成分及水量变化大：许多酱油生产企业同时生产不同口味的调味品，因此污水的成分复杂。酱油生产工艺大都是间歇性或季节性生产，污水量也随之变动，容易造成较大的冲击负荷。

（4）生化处理产生的污泥量大：酱油废水属高浓度有机废水，所以活性污泥法处理所产生的污泥量很大，结构松散，含水率高，污泥中含有一些不稳定的有机物和大量微生物，容易腐化，其中有大量的病原体和寄生虫卵，对人体有害，污泥的处理也是酱油废水处理中的一个重要课题。

1.2 酱油酿造废水对环境的危害

（1）氮、钾的影响：酱油厂废水中氮、钾含量很高，且较易被植物迅速吸收，从而导致稻田、湖泊等水体富营养化。对水稻作物而言，严重者会造成其倒伏、减产。此外，氮供应过多，易造成水稻病虫害的大量发生。广州市一体化酱油废水处理设备

（2）盐的影响：酱油厂废水中含盐（氯化钠）量很高，钠离子很活跃，可破坏土壤结构，分散土壤胶体，使土壤中的缓效性氮和钾释放出来，使得土壤中*养分进一步增加。

2、酱油废水的处理方法

酱油废水的BOD/COD大于0.5，易于生物降解，因此国内酱油废水处理工艺多采用生物处理。但因酱油酿造废水同时具有高色度、高盐度的特点，在进行生化处理前有必要进行一定的物理化学预处理或后处理以提高其总体处理效果。

2.1物理方法

根据酿造工艺不同，酱油废水中可能带有酱油渣等较大悬浮物和漂浮物。因此，可以在进水口处设置细格栅保证后续处理设施能正常运行。若出水要求较高而经生物处理法后水质仍未达标准，可以考虑采用气浮方法进一步降低废水中的有机物浓度及色度。

2.2化学方法

酱油废水中色度较高，为此可通过氧化还原法去除其中的色素。有实验通过Fenton试剂氧化法的一系列试验得出，用Fenton试剂氧化法处理焦糖色素时:H₂O₂与Fe²⁺反应的化学计量数10；pH为3～5，去除焦糖色素时效果较好，在pH为4时好。

2.3物化方法

2.3.1吸附法

目前用于酱油废水处理的吸附法主要包括活性炭吸附和煤渣、沙滤吸附。

活性炭对于部分有机物具有*的吸附作用，对于金属离子和部分无机物也有一定的吸附能力，但由于酱油酿造废水的色度*，直接用活性炭吸附去除效果较差，而且会对活性炭有破坏作用，因此活性炭吸附法常常配合化学絮凝法进行。煤渣、沙滤具有一定的吸附作用，处理效果比活性炭差，但费用较低。

2.3.2渗析法

酱油废水含有较高的盐度，因此常在处理工艺中加入脱盐工序以降低出水的盐度。其中较为常用的方法是渗析法。

2.3.3混凝沉淀法

混凝沉淀工艺在去除酱油废水COD和色度方面效果明显，其适宜的混凝剂为铝盐，当以一定比例的铝盐与微生物絮凝剂混合投加后，混凝效果更佳。

2.4生物方法

2.4.1厌氧生物处理

酱油酿造废水的有机物浓度较高，而厌氧生物处理法是常用的处理方法之一。采用厌氧生物处理工艺后，废水的有机物浓度普遍减小从而使后续工艺（主要为好氧生物处理）的负荷降低，污水的可生化性提高，保证良好的出水水质。

酱油废水经厌氧反应具有以下的特点:①大分子的固体物质降解为小分子固体物质，不溶性物质降为溶解性物质。由于颗粒物为厌氧分解增加了整个系统中的溶解性有机物浓度，经厌氧反应后，BOD₅/COD值由原来的进水时0.4提高到0.5～0.6左右，使后续好氧生化反应更加容易处理;②厌氧反应器内装有布水器和回流系统，能增加厌氧微生物和水中有机物的接触时间和接触面积，处理的效果较好③厌氧反应产生的污泥较少;④采用厌氧法基本不需投加营养元素;⑤厌氧处理耐冲击负荷，运行较为稳定。

（1）水解酸化预处理

对酱油废水进行水解酸化预处理，可明显提高酱油废水可生化性。经水解酸化预处理后，同浓度的酱油废水好氧处理效果明显变好，达到COD去除60%时所需的停留时间明显缩短。同时，水解酸化预处理有助于废水中NH₃-N的去除。

（2）分段厌氧处理法

分段厌氧处理法（通常为二段式）运行稳定可靠，能承受pH值和毒物的冲击，有机负荷率也较高。

（3）UASB法

上流式厌氧污泥床反应器（UASB）是一种新型厌氧反应器，具有污泥浓度高、结构简单、运行稳定并具有较高的容积负荷，特别适用于高、中浓度有机废水的处理。

（4）IC法

内循环厌氧反应器（IC）是新一代高效厌氧反应器，为第三代厌氧反应器的代表类型，它相似由2层UASB反应器串联而成。废水在反应器中自下而上流动，污染物被细菌吸附并降解，净化过的水从反应器上部流出，ic反应器广泛应用于高浓度有机废水的处理。

2.4.2好氧生物处理

虽然厌氧生物处理等前处理工艺能在一定程度上降低废水中的有机物含量，但因酱油废水的浓度*，大多数情况下仍无法达到排放标准，因此还需要进一步进行好氧生物处理。

（1）SBR法

序批式活性污泥法（SBR）与传统的连续流活性污泥法相比流程简单，耐冲击负荷，反应推动力大，污泥沉降性能好，且运行操作灵活，易于维护管理。因此，在酱油废水处理工艺中应用广泛。

（2）氧化沟

氧化沟是延时曝气法的一种特殊形式，由于池体狭长及曝气装置的转动，沟内液体迅速流动，兼得沉淀、曝气和搅拌作用，能达到较高的BOD₅去除率，还可同时达到部分脱氮除磷的效果，其管理方便，运行效果稳定。

2.4.3膜生物反应器技术

膜生物反应器法是一种切实可行的处理方法，具有较好的处理效果，出水稳定，避免了在SBR中存在的COD和色度不能同步去除的问题。膜生物反应器中生物相研究表明，菌胶团、丝状菌、原生动物等构成膜生物反应器更为复杂系统，使膜生物器的抗冲击性负荷的能力更强，在高、低负荷时都有稳定的处理效果。

2.4.4光合细菌法

光合细菌可以承受高浓度的有机酸，所以处理时不需要稀释可以直接处理。在适当的环境条件下，光合细菌法可以取得良好的有机物和氮、磷等污染物的去除效果。在实际工程中可采取兼性厌氧/光合细菌微好氧/化学混凝复合工艺，该工艺不仅可以节省工程投资，而且可节约运行费用。

3、酱油酿造工艺中废物的回收与利用

3.1利用酱油酿造废水生产微生物絮凝剂

与传统的絮凝剂铝盐和铁盐相比，微生物絮凝剂不仅具有絮凝剂的特性，而且可生物降解，无二次污染，因此近年来受到国内研究者的广泛关注。但由于其培养基的成本过高，限制了微生物絮凝剂的大规模生产。含高浓度有机物酱油酿造废水作为廉价培养基，既可以*利用废水中丰富的营养物作为产生微生物絮凝剂的碳源，又可以降低水中的污染物，特别是COD的含量，达到双重功效。

3.2从酱油洗涤滤布水中回收氨基酸

日本酱油酿造工业采用反渗透膜或荷电膜从清洗压榨酱油滤布的废水中可得到含氨基酸的浓缩液。反渗透膜采用NTR-1597-Pl8A，膜面积12.8m²，操作压力40kg/cm²，可得到浓缩2～6倍的氨基酸，可作酵母培养基。还可在膜外表面及细孔表面导入具四级或三级氨基交联构造的各种荷电膜，可选择分离回收清洗酱油滤布液中的氨基酸。

3.3酱油渣的综合回收利用

我国酱油渣产量很大，由于其富含家畜及微生物生长所需的营养，经发酵后可制成微生物培养基、蛋白饲料，或直接作为饲料用于猪、鱼类的养殖。此外，酱油渣也可应用于制曲等工艺。但我国目前对酱油渣的开发利用还进行得不多。随着竞争的加剧以及环保意识的加强，从酱油渣中提取油脂、膳食纤维、磷脂、黄酮等将引起人们更多的关注。

3.3.1　提取油脂

生产酱油后剩余的渣中含有30.9%～36.5%的油脂（干基计）。研究显示浸出法能从酱油渣中提取到油脂，但是从酱油渣中回收的油脂已发生酸败，不宜作为食用油，只适用于生产生物柴油或生产脂肪酸等化工产品。

3.3.2提取抗氧化性物质

通过对各种大豆发酵食品的抗氧化性进行研究，发现豆酱中具有很强抗氧化能力的成分是o-二羟基异黄酮（ODD），其产生在接种和制曲过程中。人体内产生的活性氧自由基和自动氧化物质引起疾病、致癌和老化现象。利用食物中的抗氧化物质抑制氧化引起的不良反应，例如在食物中添加抗氧化物质，采用生物工程提高食物中抗氧化成分的含量等，有助于预防疾病。近年来发现酱油渣中含有的成分具有较强的sheng理活性，研究人员试图将其提取出来用于保健食品、化妆品以及医药等。

4、小结

酱油废水具有色度高、盐度高、有机物浓度高的特点，属较难处理的工业废水。但其可生化性较好，目前广泛采用的生化处理方法能达到较好效果。同时，由于其特殊的色度及盐度特点，在生物处理之外宜进行一定的前处理或后处理。此外，酱油酿造工业的清洁生产、废水回收治理己受到越来越多的关注。相信随着科学技术的不断进步，酱油酿造工艺及其废水的处理工艺将逐渐完善，投资运行费用低、操作简单、效果稳定的新技术将给酱油酿造工业带来新的希望。