超聲波處理食品工業廢水
來(lai)源：張家港市港威(wei)科凈(jing)電子有限公司 閱讀(du)：3508 更新時(shi)間(jian)：2012-11-13 12:06食(shi)品工(gong)(gong)業(ye)廢水(shui)(shui)(shui)具有(you)固體(ti)雜質(zhi)(zhi)多(duo)，有(you)機物(wu)含(han)量高，BOD、COD值高，酸堿程(cheng)度不(bu)(bu)一樣等特點。盡管其本身毒性(xing)較小(xiao)，但含(han)有(you)大量可降(jiang)解(jie)的(de)有(you)機物(wu)質(zhi)(zhi)，如(ru)果廢水(shui)(shui)(shui)不(bu)(bu)經處(chu)理排入(ru)(ru)自然水(shui)(shui)(shui)域(yu)會造(zao)(zao)成(cheng)(cheng)嚴重(zhong)的(de)水(shui)(shui)(shui)體(ti)污(wu)染，對(dui)魚(yu)類及其他水(shui)(shui)(shui)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)嚴重(zhong)的(de)危害，破(po)壞正常的(de)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)態平衡。廢水(shui)(shui)(shui)中(zhong)的(de)懸浮物(wu)沉入(ru)(ru)自然水(shui)(shui)(shui)域(yu)底部(bu)，在厭(yan)氧條件(jian)下(xia)降(jiang)解(jie)，產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)臭氣致使(shi)(shi)水(shui)(shui)(shui)質(zhi)(zhi)惡化，從而污(wu)染環境，致使(shi)(shi)魚(yu)類無法生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)存，對(dui)漁業(ye)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)造(zao)(zao)成(cheng)(cheng)嚴重(zhong)危害。廢水(shui)(shui)(shui)不(bu)(bu)經處(chu)理進入(ru)(ru)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)態環境中(zhong)，還會造(zao)(zao)成(cheng)(cheng)地下(xia)水(shui)(shui)(shui)污(wu)染，因此對(dui)食(shi)品工(gong)(gong)業(ye)廢水(shui)(shui)(shui)應進行處(chu)理。近(jin)年來，各國工(gong)(gong)程(cheng)技術人員在食(shi)品加工(gong)(gong)廢水(shui)(shui)(shui)處(chu)理領域(yu)作了(le)廣泛深入(ru)(ru)的(de)探討和研究(jiu)，探索出許多(duo)食(shi)品廢水(shui)(shui)(shui)處(chu)理的(de)新工(gong)(gong)藝(yi)，新方法，超聲波強(qiang)化生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)處(chu)理技術就是其中(zhong)一種引人注目的(de)工(gong)(gong)藝(yi)。
技術人員研究了(le)不同(tong)空化(hua)(hua)狀態下超(chao)聲波對(dui)(dui)啤(pi)酒廢水中有(you)機(ji)(ji)物(wu)質的降(jiang)解作(zuo)用(yong)，探討了(le)超(chao)聲波作(zuo)用(yong)溫度、時間、功率及PH值變化(hua)(hua)對(dui)(dui)廢水中有(you)機(ji)(ji)物(wu)質降(jiang)解的影響，發現(xian)超(chao)聲作(zuo)用(yong)對(dui)(dui)啤(pi)酒廢水中的COD有(you)顯著(zhu)的降(jiang)解作(zuo)用(yong)。
由于食(shi)品(pin)廢(fei)水(shui)(shui)中(zhong)(zhong)通常不(bu)含有(you)(you)難降解有(you)(you)機(ji)物(wu)，可(ke)以(yi)采用(yong)生(sheng)(sheng)化(hua)處(chu)理方(fang)法，因此超聲(sheng)(sheng)波(bo)在食(shi)品(pin)廢(fei)水(shui)(shui)處(chu)理的(de)(de)(de)(de)(de)應用(yong)與其他廢(fei)水(shui)(shui)有(you)(you)一(yi)定(ding)區別，通常不(bu)是(shi)(shi)(shi)(shi)以(yi)破(po)壞環狀結構或打破(po)大分(fen)子(zi)鏈等生(sheng)(sheng)化(hua)學(xue)為主(zhu)，而(er)是(shi)(shi)(shi)(shi)以(yi)促進生(sheng)(sheng)化(hua)處(chu)理中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)微(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)活性為主(zhu)。以(yi)土豆加(jia)(jia)(jia)工廢(fei)水(shui)(shui)飼(si)養光合細(xi)(xi)菌(jun)，在降低(di)廢(fei)水(shui)(shui)COD和(he)BOD的(de)(de)(de)(de)(de)同時收獲(huo)光合細(xi)(xi)菌(jun)細(xi)(xi)胞(bao)，獲(huo)取單細(xi)(xi)胞(bao)蛋白質作為肥料(liao)和(he)飼(si)料(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)添加(jia)(jia)(jia)劑。在此過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)，如果(guo)施(shi)加(jia)(jia)(jia)低(di)強(qiang)(qiang)度的(de)(de)(de)(de)(de)超聲(sheng)(sheng)波(bo)（<0.3W/L），無論(lun)是(shi)(shi)(shi)(shi)低(di)頻(pin)率（20KHZ），還是(shi)(shi)(shi)(shi)高頻(pin)率（500KHZ），都有(you)(you)相當好(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)促進細(xi)(xi)菌(jun)生(sheng)(sheng)長、促進細(xi)(xi)菌(jun)新陳(chen)代謝的(de)(de)(de)(de)(de)作用(yong)，具體促進作用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)強(qiang)(qiang)度根據所施(shi)加(jia)(jia)(jia)的(de)(de)(de)(de)(de)超聲(sheng)(sheng)處(chu)理時間有(you)(you)關(guan)。此外，施(shi)加(jia)(jia)(jia)方(fang)式(shi)也有(you)(you)一(yi)定(ding)影(ying)響，在同樣的(de)(de)(de)(de)(de)超聲(sheng)(sheng)波(bo)能量輸入的(de)(de)(de)(de)(de)情況下(xia)，每次(ci)施(shi)加(jia)(jia)(jia)幾(ji)分(fen)鐘的(de)(de)(de)(de)(de)效(xiao)(xiao)果(guo)比(bi)一(yi)次(ci)性地施(shi)加(jia)(jia)(jia)較長時間的(de)(de)(de)(de)(de)效(xiao)(xiao)果(guo)更(geng)好(hao)。分(fen)析其原因，可(ke)能是(shi)(shi)(shi)(shi)因為超聲(sheng)(sheng)波(bo)促進細(xi)(xi)菌(jun)生(sheng)(sheng)命活動不(bu)是(shi)(shi)(shi)(shi)一(yi)個(ge)(ge)連續的(de)(de)(de)(de)(de)過(guo)程(cheng)，而(er)是(shi)(shi)(shi)(shi)對新陳(chen)代謝的(de)(de)(de)(de)(de)幾(ji)個(ge)(ge)關(guan)鍵步(bu)驟(zou)或是(shi)(shi)(shi)(shi)關(guan)鍵酶(mei)起了一(yi)定(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)促進（或是(shi)(shi)(shi)(shi)抑制），因此施(shi)加(jia)(jia)(jia)超聲(sheng)(sheng)波(bo)后其效(xiao)(xiao)益有(you)(you)一(yi)定(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)時效(xiao)(xiao)性，這個(ge)(ge)時間可(ke)能是(shi)(shi)(shi)(shi)幾(ji)個(ge)(ge)小(xiao)時到幾(ji)天(tian)。在生(sheng)(sheng)物(wu)制乙醇的(de)(de)(de)(de)(de)過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)，長時間、低(di)功率的(de)(de)(de)(de)(de)超聲(sheng)(sheng)波(bo)處(chu)理時效(xiao)(xiao)性是(shi)(shi)(shi)(shi)3天(tian)，而(er)在果(guo)汁加(jia)(jia)(jia)工中(zhong)(zhong)施(shi)加(jia)(jia)(jia)高強(qiang)(qiang)度超聲(sheng)(sheng)波(bo)的(de)(de)(de)(de)(de)時效(xiao)(xiao)性是(shi)(shi)(shi)(shi)3——6小(xiao)時。因此，間歇(xie)式(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)超聲(sheng)(sheng)波(bo)處(chu)理比(bi)連續式(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)更(geng)為有(you)(you)效(xiao)(xiao)。
除(chu)了促(cu)進(jin)微(wei)生(sheng)物(wu)活動外，在(zai)食品廢水(shui)處(chu)理中引入超聲波(bo)輻照還(huan)有強(qiang)化(hua)傳值的(de)作用。強(qiang)化(hua)傳質(zhi)(zhi)表現在(zai)兩個方(fang)面：一是促(cu)進(jin)微(wei)生(sheng)物(wu)細(xi)胞與廢水(shui)的(de)混合，強(qiang)化(hua)細(xi)胞與底物(wu)之間的(de)傳質(zhi)(zhi)；二是在(zai)好氧處(chu)理中強(qiang)化(hua)曝氣(qi)(qi)，將氣(qi)(qi)泡粒徑降(jiang)(jiang)低成為微(wei)氣(qi)(qi)泡，可以(yi)很(hen)大程(cheng)度的(de)提高(gao)曝氣(qi)(qi)效率，而在(zai)厭氧處(chu)理中可以(yi)加快所產(chan)生(sheng)的(de)沼氣(qi)(qi)的(de)排(pai)出，降(jiang)(jiang)低沼氣(qi)(qi)氣(qi)(qi)壓(ya)，促(cu)進(jin)厭氧反應向(xiang)(xiang)產(chan)物(wu)方(fang)向(xiang)(xiang)進(jin)行，從而加快廢水(shui)的(de)降(jiang)(jiang)解。
由于食品廢(fei)水中懸(xuan)浮顆(ke)粒(li)濃度通常較(jiao)(jiao)高，這些懸(xuan)浮顆(ke)粒(li)在生化處(chu)理中需要進行水解成為(wei)可溶(rong)性物質(zhi)才能(neng)為(wei)微生物細胞所吸收(shou)利用(yong)，而超聲波的另一(yi)項功(gong)能(neng)就是打破較(jiao)(jiao)大(da)的顆(ke)粒(li)物，促進其(qi)水解，因此對食品廢(fei)水處(chu)理頗有效(xiao)果，前景廣(guang)闊。
