關(guān)鍵詞：食品廢水；有機磷；化學除磷；生物炭；混凝沉淀

1. 引言

食品工業(yè)是我國支柱產(chǎn)業(yè)之一，2022年廢水排放量達25億噸，其中總磷濃度普遍在10-200 mg/L，主要來自原料清洗、加工助劑及副產(chǎn)品（如動物血液、骨粉）。與市政污水不同，食品廢水中的磷60%以上以有機形態(tài)存在（如磷脂、DNA），且常與油脂、蛋白質(zhì)結(jié)合，傳統(tǒng)生物法處理效率不足30%。化學除磷劑通過沉淀、絡合等作用可直接去除溶解性磷，尤其適用于高負荷廢水的前端處理。本文聚焦食品工業(yè)場景，剖析除磷劑的應用難點與創(chuàng)新解決方案。

2. 食品廢水中磷的特性與處理難點

2.1 主要來源與形態(tài)

2.2 處理挑戰(zhàn)

1. 有機磷降解難：植酸、磷脂等需先轉(zhuǎn)化為PO?³?才能被沉淀；

2. 共存干擾物多：油脂包裹磷分子，蛋白質(zhì)與金屬離子競爭結(jié)合；

3. 水質(zhì)波動大：生產(chǎn)批次不同導致磷濃度差異達10倍以上。

3. 除磷劑的作用機理與選型對比

3.1 金屬鹽除磷劑

3.1.1 鐵鹽（Fe³?為例）

• 反應式：Fe³? + PO?³? → FePO?↓（pH=4-6）

• 優(yōu)勢：同步除臭（與H?S生成Fe?S?），適合屠宰廢水；

• 缺陷：過量投加導致出水色度升高（>50 TCU）。

3.1.2 改性鋁鹽（如PFS）

• 特性：聚合硫酸鐵（PFS）的[Fe?(OH)?(SO?)???/?]?結(jié)構(gòu)增強網(wǎng)捕作用；

• 案例：某淀粉廠投加PFS 80 mg/L，TP從45 mg/L降至1.2 mg/L。

3.2 鈣鎂基除磷劑

• 創(chuàng)新應用：牡蠣殼煅燒產(chǎn)物（CaO含量>90%），在pH=10.5時除磷率>95%；

• 經(jīng)濟性：成本較商品Ca(OH)?降低60%，但污泥量增加30%。

3.3 生物炭復合材料

• 典型配方：餐廚廢油制備的生物炭負載納米Fe?O?（比表面積達800 m²/g）；

• 吸附性能：對植酸磷的飽和吸附量達48.7 mg/g，再生5次后效率保持85%。

4. 分行業(yè)處理工藝與案例

4.1 乳制品廢水處理

• 水質(zhì)特征：COD=2000 mg/L，TP=35 mg/L（60%為乳清蛋白結(jié)合磷）；

• 工藝路線：

   

   

• 效果：TP去除率92%，污泥磷含量達7.8%（可作磷肥原料）。

4.2 肉類加工廢水

• 難點：油脂含量高（>150 mg/L），傳統(tǒng)藥劑易失效；

• 解決方案：

  • 采用Al-Cl復合除磷劑（Al³?:Cl?=1:2），破解脂蛋白膠束；

  • 聯(lián)合紫外催化氧化（UV/H?O?），降解有機磷。

5. 技術(shù)經(jīng)濟性分析與優(yōu)化方向

5.1 成本對比（以處理1噸廢水計）

5.2 未來發(fā)展趨勢

1. 廢物資源化：利用啤酒酵母廢渣制備氮磷吸附劑；

2. 智能加藥系統(tǒng)：基于在線磷傳感器動態(tài)調(diào)節(jié)投加量；

3. 磷回收工藝：從污泥中提取鳥糞石（MgNH?PO?·6H?O）。

6. 結(jié)論

食品廢水除磷需根據(jù)磷形態(tài)選擇針對性方案：對有機磷優(yōu)先采用氧化-沉淀組合工藝，對高油脂廢水宜選用破乳型復合藥劑。未來應重點開發(fā)低成本、易再生的新型除磷材料，并構(gòu)建"去除-回收"一體化技術(shù)體系。