大蒜加工食品厂废水处理案例

一、 行业来源与核心特征及危害

1. 来源行业
大蒜加工废水主要来源于大蒜深加工产业链，包括脱水蒜片、蒜粉、蒜油、大蒜腌制、大蒜汁及调味品生产等行业。其中，脱水蒜片（蒜粉）生产是废水产生量最大的环节，在清洗、切片、漂洗和脱水（烘干）等工序中会产生大量富含有机物的废水。

2. 核心特征

高有机物浓度（高COD）：废水中含有大量的大蒜多糖、蛋白质、氨基酸等，化学需氧量（COD）浓度通常在8,000 mg/L至30,000 mg/L之间，属于典型的高浓度有机废水。

强抑菌性：大蒜在破碎过程中，蒜氨酸在蒜酶作用下生成大蒜素（Allicin）。大蒜素是一种广谱杀菌剂，能穿透微生物细胞膜，抑制细胞分裂，破坏微生物的正常代谢，导致传统活性污泥法中的菌胶团难以存活。

高悬浮物（SS）：废水中含有蒜皮、蒜渣等大颗粒悬浮物，若不进行有效预处理，易堵塞后续处理设备。

含盐量波动大：在腌制或脱盐过程中，会产生高盐废水，高浓度的氯离子等盐分会对微生物产生渗透压抑制，干扰生化处理系统的稳定运行。

3. 主要危害
若未经处理直接排放，废水中的高浓度有机物会迅速消耗水体中的溶解氧，导致河流、湖泊出现黑臭、富营养化，造成鱼虾等水生生物死亡。大蒜素的杀菌性会破坏水体微生物生态平衡，且废水长时间存放会产生强烈的刺激性恶臭气体，严重影响周边居民的生活环境和空气质量。

二、 处理难点与针对性解决方案

1. 核心难点：大蒜素的生物抑制性
传统活性污泥法直接处理大蒜废水时，大蒜素会杀死或抑制好氧及厌氧微生物，导致系统崩溃，污泥“中毒”失活，COD去除率极低。

2. 针对性解决方案：预处理破抑+生化降解

物化预处理（破抑核心）：

微电解（铁碳）：利用铁和碳在废水中形成的微原电池反应，产生的新生态氢和亚铁离子能有效破坏大蒜素的分子结构，将其氧化或还原为低毒或无毒的产物，显著降低废水的生物毒性，并提高废水的可生化性（B/C比）。

高级氧化（如Fenton法）：通过投加过氧化氢（H₂O₂）与亚铁离子（Fe²⁺）产生强氧化性的羟基自由基（·OH），彻底分解大蒜素及难降解有机物。

萃取法：利用植物油或特定有机溶剂作为萃取剂，将废水中的大蒜素（大蒜油）萃取回收，不仅能消除抑菌性，还能实现资源化利用。

生化处理：

水解酸化：在预处理后，利用水解酸化菌将废水中大分子有机物分解为小分子有机酸，进一步改善废水的可生化性，为后续好氧处理创造条件。

A/O（缺氧/好氧）或A²/O工艺：通过硝化与反硝化作用去除总氮（TN），好氧段的微生物在抑菌性解除后能高效降解COD。

MBR（膜生物反应器）：将生物降解与膜分离技术相结合，能维持高浓度的污泥，出水水质稳定且清澈，占地面积小。

三、 经典案例全方位详析

案例一：河南某大型蒜片加工企业废水处理工程

背景与挑战：该企业日排放废水300吨，原水COD高达10,000 mg/L以上，且具有强烈的辛辣味和生物毒性，无法直接进行生化处理。

处理工艺：采用“格栅+初沉+气浮+微电解+芬顿（Fenton）+沉淀池+水解酸化+好氧接触氧化”组合工艺。

设备与优点：

铁碳微电解设备：采用特制铁碳填料，通过微电解反应有效断链，降低了约40%的COD并显著降低了毒性。

Fenton氧化塔：通过精准控制pH和药剂投加量，利用高级氧化深度破抑，确保后续生化系统进水安全。

处理效果：经过该工艺处理后，出水COD稳定在100 mg/L以内，远低于《污水综合排放标准》（GB 8978-1996）一级标准。恶臭气味完全消除。

企业效益：项目总投资约350万元，运行成本约5-8元/吨水。企业避免了因环保不达标而面临的关停风险，实现了稳定生产，同时处理后的清水部分回用于清洗工序，节约了约20%的新鲜水消耗。

案例二：山东金乡食品（大蒜）工业园区污水处理厂

背景与挑战：作为“中国蒜都”，金乡工业园区汇集了60余家大蒜加工企业，废水成分复杂，水质水量波动大，且含有工业油脂等干扰物。

处理工艺：一期工程（7500 m³/d）采用“预处理+气浮+Fenton氧化+微电解+初沉池+预酸化池+A²/O池+二沉池+V型滤池+消毒”的深度处理路线。

设备与优点：

气浮机：高效去除废水中的悬浮物、胶体及部分油脂，为后续氧化单元减轻负荷。

A²/O生化池：通过厌氧、缺氧、好氧环境的组合，同步实现了COD、氨氮、总氮和总磷的高效去除，抗冲击负荷能力强。

处理效果：出水水质稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918-2002）一级A标准，部分指标满足地表水Ⅲ类标准，通过人工湿地进一步净化后排入河道。

社会效益：该项目作为园区配套基础设施，解决了单个企业自建处理设施成本高、运行不稳定的难题，保障了区域水环境安全，为当地大蒜产业的绿色集约化发展提供了支撑。

案例三：山东农业大学资源化综合利用技术集成

背景与挑战：传统处理模式仅关注“达标排放”，造成废水中宝贵的大蒜多糖、大蒜素等资源浪费。

处理工艺：采用“物理筛分+萃取/泡沫分离+膜分离”的资源化回收工艺。

设备与优点：

萃取装置：使用特定溶剂萃取回收大蒜素，回收率可达90%以上，所得大蒜素可作为医药中间体或饲料添加剂。

纳滤（NF）+反渗透（RO）膜系统：在去除污染物的同时，浓缩回收大蒜多糖和蛋白质，实现了废水的“近零排放”。

处理效果：在使废水达标的同时，成功从废水中提取出高附加值的大蒜素、大蒜多糖和大蒜蛋白。

经济效益：该技术将废水处理从“成本中心”转变为“价值中心”，通过销售回收的资源产品，预计可在3-5年内收回环保投资成本，为大蒜加工企业提供了从“末端治理”向“循环经济”转型的典范。