近日，一则爆炸性消息令无数环保人感到震惊： 5年时间里，全美排名第一，世界排名第二的泰森食品公司（Tyson Food），居然向美国1/2的河流、1/3的湖泊里直接排放了约3.293亿吨（870亿加仑）含有致癌氰化物、硝酸盐、氯化物、磷和油类等污染物的废水。 3.293亿吨 废 水是什么概念？！多到足以填满约132,000个奥运会规格的游泳池，即165平方公里，相当于25个西湖的面积。
近日，一则爆炸性消息令无数环保人感到震惊：
5年时间里，全美排名第一，世界排名第二的泰森食品公司（Tyson Food），居然向美国1/2的河流、1/3的湖泊里直接排放了约3.293亿吨（870亿加仑）含有致癌氰化物、硝酸盐、氯化物、磷和油类等污染物的废水。
3.293亿吨 废 水是什么概念？！多到足以填满约132,000个奥运会规格的游泳池，即165平方公里，相当于25个西湖的面积。
宁愿交环保罚款也不处理污水
食品加工业污染泛滥，症结在哪里？
如果你是麦当劳、肯德基等炸鸡快餐店的顾客，那么你极有可能也为"Tyson Foods"掏过钱包，它给麦当劳发明了麦乐鸡，给肯德基发明了鸡米花。
据了解，泰森食品是全球最大的鸡肉、牛肉、猪肉生产商及供应商之一，也是世界上最大的牛皮生产商，被业界誉为美国真正的“鸡王”。泰森食品在全球范围内，拥有员约114,000名员工，2023年营业额高达528亿美元，被《财富》评为世界500强排行榜第266位，美国500强排行榜第80位。
然而，这些光彩夺目的数字背后，隐藏着严重的环境污染。
UCS基于泰森食品公司根据现行规定报告所公开的最新水污染数据，进行了深入的研究分析（UCS为非赢利性质的非政府组织，由全球10万多名科学家组成，主要目的是提出一些报告和忠告，避免科学技术遭到滥用）。
报告显示， 泰森食品的工厂每天通过洗涤动物、清理肉类和动物产品、消毒设备及清洗工作场所等操作，产生数百万加仑废水。
这些废水不仅包含血液、细菌和动物粪便、微生物和病原体，包括大肠杆菌和沙门氏菌等，还含有诸多有毒的化学物质：氮、磷、氯化物、氰化物和石油等物质。
图源dailymail，上下滚动查看更多
这些排放的水污染物分布在美国17个州， 但其中大约一半的污染物被排放到内布拉斯加州的溪流、河流、湖泊和湿地之中。
在内布拉斯加州，该公司的五家最大工厂 排放了超过55000吨污染物，包括2000吨硝酸盐 （导致婴儿出现血液疾病和脑部缺陷）。
图源dailymail
除此次事件外，密苏里州清溪排放氨气事件、阿拉巴马州黑勇士河事件等全球知名环境污染事件也都有泰森食品的影子。比如：
2018年，泰森公司的工厂在密苏里州清溪(Clear Creek)排放的氨气导致10万多条鱼死亡，被美国司法部处以200万美元的罚款。
2021年，泰森公司受到关于“阿拉巴马州黑勇士河(Black Warrior River)20万条鱼死亡”的诉讼，最终支付300万美元以解决诉讼问题。
值得一提的是，这些罚款金额仅占该公司当年收入的0.006%。同样来自UCS的科学家Omanjana Goswami表示：“泰森在一些州几乎处于垄断地位，可以将巨额污染罚款和处罚视为简单的业务成本。”
图源Dailymail.com
因此，有环保人士认为频频出现的环境污染问题与联邦法规和州政府监管力度不足紧密相关。
相关数据显示，美国有5000多家肉类和家禽加工厂，但只有300家被要求报告污染情况并遵守排放限制。监管不严格，处罚力度不够，缺乏刺激企业自觉控制污染的动力，企业往往会推动限制以最大化利润，宁愿认罚也不积极采取措施防治污染。
相比较之下， 我国工业废水排放标准十分严格，且不断趋严，工业企业对污废水处理技术也格外重视。下面，我们就一起来看看食品加工废水及其处理技术。
食品添加剂是造成污染的主要原因
食品加工废水的来源和特性都有哪些？
食品加工废水污染特征普遍具有高有机质、高油、含盐等共同特征，污染物总体浓度较大，虽然每个企业自身也建设了污水处理系统，但企业污水全部汇合进入下游城镇污水处理系统后，总水量和总污染物量很大，增加了末端污水处理单位的负荷。
通常来说，食品加工废水主要有如下7大特点:
· pH值较高 ，一般为7.13~8.62，部分企业工艺特殊，水质呈较强碱性给污水处理带来较大难度。
· 含盐量高 ，食品加工制作各道工序中均有大量盐类添加，这些盐类物质通过工艺层层进入废水，形成含盐量极高的企业污水。
· 化学需氧量很高 ，食品加工生产中大量的使用添加剂，这些人造复合物质处理难度较大，进入自然界后分解转化也极慢。
· 含油量较高 ，加工食品的油脂往往较重，这些油脂大部分留在了产品中，但仍有大量油脂随着工艺流入排水中，造成污染。
· 部分蛋白质、肉类制品厂 悬浮物指标值很大 。
· 受生产工艺和添加材料的影响， 含有大量的氮磷化合污染物 。
· 污染物总量大 ，由于企业环保意识淡薄，其生产工艺本身材料利用效率极低，副产物种类多数量大，这些副产物全部成为了污染物进入废水排放。
食品加工行业的污水主要来源有食品加工原辅料、加工添加物和食品包装等在食品加工过程中，由于食材浸泡、清洗、制浆、冷却、香辛料添加，加工设备及加工场地清洗、包装材料的清洗、企业员工日常生活水等环节，产生了大量高浓度污水。
这些废水含有大量氨基酸、脂类、寡聚糖、有机酸和水溶性维生素等，溶解性固态物含量也较高。
值得一提，食品包装清洗也是污染源之一。一些食品企业回收食品包装，进行清洗消毒后再次利用，这些清洗废水中也含有大量有机和油类，经过清洗更添加了清洗消毒剂，增强了对生物处理系统的抑制作用，处理难度更大。
典型的食品加工企业废水主要污染因子为：CODcr 15000mg/L，BOD5700mg/L，NH 3 -N 40mg/L，SS 500mg/L，动植物油 200mg/L，氯化物500mg/L。
食品加工企业造成污染的主要原因是由基本食材中增加的调味调性状的添加剂引起的，其次是在加工过程中各种食材自身物质的交换渗透和工艺流程中有用物质利用不充分外排造成的污染。
（1）食品添加剂污染
食品添加剂是食品加工业废水污染的主要来源。
目前，食品加工工艺中采用的添加剂，按其作用可分为酸度调节、抗结、消泡、抗氧化、漂白、膨松、着色、护色、乳化、增味等共23大类。
这些食品添加剂又可分为天然提取物（如动植物产生物质的提取物、微生物的代谢产物等）和人工化学合成品，大多是复合型有机物，不但在工艺过程中会大量的残留进入污水外排，其中有些添加剂还是难降解物质，即使经过多流程的污水处理程序，仍然难进行有效转化，或者是难以完全清除。
部分物质进入自然界后，要经过很长的时间才能被充分消解转化，成为自然界可以利用转化的物质，或者甚至不可逆转，成为不可利用物质而永久残留在自然界循环，不断危害环境。
通过对大量食品工厂的监测， 结果表明因大量添加材料的使用，食品加工废液中含有很高的有机物浓度。
人工添加的多种化工合成品是造成有机污染的主要原因，如CODcr、BOD5、SS 等污染都源于各类化学食品添加剂的大量使用。某些酱料、肉类制品厂在食材腌制过程中，大量投加食用盐，导致污水氯化物达到500mg以上，给污水处理带来一定难度。
（2）食材自身污染
食材自身污染是指食材主料在加工过程中各类溶解性物质渗漏溶出，进入污水排放而带来的污染。
加工食品较之天然食品以口味厚重为主要特色，在制作过程中，辣椒、动物油脂、豆类、植物油等物质使用量极大，这些高营养物质中大量的蛋白质油类、氮磷化合物随工艺流程中而进入生产用水，进而形成污染。
以某豆制品厂为例，该厂在黄豆制浆过程中产生的生产废水溶解性蛋白质含量极高，污水呈乳黄色，化学需氧量可达到每升污水10g以上，悬浮物每升最高 400mg氮磷化合物浓度往往也高达数百。
12种处理技术优缺点对比
食品加工废水如何高效、低成本处理？
就食品废水处理现状而言，仍面临一些棘手的问题，比如：
传统的物化法处理能力有限；
生物法存在设备昂贵、污泥易膨胀、稳定性不强和微生物培养技术弱等问题；
而物化生组合工艺的工艺顺序、工艺参数及其在差异性较大废水中的适用性也待进一步研发。
一般来说，物化法操作简单、效果稳定，均可作为生化操作的前处理，为后续工艺减轻负荷。其中， 吸附和絮凝法是废水处理工艺中最为常见的方法。
每种方法都因其独特的原理和优异性，用于各类不同水质的食品加工废水，其主要优缺点如下表：
（1）膜分离法
微滤、超滤、反渗透、纳滤、电渗析广泛应用于废水的除菌脱盐、回收蛋白及去除有机物和浊度等。5种技术各有其特点：微滤除菌，超滤精制，反渗透、纳滤、电渗析脱盐。
其中，超滤和反渗透在食品工业化废水的应用最为广泛，超滤不仅能分离大分子和胶体，还能将其进行浓缩；而反渗透的高精密性为废水的滤出提供了保障，可直接制备纯水。
在实际操作中，通常根据膜的特性将膜技术以组合形式处理加工废水。从工艺组合来看，微滤和超滤是预处理工艺，反渗透是终端处理，这也证实了反渗透的高度精密和应用广的特性。
组合膜技术处理食品加工废水的效果对比
（2）化学絮凝法
化学絮凝法是指通过向废水中投入絮凝剂，利用絮凝剂与废水污染物发生凝聚作用，进而沉降分离出来的方法。
化学絮凝法常作为预处理工艺处理高浓有机废水，处理效果取决于絮凝剂的选择。
有人研究氯化铁和聚电解质对饮料工业废水的絮凝效果，通过添加25 mg/L聚电解质到质量浓度 100mg/L的氯化铁，COD、TP、TSS去除率分别为91%、99%、97%，证实了絮凝法在饮料工业预处理工艺的有效性。
值得一提的是，絮凝技术除可降解废水，应用于处理富含营养物质的废水还可对蛋白、淀粉等营养物进行回收以供动物食用。
（2）壳聚糖法
壳聚糖是从虾虫类外壳和藻类细胞壁中提取的天然高分子化合物，具有生物降解性，吸附量大且性能稳定。
酸性条件下，CTS溶液中的氨基会与带负电的胶体或悬浮物结合沉降，同时抑制活菌的活性。
有人采用壳聚糖- 氧化联合法预处理橄榄厂废水，对优化总悬浮物去除率达81%，分别采用 Fenton和photo-Fenton氧化法对有机物的最大去除率为85%和 95%。
（3）高梯度磁分离法
高梯度磁分离法是利用磁化基质的感应磁场和磁力分离废水中的磁性颗粒状污染物的方法。
该法可用于分离废水中具有磁性的杂质，也可通过向废水中投入磁种或混凝剂分离弱磁性或非磁性物质，利用其对胶体、脂肪、蛋白质、磷酸盐等吸附作用与杂质结合，再通过磁分离器分离出去。
需要特别说明的是，食品加工废水一般均为非磁性废水，利用磁化技术处理这类废水对磁种的制备、使用及回收再利用有更高的要求。
（4）超声技术
超声技术（UT）处理废水主要是靠其空化效应来实现，超声空化可使有机物发生高温分解或自由基反应，进而加速降解有机物。
UT作为水处理技术具有操作简便、降解速度快等特点 ，与其他技术相结合处理废水效果更好，尤其是与高级氧化或微电解联合使用。
有研究利用超声协同氧化和电解法处理葡萄酒废水，结果显示：UT+Fenton较单独Fenton的COD去除率高27.8%，反应时间少20min；UT+Fe/C较Fe/C法COD去除率高17.9%，反应时间少30min。可见，超声的协同作用，对提高降解率和减少反应时间有重要意义。
生物处理法因其处理效果好、规模大，被广泛应用于大型食品加工厂， 根据微生物需氧程度可将其分为好氧法、厌氧法和兼氧法。 其中，
好氧法出水水质较好，多用于处理中低浓度废水，包括SBR法、BAF法和MBR法等。与好氧法相比，厌氧法所产污泥少、节能省源，包括UASB法和EGSB等。
兼氧工艺将好氧、厌氧法有机结合，集去除有机物、悬浮物和除磷脱氮为一体，包括H/O、AB法等。
值得一提的是，生物法处理周期长、工艺复杂，一般均存在污泥剩余问题及污泥、微生物易随排水流失的问题。
因此， 通过与其他工艺相耦合处理食品废水具有更好效果，可以避免劣势。 常见的联合处理工艺如下：
生物联合法处理食品加工废水的效果对比
（1）水解—好氧法
水解—好氧法（H/O）是指将废水依次通过水解酸化池和接触氧化池，利用兼氧菌加速糖类、蛋白质、脂肪等物质降解的方法。
淀粉、乳品、啤酒等加工废水有机物含量高、降解速率慢，若采用全好氧工艺，废水降解不彻底；采用厌氧工艺耗时长，两者均难达标。H/O则避免了好氧工艺能耗大、厌氧工艺耗时长的缺点。
有人借助好氧生物流化床的传质作用和耐冲击负荷力，采用水解—好氧法处理可乐废水，COD和BOD5去除率达91.6%和95.2%。
（2）吸附生物降解法
吸附生物降解法（AB）由A和B两段独立活性污泥系统组成 ，因A段的高负荷可为B段提高稳定的进水水质，使得吸附生物降解法适用于进水污染物含量高、水质波动大的废水。
相较于常规活性污泥法， 吸附生物降解法具有良好的沉降性和稳定性，但该法存在污泥剩余量大的问题。
有人采用AB法处理啤酒废水，以糖化废水培养菌种，经A段吸附絮凝COD、BOD5去除率达60%；再经B段的氧化曝气，COD、BOD5去除率高于90%。
（3）序批式活性污泥法
序批式活性污泥法（SBR）采用间歇式运行方式，经过进水、曝气降解、泥水分离、排泥水、闲置等一系列操作完成污水净化。
有人通过运行膜序批式反应器处理乳品废水，BOD5、氮和磷的去除率分别为97～98%、96%和80%，采用间歇式抽吸法，膜清洗1次可运行110d以上。
SBR可根据进水水质和废水水质变化灵活调整周期和运行状态，具有脱磷除氮效果好、可有效防止污泥膨胀的特点。
此外，由于不设初沉池和污泥回流设备，SBR流程简单、基建和运行费用低，极其适用于中小型企业。
（4）曝气生物滤池法
曝气生物滤池法（BAF）结合吸附过滤与生化降解为一体，利用微生物氧化降解作用，达到硝化、除磷、去氨氮的目的。
曝气生物滤池法对进水有机物含量高、水质波动大的废水适应性差，在高有机负荷下，氨氮去除率会明显降低。因此一般都需对水体进行预处理操作，以防悬浮物进入曝气滤池，堵塞系统从而影响系统运行效果。
值得注意的是，影响BAF去污效果的关键因素在于填料的选择。有人通过研究斜发沸石、生物陶粒和砾石3种填料对BAF处理甲鱼养殖废水效能的影响。
结果表明：沸石的除氮作用最佳，陶粒和砾石的除磷效果较优，综合考虑成本，以砾石效益最高。
（5）升流式厌氧污泥床法
升流式厌氧污泥床法（UASB） 主要优势在于能将高含量有机物转化为沼气，且不需填料和搅拌设备 ，具有良好的经济性。
其处理效率及稳定性的衡量指标取决于污泥颗粒化及污泥与废水的接触程度，颗粒污泥具有高活性和沉降性，可提高UASB的运行性能。
有人通过对UASB反应器进行改良处理玉米乙醇废水，经过两个月的操作，63%的颗粒污泥大于1.3mm，甲烷产量和COD去除率分别为539L/d和90%。
（6）厌氧膨胀颗粒污泥床法
厌氧膨胀颗粒污泥床法（EGSB）是经改造的UASB，通过水回流系统提高水流上升速度、维持颗粒污泥的膨胀状态，以此增强泥水的混合接触和传质效果， 具有污泥产率低、适应性强的特点。
有人采用EGSB处理啤酒废水，20℃下，HRT为18h，经184d的运行，随着有机负荷的不断提高，COD去除率基本稳定在85%，且沼气产量为0.58m3/kg。
（7）膜生物反应器
膜生物反应器（MBR）是膜分离单元与生物处理单元相结合的新型污水处理法，以膜分离技术取代活性污泥法的二沉池，截留微生物以充分氧化有机物并借助膜分离提高污泥活性，实现对高浓有机废水和难降解废水的固液分离。
MBR基本解决了活性污泥法的污泥膨胀、泥龄长的问题，但其同样面临着常见的膜污染问题。
有人采用一体式膜生物反应器处理养猪沼液，相比较之下，MBR处理效果比普通活性污泥法更优，其还可通过微生物和污泥絮体的吸附作用实现对重金属的去除，其中Cu、Zn、Fe、Mn的平均去除率分别为87.5%、94.1%、92.7%、94.2%。
（ 来源：环保水圈 ）
