一、食品工业水资源高效利用现状
1.食品工业用水巨大
食品工业蓬勃发展的同时,也带来大量的用水,同时造成严重的环境问题。根据河南、四川、青海3省食品企业的调查显示,食品企业生产过程中,考虑对环境影响因素最多的是用水、耗能、水污染,分别占35.33%,25.87%,22.20%。在欧洲,食品和饮料行业的用水量占到全欧洲总用水量的1.8%,水在食品生产中占有重要的地位,既是一切清洗介质,也是直接加入食品的重要原料。
食品工业耗水量大,相应地,由废水引发的问题也常见于食品工业。根据《中国罐头工业手册》的数据,生产1t全去囊衣相橘头要消耗80t水;每生产1L啤酒,需要消耗4-10L水,作为产品中水,冲洗水以及冷却;每加工1t鱼类产品消耗11m3水。根据德国的数据,毎生产1t冻胡萝卜约排放30m3废水,每吨苹果汁排放1.2m3废水,肉类加工每吨产生1.7m3冷却器淋浴废水;相对于其它工业废水,食品工业废水中含有大量的有机物质,且一般无毒,其中更是包含各种生物活性物质(蛋白质、多糖、黄酮类、色素、多酚和膳食纤维),这些可再生食品因子的抛弃不仅给环境带来严重污梁,而且造成资源浪费,给经济建设造成不可估量的损失。
2.食品工业水资源高效利用方式
食品工业的水资源高效利用有很多方式,根据食品法典委员会(CodexAlimentarius)的定义:回用(reuse),指从加工工艺中回收水并进行再利用,包括从食品成分中回收,再处理后回收的水等,如果条件允许,这些水可再用于加工工序中;再处理(reconditioning),指根据所期望的用途,将水在回用前按一定的设计方法进行处理,以降低微生物、化学和物理污染。基于上述思路,食品工业的水资源高效利用,可以通过如下形式的水资源实现:(1)循环水(recycledwater),不是第1次利用或再生水,而是从食品加工中得到水,可以进行处理后再次运用至生产工序中;(2)再生水(re-claimedwater),通过食品加工从食品中分离出来的水,可以进行处理后再次运用至生产工序中。而人类所能利用的回用水(reusedwater),就是循环水或再生水。在节约水资源已经是大势所趋的今天,水回用所带来的价值不可估量,然而要大范围地实现水回用却困难重重。
二、食品工业中的用水管理规范
1.加强企业用水管理
管理是一个重要的环节,只有加强企业用水管理,才能合理使用水源,取得增产又节水的效果。为了加强企业用水管理,必需建立必要的机构和用水管理制度,以便易于考核进行必要的奖惩制度。并按实际情况安装水表,以便于检查管理,也使水的使用者能做到心中有数,切实做到节流的作用。
另外企业内部对工厂车间或工段来的废水应作具体分析,哪些可以回用,哪些要作处理排放,因此要在调查研究的基础上,将各种用水和排水合理的分门别类,也就是说对工厂各处的排水要做到清浊分流,分别经过各处的管道或渠道,进行排放、贮留、处理或回用。
2.通过工艺改革来节约用水
生产过程所需的用水量是由生产工艺来决定的,因而通过生产工艺的改革来节约用水,减少排放或污染才是根本措施。这方面是大有潜力可挖的。具体的做法大致有以下两方面:
(1)通过工艺改革使生产主要过程中,少用水或不用水
这是一种比较根本性的改进方法,往往可以使一些难以解决的问题找到满意的答案。然而由于从根本改革生产工艺,往往会导致原材料、操作、设备等方面的较大变动,牵涉面较大,必须结合原、辅材料的供应,产品的数量和质量的影响,成本以及设备等方面作出统筹考虑,在行动上要慎重。
(2)通过工艺改革使生产洗涤过程中少用水
在工业生产中,为了保证产品的质量,往往需要对成品或半成品进行洗涤以去除杂质。采用何种形式洗涤常常对需要的水量有较大的影响。
首先是加强操作管理,减少洗涤次数,或通过工艺改革,使产品半成品不经洗涤能达到质量指标,从而节约用水。
3.通过对冷却用水的管理来节水
在不少的食品工业中,由于工艺上的要求,需以水作为冷却剂进行降温。这种冷却水的用量是比较大的,并且在一般情况下,它除了受热污染以外,水质还是比较好的,因此应通过各种手段予以回用。节约冷却用水往往是工业节水的主要部分。
(1)改直接冷却为间接冷却
在冷却过程中,特别在化学工业中,如采用直接冷却的方法,往往使冷却水中夹带较多的污染物质,使其丧失再利用的价值,如能改为间接冷却,就能克服这个缺点。
(2)采用非水冷却,免用了冷却水
在有些工厂企业中,还有可能利用非水冷却达到节约冷却水的目的。例如某厂锌冶炼车间电解槽的电解液,原由水冷却,现改为由空气冷却塔直接冷却电解液,冷却后可以降温至32~34℃,能满足生产工艺上的要求,这样每天可以节水0.5万m3,每年节水182万m3,取得较好的效果。
(3)利用人工冷源或海水作冷却水,减少地下水或淡水用量
沿海城镇,也可以采用海水作冷却水以代替淡水。海水资源丰富,来源稳定,水温亦比较适宜,另外设备投资少,占地面积小,因一般不再循环使用,所以可以省去回水设备及凉水塔等。
(4)合理利用冷却水
合理利用冷却水包括几方面。例如对已使用过的冷却水可以进行一定的降温措施后,反复使用。也可以在第一次作为冷却水使用后,用于其它对冷却水要求较低的场合。例如在有些钢厂中,第一次冷却后,冷却水的温度由9℃上升到25℃,然而另一车间的冷却水温度允许略高些其温度上升到35℃,然后还可利用到于对冷却水温度可更高些的另一车间,其冷却水出水温度上升到40℃,最后送至锅炉车间使用,提高锅炉给水温度,降低了煤的耗量,并使同一冷却水在不同要求的车间被多次利用,不仅达到节水目的,在经济上也是合理的。
4.一水多用或污水净化后再用以节约用水
由于工艺中各环节的用水水质标准不一,因此可以利用某些环节的排水作为另一些环节的供水,以达到一水多用,从而做到节水的目的。食品工厂企业中有些环节出来的水质较差,如果经过合适的处理,往往可以回用或降级用于其它环节中去,以达到节水的目的。
中水回用的水质应根据用水对象和要求来确定;首先要保证安全可靠,保证人民的身体健康。目前污水处理后的回用水尚不宜用于饮用或直接与人体接触。使用时应采取防止误饮误用的措施,一般的再生水应达到无病毒无有害物质,在外观上无明显的色度,无泡沫及悬浮物,不使直观上有任何不快之感,更不允许有臭味、异味。在工业生产中使用再生水作为冷却水循环利用时,要进行水质稳定处理,防止用水设备结垢、腐蚀及微生物生长等问题,以免影响设备的正常运行。
结语
食品工业是以农、牧、渔、林业产品为主要原料进行加工的工业。食品工业包括许多与饮食有关的行业,有不同的分类方法。若按所用原料分类,可分为:肉与肉制品工业;禽蛋加工工业;水产品加工工业;制糖工业;水果蔬菜加工工业;淀粉工业;食用油脂工业;乳制品工业;含酒精饮料工业;无酒精饮料工业;调味品及添加剂工业等。食品加工业都是以水作为工业用水和清洗用水。用水量很大,废水排放量也很大。所以应加强食品工业用水的管理与控制。
参考文献
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