發(fā)酵工業(yè)作為生物技術的重要組成部分，在醫(yī)藥、食品、化工等領域扮演著不可或缺的角色。然而，發(fā)酵過程會產(chǎn)生大量的廢水，這些廢水通常含有高濃度的有機物、氮磷等營養(yǎng)物質(zhì)以及可能存在的抗生素殘留和微生物。如果不加處理直接排放，不僅會造成環(huán)境污染，還會浪費寶貴的水資源。因此，開發(fā)有效的發(fā)酵廢水處理及回用工藝具有重要的環(huán)境和社會意義。

發(fā)酵廢水的主要特點包括：

- 高化學需氧量（COD）：由于含有大量未完全代謝的底物、細胞碎片和其他有機化合物。

- 高生化需氧量（BOD）：表明廢水中有較高的可生物降解有機物含量。

- 高懸浮固體（SS）：由死細胞、菌體及其代謝產(chǎn)物組成。

- 含氮磷：是發(fā)酵過程中添加的營養(yǎng)成分，過量排放會導致水體富營養(yǎng)化。

- 可能存在抗生素：在制藥行業(yè)的發(fā)酵過程中，為了防止雜菌污染，常常會使用抗生素，這可能導致廢水中存在抗生素殘留。

- pH值不穩(wěn)定：根據(jù)發(fā)酵類型的不同，廢水的pH值可能會偏酸性或堿性。

發(fā)酵廢水處理方法主要包括物理法、化學法和生物法：

- 物理法：如沉淀、過濾、吸附等，主要用于去除廢水中的懸浮固體和一些大分子有機物。

- 化學法：例如混凝、氧化還原、電化學等，可以有效地降低廢水中的COD和色度，但成本較高且可能產(chǎn)生二次污染。

- 生物法：利用微生物的新陳代謝作用分解廢水中的有機物，是最常用的方法之一，包括好氧處理、厭氧處理以及兩者的結(jié)合。

- 膜分離技術：如超濾（UF）、納濾（NF）、反滲透（RO）等，能夠高效地去除廢水中的微小顆粒、有機物和鹽分，同時實現(xiàn)水質(zhì)的深度凈化和濃縮液的回收利用。

- 高級氧化工藝（AOPs）：通過生成強氧化性的自由基來破壞難降解的有機污染物，如臭氧氧化、Fenton反應等。

- 生物強化技術：向處理系統(tǒng)中引入特定功能的微生物或基因工程菌，以提高對某些特殊污染物的降解效率。

發(fā)酵廢水經(jīng)過適當處理后，可以根據(jù)不同的需求進行回用：

- 冷卻水補充：對于溫度較低的廢水，可以直接用作冷卻系統(tǒng)的補水，減少新鮮水的消耗。

- 清洗用水：處理后的廢水可用于車間地面、設備外表面的沖洗，只要符合相應的衛(wèi)生標準。

- 循環(huán)再利用：對于某些特定的發(fā)酵過程，經(jīng)過嚴格處理后的廢水可以在一定程度上返回到生產(chǎn)工藝中，作為原料的一部分參與新的發(fā)酵周期。

發(fā)酵廢水處理與回用是一項復雜而系統(tǒng)的工程，需要綜合考慮廢水的特性、處理成本、環(huán)境影響等因素。通過選擇合適的處理技術和優(yōu)化回用途徑，不僅可以減輕企業(yè)的環(huán)保壓力，還能帶來顯著的經(jīng)濟效益。