❶ 食品废水处理工艺
食品废水包括酒精、啤酒、味精、淀粉、乳糖、柠檬酸、蔬菜加工及各种软饮料加工过程中排出的废水，如果不对废水进行及时的处理则会对环境造成极大的污染。
食品废水中主要污染物有(1)漂浮在废水中固体物质，如菜叶、果皮、碎肉、禽羽等；(2)悬浮在废水中的物质有油脂、蛋白质、淀粉、胶体物质等；(3)溶解在废水中的酸、碱、盐、糖类等：(4)原料夹带的泥砂及其他有机物等；(5)致病菌毒等。食品工业废水的特点是有机物质和悬浮物含量高，易腐败，一般无大的毒性。其危害主要是使水体富营养化，以致引起水生动物和鱼类死亡，促使水底沉积的有机物产生臭味，恶化水质，污染环境。
食品工业具有规模大、污水排放量多等特点，而且污水中常含有大量糖类、蛋白质、微生物菌体和 N、P 的化合物。因此，食品废水的水力负荷和有机负荷都较高，对环境的污染非常强烈，尤其会造成水体的富营养化，破坏水体的自净能力。
二、国内外研究现状
目前，食品废水处理工艺主要有生物化学法、物理化学法，具体如下：
1. 化学处理法
化学处理法是指应用化学原理和化学作用将废水中的污染物成分转化为无害物质，使废水得到净化。污染物在经过化学处理过程后改变了化学本性，处理过程中总是伴随着化学变化。用于食品工业废水的化学处理法有中和、混凝、电解、氧化还原、离子交换、膜分离法等。
食品废水处理工艺（1）氧化还原
化学氧化还原是转化废水中污染物的有效方法。废水中呈溶解状态的无机物和有机物，通过化学反应被氧化或还原为微毒或无毒的物质，或者转化成容易与水分离的形态，从而达到处理的目的。
食品废水处理工艺（2）混凝法
食品工业废水处理中所用的化学处理工艺主要是混凝法。混凝法不能单独使用，必须与物理处理工艺的沉淀、澄清法或气浮法结合使用，构成混凝沉淀或混凝气浮，混凝沉淀可作为生物处理的预处理，也可作为生物处理后的深度处理。
混凝沉淀法是水处理的一个重要方法。对于一些胶体颗粒较小、或是一些胶体溶液，难以或不能发生沉降的废水加入化学混凝剂，使其形成易沉降的大颗粒而去除。废水中呈胶体状态的蛋白质和多糖类物质，经加药混凝沉淀即有较好的去除效果。
常用的药剂有：石灰、硫酸亚铁、三氯化铁和硫酸铝等。石灰一般不单独使用，常与其他药剂配合使用，最佳投药量和pH值宜通过试验确定。
食品废水处理工艺（3）离子交换
离子交换主要是利用离子交换剂对水中存在的有害离子（包括有机的及无机的）进行交换去除的方法。
2. 生物处理法
生物化学处理法是有机废水处理系统中最重要的过程之一。在食品工业的废水处理中，生物处理工艺可分为好氧工艺、厌氧工艺、稳定塘、土地处理以及由上述工艺的结合而形成的各种各样的组合工艺。食品废水是有机废水，生物法是主要的二级处理工艺，目的在于降解COD、BOD5。
好氧生物处理工艺根据所利用的微生物的生长形式分为活性污泥工艺和膜法工艺。前者包括传统活性污泥法、阶段曝气法、生物吸附法、完全混合法、延时曝气法、氧化沟、间歇活性污泥法（SBR）等。后者包括生物滤池、塔式生物滤池、生物转盘、活性生物滤池、生物接触氧化法、好氧流化床等。一般好氧处理对低浓度废水效果较好。
厌氧生物处理工艺适用于食品工业废水，主要原因是废水中含易生物降解的高浓度有机物，且无毒性。此外，厌氧处理动力消耗低，产生的沼气可作为能源，生成的剩余污泥量少，厌氧处理系统全部密闭，利于改善环境卫生，可以季节性或间歇性运转，污泥可长期储存。
3. 物理处理法
物理处理法是指应用物理作用改变废水成分的处理方法。用于食品工业废水处理的物理处理法有筛滤、撇除、调节、沉淀、气浮、离心分离、过滤、微滤等。前五种工艺多用于预处理或一级处理，后三种主要用于深度处理。
食品废水处理工艺（1）撇除
某些食品工业废水中含有大量的油脂，这些油脂必须在进入生物处理工艺前予以除去，否则会造成管道、水泵和一些设备的堵塞，还会对生物处理工艺造成一定的影响。此外，油脂除去并回收又有较大的经济价值。
废水中的油脂根据其物理状态可分为游离漂浮状和乳化状两大类。通常隔油池除去漂浮状油脂。隔油池对漂浮状油脂的去处率可达90%以上。如果处理流程中设有调节池或沉淀池，则隔油池可与调节池或初沉池合用统一构筑物，可节省投资和占地。对小型处理系统，可设油水分离器撇油。
食品废水处理工艺（2）筛滤
筛滤是预处理中使用最广泛的一种方法。主要作用是从废水中分离出较粗的分散性悬浮固体物。所用的设备有格栅和格筛。格栅拦截较粗的悬浮固体，其作用是保护水泵和后续处理设备。食品工业废水中常用的格筛有固定筛、转动筛和震动筛等，格筛最常用的孔径是10—40目。
食品废水处理工艺（3）调节
对于水质水量变化幅度大的食品工业废水，常设置调节池对废水的水质和水量进行调节，调节时间一般为6—24h，多为6—12h左右。调节池容量为日处理废水量的15%—50%。
食品废水处理工艺（4）气浮
气浮主要用于除去食品工业废水中的乳化油、表面活性物质和其他悬浮固体。有真空式气浮、加压溶气气浮和散气管（板）式气浮。当废水进入容器气浮池之前，往水中投加化学混凝剂或助凝剂，可提高乳化油脂和胶体悬浮颗粒的去除率。据资料介绍，气浮可除去90%以上的油脂和40%—80%的BOD5和SS。气浮池HRT一般30min。
食品废水处理工艺（5）沉淀
沉淀是用来除去原废水中无机固体物和有机固体物，以及分离生物处理工艺中的固相和液相。用沉砂池除去原废水中的无机固体物；用初沉池除去原废水中的有机固体物；用二沉池分离生物处理工艺中的生物相和液相，沉砂池一般设在格栅和格筛之后。为了清除废水中无机固体物表面的有机物，避免废水中有机固体物在沉砂池中产生沉淀，可采用曝气沉砂池。采用初沉池可降低后续工艺的负荷。初沉池除去悬浮固体的效果与加工的原料和产品有关。按池中的水流方向分为平流沉淀池、竖流沉淀池、辐流沉淀池。为了提高沉淀池的沉淀效率，可在沉淀池内设置平行的斜板或斜管而成斜板（管）沉淀池。一般沉淀时间1.5—2.0h。
❷ 柠檬酸和硫酸镁反应产生沉淀吗
不会，柠檬酸（CA），又名枸橼酸，分子式为C6H8O7，是一种重要的有机酸，为无色晶体，无臭，有很强的酸味，易溶于水，是酸度调节剂（GB2760—2014）和食品添加剂。
中文名
柠檬酸[15]
外文名
Citric Acid[15]
别名
枸橼酸[15]、3-羧基-3-羟基戊二酸、2-羟基丙烷-1,2,3-三羧酸
化学式
C6H8O7[15]
从结构上讲柠檬酸是一种三羧酸类化合物，并因此而与其他羧酸有相似的物理和化学性质。柠檬酸是一种较强的有机酸，有3个H+可以电离。[1]
在室温下，柠檬酸为白色结晶性粉末，无臭、味极酸[2]，密度1.542g/cm3，熔点153-159℃，175℃以上分解释放出水及二氧化碳。柠檬酸易溶于水，20℃时溶解度为59%，其2%水溶液的pH为2.1。柠檬酸结晶形态因结晶条件不同而存在差异，在干燥空气中微有风化性，在潮湿空气中有吸湿性，加热可以分解成多种产物，可与酸、碱、甘油等发生反应。柠檬酸溶于乙醇时与乙醇反应，生成柠檬酸乙酯[3]
柠檬酸
电离情况
柠檬酸的电离常数为：pK1=3.13；pK2=4.76；pK3=6.40，从电离常数来看，柠檬酸酸性比较强。柠檬酸电离后主要存在形式和pH有关。在化学镀镍操作的pH值条件下，绝大部分柠檬酸都已电离成三价的柠檬酸根离子。
柠檬酸在不同pH值下的电离情况0
药物制剂中的作用机理
增强酸疼
柠檬酸盐能增强酸疼，但不引起酸疼。药物制剂中的柠檬酸通过增强酸感觉离子通道 1 （ASIC1）引起疼痛。数据表明， ASIC 1 和是皮下酸灌注引起的伤害性反应所必需的，中性柠檬酸盐尽管不诱导 ASIC 1 电流或伤害性行为本身，通过去除细胞外钙离子对 ASIC 1 的抑制作用，也可以增强酸伤害性感受。实验确定了 ASIC 1 作为用于检测酸引起的注射部位疼痛的关键受体，中性柠檬酸盐不刺激 ASIC 1 。此外，实验证明了柠檬酸通过去除钙对受体胞外侧的抑制作用来增强 ASIC 1 。[14]
天然存在
天然柠檬酸在自然界中分布很广，天然的柠檬酸存在于植物如柠檬、柑橘、菠萝等果实和动物的骨骼、肌肉、血液中。人工合成的柠檬酸是用砂糖、糖蜜、淀粉、葡萄等含糖物质发酵而制得的。
很多种水果和蔬菜，尤其是柑橘属的水果中都含有较多的柠檬酸，特别是柠檬和青柠——它们含有大量柠檬酸，在干燥之后，含量可达8%（在果汁中的含量大约为47g/L）。在柑橘属水果中，柠檬酸的含量介于橙和葡萄的0.005mol/L和柠檬和青柠的0.30mol/L之间。这个含量随着不同的栽培种和植物的生长情况而有所变化。[4]
注意事项
食用危险
柠檬酸为食用酸类，可增强体内正常代谢，适当的剂量对人体无害。在某些食品中加入柠檬酸后口感好，并可促进食欲，在中国允许果酱、饮料、罐头和糖果中使用柠檬酸。[5]
基于柠檬酸对钙的代谢可产生的影响，经常食用罐头、饮料、果酱、酸味糖果的人们，特别是孩子，要注意补钙，多喝牛奶、鱼头、鱼骨汤、吃些小虾皮等，以免导致血钙不足而影响健康，胃溃疡、胃酸过多、龋齿和糖尿病患者不宜经常食用柠檬酸。柠檬酸不能加在纯奶里， 否则会引起纯奶凝固。乳制品行业常把柠檬酸配成10%左右的溶液加入低浓度的牛奶溶液中，加入时应快速的搅拌。[5]
贮藏条件
应贮藏于气密容器内，置阴凉干燥处保存。[6]
生产工艺
菌种的培养
在柠檬酸的工业生产中都采用微生物发酵法，而有价值的只有几种曲霉菌和酵母菌，其中黑曲霉菌是工业中具有竞争力的菌种，酵母中竞争力强的有解脂假丝酵母和季也蒙赤酵母等。[7]
黑曲霉是在琼脂上培养的，在琼脂上成局限菌落，在室温下培养10~14天，成为丰富密集的孢子梗，菌落为黑色，有时也为深褐黑色。考虑到柠檬酸生产菌应具有产酸能力强和耐柠檬酸浓度高的特点，可采用酸性滤纸法、变色圈法和单孢子移植法将黑曲霉分离出来，以避免其他杂菌干扰，使其成为生产柠檬酸用黑曲霉。[7]
酵母的培养可用于柠檬酸生产的酵母有解脂假丝酵母和季也蒙假丝酵母2种。前者有很强的分解脂肪的能力，较好的炭源是正烷烃。后者可由烷烃发酵生成柠檬酸，也可由糖类发酵生成柠檬酸，酵母发酵pH值为3.5~4.0。[7]
发酵
1940年，H.A.克雷伯斯提出三羧循环学说以来，柠檬酸的发酵机理逐渐被人们所认识。已经证明，糖质原料生成柠檬酸的生化过程中，由糖变成丙酮酸的过程与酒精发酵相同，亦即通过E-M途径（二磷酸己糖途径）进行酵解。然后丙酮酸进一步氧化脱羧生成乙酰辅酶A，乙酰辅酶A和丙酮酸羧化所生成的草酰乙酸缩合成为柠檬酸并进入三羧循环途径。[8]
三羧酸循环
柠檬酸是代谢过程中的中间产物。在发酵过程中，当微生物体内的乌头酸水合酶和异柠檬酸脱氢酶活性很低、而柠檬酸合成酶活性很高时，才有利于柠檬酸的大量积累。[8]
发酵工艺分表面发酵和固体发酵，按不同工艺制备不同原料的培养基，然后进行蒸料。蒸料的目的是将淀粉糊化，并进行灭菌。蒸料时要使物料受热均匀，蒸汽通畅，边蒸边加料，把料加在冒汽的地方，逐层加入。蒸好的物料要扬散摊凉，当温度降至37℃以下，即可补水接种，装盘发酵，发酵终点以酸度来决定，定期测定酸度，保证在酸度最高时出料，以免柠檬酸被细菌分解。[7]
提取
发酵结束后，要对发酵醛进行处理。表面发酵要即时把菌盖和发酵液分开，再用少量水洗涤菌盖和浅盘，发酵液和洗水合并；固体发酵中的柠檬酸要用水浸出，水温80℃，浸出2~3次，浸水合并。发酵酸用压滤机过滤，滤液和洗水合并，打入滤液槽。柠檬酸与钙盐和钙碱反应生成柠檬酸钙从液相中沉淀出来，与可溶性杂质分开。酸液中若含草酸多，则可在热的中和液中，于pH值3以下沉淀析出，从而使草酸盐先分离出来。中和终点用精密试纸测试，保持pH值在6.0~6.8。在85℃左右搅拌30分钟，使硫酸钙充分析出，过滤。柠檬酸钙用硫酸酸解，按溶液中柠檬酸含量确定硫酸的用量，一般硫酸过量不超过0.2%。酸解后，酸液进行过滤。柠檬酸溶液的净化通过吸附脱色和离子交换除去溶液中的色素、胶体和铁离子、钙离子、铜离子、镁离子等金属阳离子以及硫酸根离子等阴离子杂质。[7]
净化多在色谱柱上进行，脱色炭是GH-15颗粒炭，离子树脂是阴、阳树脂。柠檬酸净化液的浓度仅20%~25%，只有浓缩到70%以上才能进行结晶。浓缩时温度不能过高，以免柠檬酸分解，净化液的浓缩可在负压下进行，为了节能，可采用双效或三效蒸发器。浓缩分2段进行，第1次浓缩后，放入沉降槽中保温沉降，再除去大部分石膏；第2次浓缩液含柠檬酸约80%，及时放料结晶。第2次浓缩可用升降式或括板式蒸发器，以减少料液和热媒的接触时间，可提高产品质量。结晶方式不同可得不同产品，一水柠檬酸的结晶是将80%溶液，温度在55℃时，在结晶器中搅拌下自然冷却，当温度降至40℃时，加入晶种，开始结晶，控制温度不超过36℃，此时产品为一水柠檬酸；如果溶液在60℃条件下浓缩到83%，冷却至46℃加入晶种，维持温度在40~60℃慢慢结晶，最终降到38℃，产品为无水柠檬酸。晶膏分密离心得结晶状的商品柠檬酸。[7]
应用领域
食品工业
柠檬酸是世界上用生物化学方法生产的产量最大的有机酸， 柠檬酸及盐类是发酵行业的支柱产品之一，主要用于食品工业，如酸味剂、增溶剂、缓冲剂、抗氧化剂、除腥脱臭剂、风味增进剂、胶凝剂、调色剂等。[9]
在食品添加剂方面主要用于碳酸饮料、果汁饮料、乳酸饮料等清凉饮料和腌制品，其需求量受季节气候的变化而有所变化。柠檬酸约占酸味剂总消耗量的2/3。在水果罐头中添加柠檬酸可保持或改进水果的风味，提高某些酸度较低的水果罐藏时的酸度（降低pH值），减弱微生物的抗热性和抑制其生长，防止酸度较低的水果罐头常发生的细菌性胀罐和破坏。在糖果中加入柠檬酸作为酸味剂易于和果味协调。在凝胶食品如果酱、果冻中使用柠檬酸能有效降低果胶负电荷，从而使果胶分子间氢键结合而凝胶。在加工蔬菜罐头时，一些蔬菜呈碱性反应，用柠檬酸作pH调整剂，不但可以起到调味作用，还可保持其品质。柠檬酸所具有螯合作用和调节pH值得特性使其在速冻食品的加工中能增加抗氧剂的性能，抑制酶活性，延长食品保存期。[10]
金属清洗
柠檬酸是通过微生物发酵生产的有机酸，在洗涤剂生产当中进行应用比较广泛，其自身的特异性以及螯合作用发挥起到了积极作用。柠檬酸在实际的使用过程中，有着良好的性能体现，主要就是在安全性方面比较突出，制备柠檬酸的原料都是来源于粮食，这是安全的食品级微生物。柠檬酸的使用对环境不会造成影响，在微生物以及热等作用下比较容易降解，其自身的螯合能力也比较强，主要及时柠檬酸盐对锰离子以及铁离子等有着比较强的螯合能力，使用效果也比较突出。洗涤剂中的柠檬酸使用性能中的缓蚀性也比较突出，酸洗作为化学清洗中的一个比较重要的环节，和无机酸相比较而言，柠檬酸的酸性相对比较弱，所以对设备所产生的腐蚀性也比较小，柠檬酸清洗的安全可靠性比较强，废液也比较容易处理，对人体不会造成危害。[11]
（1）柠檬酸清洗机理
柠檬酸对金属腐蚀小，是一种安全清洗剂，由于柠檬酸不含有Cl-，故不会引起设备的应力腐蚀，它能够络合Fe3+，削弱Fe3+对腐蚀的促进作用。[1]
柠檬酸可溶解氧化铁和氧化铜，生成柠檬铁、铜的络合物，如果采用氨化的柠檬酸溶液，能生成溶解度很大的柠檬酸亚铁氨和柠檬酸高铁络合物，清洗效果非常好，柠檬酸以除铁锈为主，所以主要用于清洗新建的锅炉，柠檬酸与氨基磺酸、羟基乙酸或甲酸混用，可用来清洗锅炉中的钙镁垢和铁锈，柠檬酸与乙二胺四乙酸（EDTA）混用，可用来清洗过热器。[1]
柠檬酸及其衍生物以其特殊的理化性能，在化学清洗等许多领域都有很广阔的用途。[1]
（2）柠檬酸清洗管道
这是针对高杂质硬水质的最新清洗技术，利用食品级柠檬酸软化顽固水垢，再以微电脑控制水流与气动，产生水流震荡，使水管内的陈年积垢剥离脱落，让水管畅通清洁。[1]
（3）复配表面活性剂清洗燃气热水器
柠檬酸、AES和苯并三氮唑配制的化学清洗剂清洗已使用多年的燃气热水器，将清洗剂注入倒置的热水器中，浸泡1h后，倒出清洗液，用清水冲洗干净，重新使用热水器，在相同流量下，出水温度提高5℃～8℃。[1]
（4）清洗饮水机
用食用柠檬酸（粉末状）用水稀释，注入饮水机加热内胆中，浸泡20min左右。最后用清水反复冲洗内胆，直至干净为止，无毒且效果好。[1]
精细化工领域
柠檬酸属于果酸的一种，主要作用是加快角质更新，常用于乳液、乳霜、洗发精、美白用品、抗老化用品、青春痘用品等。柠檬酸在化学技术上可作化学分析用试剂，用作实验试剂、色谱分析试剂及生化试剂；用作络合剂，掩蔽剂；用以配制缓冲溶液。采用柠檬酸或柠檬酸盐类作助洗剂，可改善洗涤产品的性能，可以迅速沉淀金属离子，防止污染物重新附着在织物上，保持洗涤必要的碱性；使污垢和灰分散和悬浮；提高表面活性剂的性能，是一种优良的鳌合剂；可用作测试建筑陶瓷瓷砖的耐酸性的试剂。柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液用于烟气脱硫。我国煤炭资源丰富，是构成能源的主要部分，然而一直缺乏有效的烟气脱硫工艺，导致大气SO2污染严重。柠檬酸-柠檬酸钠缓冲溶液由于其蒸气压低、无毒、化学性质稳定、对SO2吸收率高等原因，是极具开发价值的脱硫吸收剂。[1]
在传统的染色整理工艺中， 整理通常是在染色之后进行的。由于整理中的交联处理，常常会导致色牢度和色差的问题，特别是选用还原牲催化剂时，这种现象更加明显。用一步法对织物进行处理，不仅可以降低成本、缩短生产时间，而目可以避免色牢度及色差问题。目前染色整理同步进行主要用于棉、棉的混纺织物、丝、毛和粘胶纤维。 这些纤维共同的特征是需要通过整理来提高其服用性能； 染色整理一步法和两步法均获得了较好的整理效果，但一步法更能节省能源、工艺简单，污染小，因此具有好的发展前景。[9]
柠檬酸可作为无甲醛染色整理剂。三乙醇胺可以防止柠檬酸在织物焙烘过程中分解、脱水生成不饱和多元羧酸，从而有效地抑制了织物的泛黄现象。[9]
柠檬酸酯类，已经美国食品和药物管理局批准，作为食品包装用的聚氯乙烯及纤维素塑料薄膜的无毒增塑剂。乙酰化、丁酰化柠檬酸酯可用于甲基丙烯酸甲酯聚合物的发泡剂、丙烯酰胺的稳定剂、聚酰胺黏合剂的引发剂、聚氯乙烯的增塑剂等。特别是柠檬酸丁酯和乙酰化柠檬酸三丁酯，是举世公认的无毒增塑剂。本身除无毒外，在相容性，耐抽出性，低挥发性等方面性能更为优越。如乙酰化柠檬酸三己酯、丁酰化柠檬酸三丁酯可用于生产卫生要求高的成分输血管与导管等。[9]
杀菌及凝血过程
柠檬酸与80℃温度联合作用具有良好杀灭细菌芽孢的作用，并可有效杀灭血液透析机管路中污染的细菌芽孢。在凝血酶原激活物的形成及以后的凝血过程中，必须有钙离子参加。枸橼酸根离子与钙离子能形成一种难于解离的可溶性络合物，因而降低了血中钙离子浓度，使血液凝固受阻。[1]
动物养殖
柠檬酸在机体三羧酸循环中由乙酰辅酶A和草酰乙酸羧合而成，参与体内糖、脂肪和蛋白质代谢。 天然的柠檬酸存在于植物（如柠檬、柑橘、菠萝等）果实和动物的骨骼、肌肉、血液中，人工合成则通过砂糖、糖蜜、淀粉、葡萄等含糖物质发酵制得。 在配合饲料中添加柠檬酸可消毒，预防霉变，防止沙门氏菌等感染动物饲料。 动物采食柠檬酸可减少病原体的增殖和抑制有毒代谢产物产生，提高动物应激力。[12]
（1）提高采食量促进营养物质消化吸收
日粮中添加柠檬酸，可以改善日粮的适口性。柠檬酸可以直接刺激口腔内的味蕾细胞，使唾液分泌增多，起到调味剂的作用，增强动物食欲，从而提高动物的采食量。日粮中添加柠檬酸可使日粮pH降低，动物采食后，胃内酸度下降，无活性的胃蛋白酶原转化为有活性的胃蛋白酶，或直接刺激消化酶的分泌；另外，酸性食糜进入小肠后，刺激小肠分泌肠抑胃素，使之反射性抑制胃蠕动，延缓胃排空的时间，使食糜通过肠道的时间增长，促进营养物质的消化。[12]
（2）促进肠道菌群健康
有机酸可以进入细菌的细胞壁，使细菌内部和外部出现pH梯度变化，抑制细菌生长。常见的几种病原菌生长的适宜pH均是中性偏碱， 如大肠杆菌适宜的pH为6.0～8.0，链球菌为6.0～7.5，而乳酸菌等益生菌宜于酸性环境繁殖。柠檬酸使胃肠道内pH下降， 肠道内乳酸菌等益生菌得到良好的生长条件，从而维持畜禽消化道中微生物菌群的正常平衡。[12]
（3）增强机体抗应激和免疫能力
免疫活性细胞，即T淋巴细胞和B淋巴细胞，对机体起着免疫监视作用。研究表明，肉鸡饲喂柠檬酸可使免疫活性细胞具有较高的密度，使鸡处于较好免疫状态，可抑制肠道致病菌繁殖和预防传染病的发生。[12]
（4）作防霉剂和抗氧化剂
柠檬酸是一种天然防腐剂。由于柠檬酸可降低饲料的pH，有害微生物的增殖及毒素的产生受到抑制，有明显的防霉作用。作抗氧化剂的增效剂，将柠檬酸与抗氧化剂混合使用，可提高抗氧化效果，阻止或延缓饲料氧化， 提高配合饲料的稳定性并延长贮存期。[12]
农业
2022年11月，中国科学家研究发现，在西瓜改良过程中完成对柠檬酸等有机酸（风味）的选择[16]。
生产废水治理方法
主要来源
通常情况下，淀粉类物质为柠檬酸的主要来源。首先将淀粉质的原料粉碎，然后给粉碎的原料加入适量的水并搅拌，将拌合料进行发酵，发酵之后通过过滤得到滤液，在滤液中加入碳酸钙发生中和反应，过滤出柠檬酸钙，使用硫酸对柠檬酸钙进行酸解并过滤，对滤液进行离子交换脱色，之后浓缩、结晶，再干燥就得到了白色粉末状的柠檬酸。[13]
柠檬酸生产废物主要来自发酵和提取工序中产生的废中和液、浓糖水、洗糖水、洗罐水和洗滤布水，洗罐水的浓度最高，但相对于浓糖水，其水量较小，浓糖水的水量最大，且浓度较高，剩余各项废水的浓度以及水量都较低。[13]
生物法
处理柠檬酸生产废水比较常见的处理方法为生物法，生物法又分为厌氧生物法和好氧生物法在国外处理柠檬酸生产废水的主要方法为上流式厌氧污泥床，其处理废水的步骤如下。首先使废水在经过反应器底部之后进入到内筒，然后废水不断上升直至达到反应器最顶端的水分布器，再利用虹吸管将废水导入驯化好的污泥中，不断进行混合，厌氧菌将废水里的有机物分解成沼气，利用三相分离器将沼气、污泥与水分离并各自排出。此种方法的优点为处理效果好、操作比较简单以及剩余的污泥较少等，上流式厌氧污泥床处理柠檬酸废水的工艺流程如图1所示。[13]
图1 上流式厌氧污泥床处理柠檬酸废水的工艺流程图
好氧生物法主要为活性污泥法，此方法利用好氧类的微生物来分解有机废水，而这种好氧微生物就称为活性污泥。活性污泥中的微生物占有比例较大，其中细菌在分解过程中发挥净化作用，其主要通过降解有机废水中的可降解成分，从而达到净化废水的目的。活性污泥分解废水中有机物的步骤：（1）将有机物吸附于污泥表面，完成初步净化；（2）利用活性污泥中的微生物分解吸附于污泥表面的有机物；（3）将分解的废水进行凝聚并经过沉淀作用，从而达到分解有机废水的目的。[13]
光合细菌法
光合细菌属于一种微生物，在不同的水域都有分布。通常情况下，光合作用都会产生氧气，而这种细菌在光合作用下能够合成营养物质以满足自身需求，并且在光合作用的过程中不产生氧气。光合细菌在水中发挥的作用较大，对于碳、硫等物质的循环有着至关重要的作用。光合细菌体内含有较多的蛋白质，其体内也
硫酸镁是一种常用的电解质,主要作用是促进人体的代谢,硫酸镁的主要作用有以下几种,第一,能够帮助人体的神经系统,第二,能够促进消化系统,第三,能够帮助消化,第四,能够促进胃肠道的蠕动,第五,还能够起到一定的镇静的作用,所以说,如果有明显的症状,需要及时的去医院进行检查。
硫酸镁一般情况下是不会沉淀的。硫酸镁一般是呈现为液态，不会有沉淀的现象出现。如果硫酸镁有沉淀，是因为硫酸镁时间比较长，药物失效的情况下出现的话，建议患者不要使用。如果患者出现严重的不良反应的情况下，也不需要使用这类的药物。平时要注意饮食清淡为主，不要吃辛辣刺激油腻的食物，要保持局部的清洁卫生，避免局部的感染复发或者是加重的情况。
❸ 求助：柠檬制酒生产和生活废水回用问题
一、柠檬酸生产废水的主要排放源
在我国柠檬酸的生产主要以薯干玉米等为原料以玉米原料生产柠檬酸为例其生产工艺及废水排放源见图1.
由图1可见玉米柠檬酸的生产工艺主要包括糖化、发酵、提取和精制等。
1、柠檬酸废水的主要来源为糖化洗滤布水在糖化过程中糖化液必须过滤除去玉米渣过滤机的滤布需要定期清洗产生糖化洗滤布水主要含有淀粉蛋白质纤维素玉米脂肪及钠离子等。
2、二压洗滤布水糖液在发酵罐中发酵得到发酵液经压滤机压滤去除菌丝体成为发酵清液送到提取车间压滤机的滤布需要定期清洗由此而产生二压洗滤布水主要含有柠檬酸残糖蛋白质和维生素。
3、刷罐水发酵罐排放发酵液后在下一次进料前要用清水将发酵罐洗涤干净从而产生刷罐水主要含有柠檬酸残糖蛋白质维生素和聚醚等。
4、浓糖水发酵清液与中和生成柠檬酸钙沉淀上部母液称为浓糖水含有柠檬酸柠檬酸钙残糖油脂蛋白质微量钠盐聚醚及有机色素等。
5、洗糖水中和工序得到的固相柠檬酸钙调浆后送入过滤机继续使用的热水进一步洗去残糖及可溶解性杂质抽滤后排放出洗糖水含有柠檬酸柠檬酸钙残糖油脂蛋白质无机钙及有机色素等。
6、沙柱冲洗水精制工序中要把固体物质在沙滤器中除去沙柱需定期冲洗形成沙柱冲洗水含有硫酸钙柠檬酸以及其他结成滤饼的固性物。
7、离子交换淡酸水离子交换淡酸水由个位置产生沙柱炭柱阴柱阳柱离子交换柱再生前将淡酸液排入后柱然后用清水无离子水把残液冲向后柱所产生的废水为离子交换淡酸水含有柠檬酸铁钙氯等离子以及滤层微粒和破碎的阴阳树脂。
8、炭柱废碱水酸碱液经沙柱过滤后进入活性炭柱吸附炭柱每周用水溶液再生再生所排放的水为炭柱废碱水含有柠檬酸盐及有机色素等。
9、阳柱废酸水来自炭柱的酸解液经过阳离子交换柱再生时先放去浓酸液用清水洗涤残液形成阳柱废酸水含有柠檬酸金属离子等。
10、阴柱废氨水来自阳柱的酸解液经过阴离子交换柱再生时先放去浓缩液用清水洗涤放去淡酸水以后用氨水溶液再生形成阳柱废酸水含有N~3柠檬酸非金属离子等,(11D再生冲洗水,交换柱再生冲洗水包括炭柱阴柱阳柱3部分9再生结束9放去再生废水后9用无离子水冲洗残留的再生废水9形成b再生冲洗水9含有NaO~~CIN~3以及相应的盐类和破碎的树脂,以上各工艺点所排放废水的水量和水质见表1。
由表1可见9柠檬酸废水主要来自提取车间的浓糖水和洗糖水9其浓度高排放量大;发酵车间的刷罐水虽然浓度高9但水量很少9有机负荷较小;其他各点排放的废水浓度较低9水量也不大,柠檬酸废水中含有大量的有机物(有机酸糖蛋白质脂肪淀粉纤维素等D及NPS等物质9生产中未糖化的淀粉质未发酵的残糖未能提取的柠檬酸等都进入废水中9形成高浓度的有机污染物。
二、柠檬酸废水的处理方法
1、厌氧生物法
厌氧生物法主要是利用厌氧微生物在无氧条件下分解有机物9在处理柠檬酸废水时9其具体过程主要可分两个阶段:(1D在不同的厌氧微生物种群作用下9将蛋白质脂肪碳水化合物等有机物水解和厌氧分解成脂肪酸及其他产物;(2D在有生理独特性的专性厌氧菌产甲烷菌的作用下9将第一阶段的最终代谢产物转化成C~4或CO2,柠檬酸废水的厌氧处理技术主要有管道式厌氧消化器高温厌氧消化池和上流式厌氧污泥床(UASBD等。
2.1.1管道式厌氧消化器
管道式厌氧消化器具有两步厌氧消化性状:在消化器前面的管段9处于产酸阶段9对较低p~的进水有一定的缓冲作用9后面的管段则以产甲烷为主9这样减少了不同阶段的厌氧微生物群落间的相互抑制作用,浙江省工业环保设计研究所。采用管道式厌氧消化器对柠檬酸废水进行厌氧处理9在进水p~3.44~4.38COD14187.5mg/L处理水量200t/dCOD容积负荷7.09kg/(m3-dD条件下9出水p~7.0~7.5COD去除率为81.1%9去除1kgCOD产沼气0.43m3,管道式厌氧消化器内充填填料作为微生物载体9能滞留高浓度厌氧活性污泥9增强耐进水低p~和耐负荷变化的能力,采用这种方法9酸性的高浓度废水无需进行p~调整可直接进入处理系统9从而减少药剂消耗量9降低运行费用9便于操作管理,但此法存在污泥流失现象9且需定期排泥。
2.1.2高温厌氧消化池
广东佛山环境工程装备公司采用高温厌氧消化法处理宁乡柠檬酸废水9进水COD9914~17014mg/L9BOD54882~77700mg/L9p~4~59控制消化池温度60C左右水力停留时间48h9则出水COD为1314~1600mg/L9BOD5139~416mg/L9p~4~59COD和BOD5去除率分别达85%和90%以上,此法的优点是消化时间短9消化温度适应性强9运行费用低9有机物去除率高,但废水升高温度需消耗额外的能量9因此9适用于原废水温度较高的情况。
2.1.3上流式厌氧污泥床
上流式厌氧污泥床(UASBD在国外已普遍推广使用,我国将UASB反应器技术列为b八五攻关项目9国家环保局首选UASB技术用于处理酿造食品屠宰行业废水,山东莒县化工股份有限公司则率先采用了UASB技术处理柠檬酸废水9其UASB厌氧反应器结构见图2。废水通过反应器底部的进水管进入内筒9逐步上升到反应器顶部的水分布器9通过虹吸管均匀进入外筒和中筒之间与其中驯化好的污泥相混合9在厌氧菌的作用下9废水中的有机物被分解产生沼气,通过斜板三相分离器的分离作用9水通过三相分离器上部的出水管排出9污泥被留在反应器的底部沼气通过水封的作用经沼气管排出进入气柜被锅炉利用。
北京桑德环保产业集团[6]利用两级准中温UASB反应器试验处理柠檬酸废水一级反应器的水力停留时间为Z9h二级反应器的水力停留时间为10h进水温度约30Cp~为5.0~6.0设计COD容积负荷为10kg/(m3.d)稳定运行阶段COD去除率达90%以上出水COD稳定在300mg/L以下去除1kgCOD产生沼气0.58m30上流式厌氧污泥床有更强的耐负荷冲击能力处理效果好剩余污泥少操作管理方便。
厌氧生物法用于处理有机物浓度高~可生化性好的柠檬酸废水有机物去除率高运行费用低但随着国家对排水要求的更加严格单独采用厌氧生物处理出水COD和BOD5等指标尚不能满足国家排放标准要求。
2.2厌氧好氧生物组合法
单独采用厌氧生物法处理高浓度柠檬酸废水往往不能达到国家排放标准需组合其他处理技术如好氧生物处理技术。
针对柠檬酸生产废水首先采用UASB技术对COD在5000~50000mg/L的高浓度废水进行处理处理后的废水与低浓度废水混合再进入生物接触氧化池最后再由物化处理把关尽可能降低水中污染物和色度使出水达标排放0整个工艺流程(厌氧好氧生物组合法处理柠檬酸废水工艺流程)见图3。
采用这种工艺处理柠檬酸废水能将85%以上的有机污染物转化成沼气运行稳定操作管理方便剩余污泥少而且整个工艺过程不产生二次污染。
2.3乳状液膜法
液膜分离技术是一项高效~快速~节能的新型分离技术近年来液膜分离技术在重金属分离。生物工程等领域得到广泛应用特别是在处理高浓度有机废水方面液膜法取得了显著成绩[10~1Z]。乳液与废水通过搅拌充分混合接触废水中的柠檬酸透过液膜浓缩在膜内从而达到分离的目的。
以LMA-1为表面活性剂~正三辛胺为流动载体~NaZCO3溶液为内相试剂~煤油为膜溶剂所组成的液膜体系处理柠檬酸废水当进水COD为4000~5000mg/L时控制一定的搅拌速度表面活性剂种类和用量载体用量乳水比和油内比可使废水中的COD去除率达99%G该法工艺简单效率高成本低易于工业化。具体参见http://www.dowater.com更多相关技术文档。
2.4中和废水回用技术
柠檬酸生产过程排放的各股废水中中和工序产生的废水水量最大污染最严重G探讨中和废水的回用技术对于保护环境节约用水资源具有重要意义。
中国科学院生态环境研究中心研究了在中和废水中驯化选育柠檬酸生产菌并辅助简单预处理措施的中和废水回用工艺。
试验废水选自山东莱芜柠檬酸厂中和废水采用活性炭吸附离子交换和碱处理回调H等预处理方法处理后废水进行摇瓶发酵试验。试验结果表明:废水经活性炭单独处理后发酵柠檬酸产量提高了23.4%;经活性炭结合阳离子交换树脂处理柠檬酸产量提高了53.0%但采用再生和清洗时将产生二次废水。而采用碱(NaOH)预处理中和废水去除影响发酵产率的部分杂质再用酸(H2SO4)调H至6.5处理后出水利用从黑曲霉CBX-12驯化获得的耐受废水的C-98菌株在总还原糖质量分数为14%~16%麦麸质量分数为2.5%乙醇质量分数为1.5%的最佳条件下进行发酵总产酸率已接近利用自来水在同等条件进行发酵的产酸率。该工艺投资省运行费用低可使中和废水经处理后回用于生产。
2.5发酵废液制糖化酶
柠檬酸生产排放的发酵废液中含有大量黑曲霉菌丝体。从废液中提取黑曲霉菌丝体不仅可获得大量具有较高利用价值的糖化酶制剂也可使废液的COD降低从而减少排污量和治污负荷G四川轻化工学院在柠檬酸发酵废液中加入絮凝剂于35~45C保温搅拌15~20min待废液中固形物沉淀完毕收集菌泥。将所得菌泥压滤至含水80%(质量分数)以下添加等量石英砂研磨30min然后在60C以下风干制成干菌体常法粉碎得菌粉。在干菌体中添加纤维素酶(每克干菌体添加纤维素酶200g)50~60C保温3制得酶处理液其糖化力更高。试验结果表明获得的菌粉具有较高的糖化力最适作用温度为60C最适H为4.6可用于酒精生产。
❹ 玉米生产柠檬酸的工艺流程
1 玉米生产柠檬酸工艺介绍
柠檬酸是世界上产量较大的一种有机酸,且是一种无水物,柠檬酸的生产工艺主要有生物发酵法、水果提取法和化学合成法这三种。
采用玉米粉为原料生产柠檬酸利于实现低能耗、低污染、高效益的目标。过滤玉米渣和过剩的蛋白质后转向发酵程序,将菌种和糖液混合通入无菌空气进行深层发酵,发酵罐保持适宜的温度35～37℃环境下生长,相对于传统以薯干为原料而言,以玉米作为新兴原料生产柠檬酸具有产酸快、发酵周期短、成本低、溶氧能力强等优点。一般来说,产酸收益整体上能提高10%左右。
2 玉米粉发酵生产工艺的改进
传统的柠檬酸生产都是以薯干作为原材料,经过生物发酵和钙盐提取工艺制作的,这种方法生产的产品质量差而且成本高,环境污染严重,为了进一步扩大经济效益,提高生产效率,实现清洁无污染的生产,需要对柠檬酸生产提取工艺加以改进。在原料方面,目前研究出了玉米粉、稻米以及秸秆等,工艺上采用工业离子色谱法、母液净化处理以及循环利用废糖液技术,这样不仅有效地降低了成本,而且对于柠檬酸生产剩余的副产物,要通过优化工艺的方式加以合理的利用,废物排放量少有利于环境保护。2.1对玉米中的其他营养物质的开发
玉米生产柠檬酸时,用到的只是玉米中的淀粉。可以在生产过程中对玉米中的其他营养物质进行回收、提纯和开发,生产出玉米蛋白粉、纤维饲料和高附加值的玉米油等副产品,这样的“吃干榨尽”的生产思想有效提高了经济效益。
2.2清液发酵和培养基的调整
为了提高培养基的溶氧效果,在生产过程中适时除去培养基中的杂质(固形物)和过剩的营养物,这样培养基会呈现一种清液状态,溶氧能力增强,同时也缩短了发酵周期。另外,天然培养基经过合理调整后无须加入微量元素、生长素、氮源、无机盐等成分,这样各种成分比例合适的培养基大大
提高了转化率和产酸率。2.3低温液化技术
在常压的条件下,采用低温液化技术,不仅能保证培养基的质量,还能达到彻底液化的工艺要求。
2.4利用高科技的生产工艺
在培育玉米时,采用诱变育种的方式,从中选择适宜生产柠檬酸(比如淀粉含量较高的诱变品种)的玉米品种和进行大量培育,采用高浓度玉米粉柠檬酸性平板驯化的高新技术,培育和选择具有高转化率、发酵周期短和高产酸率的优质菌株。将高科技手段运用到大规模的发酵生产工艺中,实现经济效益和环境效益的双重收获。2.5母液的净化
柠檬酸母液净化的一种改进工艺是先用浓硫酸净化母液(除去母液中的易碳物质),除去杂质后,再通入酸解工序中进行酸解(除去酸解液中的钙离子),这样提高了硫酸的利用率。这样的工艺改进能有效降低硫酸的消耗量和排放量。2.6柠檬酸提取工艺改进
目前国内柠檬酸生产厂家大部分采用钙盐法。主要有两种改进方法,一是把过滤后的柠檬酸液和碳酸钙反应生成柠檬酸氢钙再用硫酸进行复分解反应得到高浓度的柠檬酸液;二是,在浓缩完成之后需加一个过滤装置,除去浓缩过程中析出的碳酸钙微粒,有效提高离子交换树脂的利用率,减轻离子交换的负担,提升柠檬酸产品质量。
2.7对废糖液的循环利用
柠檬酸生产中是将柠檬酸先转化为废糖液,然后进行发酵工序,在这里,介绍一种废糖液的利用方法,即是将废糖液重新用于原料的调浆,这样做大大减少了废糖液的排放量,使得污水处理成本大大降低,节约用水的同时还能保证柠檬酸的收益率、质量和提取进度。
2.8钙盐离子交换法
钙盐法是我国生产柠檬酸的一种传统方法随着今年的科技进步,在工艺和设备方面得到优化和改进,基本上实现了生产自动化。
2.9电渗析技术
电渗析是一种高效的膜分离技术,其原理是利用阴阳离子交换膜的选择透过性的电场力的作用下,使柠檬酸根和氢离子结合为柠檬酸,整个过程中柠檬酸的损失少,平均收率达到92.7%。相对于传统柠檬酸提取工序中酸化沉淀的柠檬酸钙方法而言,这种改进后的工艺不需要添加钙成分,更加简单,便于实现自动化生产,对环境影响小,生产周期短容易进行自动化生产。其缺点在于会增加柠檬酸的生产成本(电渗析的膜费较高),消耗的电能较多。
3 使用玉米清液发酵柠檬酸
传统工艺使用粗玉米粉生产柠檬酸时,由于粗玉米粉中的蛋白质含量丰富,在发酵时无用成分较多且易于造成菌体疯长,不利于产酸。而用玉米清夜进行柠檬酸的发酵时有明显的优势。
3.1玉米清夜发酵柠檬酸的优点
将玉米粉液化后,制成清夜,清夜中蛋白质含量低,固形物等杂质得以有效去除,清液中脂肪含量低,提高了转化率和溶氧量,并且缩短了生产周期。
3.2以玉米清液作为原料的发酵工艺的研究
这里研究以玉米清液为原料,用300M3容量的发酵罐,采用黑曲霉为菌种进行发酵,探讨柠檬酸发酵的优化工艺条件。采用斜面培养基,使用玉米浆作为氮源,加入15%的玉米清液和25%的玉米粉,发酵温度定为37℃,通风比1∶0.3,接种量12%,发酵罐转速90r/min,pH值调至5～6,运行64小时,糖酸平均转化率高达98%。此柠檬酸发酵的优化条件下,黑曲霉菌株菌丝饱满、伸展均匀、松紧适中。
❺ 有机酸废水处理如何处理
有机酸是指一些具有酸性的有机化合物。zui常见的有机物酸是羧酸，其酸性源于羧基(-COOH)。磺酸(-SO3H)、亚磺酸(RSOOH)、硫羧酸(RCOSH)等也属于有机酸。在日化废水中含有的有机酸，一般是甲酸、乙酸、长碳链脂肪酸、柠檬酸、草酸、芳香族羧酸以及二元酸等。
有机酸废水处理要注意以下几点：
（1）蒸馏及蒸发法对于沸点较低的脂肪酸可以采用蒸发法将其回收处理。
（2）吸附和离子交换树脂法活性炭对有机酸的吸附性能良好，可以用来吸附各种脂肪酸、芳香酸、氨基酸及其取代衍生物。含醋酸和苯酚的食盐溶液，可以先用活性炭吸附回收，再用NaOH溶液淋洗，精制后的食盐溶液可以用来生产烧碱。赖氨酸、甘氨酸、谷氨酸以及丙氨酸可以用钠型或钙型的膨润土进行吸附，起吸附顺序依次为：赖氨酸>甘氨酸>谷氨酸>丙氨酸。
（3）萃取法苯可以用来萃取丙酸和丁酸，含10%的脂肪酸废水可以用等体积的二甲苯在70度下萃取六次，萃取液可用NaOH回收脂肪酸，此法可以用来处理水溶性或水不溶性的脂肪酸。
（4）膜技术用膜技术处理含羧酸的废水，主要采用的方法是反渗透和电渗析，并以前者使用较多。
（5）沉淀法含芳香酸及其盐的废水可以用三价铁盐作为沉淀剂，调整pH，然后过滤除去。
（6）氧化法大多数含羧酸类废水都可以用氧化法进行处理。个别羧酸如氯代苯氧乙酸及其衍生物还可以用还原法进行处理。
文章链接：中国环保在线http://www.hbzhan.com/company_news/detail/307080.html
❻ 柠檬酸生产废水处理中的污泥怎么处理
污泥可以用压滤机处理到。废水回收后在做处理。如果已经用压滤机处理完可。可以找危废公司去处理剩下的污泥。
❼ 废水中柠檬酸该如何去除
不仅仅是简单的加碱中和，主要你的排放标准是什么，柠檬酸属于有机酸，中和之后COD还在，这就是废水去除COD的问题，这种方法就很多，主要是生物处理，比如：活性污泥法、生物膜法等常用的废水处理工艺。这不是一句话能说清楚的，你可以看看污水处理工艺相关的书籍。
❽ 你好，我用Fenton法处理柠檬酸清洗废水时，为什么曝气之后COD值反而升高，求前辈指教一下啊
问题请描述清楚。
开始COD多少？是不是和Fenton反应过后的COD相比，Fenton+曝气24h后的COD升高？升高多少专？ 最好属对柠檬酸清洗废水的水质做一下描述。
大体上可以这么认为：生化法和高级氧化法组合工艺的合理性要根据水质的可生化性来选择。你的这种情况应该是首先经过高级氧化后，那些可生化的有机物都被化学氧化了，所以之后的曝气实际上不会对COD降低产生作用。COD反而升高的原因很可能是在曝气反应阶段有新的物质溶入到你测试的水样中了，比如微生物，或者因pH等原因引起的原先不溶颗粒物的溶解。