乳清是奶酪生产过程中的主要副产物，其产量占原料奶总量的80%至90%。这种液体通常呈黄绿色，含有高浓度的有机污染物，化学需氧量（COD）可达50至102克/升，总有机碳（TOC）在27至60克/升之间。由于其酸性pH值和极高的污染负荷，乳清若未经处理直接排放，将对环境造成严重破坏。巴西作为全球重要的乳制品生产国，其乳品工业产生的大量乳清废水亟需高效、低成本的治理技术。
针对这一难题，一项最新研究提出了一种混合处理工艺，旨在通过物理化学与生物处理的结合，提高乳清的可生化性。该工艺首先利用木瓜（Carica papaya）种子粉末作为生物絮凝剂进行预处理。木瓜种子在巴西属于常见的农业废弃物，将其加工成粉末后，不仅实现了废物利用，还避免了传统化学絮凝剂可能带来的二次污染。实验显示，将原乳清的pH值调节至10并加入1克/升的木瓜籽粉，经过6小时的间歇搅拌，可去除94%至96%的浊度，同时去除18%至20%的COD和15%至17%的TOC。
预处理后的乳清进入第二阶段，即高级氧化过程。研究对比了传统芬顿（Fenton）和光芬顿（Photo-Fenton）工艺，并采用中心复合设计实验优化了反应条件。在芬顿反应中，最佳操作条件为反应时间90分钟、过氧化氢浓度1.95摩尔、H2O2与Fe2+摩尔比为55，此时COD和TOC去除率分别达到66.4%和62.6%。而在光芬顿工艺中，利用可见紫外光（UV-vis）照射，进一步将铁离子用量降至最低（H2O2/Fe2+比为65），反应时间缩短至60分钟，COD去除率提升至70.1%。这一阶段的关键在于有效降解难生物降解的有机物，将BOD5/COD比值从0.38提升至0.4以上，使其满足后续生物处理的要求。
经过上述预处理和氧化处理后，废水被送入上流式厌氧污泥床（UASB）反应器进行生物处理。UASB反应器在运行第24天开始稳定，COD去除率维持在86%至88%。整个混合工艺系统最终实现了96%至98%的总COD去除率，并产生了可回收的沼气。该研究不仅验证了木瓜籽作为生物絮凝剂在巴西当地原料获取的可行性，也展示了光催化技术在高浓度有机废水处理中的巨大潜力。
