啤酒工業(yè)廢水處理

啤酒生產(chǎn)過(guò)程中用水量大，特別是釀造，罐裝工藝過(guò)程， 由于使用大量新鮮水， 相應產(chǎn)生大量的廢水。不同的生產(chǎn)工藝產(chǎn)生的廢水量也不一樣。以噸啤酒耗水量為例，國際先進(jìn)水平為6 t 多，國內的一些廠(chǎng)家高達12 t， 采用新型生產(chǎn)工藝的啤酒廠(chǎng)可以達到5～6 t 的水平。廢水主要來(lái)源有：麥芽生產(chǎn)過(guò)程的洗麥水，浸麥水，發(fā)芽降溫噴霧水，麥槽水，洗滌水，凝固物洗滌水；糖化過(guò)程的糖化水，洗滌水；發(fā)酵過(guò)程的發(fā)酵堆洗水， 過(guò)濾洗滌水；包裝過(guò)程洗瓶水，滅菌水及冷卻水和成品車(chē)間洗滌水。

啤酒工業(yè)廢水主要含糖類(lèi)，醇類(lèi)等有機物，有機物濃度較高，雖然無(wú)毒，但易于腐敗，對水體環(huán)境造成危害。國內啤酒廠(chǎng)廢水中CODCr含量為1 000～2500 mg ／ L，BOD5含量為600～1 500 mg ／ L， 該廢水具有較高的生物可降解性， 且含有一定量的凱氏氮和磷。

啤酒工業(yè)廢水處理方法常見(jiàn)的有以下幾種：

1 好氧水處理技術(shù)

好氧生物處理是在氧氣充足的條件下， 利用好氧微生物的生命活動(dòng)氧化啤酒廢水中的有機物，其產(chǎn)物是二氧化碳、水及能量（釋放于水中）。這類(lèi)方法沒(méi)有考慮到廢水中有機物的利用問(wèn)題，因此處理成本較高�；钚晕勰喾�、生物膜法是較有代表性的好氧生物處理方法。

1．1 活性污泥法

活性污泥法是中、低濃度有機廢水處理中使用最多、運行最可靠的方法，具有投資省、處理效果好等優(yōu)點(diǎn)。該水處理工藝的主要部分是曝氣池和沉淀池。廢水進(jìn)入曝氣池后，與活性污泥（含大量的好氧微生物）混合，在人工充氧的條件下，活性污泥吸附并氧化分解廢水中的有機物， 而污泥和水的分離則由沉淀池來(lái)完成。我國的珠江啤酒廠(chǎng)、煙臺啤酒廠(chǎng)、上海益民啤酒廠(chǎng)、武漢西湖啤酒廠(chǎng)、廣州啤酒廠(chǎng)和長(cháng)春啤酒廠(chǎng)等廠(chǎng)家均采用此法處理啤酒廢水。間歇式活性污泥法（SBR）通過(guò)間歇曝氣可以使動(dòng)力消耗顯著(zhù)降低，同時(shí)，廢水處理時(shí)間也短于普通活性污泥法。引進(jìn)比利時(shí)的SBR 專(zhuān)利技術(shù)，廢水處理時(shí)間僅需19～20 h ,比普通活性污泥法縮短10～11h，CODCr的去除率也在96％以上。

在傳統的活性污泥法基礎上， 科研人員開(kāi)發(fā)了新型高效好氧生物生理技術(shù)周期循環(huán)活性污泥法。其優(yōu)點(diǎn)是： 利用位于反應器前端的預反應區作為生物選擇器對進(jìn)水中有機底物快速吸附及吸收， 提高了處理效率，增強了系統運行的穩定性；可變容積的運行提高了系統對水質(zhì)水量變化的適應性和操作的靈活性；根據生物反應動(dòng)力學(xué)原理，對廢水在反應器的流動(dòng)呈現出整體推流， 而在不同區域內為完全混合的復雜流態(tài)，不僅保證了穩定的處理效果，而且提高了容積利用率；通過(guò)對生物速率的控制，使反應器以好氧－缺氧－厭氧狀態(tài)周期循環(huán)運行，使其具有優(yōu)良的脫氮降磷效果，降低了運轉費用。目前該技術(shù)處于中試階段。

1．2 生物接觸氧化法

該工藝采用水解酸化作為生物接觸氧化的預處理， 水解酸化菌通過(guò)新陳代謝將水中的固體物質(zhì)水解為溶解性物質(zhì)， 將大分子有機物降解為小分子有機物。水解酸化去除了部分有機污染物，提高了廢水的可生化性，有益于后續的生物接觸氧化處理。該工藝在處理方法、工藝組合及參數選擇上是比較合理的， 充分利用各工序的優(yōu)勢將污染物質(zhì)轉化、去除。采用此工藝處理啤酒廢水時(shí)要遵循下列要求： ①采用水解酸化作為預處理工序時(shí)應考慮懸浮物去除措施。②采用推流式生物接觸氧化池時(shí)，為避免前端有機物負荷過(guò)高可采用多點(diǎn)進(jìn)水。③應嚴格控制溶解氧濃度， 供氧不足會(huì )造成生物膜大范圍脫落，導致運行失敗。

2 厭氧－好氧結合處理技術(shù)

厭氧生物處理適用于高濃度有機廢水， 它是在無(wú)氧條件下，靠厭氧細菌的作用分解有機物。在這一過(guò)程中，參加生物降解的有機基質(zhì)有50％～90％轉化為沼氣（甲烷），而發(fā)酵后的剩余物又可作為優(yōu)質(zhì)肥料和飼料。厭氧生物處理包括多種方法，但以升流式厭氧污泥床（UASB）技術(shù)在啤酒廢水的治理方面應用最為成熟。UASB 的主要組成部分是反應器，其底部為絮凝和沉淀性能良好的厭氧污泥構成的污泥床，上部設置了一個(gè)專(zhuān)用的氣－液－固分離系統（三相分離室）。廢水從反應器底部加入，在向上穿過(guò)生物顆粒組成的污泥床時(shí)得到降解，同時(shí)生成沼氣（氣泡）。氣、液、固（懸浮污泥顆粒）一同升入三相分離室，氣體被收集在氣罩里，而污泥顆粒受重力作用下沉至反應器底部，水則經(jīng)出流堰排出。本文僅介紹兩種應用較為廣泛的厭氧－好氧結合處理技術(shù)。

2．1 內循環(huán)UASB 反應器＋氧化溝工藝

此工藝采用厭氧和好氧相串聯(lián)的方式， 厭氧采用內循環(huán)UASB 技術(shù)， 好氧處理用地有一處狹長(cháng)形池塘，為了降低土建費用，因地制宜，采用氧化溝工藝。本處理工藝的關(guān)鍵設備是UASB 反應器，該反應器是利用厭氧微生物降解廢水中的有機物， 其主體分為配水系統、反應區、氣－液－固三相分離系統、沼氣收集系統四個(gè)部分。實(shí)踐證明，采用內循環(huán)UASB反應器＋氧化溝工藝處理啤酒廢水是可行的，CODCr總去除率高達95%以上，根據啤酒生產(chǎn)的季節性、水質(zhì)和水量的情況可調整UASB 反應器或氧化溝處理運行組合，以便進(jìn)一步降低運行費用。具體參見(jiàn)http://www.sharpedgetext.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

2．2 UASB＋SBR 處理工藝

本工藝將UASB 和SBR 兩種處理單元進(jìn)行組合，所形成的處理工藝突出了各自處理單元的優(yōu)點(diǎn)，使處理流程簡(jiǎn)潔， 把UASB 作為整個(gè)廢水達標排放的一個(gè)預處理單元，在降低廢水濃度的同時(shí)，可回收所產(chǎn)沼氣作為能源利用。同時(shí)，由于大幅度減少了進(jìn)入好氧處理階段的有機物量，降低了好氧處理階段的曝氣能耗和剩余污泥產(chǎn)量， 從而使整個(gè)廢水處理過(guò)程的費用大幅度減少。

3 利用啤酒廢水發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟

廢水的土地利用有悠久的歷史。其目的不單純是廢水農田灌溉，而且還根據生態(tài)學(xué)原理，在充分利用水資源的同時(shí)，科學(xué)地運用土壤－植物系統的凈化功能，使該系統起到廢水的二、三級處理作用。廢水的土地利用一般有快速滲濾和地表漫流兩種方法：前者的特點(diǎn)是加入的廢水大部分都經(jīng)過(guò)土壤滲透到下層， 因而僅限于在砂及砂質(zhì)粘土之類(lèi)的快滲土壤上使用，植物對廢水的凈化作用較小，主要是由土壤中發(fā)生的物理、化學(xué)和生物學(xué)過(guò)程使廢水得到處理；后者是一種固定膜生物處理法， 廢水從生長(cháng)植物的坡地上游沿溝渠流下， 流經(jīng)植被表面后排入徑流集水渠， 廢水凈化主要是通過(guò)坡地上的生物膜完成的，這種方法對于滲透較慢的土壤最為適用。

此外， 一些新的廢水利用技術(shù)為企業(yè)循環(huán)經(jīng)濟注入了新的活力。澳大利亞啤酒釀造商與科學(xué)家合作，開(kāi)發(fā)了一種新型廢水處理技術(shù)，由此可以把酒廠(chǎng)廢水轉化成清潔能源。昆士蘭州首府布里斯班附近一家啤酒釀制廠(chǎng)內安裝了一臺微生物燃料電池裝備， 通過(guò)分解釀酒廢水， 可以產(chǎn)生電力和無(wú)污染的水。這種微生物燃料電池利用了細菌分解釀酒廢水中有機物質(zhì)時(shí)散發(fā)出的化學(xué)能， 然后把化學(xué)能轉化成電能。