啤酒是世界通用性飲料,我國(guó)啤酒行業(yè)迅速崛起。啤酒生產(chǎn)過程需水量大,而且主要是使用大量的新鮮水;從而就會(huì)產(chǎn)生大量的廢水。目前,不同生產(chǎn)廠家有著不同的生產(chǎn)工藝,同時(shí)產(chǎn)生的廢水的水質(zhì)水量也不同,生產(chǎn)每噸啤酒的耗水量在國(guó)際先進(jìn)水平為6 t多,在國(guó)內(nèi)的一些廠家高達(dá)12t,但是一些用新型生產(chǎn)工藝的啤酒廠可以達(dá)到5-6t水平。啤酒生產(chǎn)過程用水量很大,特別是釀造、灌裝工序過程中,使用大量新鮮水,相應(yīng)廢水量也較大。其中主要是有機(jī)廢水,富含可供微生物生長(zhǎng)的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。啤酒生產(chǎn)包含糖化、麥芽發(fā)酵、過濾以及包裝工序,其中階段的廢水含有一定量的麥槽等有機(jī)物質(zhì);發(fā)酵階段的廢水含有廢酵母、冷熱蛋白凝固物質(zhì)等,同時(shí)廢水中含有啤酒殘液、費(fèi)硅藻土、食物殘?jiān)�、碎土石渣等物質(zhì)不同生產(chǎn)工序,所消耗的新鮮水及產(chǎn)生廢水的水質(zhì)不同,其中水質(zhì)的變化幅度一般為pH在5-7(顯微酸性),水溫在20℃-25℃,CODcr在1200-2300mg/L,BOD5為700-1400mg/L,SS為300-600mg/L,TN30-70mg/L。水量平均為每生產(chǎn)1噸啤酒,廢水的排放量在10m3-20m3,平均為15m3。

　　一、啤酒廢水處理工藝

　　國(guó)內(nèi)常用的處理工藝有:活性污泥法、水解酸化-SBR處理藝、UASB-好氧接觸氧化處理工藝、新型接觸氧化和生物接觸氧化處理工藝、內(nèi)循環(huán)UASB反應(yīng)器+氧化溝處理工藝以及吸附降解法和EGSB/生物接觸氧化法等。

　　(一)活性污泥處理工藝

　　活性污泥處理工藝的主體構(gòu)筑物是曝氣池和沉淀池。在啤酒廢水通過格柵井和初沉池后,在曝氣調(diào)節(jié)池中與活性污泥(含有大量好氧微生物)混合,通過向其中通入適量氧氣,活性污泥就會(huì)吸附并氧化分解廢水中的有機(jī)物。同時(shí)在沉淀池中,則可實(shí)現(xiàn)污泥和水的分離。在活性污泥法中多采用間歇性污泥法,它是通過間歇曝氣,根據(jù)水量水質(zhì)情況而選擇曝氣頻率。這樣可以顯著降低動(dòng)力消耗,而且處理時(shí)間比普通活性污泥法短,CODcr的去除率達(dá)96%以上。但是隨著科技的發(fā)展,周期循環(huán)活性污泥法(CASS)悄然而生,這種方法以好氧-厭氧-好氧的狀態(tài)進(jìn)行周期循環(huán)運(yùn)行,其不僅保證了處理效果的穩(wěn)定而且提高了容積利用率。普通活性污泥法的運(yùn)行,動(dòng)力消耗大,在處理中常出現(xiàn)污泥膨脹。膨脹的原因是啤酒廢水中的碳水化合物過高,且N、P、Fe等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)缺乏,微生物得不到合適的營(yíng)養(yǎng)而不能正常生長(zhǎng)甚至死亡。目前通常投加N、P等化學(xué)藥劑,這將大大增加公司的運(yùn)營(yíng)成本。對(duì)此,可將含N、P較高的生活污水通入啤酒廢水中,達(dá)到補(bǔ)充微生物所需營(yíng)養(yǎng)的目的。但是該方法在處理中低濃度的有機(jī)廢水時(shí),具有投資小,效益大等優(yōu)點(diǎn)(相比好氧處理)。這讓啤酒企業(yè)既得經(jīng)濟(jì)效益有可得環(huán)境效益。國(guó)內(nèi)一些大企業(yè)大都引進(jìn)先進(jìn)啤酒生產(chǎn)工藝,產(chǎn)生的廢水濃度低,活性污泥法處理啤酒廢水市場(chǎng)大。

　　(二)厭氧水解酸化-二段接觸氧化處理工藝

　　厭氧水解酸化-二段接觸氧化處理工藝通過厭氧水解酸化作為接觸氧化的預(yù)處理,這可以將啤酒廢水中的大分子有機(jī)物降解為小分子有機(jī)物,如此將大大提高了廢水的可生化性,而且有利于后續(xù)的一、二段接觸氧化處理,充分將廢水中的污染物去除,達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)該工藝的第一段接觸氧化為高負(fù)荷接觸氧化,第二段為低負(fù)荷接觸氧化。這工藝在我國(guó)啤酒工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用,常見工藝流程如圖所示。

　　由于該工藝已經(jīng)在國(guó)內(nèi)許多大型啤酒長(zhǎng)及其它食品企業(yè)的廢水處理中得到了實(shí)際應(yīng)用,并且取得了良好的處理效果,而且該工藝耐沖負(fù)荷高;在CODcr、BOD5等方面的去除率分別達(dá)96%、98.7%,廢水處理均能達(dá)到《啤酒工業(yè)污染排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB19821-2005)排放標(biāo)準(zhǔn)。厭氧水解酸化-二段接觸氧化處理工藝,產(chǎn)生的污泥量比普通的活性污泥法少,同時(shí)具有投資小、運(yùn)行費(fèi)用較低、管理操作方便、占地面積小等諸多優(yōu)點(diǎn)。目前許多大型的企業(yè)已將該工藝應(yīng)用,由于其優(yōu)點(diǎn),中國(guó)的小型企業(yè)更加要引進(jìn)并加以應(yīng)用。如此將大大有利企業(yè)的發(fā)展,是一中大眾型的廢水處理技術(shù)。

　　(三)EGSB+生物接觸氧化處理工藝

　　啤酒廢水中有機(jī)物含量高,懸浮物多及溫度高、pH變化大。據(jù)理論實(shí)踐,采用單一的好氧或厭氧處理工藝時(shí),形成的水質(zhì)較差難以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。而厭氧處理中,EGSB最為成熟,在該技術(shù)中的膨脹顆粒污泥床根據(jù)廢水流量處于部分或全部“膨脹”狀態(tài),因此具有容積負(fù)荷高,處理效果好等特點(diǎn)。在厭氧處理后,廢水中的COD和TN仍然較高,需對(duì)廢水進(jìn)一步好氧處理,如此才能保證出水水質(zhì)達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。常見工藝流程如圖所示。

　　厭氧和好氧相結(jié)合的工藝中,EGSB—生物接觸氧化處理工藝較成熟。在EGSB反應(yīng)器中將產(chǎn)生沼氣,可將其回收利用。經(jīng)過EGSB處理后,進(jìn)入生物接觸氧化池的有機(jī)物含量大大減少,因此就會(huì)降低好氧處理階段的能耗及污泥產(chǎn)量,整個(gè)廢水處理過程的費(fèi)用大幅度減少。所以該工藝有投資小、效益高等特點(diǎn),而且在占地面積及運(yùn)行費(fèi)用上比厭氧水解酸化—二段接觸氧化處理工藝低。該工藝非常適合于在資金上不是很雄厚的那些中小企業(yè)。

　　(四)UASB+SBR處理工藝

　　UASB+SBR處理工藝在處理啤酒廢水時(shí),廢水通過格柵截留大顆粒懸浮物及一些難溶性固體,從而減少后續(xù)性生化處理的有機(jī)負(fù)荷,繼而通過調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)廢水的水量水質(zhì)。在UASB反應(yīng)器中采用間歇性進(jìn)水,經(jīng)其處理,CODcr去除率達(dá)72%。大大降低SBR反應(yīng)器的處理負(fù)荷,同時(shí)能產(chǎn)生沼氣。UASB的出水經(jīng)SBR好氧曝氣處理后,水和污泥在污泥濃縮池分離,有利于水的回流。工藝流程圖如圖。

　　啤酒廢水經(jīng)UASB+SBR工藝處理,95%的有機(jī)污染物被去除。整個(gè)工藝流程投資省,運(yùn)行費(fèi)用低,污泥量少,運(yùn)行穩(wěn)定,容易實(shí)現(xiàn)資源的可持續(xù)性利用。同時(shí)該工藝對(duì)進(jìn)水有機(jī)物濃度波動(dòng)有較強(qiáng)的緩沖能力,適用于水質(zhì)變化較大的工業(yè)廢水。但是由于該工藝中的UASB啟動(dòng)較慢,不適合中小型啤酒廠生產(chǎn)淡季的啟動(dòng)要求。然而近年來(lái)許多小型啤酒廠采用了厭氧復(fù)合床反應(yīng)器(UBF)來(lái)取代UASB,組成了UBF+SBR組合工藝。

　　二、啤酒廢水資源化利用

　　啤酒生產(chǎn)耗水量大,相應(yīng)就會(huì)排放廢水,因此在生產(chǎn)過程中降低用水量減少少啤酒廢水排放的一種重要措施,同時(shí)充分利用達(dá)標(biāo)排放的廢水。這不僅實(shí)現(xiàn)了廢水的資源化,而且在經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、社會(huì)效益上有積極作用。

　　(一)生產(chǎn)過程廢水的利用在綜合包裝車間可將酒機(jī)抽真空的水用于殺菌機(jī),平均每噸酒的耗水量降為1.64噸;在動(dòng)力車間,將反滲透裝置排出的廢水回收用于透風(fēng)機(jī)冷卻以及污泥帶式壓濾機(jī)的沖洗,平均每噸酒的耗水量降約0.3噸。同時(shí)灌裝車間真空泵水循環(huán)使用以及洗缸無(wú)菌水的回收使用等,而且可以用低濃度廢水對(duì)鍋爐進(jìn)行除塵等。如:洗瓶工序中使用大量的堿性洗滌液,其pH值較高,可作為沖灰水對(duì)鍋爐除塵,既可節(jié)約用水量又實(shí)現(xiàn)廢水的資源化。

　　(二)達(dá)標(biāo)出水回用達(dá)標(biāo)排放廢水的利用主要用于非生產(chǎn)工藝的輔助用水,如:釀造和包裝車間的場(chǎng)地及設(shè)備外表等衛(wèi)生用水、冷卻用水等。同時(shí)這些水可用于公司、企業(yè)生活區(qū)的沖廁所用水;綠化及景觀用水,還可清洗車輛等。具體聯(lián)系污水寶或參見http://www.northcarolinalenders.com更多相關(guān)技術(shù)文檔術(shù)文檔。

　　針對(duì)啤酒廢水的處理,采用單一的好氧或厭氧工藝處理已達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)此,需要“厭氧—好氧”工藝進(jìn)行處理,其中EGSB-生物接觸氧化法最具代表性。但是不同規(guī)模的企業(yè)必須根據(jù)自身的水量水質(zhì)來(lái)選擇處理工藝,同時(shí)應(yīng)向操作簡(jiǎn)單、運(yùn)行簡(jiǎn)易、適用性強(qiáng)、效果好及投資小的工藝發(fā)展。啤酒廢水的利用,不僅實(shí)現(xiàn)廢水的資源化,而且在節(jié)約水資源、降低啤酒生產(chǎn)過程用水量的方面有積極意義。(何豫川)