南昌啤酒廠污水處理設備批發(fā)

啤酒工業(yè)廢水處理與利用技術研究進展　

    啤酒廢水中有機物的含量較高，如直接排放，既污染 環(huán)境，又降低啤酒工業(yè)的原料利用率.為此，許多學者和廠家對啤酒廢水的處理與利用技術進行了研究.本文在闡述啤酒廢水的來源及特點的基礎上，對幾種常見的處理利用技術進行了比較，結(jié)論是：單一的處理和利用技術不能從根本上解決啤酒廢水的污染問題，只有將多 種技術結(jié)合使用，才能達到經(jīng)濟效益和環(huán)境效益的統(tǒng)一.

 隨著人民生活水平的提高，我國啤酒工業(yè)得到了長足發(fā)展，其產(chǎn)量逐年上升.1988年全國有啤酒廠800多家，年產(chǎn)啤酒663萬t［1］，位居*三；經(jīng)過近十年的發(fā)展，目前已達到1000多家，年產(chǎn)啤酒1000多萬t，成為*二大啤酒生產(chǎn)國。但是在啤酒產(chǎn)量大幅度提高的同時，也向環(huán)境中排放了大量的有機廢水.據(jù)統(tǒng)計，每生產(chǎn)1 t啤酒需要10 ～30 t新鮮水，相應地產(chǎn)生10～20t廢水。我國現(xiàn)在每年排放的啤酒廢水已達1. 5億t。由于這種廢水含有較高濃度的蛋白質(zhì)、脂肪、纖維、碳水化合物、廢酵母.酒花殘渣等有機無毒成分，排入天然水體后將消耗水中的溶解氧，既造成水體缺氧，還能促使水底沉積化合物的厭氧分解，產(chǎn)生臭氣，惡化水質(zhì)。另外，上述成分多來自啤酒生產(chǎn)原料，棄之不用不僅造成資源的巨大浪費，也降低了啤酒生產(chǎn)的原料利用率.因此，在糧食缺乏，水和資源供應緊張的今天，如何既有效地處理啤酒廢水又充分利用其中的有用資源，已成為環(huán)境保護的一項重要研究內(nèi)容.本文根據(jù)前人的研究結(jié)果綜述了啤酒廢水 的處理和利用現(xiàn)狀，以便為進一步探討效益資源型處理技術提供借鑒.       

啤酒廢水的產(chǎn)生與特點　             

   啤酒生產(chǎn)工藝流程包括制麥和釀造兩部分.二者均有冷卻水產(chǎn)生，約占啤酒廠總排水量的65%，水質(zhì)較好，可循環(huán)用于浸洗麥工序。中、高污染負荷的廢水主要來自制麥中的浸麥工序和釀造中的糖化、發(fā)酵、過濾、包裝工序，其化學需氧量在500～40000mg.L-1之間，啤酒工業(yè)廢水處理與利用技術研究進展　 　啤酒廢水中有機物的含量較高，如直接排放，既污染 環(huán)境，又降低啤酒工業(yè)的原料利用率.為此，許多學者和廠家對啤酒廢水的處理與利用技術進行了研究.本文在闡述啤酒廢水的來源及特點的基礎上，對幾種常見的處理利用技術進行了比較，結(jié)論是：單一的處理和利用技術不能從根本上解決啤酒廢水的污染問題，只有將多 種技術結(jié)合使用，才能達到經(jīng)濟效益和環(huán)境效益的統(tǒng)一。

啤酒工業(yè)廢水處理廢水綜利用           

   啤酒廠總排水屬于中、高濃度的有機廢水，呈酸性，pH值為4.5～6.5,其中的主要污染因子是化學需氧量（CODcr）、生化需氧量（BOD5）和懸浮物（SS），濃度分別為1000～1500，500～1000和220～440mg.L-1［3］.啤酒廢水的可生化性（BOD5/CODcr）較大，為0.4～0.6［7］，因此很多治理技術的主體部分是生化處理.         啤酒廢水處理技術　              

目前，國內(nèi)外普遍采用生化法處理啤酒廢水.根據(jù)處理過程中是否需要曝氣，可把生物處理 法分為好氧生物處理和厭氧生物處理

　好氧生物處理

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）.

這類方法沒有考慮到廢水中有機物的 利用問題，因此處理成本較高.活性污泥法、生物膜法、深井曝氣法是較有代表性的好氧生 物處理方法.

啤酒工業(yè)廢水處理與利用技術研究進展

2.活性污泥法　

活性污泥法是中、低濃度有機廢水處理中使用多 、運行可靠的方法，具有投資省、處理效果好等優(yōu)點.該處理工藝的主要部分是曝氣池和沉淀池.廢水進入曝氣池后，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完成.我國的珠江啤酒廠、煙臺啤酒廠、上海益民啤酒廠、武漢西湖啤酒廠、廣州啤酒廠和長春啤酒廠等廠家均采用此法處理啤酒廢水。據(jù)報道，進水CODcr為1200～1500 mg.L-1時，出水 CODcr可降至50～100mg.L-1，去除率為92%～96% .活性污泥法處理啤酒廢水的缺點是動力消耗大，處理中常出現(xiàn)污泥膨脹.污泥膨脹的原因是啤酒廢水中碳水化合物含量過高，而N，P，F(xiàn)e等營養(yǎng)物質(zhì)缺乏，各營養(yǎng)成分比例失調(diào)，導致微生物不能正常生長而死亡.解決的辦法是投加含N，P的化學藥劑，但這將使處理成本提高.而較為經(jīng)濟的方法是把生活污水（其中N，P濃度較大）和啤酒廢水混合.　
    間歇式活性污泥法（SBR）通過間歇曝氣可以使動力耗費顯著降低，同時，廢水處理時間也短于普通活性污泥法.例如，珠江啤酒廠引進比利時SBR技術，廢水處理時間僅需19～20 h ,比普通活性污泥法縮短10～11 h，CODcr的去除率也在96%以上。揚州啤酒廠和三明市大田啤酒廠采用SBR技術處理啤酒廢水，也收到了同樣的效果。劉永淞等認為，SBR法對廢水的稀釋程度低，反應基質(zhì)濃度高，吸附和反應 速率都較大，因而能在較短時間內(nèi)使污泥獲得再生.2.1.2　深井曝氣法　為了提高曝氣過程中氧的利用率，節(jié)省能耗，加 拿大安大略省的巴利啤酒廠、我國的上海啤酒廠和北京五星啤酒廠均采用深井曝氣法(超深水曝氣)處理 啤酒廢水.深井曝氣實際上是以地下深井作為曝氣池的活性污泥法，曝氣池由下降管以及上升管組成.將廢水和污泥引入下降管，在井內(nèi)循環(huán)，空氣注入下降管或同時注入兩管中，混合液則由上升管排至固液分離裝置，即廢水循環(huán)是靠上升管和下降管的靜水壓力差進行的.其優(yōu)點是：占地面積少，效能高，對氧的利用率大，無惡臭產(chǎn)生等.據(jù)測定， 當進水BOD5濃度為2400 mg.L-1時，出水濃度可降為50mg.L-1，去除率高達97.92% .當然，深井曝氣也有不足之處，如施工難度大，造價高，防滲漏技術不過關等.2.1.3　生物膜法　與活性污泥法不同，生物膜法是在處理池內(nèi)加入軟性填料，利用固著生長于填料表面的微生物對廢水進行處理，不會出現(xiàn)污泥膨脹的問題.生物接觸氧化池和生物轉(zhuǎn)盤是這類方法的代表，在啤酒廢水治理中均被采用，主要是降低啤酒廢 水中的BOD5.
   生物接觸氧化池是在微生物固著生長的同時，加以人工曝氣.這種方法可以得到很高的生物固體濃度和較高的有機負荷，因此處理效率高，占地面積也小于活性污泥法.國內(nèi)的淄博啤酒廠、青島啤酒廠、渤海啤酒廠和徐州釀酒總廠等廠家的廢水治理中采用了這種技術。青島啤酒廠在二段生物接觸氧化之后輔以混凝氣浮處理，啤酒廢水中CODcr和B OD5的去除率分別在80%和90%以上。在此基礎上，山東省環(huán)科所改常壓曝氣 為加壓曝氣（P=0.25～0.30MPa），目的在于強化氧的傳質(zhì)，有效提高廢水中的溶解氧 濃度，以滿足中、高濃度廢水中微生物和有機物氧化分解的需要.結(jié)果表明，當容積負荷≤13.33 kg.m-3.d-1COD,停留時間為3～4 h時，COD和BOD平均去除率分別達到 93.5 2%和99.03%.由于停留時間縮短為原來的1/3～1/4，運轉(zhuǎn)費用也較低［14］.　生物轉(zhuǎn)盤是較早用以處理啤酒廢水的方法.它主要由盤片、氧化槽、轉(zhuǎn)動軸和驅(qū)動裝置等部分組成，依靠盤片的轉(zhuǎn)動來實現(xiàn)廢水與盤上生物膜的接觸和充氧.該法運轉(zhuǎn)穩(wěn)定、動力消耗少，但低溫對運行影響大，在處理高濃度廢水時需增加轉(zhuǎn)盤組數(shù).該方法在美國應用較為普及，國內(nèi)的杭州啤酒廠、上海華光啤酒廠和浙江慈溪啤酒廠也在使用［7］.據(jù) 報道，廢水中BOD5的去除率在80%以上［13］.2.2　厭氧生物處理　厭氧生物處理適用于高濃度有機廢水（CODcr＞2000 mg.L-1, BOD5＞1000mg.L-1）.它是在無氧條件下，靠厭氣細菌的作用分解有機物.在這一過程中，參加生物降解的有機基質(zhì)有50%～90%轉(zhuǎn)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.因此，啤酒廢水的厭氧生物處理受到了越來越多的關注.　
   厭氧生物處理包括多種方法，但以升流式厭氧污泥床（UASB）技術在啤酒廢水的治理方面應用為成熟.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(gòu)成的污泥床，上部設置了一個的氣-液-固分離系統(tǒng)（三相分離室）.廢水從反應器底部加入，在上向流、穿過生物顆粒組成的污泥床時得到降解，同時生成沼氣（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.　截止1990年9月，*已建成30座生產(chǎn)性UASB反應器用于處理啤酒廢水，總?cè)莘e達60600 m3.國內(nèi)已有北京啤酒廠、沈陽啤酒廠 等廠家利用UASB來處理啤酒廢水.荷蘭、美國的某些公司所設計的UASB反應器對啤酒廢水CODcr的去除率為80%～86%,北京啤酒廠UASB處理裝置的中試結(jié)果也保持在這一水平，而且其沼氣 產(chǎn)率為0.3～0.5m3.kg-1(COD).清華大學在常溫條件下利用UASB厭氧 處理啤酒廢水的研究結(jié)果表明，進水CODcr濃度為2000mg.L-1時，去除率為85% ～90%.沈陽啤酒廠采用回收固形物及厭氧消化綜合治理工藝，實行清污分流，集中收集CODcr大于5000mg.L-1的高濃度有機廢水送入UASB進行厭氧處理，廢水 中CODcr的質(zhì)能利用率可達91.93%.　
   實踐證明，UASB成功處理高濃度啤酒廢水的關鍵是培養(yǎng)出沉降性能良好的厭氧顆粒污泥.顆粒污泥的形成是厭氧細菌群不斷繁殖、積累的結(jié)果，較多的污泥負荷有利于細菌獲得充足的營養(yǎng)基質(zhì)，故對顆粒污泥的形成和發(fā)展具有決定性的促進作用；適當高的水力負荷將產(chǎn)生污泥的水力篩選，淘汰沉降性能差的絮體污泥而留下沉降性能好的污泥，同時產(chǎn)生剪切力，使污泥不斷旋轉(zhuǎn)，有利于絲狀菌互相纏繞成球.此外，一定的進水堿度也是顆粒污泥形成的必要條件，因為厭氧生物的生長要求適當高的堿度，例如：產(chǎn)甲烷細菌生長的適宜pH值為6.8～7.2.一定的堿度既能維持細菌生長所需的pH值，又能保證足夠的平衡緩沖能力.由于啤酒廢水的堿度一般為500～800mg.L-1(以CaCO3計)，堿度不足，所以需投加工業(yè)碳酸鈉或氧化鈣加以補充.研究表明，在UASB啟動階段，保持進水堿度不低于1000 mg.L-1對于顆粒污泥的培養(yǎng)和反應器在 高負荷下的良好運行十分必要.應該指出，啤酒廢水中的乙醇是一種有效的顆粒化促進劑，它為UASB的成功運行提供了十分有利的條件.　總之，UASB具有效能高，處理費用低，電耗省，投資少，占地面積小等一系列優(yōu)點，*適用于高濃度啤酒廢水的治理.其不足之處是出水CODcr的濃度仍達500 mg.L-1左右，需進行再處理或與好氧處理串聯(lián)才能達標排放.

3　啤酒廢水的利用技術　
  　　利用自然生態(tài)良性循環(huán)的方法凈化和利用啤酒廢水，也是目前啤酒廢水綜合治理的一個 方向，有利于實現(xiàn)廢物的資源化.
3.1　啤酒廢水土地利用　
　　 廢水的土地利用在國內(nèi)外都有悠久的歷史.其目的不單純是廢水農(nóng)田灌溉，而是根據(jù)生態(tài)學原理，在充分利用水資源的同時，科學地運用土壤-植物系統(tǒng)的凈化功能，使該系統(tǒng)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。前者的特點是加入的廢水大部分都經(jīng)過土壤滲透到下層，因而*于在砂及砂質(zhì)粘土之類的快滲土壤上使用，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、化學和生物學過程使廢水得到處理.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坡地上的生物膜完成的.這種方法對于滲透較慢的土壤為適用.根據(jù)謝家恕、蕭月芳等 的研究，啤酒廢水經(jīng)過土地利用系統(tǒng)后，水質(zhì)明顯改善，能夠達到農(nóng)田灌溉水質(zhì)標準（GB5084-85）的要求；同時又可節(jié)省水源，增加農(nóng)田土壤的有機質(zhì)含量，提高農(nóng)作物產(chǎn)量.其經(jīng)濟效益在干旱地區(qū)更能 得到體現(xiàn).　

 當然，啤酒廢水的土地利用也存在一定的問題：
   ①處理過程中會產(chǎn)生臭味，必須將處理 場地設在遠離居住區(qū)的地方，這樣需要較長的輸水干管；
  ②廢水的含鹽量過高時，將危害植 物生長，并造成土壤排水、通氣不良.如何避免這些問題發(fā)生，需要進一步研究.

3.2 啤酒廢水的植物凈化　
啤酒廢水中有機碳含量豐富，氮、磷的含量也有一定水平，可以為植物生長提供必要的 營養(yǎng)物質(zhì).近年來，一些學者利用啤酒廢水對普通絲瓜（ Luffacyclindrica ）、多花黑麥草（Lolium multiflorum ）、水雍菜（Ipomoea aquatica）、金針菜（Hemerocallis fulva）等植物進行水培試驗，發(fā)現(xiàn)這些植物長勢良好并能完成其生活史，既創(chuàng)造了經(jīng)濟效益，同時又顯著降低了廢水中多種污染物（COD除外）的濃度.這為啤酒廢水的資源化處理開拓了一條新思路.據(jù)報道，目前，無錫市釀酒總廠已在氧化塘中種植絲瓜以強化處理系統(tǒng)的凈化效果. 

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