啤酒生產(chǎn)廢水處理的綜述

趙之杰

（四川省環(huán)?？萍脊こ逃邢挢?zé)任公司，四川 成都610041)

0 引言

隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們生活水平的逐步提高，對啤酒等低酒精度飲料的需求量日益增大，隨之而來的是廢水排放量的大幅度增加。由于啤酒廢水屬于較高濃度有機(jī)廢水，具有有機(jī)負(fù)荷高、含固率大、廢水水質(zhì)水量極度不均勻等特點(diǎn)，對我國水環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染。

啤酒生產(chǎn)主要以玉米和大麥為原料，加入啤酒花和鮮酵母進(jìn)行發(fā)酵釀造而成。 啤酒生產(chǎn)過程中排放大量廢水，主要為糖化、發(fā)酵、罐裝等車間所排放的廢液及設(shè)備和管道清洗水、地面沖洗水。 啤酒廢水成分主要為糖類、蛋白質(zhì)、淀粉、果膠、醇酸類、礦物鹽、纖維素以及多種維生素，是一種中高濃度的有機(jī)廢水，一般無毒性，但因有機(jī)物和懸浮物含量高，所以易腐敗，自然放置4h 就可酸化，排入外環(huán)境后使水體富營養(yǎng)化， 促使水底積沉的有機(jī)物質(zhì)在厭氧條件下分解產(chǎn)生臭氣，引起魚類和其他水生動(dòng)物的死亡，是江河湖泊的主要污染源之一。

目前國內(nèi)外啤酒工業(yè)廢水的處理主要采用生化法， 如活性污泥法、生物轉(zhuǎn)盤法、生物接觸氧化法、厭氧生物法等。 以下舉例幾種常用的啤酒生產(chǎn)廢水的處理方法方法。

1 啤酒生產(chǎn)廢水的處理方法

1.1 厭氧+缺氧+好氧組合工藝處理啤酒廢水

啤酒生產(chǎn)廢水混合后經(jīng)格柵流入集水井，由提升泵經(jīng)曲面篩除去懸浮物后入調(diào)節(jié)池，在調(diào)節(jié)池內(nèi)進(jìn)行水量、水質(zhì)調(diào)節(jié)，用污水泵送入U(xiǎn)ASB 反應(yīng)器進(jìn)行厭氧處理， 部分厭氧處理選用UASB 反應(yīng)器，UASB反應(yīng)器是集生物反應(yīng)與沉淀于一體的厭氧反應(yīng)器， 由進(jìn)水配水系統(tǒng)、反應(yīng)區(qū)、三相分離器、氣室和處理水排出系統(tǒng)組成。 UASB 反應(yīng)器降解后的廢水先進(jìn)入缺氧池，以適應(yīng)廢水從厭氧到好氧的轉(zhuǎn)變過程，由高濃度有機(jī)物到低濃度有機(jī)物的轉(zhuǎn)變。 然后進(jìn)入接觸氧化處理系統(tǒng)，最后進(jìn)入生物濾池降解后排放。接觸氧化處理，是一套組合生化系統(tǒng)，汲取了活性污泥法和接觸氧化法兩者之優(yōu)點(diǎn)，能為不同微生物創(chuàng)造降解有機(jī)物的最適合環(huán)境。 UASB 反應(yīng)器出水在缺氧池中停留，使厭氧出水中有機(jī)物理化學(xué)性質(zhì)得到改善， 以便更好適應(yīng)好氧生物代謝條件。缺氧池出水再進(jìn)入預(yù)曝池、一沉池和曝氣池、二沉池，曝氣池中含有填料，附著在填料表面的菌團(tuán)結(jié)構(gòu)疏松，對有機(jī)物具有強(qiáng)烈的吸附和氧化分解能力。 二沉池出水經(jīng)生物濾池后達(dá)標(biāo)排放。

調(diào)節(jié)池：為了不形成對后續(xù)生化處理的水力負(fù)荷沖擊、污染濃度負(fù)荷的沖擊和酸堿沖擊，應(yīng)設(shè)置調(diào)節(jié)池來對廢水進(jìn)行勻質(zhì)、勻量處理以及厭氧前的酸化。

UASB 反應(yīng)器：它可使難降解的大分子有機(jī)物在厭氧菌的作用下分解為小分子物質(zhì)，提高原廢水的生化性。 UASB 厭氧器是啤酒廢水處理中不可缺少的工藝。

缺氧+好氧組合系統(tǒng)：它包括缺氧池、預(yù)曝池、曝氣池、一沉和二沉池。 該系統(tǒng)能為微生物降解有機(jī)物提供最適合環(huán)境，讓UASB 反應(yīng)器出水在缺氧中停留，使厭氧出水有機(jī)物理化學(xué)性質(zhì)得到改善，以便更好適應(yīng)好氧生物代謝條件。 缺氧池出水再進(jìn)入預(yù)曝池、一沉池和曝氣池、二沉池，曝氣池中含有填料，附著在填料表面的菌膠團(tuán)結(jié)構(gòu)疏松，對有機(jī)物具有強(qiáng)力的吸附凝聚和降解能力。二沉池出水經(jīng)生物濾池后可穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。

1.2 UASB-SBR 處理啤酒廢水

上流式厭氧污泥床(UASB)是第二代高效厭氧反應(yīng)器，由于能夠在反應(yīng)器中形成高產(chǎn)甲烷活性及良好沉淀性能的顆粒污泥，使其具有承受高有機(jī)負(fù)荷及水力負(fù)荷的特點(diǎn)，因而使UASB 成為應(yīng)用最為廣泛的厭氧反應(yīng)器，特別是在食品、紡織等高濃度有機(jī)廢水處理中尤甚。

厭氧工藝處理高濃度有機(jī)廢水時(shí)，雖然具有運(yùn)行穩(wěn)定、低能耗等特點(diǎn)，但是單純地利用厭氧工藝不易實(shí)現(xiàn)廢水的達(dá)標(biāo)排放；因此選擇UASB 與SBR(序批式活性污泥法)相結(jié)合的處理工藝。

沉淀池:沉淀池用以盡可能多地除去水中不溶性蛋白以及懸浮物和其他固體物，以降低氨氮濃度，減少后續(xù)處理構(gòu)筑物的負(fù)荷，降低投資，提高效率。 沉淀進(jìn)入貯渣池，以回收粗蛋白飼料。

調(diào)節(jié)池：其主要作用是均化水質(zhì)，調(diào)節(jié)水量。 高濃度來水和UASB的出水回流混合可有效調(diào)節(jié)反應(yīng)器進(jìn)水COD 濃度，可減少因進(jìn)水COD濃度過高對反應(yīng)器穩(wěn)定運(yùn)行的影響。

UASB 反應(yīng)器: 一體化兩相厭氧反應(yīng)器UASB 處理高濃度有機(jī)廢水具有高效低耗的特點(diǎn)。 它基于兩相厭氧生物降解的原理，在同一個(gè)反應(yīng)器內(nèi)培養(yǎng)出集產(chǎn)酸菌和產(chǎn)甲烷菌于一體的顆粒污泥，并使這兩大類微生物保持較高的活性；同時(shí)顆粒污泥具有良好的沉降性能，可以承受很高的容積負(fù)荷與水力負(fù)荷， 從而實(shí)現(xiàn)UASB 反應(yīng)器對COD 去除率的高效性。

SBR 反應(yīng)器：SBR 反應(yīng)器即序批式活性污泥生物反應(yīng)器。 SBR 工藝的獨(dú)特之處在于，它提供了時(shí)間程序的污水處理，而不是連續(xù)流程提供的空間程序的污水處理。 因此，其工藝流程具有沉降、分離效果好，耐沖擊負(fù)荷等特點(diǎn)。

1.3 新型厭氧污泥床與接觸氧化法組合工藝處理寒冷地區(qū)啤酒廢水

處理工藝流程如下：

污水→粗格柵→集水井→轉(zhuǎn)鼓式細(xì)格柵→調(diào)節(jié)池→投配池→提升泵→AnaEG 反應(yīng)器→中沉池→接觸氧化曝氣池→二沉池→回用水池→達(dá)標(biāo)排放。

沉淀池排泥→污泥池→污泥脫水機(jī)→泥餅外運(yùn)處置。AnaEG 反應(yīng)器所產(chǎn)生的沼氣經(jīng)燃燒器，最后排空。

AnaEG 反應(yīng)器的外形為一高度為15m，直徑為7m 的直立圓柱形塔罐，其底部和頂部分別安裝有布水器和三項(xiàng)分離器。 反應(yīng)器的進(jìn)水和出水管均由設(shè)在罐體內(nèi)的中心管上連接到側(cè)壁外，中心管分別與三項(xiàng)分離器和布水器連接，在進(jìn)水和出水管之間有一個(gè)隔板把進(jìn)水與出水隔開。因此，在罐體外部無在線的管道。AnaEG 反應(yīng)器的最大特點(diǎn)是無外部附屬的水解酸化池和循環(huán)罐等附屬設(shè)施，全部的厭氧處理過程都在一個(gè)罐內(nèi)完成，特別是不需要出水回流和加堿調(diào)pH 值，全部的動(dòng)力消耗只在進(jìn)水提升泵上。 因此，具有工藝簡單、反應(yīng)器造價(jià)低、運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低、占地小、維護(hù)管理簡單的優(yōu)點(diǎn)。 正常運(yùn)轉(zhuǎn)條件下，反應(yīng)器內(nèi)的污泥層的膨脹高度為9m，最大可以達(dá)到12m。 污泥床內(nèi)的顆粒污泥層主要依靠厭氧發(fā)酵過程中所產(chǎn)生的沼氣達(dá)到膨脹。進(jìn)水水流在反應(yīng)器內(nèi)呈推流式向上流動(dòng)，可以形成有利于厭氧發(fā)酵過程中產(chǎn)酸反應(yīng)與產(chǎn)甲烷反應(yīng)兩個(gè)階段細(xì)菌群得到優(yōu)勢集中的環(huán)境，充分發(fā)揮厭氧處理的優(yōu)勢。厭氧過程中所產(chǎn)生的沼氣由設(shè)在反應(yīng)器上部的污泥界面控制器排出，可以作為燃料進(jìn)行利用。

2 結(jié)語

啤酒生產(chǎn)廢水的治理方法很多，每一種方法各有其優(yōu)、缺點(diǎn)。在實(shí)際方案的選擇過程中，要結(jié)合該項(xiàng)目的具體情況，包括生產(chǎn)工藝流程、設(shè)備情況、廢水產(chǎn)生量、地形條件、企業(yè)資金情況等進(jìn)行選擇，達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會效益的和協(xié)統(tǒng)一。

［1］何立惠,臺明青,鄧?yán)盍?鄭釗,許建洲,李克,牛其愷.用厭氧+缺氧+好氧組合工藝處理啤酒廢水[J].水處理技術(shù),2006(2):32.

［2］何素娟,陳廣升,李宏偉,林春廣.“水解酸化—生物接觸氧化”處理啤酒廢水工程實(shí)例[J].工業(yè)水處理,2005(11):25.

［3］林暖丹,周偉清,吳馥萍.A2/O 法處理啤酒生產(chǎn)廢水機(jī)理及處理工藝研究[J].化學(xué)工程師,2006(1):114.