啤酒廢水處理

圖為啤酒生產(chǎn)線

一、啤酒廢水的來(lái)源及特點(diǎn)

啤酒是以大麥和水為主要原料，大米或谷物、酒花為輔料，經(jīng)過(guò)糖化和發(fā)酵制成的富含營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和CO2的飲料酒，酒精含量為3%-6%。啤酒生產(chǎn)中主要利用糧食中的淀粉，而大部分蛋白質(zhì)等其他物質(zhì)則殘留在麥糟及凝固物中，同時(shí)還排出酵母等副產(chǎn)物。啤酒行業(yè)是耗水量較大的行業(yè)，雖然各企業(yè)間有較大差別，一般說(shuō)來(lái)每生產(chǎn)1t啤酒的耗水量為10-50t。啤酒的釀造方法隨啤酒的種類不同而異，但是大致可分為制麥芽、糖化、發(fā)酵、洗瓶及灌裝等主要工序，其工藝流程如圖所示

 宜昌市啤酒廢水厭氧處理

圖一 啤酒生產(chǎn)工藝流程

啤酒廢水主要來(lái)自麥芽車間（浸麥廢水）、糖化車間（糖化，過(guò)濾洗滌廢水）、發(fā)酵車間（發(fā)酵罐洗滌，過(guò)濾洗滌廢水）、灌裝車間（洗瓶，滅菌廢水及瓶子破碎流出的啤酒）以及生產(chǎn)用冷卻廢水等。

啤酒工業(yè)廢水主要含糖類、醇類等有機(jī)物，有機(jī)物濃度較高，雖然無(wú)毒，但易于腐，排入差別，處于高峰流量時(shí)的啤酒廢水，有機(jī)物含量也處于高峰。宜昌市啤酒廢水厭氧處理

二、啤酒廢水的處理方法

鑒于啤酒廢水具有良好的生物可降解性，處理方法主要以生物法為主。由于廢水中含有大量的懸浮物，進(jìn)入生物處理單元之前需要進(jìn)行預(yù)處理。目前，啤酒廢水的生物處理技術(shù)主要有接觸氧化法、SBR法、厭氧-好氧聯(lián)合處理技術(shù)等。

1.接觸氧化法

接觸氧化法是20世紀(jì)80年代國(guó)內(nèi)處理啤酒廢水的主要工藝，由于進(jìn)水的COD濃度高，一般采用兩級(jí)接觸氧化工藝。采用接觸氧化法可以防止高糖含量廢水引起污泥膨脹的現(xiàn)象，并且不用投配N、P營(yíng)養(yǎng)和污泥回流。

2.SBR法

SBR法運(yùn)行方式靈活，可以根據(jù)水質(zhì)水量的變化調(diào)整一個(gè)周期的各個(gè)工段的運(yùn)行時(shí)間。由于整個(gè)處理過(guò)程中缺氧、充氧交替發(fā)生，限制了絲狀菌過(guò)度繁殖，同時(shí)采用限制曝氣方式，增大反應(yīng)過(guò)程中的傳質(zhì)梯度，故處理效果較為理想。

3.酸化-SBR工藝

這種方法在處理啤酒廢水時(shí)，厭氧反應(yīng)放棄反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)、控制條件要求高的甲烷發(fā)酵階段，將反應(yīng)控制在酸化階段，故水解池體積小，不需要收集產(chǎn)生的沼氣，簡(jiǎn)化了構(gòu)造，降低了造價(jià)，便于維護(hù)，且產(chǎn)生的剩余污泥量少。同時(shí)，經(jīng)水解反應(yīng)后溶解性COD比例有所增加，有利于微生物對(duì)基質(zhì)的攝取，為后續(xù)好氧生物處理創(chuàng)造更為有利的條件。酸化-SBR法處理高濃度啤酒廢水效果比較理想，去除率可以達(dá)到95%以上，高可達(dá)99%。酸化-SBR法處理中高濃度啤酒廢水時(shí)，前置酸化工藝的運(yùn)行至關(guān)重要，酸化效果的好壞直接影響SBR反應(yīng)器的處理效果，而有機(jī)物的去除主要集中在SBR反應(yīng)器中。酸化-SBR法處理啤酒廢水受進(jìn)水堿度和反應(yīng)溫度的影響，溫度是24℃  ，堿度范圍是500-750mg/L。

4.UASB-好氧接觸氧化工藝

上流式厭氧污泥床能耗低、運(yùn)行穩(wěn)定、出水水質(zhì)好，有效地降低了好氧生化單元的處理負(fù)荷和運(yùn)行能耗。好氧接觸氧化對(duì)廢水中SS和COD均有較高的去除率，這是因?yàn)閺U水經(jīng)過(guò)厭氧處理后仍含有許多易生物降解的有機(jī)物。上流式厭氧污泥床和好氧接觸氧化池想串聯(lián)的啤酒廢水處理工藝具有處理效率高、運(yùn)行穩(wěn)定、能耗低、容易調(diào)試和易于重新啟動(dòng)等特點(diǎn)。整個(gè)工藝對(duì)COD的去除率可達(dá)95%以上，對(duì)懸浮物的去除率可達(dá)97%以上。

5.內(nèi)循環(huán)UASB反應(yīng)器+氧化溝工藝

UASB反應(yīng)器的出水水質(zhì)一般都比較穩(wěn)定，通過(guò)內(nèi)循環(huán)回流能提高UASB反應(yīng)器對(duì)進(jìn)水水溫、pH值和COD濃度的適應(yīng)能力。后續(xù)的氧化溝可以得到優(yōu)良的出水水質(zhì)，因此這一組合工藝適合對(duì)處理出水水質(zhì)要求高的場(chǎng)合。此外，內(nèi)循環(huán)UASB反應(yīng)器可根據(jù)啤酒生產(chǎn)的季節(jié)性、水質(zhì)和水量的變化情況實(shí)時(shí)調(diào)整運(yùn)行參數(shù)，能進(jìn)一步降低運(yùn)行費(fèi)用。

三、啤酒廢水處理工程實(shí)例

（一）工程概況

某啤酒公司以大麥和大米為主要原料，輔以啤酒花和鮮酵母制造啤酒，年產(chǎn)啤酒10萬(wàn)噸。廢水處理工程的設(shè)計(jì)規(guī)模為3500m³/d  ,合146 m³/h。

（二）處理工藝

 1.生產(chǎn)工藝及水質(zhì)

該企業(yè)的啤酒生產(chǎn)工藝如圖3-2-5所示。廢水主要來(lái)源有糖化車間的糖化、過(guò)濾洗滌水；發(fā)酵過(guò)程的發(fā)酵罐洗滌、過(guò)濾洗滌水；罐裝過(guò)程洗瓶、滅菌及破瓶啤酒；冷卻水和成品車間洗滌水等。

設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)為：COD=2500mg/L,BOD=1800 mg/L,SS=400 mg/L。

由于處理后的出水終排放的去向是城市污水管道，因此執(zhí)行《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978-1996）中的一級(jí)（新擴(kuò)改）標(biāo)準(zhǔn)，即COD<100mg/L,BOD<20 mg/L,SS<20 mg/L。

2.處理工藝

圖二 本工程啤酒生產(chǎn)工藝流程

本工程廢水屬中高濃度有機(jī)廢水，可生化性好，適合采用生化處理。通過(guò)工藝的選擇比較，設(shè)計(jì)中采用了厭氧UASB和好氧SBR的組合工藝。

針對(duì)廢水懸浮物較多的特點(diǎn)，采用格柵和固液分離機(jī)兩級(jí)預(yù)處理進(jìn)行去除，避免對(duì)后續(xù)UASB的影響。

3.工藝流程

本工程工藝流程如圖三所示。廢水先經(jīng)細(xì)格柵去除雜物后，經(jīng)固液分離機(jī)去除麥麩等大顆粒懸浮物，后進(jìn)入集水井，由潛污泵提升進(jìn)入調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)水量水質(zhì)后經(jīng)過(guò)二次提升進(jìn)入UASB反應(yīng)器。UASB反應(yīng)器處理后的出水進(jìn)入好氧SBR曝氣池。處理后達(dá)標(biāo)排放。設(shè)計(jì)中UASB前設(shè)有酸堿調(diào)節(jié)設(shè)施。曝氣池產(chǎn)生的剩余污泥重力排入調(diào)節(jié)池，由調(diào)節(jié)池提升進(jìn)入?yún)捬醭?。從厭?span style="font-family:calibri">UASB池排除的剩余污泥進(jìn)入污泥濃縮池，經(jīng)濃縮后由帶式污泥脫水機(jī)進(jìn)行脫水處理。濃縮池的上清液和脫水機(jī)房清液流回集水井。脫水后的污泥外運(yùn)填埋或經(jīng)堆肥等處理后制成生物有機(jī)肥。

4.主要設(shè)計(jì)參數(shù)

（1）進(jìn)水格柵和固液分離機(jī)設(shè)一道細(xì)格柵，柵條間隙5mm。固液分離機(jī)采用轉(zhuǎn)筒式，帶自動(dòng)沖洗裝置。分離出的固體廢棄物可以同生活垃圾一同處理。

（2）集水井和調(diào)節(jié)池  集水井設(shè)有2臺(tái)潛污泵提升廢水進(jìn)入調(diào)節(jié)池。調(diào)節(jié)池內(nèi)設(shè)有提升泵組，將廢水提升進(jìn)入UASB反應(yīng)器。調(diào)節(jié)池HRT=8h。有效容積1170m³ ，結(jié)構(gòu)尺寸22.0mX12.0mX5.0m。

（3）UASB反應(yīng)器  有機(jī)負(fù)荷5.5kgCOD/(m³·d),有效容積1580m³，，數(shù)量2座，單池尺寸13.75m×5.65m，有效水深5.3m。設(shè)計(jì)去除效率 COD85%、BOD85%、SS50%。

（4）SBR反應(yīng)器  污泥負(fù)荷0.25kgCOD/(m³·d)，有效容積1735m³，數(shù)量2座，單池尺寸18.33m×4.65m, 有效水深4.2m。選用膜片微孔曝氣管300根，單管長(zhǎng)2.2m。

圖三 UASB-SBR處理工藝流程圖

（5）鼓風(fēng)機(jī) SBR曝氣的氣水比10:1。風(fēng)機(jī)選用SSR150型3臺(tái)，2用1備。單臺(tái)流量 13.50m³/min, 功率18.5Kw。

（6）污泥處理系統(tǒng)  污泥處理系統(tǒng)包括濃縮池，污泥脫水機(jī)和加藥系統(tǒng)等。濕污泥產(chǎn)量140m³/d。污泥濃縮池停留時(shí)間18h,有效容積105m³結(jié)構(gòu)尺寸：6.0m×6.88m , 有效水深6.38m.脫水機(jī)房選用帶式壓濾脫水機(jī)1臺(tái)，帶寬1m。

（三）工程實(shí)際

1.平面設(shè)計(jì)

圖4 啤酒廢水處理工藝平面設(shè)計(jì)

2.高程設(shè)計(jì)

略

（四）技術(shù)經(jīng)理指標(biāo)

本項(xiàng)目總體投資600萬(wàn)元。運(yùn)行電耗0.33（kW·h）/m³廢水，直接運(yùn)行費(fèi)用為0.35元/m³廢水。