啤酒廢水的處理與利用

一、好氧處理工藝

　　啤酒廢水處理主要采用好氧處理技術(shù)，如活性污泥法、高負(fù)荷過(guò)濾法和接觸氧化法等。近年來(lái)，SBR和氧化溝處理工藝也得到了很大程度的應(yīng)用。

1、接觸氧化工藝

　　20世紀(jì)80年代初接觸氧化法比活性污泥法有一定的優(yōu)勢(shì)，所以在啤酒廢水的處理上得到了廣泛的應(yīng)用。由于啤酒廢水進(jìn)水COD_Cr濃度高，所以一般采用二級(jí)接觸氧化工藝。采用接觸氧化工藝代替?zhèn)鹘y(tǒng)的活性污泥法，可以防止高糖含量廢水易于引起膨脹的現(xiàn)象，并且不用投配N(xiāo)、P營(yíng)養(yǎng)。用生物接觸氧化法，可以選擇的負(fù)荷范圍是1.0-1.5kgBOD³/(m3·d)；用鼓風(fēng)曝氣，每去除1kgBOD³約需空氣80m³。

2、SBR工藝

　　安徽某啤酒廠采用CASS工藝處理工程實(shí)例。該廠處理流量3500m³/d，采用的工藝流程如圖。進(jìn)水通過(guò)機(jī)械格柵，能有效地分離3mm以上的固體顆粒。然后進(jìn)入調(diào)節(jié)池，由于采用好氧處理不需添加任何化學(xué)藥劑。CASS法反應(yīng)池的容積一般包括選擇區(qū)、預(yù)反應(yīng)區(qū)和主反應(yīng)區(qū)。水由污水提升泵直接提升到CASS的選擇區(qū)與回流污泥混合，選擇區(qū)不曝氣相當(dāng)于活性污泥工藝中的厭氧選擇器。在該區(qū)內(nèi)回流污泥膨脹。預(yù)反應(yīng)區(qū)采用限制曝氣，控制溶解氧在0.5mg/L，使反硝化過(guò)程得以進(jìn)行。主反應(yīng)區(qū)的作用是未完成有機(jī)物的降解或氨氮的硝化。選擇區(qū)、預(yù)反應(yīng)區(qū)和主反應(yīng)區(qū)的體積比為1:5:20，反應(yīng)池污泥回流比一般為30%-50%。工藝曝氣方式采用鼓風(fēng)曝氣，曝氣器選用可變微孔曝氣器。

　　工藝中的撇水裝置采用旋轉(zhuǎn)式潷水器。該裝置主要由浮箱、堰口、支撐架、集水支管、集水總管（山水管）、軸承電動(dòng)推桿、減速機(jī)、電機(jī)等部件組成。潷水器和整個(gè)工藝采用可編程序控制器（PLC）來(lái)進(jìn)行控制，主要根據(jù)時(shí)間、液位、撇水器位置等綜合控制各部件運(yùn)行。主要控制參數(shù)有污水流量、曝氣量、第八污泥排放量、曝氣時(shí)間、沉淀時(shí)間、潷水時(shí)間等。工藝控制系統(tǒng)預(yù)先設(shè)置控制程序發(fā)出指令，控制部件能夠按照設(shè)定的程序自動(dòng)操作，這既省勞動(dòng)力，又簡(jiǎn)化操作。污水處理廠的日常管理一般只要1人。污水處理詳細(xì)的設(shè)計(jì)參數(shù)如下：

　　1）設(shè)計(jì)水量：Q=3500m3/d。

　　2）設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)：CODCr為800-1500mg/L；BOD5為400-800mg/L；SS為300-600mg/L。

　　3）設(shè)計(jì)出水水質(zhì)按當(dāng)?shù)匚鬯欧判赂臄U(kuò)二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)：CODCr<=150mg/L；BOD5<=60mg/L；SS<=200mg/L。

　　由于該啤酒廠酵母回收裝置尚不十分完善，廢水排入水質(zhì)及水量不穩(wěn)定。實(shí)際進(jìn)水水質(zhì)COD_Cr達(dá)2000mg/L，pH值為6-11。出水水質(zhì)COD無(wú)保持在100mg/L以下，SS、BOD5及其他指標(biāo)均低于設(shè)計(jì)排放標(biāo)準(zhǔn)。CASS工藝的好氧污泥負(fù)荷為0.4kgBOD₅/(kgMLSS·d)，停留時(shí)間HRT=16H。根據(jù)介紹實(shí)際運(yùn)行負(fù)荷為0.675kgBOD⁵/(kgMLSS·d)，已經(jīng)達(dá)到較高的負(fù)荷，但是仍能達(dá)到穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放，這充分體現(xiàn)了SBR工藝的優(yōu)勢(shì)。反唇相譏經(jīng)濟(jì)指標(biāo)分析，其總投資455萬(wàn)元，折合噸水投資為1300元；日耗電量2208.1kW·h/m；折合噸水日耗電量0.63kW·h/m³。

3、氧化溝活性污泥法

1）類型

氧化溝是20世紀(jì)50年代由荷蘭工程師發(fā)明的一種新型活性污泥法，其曝氣池呈封閉的溝渠形，污水和活性污泥的混合液在其中不斷循環(huán)流動(dòng)，因此被稱為“氧化溝”，又稱“環(huán)行曝氣池”。自1954年荷蘭建成第一座間歇運(yùn)行的氧化溝以來(lái)，氧化溝在歐洲、北美、南非及奧大利亞得到了迅速的推廣應(yīng)用。如同活性污泥法一樣，自從第一座氧化溝問(wèn)世以來(lái)，演變出了許多變形工藝方法和設(shè)備。氧化溝根據(jù)其構(gòu)造和運(yùn)行特征，并根據(jù)不同發(fā)明者和專利情況可分為以下幾種有代表性的類型：

a、卡魯塞爾氧化溝；b、三溝式氧化溝(或二溝式氧化溝);c、Orbal型氧化溝；d、一體化氧化溝。

2）特點(diǎn)

　　氧化溝污水處理按技術(shù)已被公認(rèn)為一種較成功的活性污泥法工藝，與傳統(tǒng)的活性污泥系統(tǒng)相比，它在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等方面具有一系列獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。

　　a、工藝流程簡(jiǎn)單，構(gòu)筑物少，運(yùn)行管理方便；

　　b、處理效果穩(wěn)定，出水水質(zhì)好；

　　c、基建費(fèi)用低，運(yùn)行費(fèi)用低；

　　d、污泥產(chǎn)量少，污泥性質(zhì)穩(wěn)定；

　　e、能承受水量、水質(zhì)沖擊負(fù)荷，對(duì)高濃度工業(yè)廢水有很大的稀釋能力；

　　f、占地面積少于傳統(tǒng)活性污泥法處理廠。
 

四、單位排水量

　　啤酒生產(chǎn)的廢水排放量，廠與廠之間差距很大，同時(shí)對(duì)于同一個(gè)廠不同時(shí)間的排水量也有較大差異，這是由于季節(jié)不同生產(chǎn)量不同所造成的。根據(jù)季節(jié)廢水流量可能會(huì)有波動(dòng)，一般夏季生產(chǎn)量大于冬季，水量也因此變化，甚至每周也有水量的變化。有的工廠啤酒生產(chǎn)每周七天日夜進(jìn)行，但裝瓶工序在周末停止兩天。因此到周一時(shí)，廢水排放出現(xiàn)峰值。對(duì)間隙排放方式的啤酒廢水的水質(zhì)逐時(shí)變化范圍也較大。

五、廢水水質(zhì)

　　從麥芽制備開(kāi)始，直到成品酒出廠，第一道工序都有酒損產(chǎn)生。酒損率與生產(chǎn)廠的設(shè)備先進(jìn)性、完好性和管理水平有關(guān)。酒損率越高，造成的環(huán)境污染越嚴(yán)重。先進(jìn)廠的酒損率約在6%-8%,一般水平啤酒廠的酒損率在10%-12%。與廢水排放量一樣，廢水的水質(zhì)在不同季節(jié)也有一定的差別，尤其是處于高峰流量時(shí)的啤酒廢水，其有機(jī)物含量也處于高峰。按全國(guó)平均水平，每制成品酒1噸，排出CODcr污染物約25kg，或BOD5污染物15kg,懸浮性固體約15kg。其它廢水特性參見(jiàn)下表。