啤酒是通用性飲料,我國啤酒行業迅速崛起。啤酒生產過程需水量大,而且主要是使用大量的新鮮水;從而就會產生大量的廢水。目前,不同生產廠家有著不同的生產工藝,同時產生的廢水的水質水量也不同,生產每噸啤酒的耗水量在*水平為6 t多,在國內的一些廠家高達12t,但是一些用新型生產工藝的啤酒廠可以達到5-6t水平。啤酒生產過程用水量很大,特別是釀造、灌裝工序過程中,使用大量新鮮水,相應廢水量也較大。其中主要是有機廢水,富含可供微生物生長的營養物質。啤酒生產包含糖化、麥芽發酵、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物質;發酵階段的廢水含有廢酵母、冷熱蛋白凝固物質等,同時廢水中含有啤酒殘液、費硅藻土、食物殘渣、碎土石渣等物質不同生產工序,所消耗的新鮮水及產生廢水的水質不同,其中水質的變化幅度一般為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1噸啤酒,廢水的排放量在10m3-20m3,平均為15m3。烏海市啤酒污水厭氧處理工藝
一、啤酒廢水處理工藝
國內常用的處理工藝有: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、內循環UASB反應器+氧化溝處理工藝以及吸附降解法和EGSB/生物接觸氧化法等。烏海市啤酒污水厭氧處理工藝
(一)活性污泥處理工藝
活性污泥處理工藝的主體構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,在曝氣調節池中與活性污泥(含有大量好氧微生物)混合,通過向其中通入適量氧氣,活性污泥就會吸附并氧化分解廢水中的有機物。同時在沉淀池中,則可實現污泥和水的分離。在活性污泥法中多采用間歇性污泥法,它是通過間歇曝氣,根據水量水質情況而選擇曝氣頻率。這樣可以顯著降低動力消耗,而且處理時間比普通活性污泥法短,CODcr的去除率達96%以上。但是隨著科技的發展,周期循環活性污泥法(CASS)悄然而生,這種方法以好氧-厭氧-好氧的狀態進行周期循環運行,其不僅保證了處理效果的穩定而且提高了容積利用率。普通活性污泥法的運行,動力消耗大,在處理中常出現污泥膨脹。膨脹的原因是啤酒廢水中的碳水化合物過高,且N、P、Fe等營養物質缺乏,微生物得不到合適的營養而不能正常生長甚至死亡。目前通常投加N、P等化學藥劑,這將大大增加公司的運營成本。對此,可將含N、P較高的生活污水通入啤酒廢水中,達到補充微生物所需營養的目的。但是該方法在處理中低濃度的有機廢水時,具有投資小,效益大等優點(相比好氧處理)。這讓啤酒企業既得經濟效益有可得環境效益。國內一些大企業大都引進*啤酒生產工藝,產生的廢水濃度低,活性污泥法處理啤酒廢水市場大。
(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處理,這可以將啤酒廢水中的大分子有機物降解為小分子有機物,如此將大大提高了廢水的可生化性,而且有利于后續的一、二段接觸氧化處理,充分將廢水中的污染物去除,達到排放標準。同時該工藝的*段接觸氧化為高負荷接觸氧化,第二段為低負荷接觸氧化。
由于該工藝已經在國內許多大型啤酒長及其它食品企業的廢水處理中得到了實際應用,并且取得了良好的處理效果,而且該工藝耐沖負荷高;在CODcr、BOD5等方面的去除率分別達96%、98.7%,廢水處理均能達到《啤酒工業污染排放標準》(GB19821-2005)排放標準。厭氧水解酸化-二段接觸氧化處理工藝,產生的污泥量比普通的活性污泥法少,同時具有投資小、運行費用較低、管理操作方便、占地面積小等諸多優點。目前許多大型的企業已將該工藝應用,由于其優點,中國的小型企業更加要引進并加以應用。如此將大大有利企業的發展,是一中大眾型的廢水處理技術。
(三)EGSB+生物接觸氧化處理工藝
啤酒廢水中有機物含量高,懸浮物多及溫度高、pH變化大。據理論實踐,采用單一的好氧或厭氧處理工藝時,形成的水質較差難以達到排放標準。而厭氧處理中,EGSB成熟,在該技術中的膨脹顆粒污泥床根據廢水流量處于部分或全部“膨脹”狀態,因此具有容積負荷高,處理效果好等特點。在厭氧處理后,廢水中的COD和TN仍然較高,需對廢水進一步好氧處理,如此才能保證出水水質達到排放標準。
厭氧和好氧相結合的工藝中,EGSB—生物接觸氧化處理工藝較成熟。在EGSB反應器中將產生沼氣,可將其回收利用。經過EGSB處理后,進入生物接觸氧化池的有機物含量大大減少,因此就會降低好氧處理階段的能耗及污泥產量,整個廢水處理過程的費用大幅度減少。所以該工藝有投資小、效益高等特點,而且在占地面積及運行費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。
(四)UASB+SBR處理工藝
UASB+SBR處理工藝在處理啤酒廢水時,廢水通過格柵截留大顆粒懸浮物及一些難溶性固體,從而減少后續性生化處理的有機負荷,繼而通過調節池調節廢水的水量水質。在UASB反應器中采用間歇性進水,經其處理,CODcr去除率達72%。大大降低SBR反應器的處理負荷,同時能產生沼氣。UASB的出水經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
啤酒廢水經UASB+SBR工藝處理,95%的有機污染物被去除。整個工藝流程投資省,運行費用低,污泥量少,運行穩定,容易實現資源的可持續性利用。同時該工藝對進水有機物濃度波動有較強的緩沖能力,適用于水質變化較大的工業廢水。但是由于該工藝中的UASB啟動較慢,不適合中小型啤酒廠生產淡季的啟動要求。然而近年來許多小型啤酒廠采用了厭氧復合床反應器(UBF)來取代UASB,組成了UBF+SBR組合工藝。
二、啤酒廢水資源化利用
啤酒生產耗水量大,相應就會排放廢水,因此在生產過程中降低用水量減少少啤酒廢水排放的一種重要措施,同時充分利用達標排放的廢水。這不僅實現了廢水的資源化,而且在經濟、環境、社會效益上有積極作用。
(一)生產過程廢水的利用在綜合包裝車間可將酒機抽真空的水用于殺菌機,平均每噸酒的耗水量降為1.64噸;在動力車間,將反滲透裝置排出的廢水回收用于透風機冷卻以及污泥帶式壓濾機的沖洗,平均每噸酒的耗水量降約0.3噸。同時灌裝車間真空泵水循環使用以及洗缸無菌水的回收使用等,而且可以用低濃度廢水對鍋爐進行除塵等。如:洗瓶工序中使用大量的堿性洗滌液,其pH值較高,可作為沖灰水對鍋爐除塵,既可節約用水量又實現廢水的資源化。
(二)達標出水回用達標排放廢水的利用主要用于非生產工藝的輔助用水,如:釀造和包裝車間的場地及設備外表等衛生用水、冷卻用水等。同時這些水可用于公司、企業生活區的沖廁所用水;綠化及景觀用水,還可清洗車輛等。
針對啤酒廢水的處理,采用單一的好氧或厭氧工藝處理已達不到排放標準。對此,需要“厭氧—好氧”工藝進行處理,其中EGSB-生物接觸氧化法代表性。但是不同規模的企業必須根據自身的水量水質來選擇處理工藝,同時應向操作簡單、運行簡易、適用性強、效果好及投資小的工藝發展。啤酒廢水的利用,不僅實現廢水的資源化,而且在節約水資源、降低啤酒生產過程用水量的方面有積極意義。
