【正文】 1 1 緒論 1. 1 啤酒廢水的來源及水質(zhì)分析 生產(chǎn) 產(chǎn)啤酒過程用水量很大，特別是釀酒、罐裝工藝過程大量使用新鮮水，相應(yīng)產(chǎn)生大量廢水。啤酒的生產(chǎn)工藝較多，不同的啤酒廠生產(chǎn)過程中噸酒耗量和水質(zhì)相差很大。管理和技術(shù)水平較高的啤酒廠耗水量為 8～ 12 噸每噸，我國啤酒廠的噸酒耗水量一般大于該參數(shù)。國內(nèi)啤酒從糖化到罐裝總耗水 10～ 20 立方米每噸。釀造啤酒消耗的大量水除一部分轉(zhuǎn)入產(chǎn)品外，絕大部分作為工業(yè)廢水排入環(huán)境。啤酒工業(yè)廢水按其有機(jī)物含量可分為以下幾類： （ 1） 冷卻水 冷凍機(jī)，麥汁和發(fā)酵的冷卻水等。 這類廢水基本上未受污染。 （ 2） 清洗廢水 如大麥浸漬廢水，大麥發(fā)芽降溫噴霧水，清洗生產(chǎn)裝置廢水，漂洗酵母水，洗瓶機(jī)初期洗滌水，酒罐消毒廢水，巴斯德殺菌噴淋水和地面沖洗水等，這類廢水受到不同程度的有機(jī)污染。 （ 3） 沖渣廢水 如麥渣液，冷熱凝固物酒槽剩余酵母，酒泥，慮酒渣和殘堿性洗滌液等，這類廢水中含有大量的懸浮性固體有機(jī)物，工作中將產(chǎn)生麥汁冷卻水，裝置洗滌水。麥糟，熱凝固物和等大量懸浮固體。 （ 4） 罐裝廢水 在罐裝酒時，機(jī)器的冒泡滴時有發(fā)生，還經(jīng)常出現(xiàn)冒酒，使廢水中摻入大量殘酒。另外噴淋時由于用熱 水噴淋，啤酒升溫引起平那壓力上升，“炸瓶”現(xiàn)象時發(fā)生，致使大量啤酒灑在噴淋水中。為防止生物污染，循環(huán)使用噴淋水時需加入防腐劑，因此別更換下來的廢噴淋水含防腐劑成分。 （ 5） 洗瓶廢水 清洗瓶子時先用堿性洗滌劑浸泡，然后用壓力水初洗，瓶子清洗水中含有殘余堿性洗滌劑，紙漿，染料，漿糊，殘酒和泥沙等。堿性洗滌劑要定期更換，更換是若直接排入下水道可使啤酒廢水呈堿性，銀絲廢堿性洗滌劑應(yīng)先進(jìn)入調(diào)節(jié)，沉淀裝置進(jìn)行單獨(dú)處理。若將洗瓶廢水的排出液經(jīng)處理后儲存起來用以調(diào)節(jié)廢水的酸堿值（啤酒廢水平時呈酸性），則可以節(jié)省污水 處理的藥劑用量 。 2． 啤酒廢水來源 啤酒廢水主要來自麥芽車間（浸麥廢水），糖化車間（糖化，過濾洗滌廢水），發(fā)酵車（發(fā)酵罐洗滌，過濾洗滌廢水），灌裝車間（洗瓶，滅菌廢水及瓶子破碎流出的啤酒） 2 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，雖然無毒，但易于腐敗，排入水體要消耗大量的溶解氧，對水體環(huán)境造成嚴(yán)重危害。啤酒廢水的水質(zhì)和水量在不同季節(jié)有一定差別，處于高峰流量時的啤酒廢水，有機(jī)物含量也處于高峰。國內(nèi)啤酒廠廢水中： CODcr 含量為： 1000～ 2500mg/L， BOD 含量為： 600～ 1500 mg/L，該廢水具有較高的生物可降解性，且含有一定量的凱氏氮和磷。 啤酒生產(chǎn)工藝流程如圖 圖 啤酒生產(chǎn)流程圖 麥芽生產(chǎn)過程如圖 圖 麥芽生產(chǎn)流程圖 1. 2 廢水水質(zhì)水量及達(dá)標(biāo)要求 （ 1） 設(shè)計流量 3000 m3/d. （ 2） 生產(chǎn)廢水 組成及各部分水質(zhì)，如表 所示： 大麥 篩選 浸麥 發(fā)芽 干燥 排水 麥芽 排水 大米 粉碎 糊化 麥芽 粉碎 糖化 過濾 煮沸 酒花 成品 排水 包裝 啤酒過濾 發(fā)酵 沉淀 3 表 1. 1 生產(chǎn)廢水水質(zhì)及出水要求 項(xiàng)目 CODcr SS BOD5 TN TP 進(jìn)水水質(zhì) 1350 Lmg/ 400 Lmg/ 700 Lmg/ 30 Lmg/ 3 Lmg/ 出水要求 ? 100 Lmg/ ? 60 Lmg/ ? 20 Lmg/ ? 10 Lmg/ ? Lmg/ 處理效率 ? % ? 85% ? % ? % ? % 處理要求：處理后出水水質(zhì)達(dá)到廣東省地方標(biāo)準(zhǔn)《水污染物排放限值》二時段一級排放標(biāo)準(zhǔn)的要求，即： CODcr ? 100mg/L， SS? 60mg/L， BOD5 ? 20mg/L， TN? 10mg/L，TP? 。 4 2 處理的工藝流程及說明 2. 1 概述 鑒于啤酒廢水自身的特性，啤酒廢水不能直接排入水體，據(jù)統(tǒng)計，啤酒廠工業(yè)廢水如不經(jīng)處理，每生產(chǎn) 100 噸啤酒所排放出的 BOD值相當(dāng)于 14000 人生活污水的 BOD值，懸浮固體 SS 值相當(dāng)于 8000 人生活污水的 SS，其污染程度是相當(dāng)嚴(yán)重的。 目前常根據(jù) BOD/CODcr 比值來判斷廢水的可生化性，即：當(dāng) BOD /CODcr 時易生 化處理，當(dāng) BOD /CODcr 時可生化處理，當(dāng) BOD /CODcr 難生化處理，而啤酒廢水的 BOD /CODcr 所以，處理啤酒廢水的方法多是采用好氧生物處理，也可先采用 厭氧處理， 降低污染負(fù)荷，再用好氧生物處理。目前國內(nèi)的啤酒廠工業(yè)廢水的污水處理工藝，都是以生物化學(xué)方法為中心的處理系統(tǒng)。目前，國內(nèi)外普遍采取生化法處理啤酒廢水。 啤酒廢水可生化性很好 ，以生化為主的工藝 根據(jù)處理過程中是否需要曝氣，可把生物處理法 可分為以下二類： 好氧生物處理 好氧生物處理是在氧氣充足的 情況下，利用好氧微生物的生命活動氧化啤酒廢水中的有機(jī)物，其產(chǎn)物是二氧化碳、水及能量（釋放于水中）。 這種方法沒有考慮到廢水中有機(jī)物的利用問題，因此處理成本較高?；钚晕勰喾ā⑸锬し?、深井曝氣法是較有代表性的好氧生物處理方法。 1．活性污泥法 活性污泥法是中、低濃度有機(jī)廢水處理中使用最多，運(yùn)行最可靠的方法，具有投資省，處理效果好等優(yōu)點(diǎn)。該處理工藝的主要部分是曝氣池和沉淀池。廢水進(jìn)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水中的有機(jī)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(jìn)水 CODcr 為 1200－ 1500mg/L 時出水 CODcr 可降至 50－ 100mg/率為 94％－ 96％。 活性污泥處理啤酒廢水的缺點(diǎn)時動力消耗大，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,Fe 等營養(yǎng)物質(zhì)缺乏，各營養(yǎng)成分比例失調(diào)，導(dǎo)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(xué)藥 5 劑，但這將使處理成本提高。而較為經(jīng)濟(jì) 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消耗顯著降低，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(jìn)比利時 SBR 專利技術(shù)，廢水廠處理時間僅需 19－ 20h，比普通活性污泥法縮短 10－ 11h,CODcr 的去除率也在 96％ 以上 ,揚(yáng)州啤 酒廠和三明市大田啤酒廠采用 SBR 技術(shù)處理啤酒廢水， 收到了同樣的效果 . 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(shí)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(jìn)行的。其優(yōu)點(diǎn)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(dāng)進(jìn)水 BOD5 濃度為 2400mg/L 時，出水濃度可降為 50mg/L,去除率高達(dá)97． 92％ 。當(dāng)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(shù)不過關(guān)等。 3．生物膜法 生物膜法時在處理池內(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(jìn)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固體濃度和較高的有機(jī)負(fù)荷，因此處理效果高，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，渤海啤酒廠荷徐州釀酒總廠等廠家的廢水處理中采用了這種技 術(shù)。 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BOD 的取出率分別在 80％ 和 90％ 以上。 在此基礎(chǔ)上，山東省環(huán)科所改常壓曝氣為加壓曝氣（ P＝ ～ ） ,目的在于強(qiáng)化氧的傳質(zhì)，有效提高廢水中溶解氧的濃度，以滿足中高濃度廢水中微生物和有機(jī)物氧化分解的需要。結(jié)果表明，當(dāng)容積負(fù)荷 =,停留時間為 3～ 4 小時 .COD 和 BOD 平均去除率分別達(dá)到 ％ 和 ％ 。由于停留時間縮短為原來的 6 1/3～ 1/4，運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用也降低。生物轉(zhuǎn)盤是較早用以處理啤酒廢水的方法。他主要由盤片、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(shí)現(xiàn)廢水與盤上生物膜的接觸和充氧。該法運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定動力消耗少，但低溫對運(yùn)行影響大，在處理高濃度廢水是需增加轉(zhuǎn)盤組數(shù)。該方法在美國應(yīng)用較普及，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。 據(jù)報道，廢水中 BOD 的去除率在 80％ 以上。 厭氧生物處理 厭氧生物處理適用于高濃度有機(jī)廢水 。它是在無氧條件下，靠厭氧細(xì)菌的作用分解有機(jī)物。在這一過程中，參加生物降解的有機(jī)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(guān)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(shù)在啤酒