浅谈啤酒废水治理工艺处理效果

浅谈啤酒废水治理工艺处理效果

陈慧珊

东莞市新天地环保有限公司广东东莞523000

摘要：水作为啤酒酿造的一个重要原料之一，在啤酒酿造过程中会产生大量的含有较高浓度的蛋白质、纤维、碳水化合物、废酵母、酒花残渣等有机无毒成分废水，若排放到外界自然水体中会造成水质恶化，产生恶臭，进而影响人们正常的生活，本文根据现有常见的几种废水治理工艺阐述一下对啤酒废水治理的效果。

关键词：啤酒废水治理工艺活性污泥

一、概述

随着当代社会经济的迅猛发展，人们生活水平提高，作为舶来品的啤酒也成为了人们生活中必不可少的酒精饮品之一。近几年，我国啤酒人均消费已达国际平均水平，为迎合人们对啤酒日益增长的需求量，加速了啤酒行业的发展且已进入低速扩容阶段。与此同时，啤酒生产的过程中会产生较多的生产废水，如冷却水、浸泡废水、出糖废水、清洗废水等，因此大量的生产啤酒行业对环境产生的污染也相应得到了关注并治理。

图1啤酒生产工艺流程及产污工序

二、啤酒废水的特点

啤酒废水有较高浓度的碳水化合物、醇类等营养物质，不含毒性却容易造成水体腐败，由于啤酒废水含有一定的氮和磷，若未经处理直接排入外界水体中会导致水体严重富营养化，大幅度消耗水体中的溶解氧，破坏水体的生态平衡，对环境造成严重污染，所以啤酒废水的处理势在必行。

啤酒厂的酿造废水属于浓度较高且呈酸性的有机废水，pH值为4.5~6.5，主要的污染因子是化学需氧量（CODcr）1000~1500mg/L、生化需氧量（BOD5）500~1000mg/L、悬浮物（SS）220~440mg/L。啤酒废水的生物可降解性较大，因此啤酒厂多使用生化处理法来治理啤酒废水。

三、啤酒废水处理工艺及优缺点

废水生化处理根据处理过程中根据是否需要供氧作为主要辨别条件，可把生化处理法技术分为好氧生化处理和厌氧生化处理两大类。

1、好氧生化处理

好氧生化处理是通过对进水进行曝气充氧，利用处理池中的好氧微生物通过基本的生物代谢氧化分解啤酒废水中的有机物，使其稳定、无害化的处理方法。由于此方法没有考虑废水中有机物处理后的综合利用问题，容易产生剩余污泥较多，可利用资源损失，因此处理成本较高。具有代表性的处理方法有活性污泥法、生物膜法、深井曝气法等。

（1）活性污泥法

典型的活性污泥法是由曝气池、二沉池、污泥回流系统、剩余污泥排放系统和供氧系统组成。废水进入曝气池后，在人工曝气充氧的条件下使废水与活性污泥（好氧微生物）搅拌混合，利用好氧微生物的生物凝聚、吸附和氧化作用，分解去除废水中的有机污染物，最后经沉淀池分离污泥和排放处理水。活性污泥法一般对中、低浓度的有机废水处理效果较好，废水中CODcr的去除率可达到90%以上。

由于啤酒废水中的有机污染物浓度高，微生物所需的各营养成分比例失调，加大了微生物的动力消耗，导致微生物不能正常生长而死亡，处理中常出现污泥膨胀而影响处理效率。其中间歇式活性污泥法（SBR）属于改良后的活性污泥法，通过间歇曝气可降低微生物的动力消耗，同时废水处理所需时间也相应得到缩短。

（2）生物膜法

生物膜法是在反应池内安装软性填料作为微生物生长载体，利用固着生长在填料表面的微生物形成一个过滤膜对废水进行处理，该方法不会产生污泥膨胀的问题。

图2一般活性污泥法处理工艺

生物膜法在自然通风的条件下，微生物在填料表面集聚附着形成生物膜，啤酒废水以一定流速流经填料时，生物膜中的微生物吸收氧化分解废水中的有机物，使废水得到净化，同时微生物也得到繁殖而使生物膜增厚。当生物膜增长到一定厚度时会限制氧气进入生物膜内部，形成了生物膜表面仍处于好氧状态继续增殖微生物，而内层则会呈缺氧甚至厌氧状态并最终导致生物膜的脱落。随后，填料表面还会继续生长新的生物膜，继续对废水进行净化处理。但生物膜法的缺点是载体材料的比表面积小，故设备容积负荷有限，空间效率较低，在个别情况下生物膜法的基建投资会超过活性污泥法；处理后出水往往含有脱落的生物膜碎片，影响出水澄清度。

图4.生物膜对废水的净化作用

（3）深井曝气法

深井曝气实际上是将地上曝气池改为地下深井式的活性污泥法，可有效解决土地资源短缺问题。深井曝气池主要由下降管（深井内管）以及上升管（深井外管）组成，啤酒废水与回流污泥混合后引入下降管并在井内循环，由于充氧压力持续作用，泥水混合液下降到达井底过程中废水的有机物遭到微生物氧化分解，未被溶解到水中的气体反转改沿上升管向上流动至深井顶槽，泥水混合液中的CO2、氮气和少量未被利用的氧气逸出。上升管中的处理水溢流至沉淀池进行泥水分离，活性污泥回流至深井继续利用。深井曝气法的有点是增加水中溶解氧浓度，氧的利用率达90%，从而可提高废水处理效果（BOD去除率达85-95%），节约用地、处理效果好、耐冲击负荷性能好、受气温影响小、无污泥膨胀问题等。缺点是受所在地的地质因素影响较大，施工难度大，同时造成造价投资较高的问题；维修难度大，且需注意防渗防腐不当造成地下水污染的后果，这是该法最致命的缺点。

图5.深井曝气法处理工艺

2、厌氧生化处理

废水的厌氧处理过程中由于参加生物降解的有机基质有50%以上转化为沼气（甲烷），可作经回收处理后综合利用，剩余污泥经处理后可作为肥料和饲料出售，无二次污染产生，符合可持续发展要求，不需要供氧等优点，使得其日益受到实际各国的重视。厌氧生化处理技术适用于高浓度有机废水的处理（CODcr＞2000mg/L，BOD5＞1000mg/L），同时可使污泥稳定化、资源化，其中以升流式厌氧污泥床（UASB）技术在啤酒废水的治理中应用最为成熟。

UASB的主要组成部分是反应器，反应器集生物反应与沉淀于一体，主要包括：进水配水系统、反应区、三相分离器、气室和处理水排出系统。其中，三相分离器的功能是将气（沼气）、液（处理水）和固（污泥）三相分离。

UASB反应器内由于厌氧污泥的形态发生了变化，由絮状污泥变为密实、边缘圆滑的污泥颗粒，使附着于污泥表面的微生物能充分分解废水中的有机物，最后污泥发生絮凝，颗粒逐渐增大，并在重力作用下沉降，故能维持较高的污泥浓度。其中，啤酒废水中所含有的乙醇能有效促进污泥颗粒化，为UASB的运作提供了十分有利的条件。

UASB具有以下优点：①污泥的颗粒化使反应器内保持较高的的污泥浓度；②反应器的水力停留吋间相应较短，具有较高的容积负荷；③适用范围较广，可有效处理髙、中浓度的有机工业废水以及处理低浓度的城市污水；④UASB反应器集合了生物反应和沉淀分离作用，结构紧凑，减少用地面积；⑤无需设置微生物附着填料，节省造价及避免因填料发生堵赛问题；⑥一般无需设置搅拌设备，上升水流和沼气产生的上升气流有效起到搅拌作用；⑦UASB构造简单，操作运行方便。UASB的缺点在于废水处理后的CODcr浓度仍比较高，需要对出水进行再处理或与好氧处理法共同使用才能达标排放。

图6.UASB消化器结构示意图

四、结语

随着社会经济的迅猛发展，人们越来越重视生活质量的提升和周围环境的建设，在为自身创造财富的同时也关注到环境保护的重要性。

本文阐述了常见的几种啤酒废水治理工艺及其优缺点，并简单分析了各种治理工艺的处理方法。由于啤酒废水属于无毒、含高浓度有机物的废水，故单独使用其中任何一种处理工艺都不能得到有效的处理，可以将好氧+厌氧生物处理相结合共同处理啤酒废水，提高废水中有机物的去除率，减少废水中的污染物对周围环境产生不良污染，给人们共同的生活居住地营造美好的环境。

参考文献

[1]北京水环境技术与设备研究中心，北京市环境保护科学研究院，国家城市环境污染控制工程技术研究中心.三废处理工程技术手册（废水卷）[m].北京：化学工业出版社，2000.

[2]关苑，童凌峰，童忠东.啤酒生产工艺与技术[m].北京：化学工业出版社，2014.

[3]赵景联.环境科学导论[m].北京：机械工业出版社，2005.