低溫條件下啤酒廢水處理技術(shù)研究進(jìn)展

李春暉雒江菡王福玲徐麗萍王 鑫劉 微閻力君

（1.哈爾濱商業(yè)大學(xué)生命科學(xué)與環(huán)境科學(xué)研究中心，哈爾濱 黑龍江）

(2.哈爾濱商業(yè)大學(xué)藥學(xué)院 細(xì)胞與分子生物學(xué)研究所，哈爾濱 黑龍江)

(3.哈爾濱商業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院）

低溫條件下啤酒廢水處理技術(shù)研究進(jìn)展

李春暉1雒江菡2王福玲2徐麗萍3王 鑫3劉 微2閻力君2

（1.哈爾濱商業(yè)大學(xué)生命科學(xué)與環(huán)境科學(xué)研究中心，哈爾濱 黑龍江）

(2.哈爾濱商業(yè)大學(xué)藥學(xué)院 細(xì)胞與分子生物學(xué)研究所，哈爾濱 黑龍江)

(3.哈爾濱商業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院）

本文通過(guò)對(duì)啤酒廢水的產(chǎn)生、特點(diǎn)的介紹，比對(duì)了國(guó)內(nèi)外啤酒廢水處理中的好氧生物處理技術(shù)和厭氧生物處理技術(shù)，結(jié)合低溫條件下廢水處理的效果，尋找適合我國(guó)國(guó)情，寒冷地區(qū)處理啤酒廢水的有效方法，為企業(yè)的健康發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)的依據(jù)。

啤酒廢水；低溫環(huán)境；好氧；生物處理

近年來(lái)，隨著我國(guó)啤酒工業(yè)的高速發(fā)展，啤酒企業(yè)的廢水處理一直是一個(gè)主要難題。尤其我國(guó)北方地區(qū)的啤酒企業(yè)，受環(huán)境溫度的影響，冬季啤酒污水處理廠內(nèi)污水的溫度只有10℃左右。這樣低的溫度使廢水污泥中的微生物活性和代謝能力都變的很弱，導(dǎo)致污水處理能力降低，因此，北方地區(qū)的污水處理系統(tǒng)運(yùn)行成本及操作難度都有所提高1。本文通過(guò)查找國(guó)內(nèi)外大量參考文獻(xiàn)，通過(guò)對(duì)北方地區(qū)啤酒企業(yè)污水處理的研究，探索出提高寒冷地區(qū)啤酒污水的處理方法，對(duì)北方地區(qū)啤酒企業(yè)的發(fā)展具有重要的意義。

1.啤酒廢水的產(chǎn)生及其特點(diǎn)

1.1 啤酒廢水的產(chǎn)生

啤酒企業(yè)的廢水主要來(lái)源于五個(gè)方面：①麥芽生產(chǎn)過(guò)程中的洗麥、浸麥、發(fā)芽降溫和各種洗滌水；②糖化過(guò)程的糖化、過(guò)濾和洗滌水； ③發(fā)酵過(guò)程的發(fā)酵罐和過(guò)濾器洗滌水；④罐裝過(guò)程洗瓶、滅菌及破瓶啤酒；⑤冷卻水和成品車間洗滌水。

1.2 啤酒廢水的特點(diǎn)

啤酒生產(chǎn)工序多，生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢水量較大，不同啤酒企業(yè)由于管理和技術(shù)水平不同，每生產(chǎn)一噸啤酒耗水量也不一樣，產(chǎn)生的廢水也不一樣多。管理和工藝先進(jìn)的啤酒企業(yè)噸啤酒耗水量為8～12噸，我國(guó)啤酒廠的噸啤酒耗水量一般在10～20噸之間2。啤酒廢水主要包括清潔廢水、有機(jī)廢水、洗滌廢水、沖渣廢水和裝酒廢水。

2.啤酒廢水處理技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

隨著啤酒的出現(xiàn)，啤酒廢水的處理成為一個(gè)世界性的難題，經(jīng)過(guò)國(guó)內(nèi)外啤酒企業(yè)多年的研究發(fā)現(xiàn)，在啤酒廢水中的BOD5/CODcr數(shù)值越高，廢水處理就越容易，啤酒廢水的處理最適合應(yīng)用生化處理技術(shù)。根據(jù)不同的啤酒廢水水質(zhì)，可以采用好氧、厭氧和好氧與厭氧相結(jié)合的方法進(jìn)行處理3。

2.1 好氧生物技術(shù)

中、低濃度啤酒有機(jī)廢水的處理主要采用好氧生物處理技術(shù)，針對(duì)北方地區(qū)的低溫，只要采取適當(dāng)?shù)姆椒刂茰囟?，改變廢水處理環(huán)境就能取得較高的經(jīng)濟(jì)效益。好氧生物技術(shù)包括活性污泥法和生物膜法：

2.1.1 活性污泥法：廢水進(jìn)入曝氣池后，與含有大量好氧微生物的活性污泥混合，在人工充氧的條件下，廢水中的有機(jī)物被活性污泥吸附并氧化分解，然后由沉淀池來(lái)完成水和污泥的分離?；钚晕勰喾ㄝ^適用北方寒冷地區(qū)的廢水處理，該工藝應(yīng)用較多的是序批式活性污泥法(SBR)、CASS反應(yīng)池法和塔式曝氣活性污泥法。

①SBR是一種過(guò)間歇曝氣方法，可以顯著降低動(dòng)力費(fèi)用，同時(shí)縮短廢水處理時(shí)間，減少了占地面積，結(jié)構(gòu)緊湊，運(yùn)行費(fèi)用低，不容易發(fā)生污泥膨脹問(wèn)題，抗負(fù)荷沖擊能力強(qiáng)，處理效果穩(wěn)定。COD的去除率可達(dá)90%以上，出水COD＜100 mg/L，達(dá)到國(guó)家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)3。

②CASS反應(yīng)池法是一種循環(huán)式活性污泥法，啤酒廢水的處理分三步進(jìn)行：進(jìn)水、曝氣、回流階段；沉淀階段；潷水、排泥階段。在常溫下的廢水處理周期為4～12 h，低溫情況下，處理時(shí)間要明顯延長(zhǎng)。

③塔式曝氣活性污泥法是對(duì)原有傳統(tǒng)活性污泥法進(jìn)行改進(jìn)，克服了傳統(tǒng)活性污泥法普遍存在的傳氧效率低、COD去除率不高的問(wèn)題。具有投資少，占地面積小，抗負(fù)荷沖擊能力強(qiáng)，廢水滯留時(shí)間短，出水水質(zhì)穩(wěn)定，排泥量少及廢水處理效果好的顯著優(yōu)勢(shì)4。

2.1.2 生物膜法：是在處理池中加入軟性填料，利用固著填料表面生長(zhǎng)的微生物對(duì)廢水進(jìn)行處理，該方法的最大優(yōu)點(diǎn)是克服了污泥膨脹的問(wèn)題，剩余污泥量較少、運(yùn)轉(zhuǎn)管理方便。缺點(diǎn)是處理效果不如活性污泥法，建筑成本較高5。考慮到北方地區(qū)冬季處理污泥有一定難度，該方法需要配合無(wú)害污泥的及時(shí)處理。

2.2 厭氧生物技術(shù)

對(duì)于高濃度有機(jī)廢水的處理主要采用厭氧生物技術(shù)，由于北方地區(qū)冬季氣壓高，含氧量高，因此不太適合在寒冷地區(qū)的應(yīng)用。該處理技術(shù)主要包括上流式厭氧污泥床（UASB）、厭氧內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器（IC）兩種方法。

2.2.1 厭氧生物處理技術(shù)中最成熟的技術(shù)是UASB，UASB工藝在底部有污泥床，依據(jù)進(jìn)水與污泥的高效接觸提供高效去除率，適用于處理較易生化降解、COD和SS濃度均較高的廢水，并且由于運(yùn)行方便，設(shè)備簡(jiǎn)單，造價(jià)也相對(duì)較低，不存在堵塞問(wèn)題6。

2.2.2 IC技術(shù)是在UASB的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的，與UASB反應(yīng)器不同的是這種反應(yīng)器內(nèi)部還能夠形成流體循環(huán)，生成具有高生物活性的厭氧顆粒污泥。該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是占地面積少，基礎(chǔ)投資少，抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，有機(jī)負(fù)荷高，運(yùn)行穩(wěn)定性好7。

2.3 厭氧+好氧生物技術(shù)

厭氧+好氧生物技術(shù)是一種比較成熟的工藝。由于該技術(shù)需要厭氧技術(shù)的配合，在寒冷地的使用受到一定的限制，該技術(shù)又分為水解+好氧技術(shù)、UASB+好氧技術(shù)、EGSB+好氧技術(shù)、IC—CIRCOX反應(yīng)器四中工藝方法8。這四種方法對(duì)啤酒廢水的處理具有廢水停留時(shí)間短，污泥產(chǎn)率低，處理費(fèi)用低，占地面積小，投資少，操作簡(jiǎn)單，沼氣易收集、剩余污泥少，運(yùn)行穩(wěn)定，處理效率高的優(yōu)點(diǎn)9。

3.總結(jié)

啤酒企業(yè)廢水的處理，受到各地經(jīng)濟(jì)條件，環(huán)境因素以及技術(shù)水平的限制，不可能所有企業(yè)都采用統(tǒng)一的方式。尤其北方低溫地區(qū)必須根據(jù)自己的實(shí)際情況，要通過(guò)不斷的研究，調(diào)查企業(yè)排水的水質(zhì)、水量、排水規(guī)律和特點(diǎn)，結(jié)合企業(yè)建設(shè)場(chǎng)地的地形條件、面積大小以及企業(yè)能承受的一次性投資及運(yùn)行成本情況。通過(guò)提高啤酒企業(yè)的管理水平和工人的素質(zhì)，采用好氧生物處理法降低企業(yè)的運(yùn)營(yíng)成本和廢水處理費(fèi)用，用簡(jiǎn)單適用、投入低、運(yùn)行可靠、達(dá)標(biāo)穩(wěn)定、節(jié)約能耗的廢水處理技術(shù)，提高企業(yè)的利潤(rùn)空間。

[1]張自杰，戴愛(ài)臨.國(guó)內(nèi)城市污水低溫生物處理試驗(yàn)[J].環(huán)境工程，2011,3（1）：11-16.

[2]陳亞平,付永勝,李湘梅等.啤酒工業(yè)廢水的特點(diǎn)及其處理方法[J].污染防治技術(shù),2012，16(4) :147～149

[3]白曉慧，王寶貞.寒冷地區(qū)城市污水處理廠改進(jìn)工藝的運(yùn)行效果[J]. 中國(guó)環(huán)境科學(xué)，2011,21（1）：70-73.

[4]賁岳，陳忠林，徐貞貞.低溫生活污水處理系統(tǒng)中耐冷菌的篩選及動(dòng)力學(xué)研究[J].環(huán)境科學(xué)，2008,29（11）：3189-3193.

[5]郝瑞霞，賈勝溫.我國(guó)啤酒工業(yè)廢水治理技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì).河北化工學(xué)院學(xué)報(bào),2012.(19):75～79.

[6]李智超，姜海萍，郭軍，等.UASB+SBR工藝處理啤酒廢水的研究[J].安全與環(huán)境工程，2009,16(1)：41-43.

[7]潘紅，張警中，等.啤酒廠廢水處理工程實(shí)例分析[J].污染防治技術(shù)，2015，28(6) :40-42

[8]申立賢.高濃度有機(jī)廢水厭氧處理技術(shù)[M].北京,中國(guó)環(huán)境科學(xué)出社,2011.68～70

[9]徐懷東,鐘月華,伍勇等.我國(guó)啤酒廢水處理工藝進(jìn)展[J],南京工業(yè)大學(xué)報(bào),2010,22(3): 27～32

[10]徐懷東,鐘月華,伍勇等.我國(guó)啤酒廢水處理工藝進(jìn)展[J],南京工業(yè)大學(xué)報(bào),2013,22(3): 27～32

TU714

B

1007-6344（2016）02-0056-01

李春暉，男，哈爾濱商業(yè)大學(xué)生命科學(xué)與環(huán)境科學(xué)研究中心，碩士研究生，研究方向：環(huán)境監(jiān)測(cè)與水處理技術(shù)。

雒江菡，女，哈爾濱商業(yè)大學(xué)，助理研究員，研究方向：高效菌株的篩選；王福玲，女，哈爾濱商業(yè)大學(xué)，助教，研究方向：廢水物理、化學(xué)指標(biāo)檢測(cè)；徐麗萍，女，哈爾濱商業(yè)大學(xué)，助教，研究方向：采集樣品及預(yù)處理；王鑫，女，哈爾濱商業(yè)大學(xué)，助教，研究方向：活性污泥的馴化；劉微，女，哈爾濱商業(yè)大學(xué)，碩士研究生，研究方向：活性污泥的培養(yǎng)；閻力君，女，哈爾濱商業(yè)大學(xué)，教授，研究方向：生物技術(shù)制藥和水的生物處理

哈爾濱市科技局優(yōu)秀學(xué)科帶頭人項(xiàng)目（2013RFXXJ054）