淺析啤酒生產廢水的生物處理

王燕

摘 要：啤酒作為一種在世界范圍內都備受歡迎的飲品，在我國也深受人們的喜愛。近幾年，隨著人民生活水平的提高，我國啤酒工業(yè)得到了長足發(fā)展，其產量逐年上升，但是在啤酒產量大幅度提高的同時，生產過程中產生了大量的有機廢水，任其排放會對周圍的水質造成極大影響，危害生態(tài)環(huán)境[1]。本文分析了啤酒生產廢水的生物處理技術，廢水通過生物處理，結合預處理及污泥處理，出水可達到相應的排放標準，從而保護了環(huán)境，保證了啤酒生產行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

關鍵詞：啤酒生產；廢水；生物處理

中圖分類號：X797 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）14-0019-02

啤酒生產過程中排放出的污水，對周圍的自然環(huán)境會造成極大危害，因此在我國的啤酒生產行業(yè)中，對污水的處理工作一直是十分重要的。自從我國實行可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略以來，國家對于經濟的可持續(xù)發(fā)展尤為重視，其中生態(tài)環(huán)境一直是經濟發(fā)展中的重要關注內容，我國對于工業(yè)生產各個領域中的廢棄物排放都有著嚴格的要求。所以在啤酒生產過程中，需要對廢水進行及時的處理，保證外排廢水達到相應的排放標準，實現啤酒生產行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

1 啤酒生產廢水來源

1.1 冷卻用水和沖洗水

冷卻用水和沖洗水是比較常見的啤酒生產廢水，其產生的主要原因是，在啤酒的生產過程中，生產設備的制冷系統在運行的過程中產生廢水、麥汁冷卻水和發(fā)酵冷卻水等，這些廢水的排放量比較大，但是其本身的污染程度比較低，所以可以對其進行簡單的回收處理[2]。

1.2 含有有機物的廢水

在啤酒的生產過程中，由于生產的原材料等原因，在生產的過程中會產生很多含有有機物的廢水，這些廢水大都是洗槽用水、過濾洗滌水、廢酵母水、容器洗滌水和凝固物洗滌水等[3]，這些廢水因為其中含有大量的有機物質，所以是啤酒廢水最需要重視的部分。在進行廢水的處理時，需要對其進行嚴格的控制，由于其中包含大量的有機物，所以在處理時需要先對可回收的有機物質進行回收[2]。

1.3 含有無機物的廢水

啤酒廢水中還含有大量的無機鹽和金屬元素，具有較高的腐蝕性，主要包括包裝車間含堿和洗滌劑的洗滌水，因此在排放之前必須要進行處理[2]。

2 啤酒廢水的性質

啤酒廢水屬無毒有機廢水；廢水中主要污染指標為CODcr、BOD5、SS等，廢水的BOD5/CODcr≈0.5～0.6，可生化性較好；廢水CODcr通常情況下大多在2000～4000mg/L之間，易采用生物處理工藝。

3 啤酒廢水生物處理技術

啤酒廢水處理經歷了三個發(fā)展過程：單一好氧生化處理、水解—好氧工藝、厭氧—好氧組合工藝。20世紀80年代以前，啤酒廢水處理主要以好氧生化處理為主，到90年代，厭氧生化處理技術得到了廣泛的應用，出現了水解一好氧工藝，然后進一步發(fā)展為厭氧一好氧組合工藝[4]。

3.1 好氧生物處理技術

好氧生物處理技術的主要應用原理是在氧氣充足的條件下，利用好氧微生物的生命活動，對啤酒廢水中的有機物進行氧化，將其分解為二氧化碳和水，這種處理技術在應用的過程中能夠起到比較好的應用效果，現在比較常見的啤酒廢水好氧生物處理技術，主要包括懸浮態(tài)的活性污泥法和附著態(tài)的生物膜法，在實際的應用中，這兩種方法分別能夠起到不同的應用效果。

（1）活性污泥法?；钚晕勰喾ㄊ怯捎税l(fā)明的傳統廢水處理方法，經過長時間的實踐和應用之后，該方法已經成為了常見的有機廢水處理技術，在中低濃度的有機廢水處理工作中，發(fā)揮了重要的作用，現在該方法是使用最多、最為成熟的污水處理方法。在啤酒廢水的處理中，活性污泥法的應用主要包括SBR序批式活性污泥法、CASS循環(huán)式活性污泥法、高濃度活性污泥法和氧化溝活性污泥法。

SBR序批式活性污泥法，該技術在應用的過程中，設備的占地面積小，應用的成本也比較低，不容易發(fā)生污泥膨脹，對于沖擊負荷的耐受力強，污水處理的效果也比較穩(wěn)定，對于氮磷等元素的處理效果也比較好，所以被廣泛應用于啤酒廢水的處理中，缺點是操作管理要求較高，運行和操作程序復雜[5]。

循環(huán)式活性污泥法簡稱CASS，是SBR的改進型，CASS反應池的運行一般包括進水、曝氣、回流階段；沉淀階段；潷水、排泥階段。該法具有抗沖擊負荷能力強，能有效防止污泥膨脹，運行管理靈活，易于實現自動控制等優(yōu)點，但也存在操作管理要求相對較高，處理能力小等缺點。

高濃度活性污泥法，在使用的過程中，相比于SBR要更加復雜，需要先對廢水進行好氧處理，在達標之后才能夠繼續(xù)，在這個過程中，對于曝氣池有比較高的要求，需要其保持較高的污泥濃度，特別是在曝氣池首端，由于進水的負荷比較高，所以在該部分需要注意污泥的濃度，另外，該技術在應用的過程中還需要控制好廢水的酸堿度，最佳的pH值為6～9，這個范圍之外的廢水在進行處理時，都會對處理效果造成影響，而且在夏季應用該技術還很容易造成污泥膨脹。

氧化溝活性污泥法是活性污泥法的一種變型。污水和活性污泥在曝氣渠道中不斷循環(huán)流動，氧化溝水力停留時間長，有機負荷低，屬于延時曝氣系統。與其他污水生物處理方法相比，它具有處理流程簡單，操作管理方便；出水水質好，抗沖擊負荷能力強，除磷脫氮效率高；基建投資省，運行費用低；便于自動化控制等特點。但也存在污泥膨脹問題、流速不均及污泥沉積等問題。

（2）生物膜法。生物膜法是在生物膜法濾池的基礎上發(fā)展而來的，在處理的過程中，使用成本比較低、處理的效果比較穩(wěn)定、處理質量好、對沖擊負荷的耐受力強，不容易發(fā)生污泥膨脹問題，可是該技術在應用之前的建設階段，需要進行大成本的投入，而且該技術在應用時也容易受到溫度影響，不適宜在高溫區(qū)使用。

生物接觸氧化法是啤酒廢水處理中常用的工藝，也稱淹沒式生物濾池，就是在池內設置填料，經過充氧的廢水與長有生物膜的填料相接觸，在生物膜的作用下，廢水得到凈化。該方法處理能力大，抗沖擊負荷能力強，污泥產量少，無污泥膨脹現象，但運行費用高，并且所使用的填料易堵塞，維修較麻煩[6]。

3.2 厭氧生物處理技術

厭氧生物處理技術比較適合對高濃度的有機廢水進行處理，該技術具有容積負荷高、污泥量少、能耗低、效果穩(wěn)定和可回收沼氣的優(yōu)點，所以在現有的啤酒污水處理工作中也有廣泛的應用，其中的可回收沼氣的特點[7]，還可以被用于進行有機物的回收處理和循環(huán)利用，可以幫助實現啤酒廠污水的循環(huán)利用。目前的啤酒廢水厭氧生物處理技術中，比較常見的包括：上流式厭氧污泥床（UASB）、厭氧內循環(huán)反應器（IC），和厭氧顆粒污泥膨脹床（EGSB）等方式。

（1）UASB：UASB工作原理是廢水從反應器底部流入，向上流過高濃度的污泥層，廢水中的大部分有機物在此降解轉化為生物氣。由于生物氣的上升和攪拌作用，在污泥層的上部形成一個污泥懸浮層。處理后的水經三相分離器分離后流出，生物氣經導出收集，沉淀污泥回流到厭氧反應室。UASB作為中高濃度有機廢水的傳統厭氧處理工藝，最為成熟，投資最省，調試難度最小，運行管理最簡單，即使在未培養(yǎng)出顆粒污泥的情況下系統仍能保持一定的處理效果。該工藝不適于處理懸浮物濃度高的廢水。

（2）IC：內循環(huán)厭氧反應器在廢水處理工作中應用歷史比較久遠，反應器是由上下疊加串聯構成的，其COD的去除率是UASB的兩倍。它與其他厭氧處理工藝相比具有占地面積小、剩余污泥少、水力停留時間短、處理效率高、抗沖擊負荷能力強等特點。但設備構造復雜、投資較高、運行管理較麻煩。

（3）EGSB：EGSB的構造與UASB有相似之處，但不同的是EGSB設有專門的出水回流系統，運行管理也較麻煩。

3.3 厭氧-好氧結合處理技術

厭氧-好氧結合處理技術，是對厭氧處理技術與好氧處理技術進行的結合，該處理技術，結合了厭氧和好氧處理技術中的優(yōu)點，具備處理效率高、投資成本低、運行成本低、占地面積小和污泥量少等多個優(yōu)點。該技術在應用的過程中，充分考慮到了啤酒廠廢水成分的復雜性，啤酒廢水中有機物含量十分高，而且很多的有機物難以通過生物來進行降解，所以在實際的處理過程中，該技術是通過厭氧菌先將有機物分解為小分子，然后通過好氧菌對小分子有機物進行降解，通過該過程，可以保證對于啤酒廢水中有機物的高效降解，可以有效實現脫氮的目的。因此，利用厭氧工藝容積負荷高、COD去除效率高、耐沖擊負荷強的優(yōu)點，能夠較大幅度的消減COD總量，利用好氧工藝處理徹底的優(yōu)點，避開各自的缺點，采用厭氧+好氧相結合的工藝，對啤酒廢水處理是一種理想的選擇工藝。

厭氧—好氧處理工藝是各種厭氧處理單元（UASB，EGSB或IC）和各種好氧處理單元（活性污泥池、接觸氧化池、氧化溝等）的組合。比較常見的處理工藝包括：UASB+SBR處理工藝、水解酸化+好氧生物處理工藝。

（1）UASB+SBR處理工藝：這種處理工藝是將UASB和SBR兩種處理單元進行的簡單組合，在實際的處理過程中，UASB是作為廢水處理的預處理單元，對廢水進行初步的處理，降低其中的有機物和無機物的濃度，并回收其中可生產沼氣的有機物，降低耗氧階段污水中有機物的含量，為好氧處理階段的處理工作提供便利，同時還可以有效降低，曝氣能耗和剩余污泥的產量，從而節(jié)約廢水處理的成本[8]。

（2）水解酸化+好氧生物處理工藝：水解反應器利用厭氧反應中的水解酸化階段，在水解細菌和產酸菌協同作用下，將啤酒廢水中大分子、難降解有機物轉化小分子、易降解的有機物，提高了廢水的可生化性，降低了后續(xù)好氧單元的能耗并縮短了停留時間，從而提高了污水的處理效率，減少了污泥生成量。目前采用水解—好氧工藝處理啤酒廢水時，采用的主要組合方式水解—接觸氧化工藝。

4 結語

啤酒在我國是一種深受人們喜愛的飲品，我國的啤酒生產行業(yè)發(fā)展十分迅速，但是在啤酒的生產過程中，大量廢水的產生也會給我國的生態(tài)環(huán)境，造成破壞，所以在啤酒廠的廢水處理工作中，需要加強對廢水生物處理的研究，選擇適合實際情況的生物處理技術，配合預處理及污泥處理技術，提高廢水處理的質量、效率，降低廢水的處理成本，實現啤酒生產行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻

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