啤酒工業(yè)廢水回用技術分析

馬步春 盧洪秀

摘 要：啤酒作為世界范圍內比較受歡迎的飲料之一，在我國受到大眾的普遍歡迎和喜愛，于是相應的，我國的啤酒生產行業(yè)發(fā)展也十分迅速，啤酒生產的廠家越來越多，但是在啤酒生產的過程中，由于使用的原材料以及生產工藝等因素的影響，會排放出大量的廢水，這些廢水中含有大量的有機物和懸浮物質，隨意排放會給生態(tài)環(huán)境帶來極大的危害，當前，我國啤酒生產行業(yè)的廢水，必須要經(jīng)過處理達到相應標準之后才能夠進行排放。在啤酒生產行業(yè)的廢水處理中，廢水處理除滿足排放要求外，還可進行深度處理以進行回收利用，一方面避免資源浪費，另一方面也可以實現(xiàn)經(jīng)濟效益與環(huán)境效益的結合。本文就針對啤酒工業(yè)廢水的來源、處理及回收應用技術進行介紹分析，促進啤酒工業(yè)廢水回用技術的應用。

關鍵詞：啤酒工業(yè)；廢水；回用技術

中圖分類號：X797 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）14-0023-02

啤酒是當今世界上受到人們普遍歡迎的飲料之一，產量僅次于茶、碳酸飲料、牛奶和咖啡，在我國啤酒生產行業(yè)也得到了迅速的發(fā)展，啤酒的產量逐年增多，中國是啤酒生產大國，也是消費大國，中國啤酒產量約占世界啤酒產量的四分之一以上[1]，但是在啤酒行業(yè)生產的過程中，環(huán)保問題需要密切注意，因為啤酒生產過程中需要使用大量的水，而這些使用的水在排放時，如不經(jīng)有效處理會因為其中含有大量的有機物和其它污染物質，而對環(huán)境造成極大危害。自從我國實行可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略以來，我國對于工業(yè)生產中的廢水排放就有著嚴格的標準，所以在啤酒生產過程中產生的大量廢水，都不能直接排放，而其中會含有大量的糖類、可溶性淀粉、化學洗滌劑以及各種醇類有機物等[2]，在現(xiàn)代啤酒工業(yè)中，水資源緊張問題日益突出的情況下，廢水處理及回用技術的研究和應用是十分必要的。

1 啤酒生產廢水的主要來源

在啤酒生產的過程中，分為多個生產階段，每個階段其廢水中的有機物含量會有很大的變化，會呈現(xiàn)出一定特征的波動，而且廢水的排放點比較多，進行間歇式排放，所以啤酒廢水的大規(guī)模排放，很有可能會給周圍的環(huán)境和生態(tài)造成巨大危害，在啤酒生產中，廢水主要包括以下幾種[3-5]：

（1）在啤酒生產的過程中，水資源一部分會被用來進行各個工序和設備的冷卻，排放出的冷卻水有機物含量比較低，所以可以直接排放，基本不會對環(huán)境造污染。

（2）在啤酒生產的過程中，用來浸漬大麥的水和用來CIP清洗的水，其中都會含有不同程度的有機物，直接排放會給環(huán)境和生態(tài)帶來一定影響。

（3）在啤酒生產中，大部分的水用來進行沖渣和洗滌，比如對凝固物、酒花糟、酵母、酒渣等廢棄物進行沖洗，以及清除殘堿性洗滌液等，經(jīng)過這些過程生產出的廢水，其中含有大量的懸浮性固體有機物，這些有機物的隨意排放，會給周圍的生態(tài)和環(huán)境帶來巨大的破壞。

（4）在啤酒的灌裝及包裝過程中也會產生廢水，這主要體現(xiàn)在洗瓶水、殺菌機排出水和灌裝沖洗水等，而且灌裝過程中出現(xiàn)的酒液滴漏和炸瓶等，也會造成水污染，使得排出的廢水中，含有一定的有機物或者其他腐蝕性物質，需要進行處理之后才能排放。

2 啤酒廢水預處理技術

啤酒生產中的廢水中含有大量的有機污染物，這些有機物具有良好的生物降解性，所以在啤酒生產的過程中，廢水處理一般會采用物化、厭氧、好氧或復合工藝方式進行預處理[6-8]。經(jīng)預處理達到排放標準再進行深度處理回用，常用的預處理方法如下。

2.1 物理和化學方法

啤酒生產過程中產生麥糟、酵母、冷熱凝固蛋白及硅藻土等副產物，盡管要求生產中盡量回收不外排，但不時仍出現(xiàn)排放至下水道的現(xiàn)象，導致廢水中SS波動較大。利用物理和化學方法對廢水進行預處理，可以顯著降低廢水中的懸浮物和其它可沉降固體物質，這在整個廢水處理工作中屬于初始階段。其中物理方法主要是利用懸浮物顆粒大小以及密度等性質，將懸浮的顆粒物和其他可沉降物質進行篩濾和沉淀分離，將廢水中的可視的固體顆粒物盡量清除。由于各生產車間排放的廢水PH值波動較大，利用物理方法清除固體物質之后，需要用化學方法來對其進行中和，調節(jié)廢水中的ph值，主要是通過加入酸堿來對廢水進行中和，保證廢水的ph值在中性狀態(tài)，以滿足后續(xù)生化處理的需要。經(jīng)過物理和化學方法可以有效清除廢水中的大部分懸浮物質和部分的可溶性有機物，能夠為后期的廢水回收處理工作奠定基礎。

2.2 生物法

生物法是現(xiàn)在我國啤酒工業(yè)廢水處理技術中的主要方法，主要是通過厭氧微生物和好氧微生物來進行廢水的處理。在該過程中，厭氧生物處理技術，是在沒有氧氣的情況下，利用厭氧微生物將有機物分解轉化為沼氣，啤酒廢水處理中常用的厭氧處理技術有升流式厭氧污泥床反應器（UASB）、膨脹顆粒污泥床反應器（EGSB）、內循環(huán)反應器（IC）等，不同處理工藝有不同的應用范圍及特點。利用好氧生物處理技術，可以將廢水中的有機物分解為二氧化碳、水和其他無機物，從而將可溶性的固形物轉化為可沉降的固形物，實現(xiàn)有機物的降解，啤酒廢水常用的好氧處理方法有活性污泥法和生物膜法；這兩種生物法對比起來，厭氧生物處理較好氧生物處理能耗低、污泥產生量小，適用于濃度高的廢水處理。而好氧微生物處理技術的應用比較廣泛，在現(xiàn)在的啤酒廢水處理技術中比較常見，而隨著啤酒生產工藝的改進，啤酒廢水噸酒水耗顯著降低，廢水的有機物濃度也大輻提高，使得厭氧生物處理技術在啤酒廢水處理中應用更為廣泛，另外由于厭氧處理會產生沼氣，可作用能源回用于生產過程中，極大程度上實現(xiàn)了廢水資源的回收利用。目前，啤酒廢水的生物處理常采用厭氧好氧聯(lián)合處理的方式進行。

2.3 微生物燃料電池

微生物燃料電池是利用酶或其他微生物作為陽極催化劑，通過其代謝作用將有機物氧化，產生電能，在這個過程中，可以實現(xiàn)有機物向電能的轉化，所以該技術在現(xiàn)在的啤酒廢水回收處理工作中，受到了各方的關注。該技術在使用的過程中，主要是利用微生物細胞內的可降解有機脂代謝分解，通過呼吸鏈，將產生的電子傳輸至細胞膜，然后轉移到電池的陽極，通過外電路從陽極到達陰極。在這整個過程中，可以實現(xiàn)廢水中有機物的高效利用，提高有機物的分解效率，另外該處理過程中產生的廢棄物比較少，可以實現(xiàn)回收利用環(huán)節(jié)的清潔性。

2.4 電化學法

電化學法，顧名思義，就是在電源的作用下，利用電力來進行廢水電解，利用電解來進行廢水處理，可以有效提高廢水的污染處理效率，利用電化學絮凝、氧化和還原作用，將廢水中的難降解污染物進行分解，從而降低廢水中的污染物含量。在該過程中，電化學方法，處理過程不會受到水壓和有毒物質的影響，而且分解處理的效率也比較高，但此種方法一般適用于難降解污染物的處理，對于易降解的啤酒廢水來說，從經(jīng)濟性上并不適用，所以在啤酒廢水處理工作中應用也有一定限制。

3 啤酒廢水回用技術

啤酒廢水經(jīng)傳統(tǒng)處理方法處理后，出水可達到排放的標準，如果要回用，必須對處理出水進一步深度處理，不同工藝深度處理后可分別用于綠化、沖廁、沖洗道路等生活雜用水或用于設備循環(huán)冷卻水、鍋爐補給水等。

3.1 傳統(tǒng)啤酒廢水回用處理技術

傳統(tǒng)啤酒廢水回用處理技術主要是生化處理出水再通過絮凝、沉淀、過濾、消毒等工藝進行深度處理，主要作用是使處理廢水中殘留的有機物、懸浮物、膠體物質進一步降低，再加入消毒劑消毒處理，通過此種技術處理出水可用于綠化、沖廁、沖洗道路等一般生活雜用水，雖然投資及運行成本低，但此種技術工藝流程復雜，設備構筑物多，分離效率低、占地面積大，出水水質相對不高，在回用水處理領域逐漸被新興技術取代。

3.2 膜過濾技術

當前我國啤酒工業(yè)廢水回用處理技術中，應用十分廣泛的就是膜過濾技術，以外界能量或化學差作為推動力，對廢水中的各種有機物和懸浮物進行分離、分級以及提純富集，在使用的過程中，由于膜只允許水分子等小分子透過，各種有機物等大分子物質及懸浮物會在經(jīng)過膜過濾之后被截留，從而降低啤酒工業(yè)廢水中的有機物含量。膜技術應用較為廣泛的有MBR膜生化反應器，超濾、反滲透等。膜過濾技術是當前比較高效的啤酒廢水回用處理技術，將其應用于啤酒廢水處理回用中，可以有效去除廢水中的有機物和無機污染物，以及各種病菌細菌等。近幾年，該技術在啤酒廢水回用處理中，應用越來越普遍，尤其是超濾及反滲透技術在啤酒廢水回用中的作用將不斷加大，隨著新型膜材料的研制以及膜質量的提高，膜過濾將作為啤酒廢水回用的主導處理技術，得到高質量的回用水。利用該技術進行啤酒廢水的回用處理，可以提高廢水回收處理工作的效率，保證經(jīng)過處理后的廢水水質更加穩(wěn)定，而且處理出水可以在啤酒生產過程中廣泛應用。

3.3 低溫等離子體

等離子體是對氣體放電產生的、高度電離的、具有化學反應性，與其他物質狀態(tài)不同的特異性的氣體，這種等離子體又被稱為物質的第四形態(tài)，低溫等離子體啤酒廢水回用處理技術中，低溫等離子體可以通過自身的高能電磁輻射、臭氧氧化以及紫外光分解等原理，對廢水中的有機物進行分解去除，從而在短時間內快速去除廢水中的有機污染物，使廢水盡快達到回用標準，該技術是現(xiàn)在的啤酒廢水回收利用中比較先進的一種技術，但是由于其使用的時間比較短，發(fā)展也比較晚，應用過程中消耗大量電能，所以在啤酒工業(yè)廢水的回用處理中應用比較少，存在著比較多的應用問題，所以想要使其廣泛應用，就需要對該技術進行完善。

4 結語

我國的啤酒生產行業(yè)發(fā)展十分迅速，啤酒生產的規(guī)模越來越大，但是在啤酒生產的過程中，廢水的排放始終是一個需要重點關注的問題，啤酒工業(yè)廢水含有大量有機物和無機物，必須在經(jīng)過處理之后才能夠排放。啤酒廢水處理及回用工藝的選擇要根據(jù)回用的目的進行綜合比較考慮。啤酒廢水排水量大我國水資源相對匱乏，對啤酒廢水進行深度處理實現(xiàn)水資源的回收利用對節(jié)約水資源，降低啤酒生產新鮮水用量，保護水環(huán)境及水資源等方面具有積極的促進作用，具有較大的社會意義和環(huán)境效益，一定程度上也促進啤酒廢水資源化水平的提高。

參考文獻

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