啤酒行業(yè)污水污泥利用技術(shù)

李書(shū)凱

近年，我國(guó)啤酒產(chǎn)量約為3400萬(wàn)千升，以噸酒廢水3.5 噸計(jì)算，每年廢水排放1.19 億噸，按照噸水污泥產(chǎn)量0.05%計(jì)算（污泥含水率80%），每年污泥產(chǎn)量5.35 萬(wàn)噸。目前多數(shù)啤酒企業(yè)采用生活垃圾填埋或焚燒等處置方法，占用大量土地、資金、能源。啤酒廢水污泥中含有粗蛋白、粗脂肪、總糖、還原糖等營(yíng)養(yǎng)成份，容易造成二次污染。處理啤酒廢水的同時(shí)，使產(chǎn)生的污泥有效利用，變廢為寶，促進(jìn)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展，對(duì)促企業(yè)發(fā)展、解決污泥處理與再利用，實(shí)現(xiàn)低碳經(jīng)濟(jì)具有積極意義。

多年來(lái)，河北豐源環(huán)?？萍脊煞萦邢薰疽恢敝铝τ诃h(huán)保新產(chǎn)品、新技術(shù)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用。公司領(lǐng)導(dǎo)高度重視啤酒污水污泥處理，專門(mén)成立科研小組進(jìn)行工藝和設(shè)備研發(fā)。綜合國(guó)內(nèi)外技術(shù)優(yōu)勢(shì)，并進(jìn)行了多次方案討論和對(duì)比，與臺(tái)灣、比利時(shí)聯(lián)合研發(fā)的污泥綜合利用生產(chǎn)有機(jī)肥技術(shù)，采用啤酒生化污泥與動(dòng)物糞便混合，在專用酵素的作用下深加工制成生物有機(jī)肥，填補(bǔ)多項(xiàng)該領(lǐng)域的空白。該技術(shù)將污泥和動(dòng)物糞便混合后進(jìn)行發(fā)酵深加工，制成生物有機(jī)肥，能調(diào)理土壤、激活土壤中微生物活性、有效地提高土壤肥力，提高農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì)，并能增加啤酒企業(yè)收入。

圖1.工藝路線

收集混配。啤酒企業(yè)污水處理廠產(chǎn)生的生化污泥通過(guò)帶式壓濾機(jī)或者疊螺機(jī)脫水后，污泥含水量一般為80%以上，新鮮動(dòng)物糞便進(jìn)堆場(chǎng)暫時(shí)儲(chǔ)存，一般不超過(guò)2 天。按照污泥55%、糞便43%、酵素2%的比例混合。

升溫發(fā)酵。混配后水分含量控制在60～65%，設(shè)備升溫采用導(dǎo)熱油加熱，智能控制、緩慢升溫，升溫時(shí)間1 小時(shí)，發(fā)酵溫度控制在60±1 度，發(fā)酵時(shí)間控制在4 小時(shí)。

烘干冷卻。發(fā)酵完成后，有機(jī)肥通過(guò)螺旋輸送機(jī)送至回轉(zhuǎn)式烘干機(jī)，該機(jī)節(jié)能、干凈、占地少，自動(dòng)控溫、一人操作、一鍵啟動(dòng)。烘干后，有機(jī)肥送至冷卻機(jī)。

定量包裝。冷卻后，有機(jī)肥通過(guò)螺旋輸送機(jī)送至自動(dòng)定量粉狀包裝機(jī)，稱重、包裝、入庫(kù)。

科研攻關(guān)小組半年內(nèi)完成設(shè)備設(shè)計(jì)與制造，發(fā)酵設(shè)備設(shè)計(jì)采用智能自動(dòng)化控制，一鍵啟動(dòng)、操作簡(jiǎn)單，攪拌裝置與筒體設(shè)計(jì)間隙為2mm，確保傳熱均勻且不掛壁。專用酵素依托國(guó)外科研機(jī)構(gòu)聯(lián)合開(kāi)發(fā)，該酵素有效菌含量高、活性強(qiáng)、發(fā)酵周期短，可大大降低生產(chǎn)成本。該裝置經(jīng)過(guò)近1 年工藝改進(jìn)、設(shè)備改造，反復(fù)試驗(yàn)，產(chǎn)品經(jīng)過(guò)專業(yè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)，產(chǎn)品有效活菌數(shù)（cfu）、有機(jī)質(zhì)（以干基計(jì)）含量等各項(xiàng)指標(biāo)優(yōu)于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《NY884-2012》。

本裝置采用的酵素是公司專有技術(shù)，它能將啤酒污水生化污泥、動(dòng)物糞便混合后快速加工成生物有機(jī)肥。一是快速腐熟有機(jī)固體堆料，適用于啤酒污水生化污泥與動(dòng)物糞便加工有機(jī)肥，有效活菌含量≥10 億只/克。二是發(fā)酵快，4 個(gè)小時(shí)即可完成生物有機(jī)肥的生產(chǎn)，大大節(jié)約場(chǎng)地和生產(chǎn)費(fèi)用，是傳統(tǒng)發(fā)酵工藝時(shí)間的1/20。三是快速消除啤酒污水生化污泥及動(dòng)物糞便的異味，設(shè)備運(yùn)行符合環(huán)保要求。四是養(yǎng)分損失少，發(fā)酵過(guò)程中能有效地保持堆肥中的有益成分，肥料使用后能增加生物菌群數(shù)量、改善土壤理化性能、調(diào)節(jié)土壤PH 值，肥效顯著。

生物有機(jī)肥與化肥相比，有明顯優(yōu)勢(shì)：一是營(yíng)養(yǎng)元素齊全，還原糖增加、糖酸比提高；化肥營(yíng)養(yǎng)元素只有一種或者幾種。二是能夠改良土壤；化肥經(jīng)常使用會(huì)造成土壤板結(jié)。三是能改善農(nóng)作物根際微生物群，提高植物的抗病蟲(chóng)害的能力；化肥則是作物微生物群體單一，易發(fā)生病蟲(chóng)害。四是能提高產(chǎn)品品質(zhì)；化肥使用過(guò)多導(dǎo)致產(chǎn)品品質(zhì)低劣。

生物有機(jī)肥相比農(nóng)家肥的優(yōu)點(diǎn)，一是生物有機(jī)肥完全腐熟，蟲(chóng)卵死亡率達(dá)到95%以上；農(nóng)家肥堆放簡(jiǎn)單，蟲(chóng)卵死亡率較低。二是沒(méi)有農(nóng)家肥的惡臭味。三是使用方便、肥料均勻。

圖2.生物有機(jī)肥智能發(fā)酵裝備

生物有機(jī)肥相比生物菌肥的優(yōu)點(diǎn)，一是價(jià)格便宜，每噸在1000 元左右；生物菌肥則每噸上萬(wàn)元。二是生物有機(jī)肥含有功能菌和有機(jī)質(zhì)，能改良土壤、促進(jìn)土壤固定養(yǎng)分的釋放；生物菌肥含有功能菌，提供功能菌來(lái)促進(jìn)土壤固定肥料的利用。三是有機(jī)質(zhì)本身就是功能菌生活的環(huán)境，施入土壤后容易存活；而生物菌肥的功能菌可能不適合有的土壤環(huán)境。

試驗(yàn)結(jié)果證明，生物有機(jī)肥與化肥相比，可使蔬菜硝酸鹽含量平均降低48.3～87.7%，氮、磷、鉀含量提高5～20%，維生素C增加，總酸含量降低，還原糖增加，糖酸比提高。通過(guò)滄州農(nóng)科院蔬菜研究所2 年使用，對(duì)比結(jié)果如下：使用有機(jī)肥的西紅柿、茄子、生菜、黃瓜等農(nóng)產(chǎn)品葉色鮮嫩、莖稈粗壯、開(kāi)花提前、做果率高、果實(shí)品性好。同時(shí)增強(qiáng)農(nóng)作物的抗病性，對(duì)花葉病、黑脛病、炭疽病等防治都有較好的效果，增強(qiáng)了作物對(duì)不良環(huán)境的綜合防御能力。

生物有機(jī)肥屬于第四代肥料，產(chǎn)品具有肥藥雙效，營(yíng)養(yǎng)全面、綠色環(huán)保的突出特點(diǎn)，集以菌治菌的藥效性、無(wú)機(jī)肥的速效性、微量元素全面性、植物生理性物質(zhì)的增效型等四位一體，適用面廣，增產(chǎn)效果明顯，特別肥藥雙效的奇特功效，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，處于世界領(lǐng)先水平，是高效綠色農(nóng)業(yè)的最優(yōu)肥料。

對(duì)于年產(chǎn)10 萬(wàn)噸的啤酒廠，項(xiàng)目占地不足100 平方米，每年可生產(chǎn)有機(jī)肥300 噸，實(shí)現(xiàn)了廢物循環(huán)再利用和土壤改良于一體，是典型的變廢為寶、資源再利用項(xiàng)目，其環(huán)境效益明顯、社會(huì)效益顯著，具有廣闊的市場(chǎng)前景。