啤酒生产废水处理的综述

2014-09-15赵之杰

科技视界 2014年24期

赵之杰

（四川省环保科技工程有限责任公司，四川成都610041)

0 引言

随着我国社会经济的发展和人们生活水平的逐步提高，对啤酒等低酒精度饮料的需求量日益增大，随之而来的是废水排放量的大幅度增加。由于啤酒废水属于较高浓度有机废水，具有有机负荷高、含固率大、废水水质水量极度不均匀等特点，对我国水环境造成了严重的污染。

啤酒生产主要以玉米和大麦为原料，加入啤酒花和鲜酵母进行发酵酿造而成。啤酒生产过程中排放大量废水，主要为糖化、发酵、罐装等车间所排放的废液及设备和管道清洗水、地面冲洗水。啤酒废水成分主要为糖类、蛋白质、淀粉、果胶、醇酸类、矿物盐、纤维素以及多种维生素，是一种中高浓度的有机废水，一般无毒性，但因有机物和悬浮物含量高，所以易腐败，自然放置4h 就可酸化，排入外环境后使水体富营养化，促使水底积沉的有机物质在厌氧条件下分解产生臭气，引起鱼类和其他水生动物的死亡，是江河湖泊的主要污染源之一。

目前国内外啤酒工业废水的处理主要采用生化法，如活性污泥法、生物转盘法、生物接触氧化法、厌氧生物法等。以下举例几种常用的啤酒生产废水的处理方法方法。

1 啤酒生产废水的处理方法

1.1 厌氧+缺氧+好氧组合工艺处理啤酒废水

啤酒生产废水混合后经格栅流入集水井，由提升泵经曲面筛除去悬浮物后入调节池，在调节池内进行水量、水质调节，用污水泵送入UASB 反应器进行厌氧处理，部分厌氧处理选用UASB 反应器，UASB反应器是集生物反应与沉淀于一体的厌氧反应器，由进水配水系统、反应区、三相分离器、气室和处理水排出系统组成。 UASB 反应器降解后的废水先进入缺氧池，以适应废水从厌氧到好氧的转变过程，由高浓度有机物到低浓度有机物的转变。然后进入接触氧化处理系统，最后进入生物滤池降解后排放。接触氧化处理，是一套组合生化系统，汲取了活性污泥法和接触氧化法两者之优点，能为不同微生物创造降解有机物的最适合环境。 UASB 反应器出水在缺氧池中停留，使厌氧出水中有机物理化学性质得到改善，以便更好适应好氧生物代谢条件。缺氧池出水再进入预曝池、一沉池和曝气池、二沉池，曝气池中含有填料，附着在填料表面的菌团结构疏松，对有机物具有强烈的吸附和氧化分解能力。二沉池出水经生物滤池后达标排放。

调节池：为了不形成对后续生化处理的水力负荷冲击、污染浓度负荷的冲击和酸碱冲击，应设置调节池来对废水进行匀质、匀量处理以及厌氧前的酸化。

UASB 反应器：它可使难降解的大分子有机物在厌氧菌的作用下分解为小分子物质，提高原废水的生化性。 UASB 厌氧器是啤酒废水处理中不可缺少的工艺。

缺氧+好氧组合系统：它包括缺氧池、预曝池、曝气池、一沉和二沉池。该系统能为微生物降解有机物提供最适合环境，让UASB 反应器出水在缺氧中停留，使厌氧出水有机物理化学性质得到改善，以便更好适应好氧生物代谢条件。缺氧池出水再进入预曝池、一沉池和曝气池、二沉池，曝气池中含有填料，附着在填料表面的菌胶团结构疏松，对有机物具有强力的吸附凝聚和降解能力。二沉池出水经生物滤池后可稳定达标排放。

1.2 UASB-SBR 处理啤酒废水

上流式厌氧污泥床(UASB)是第二代高效厌氧反应器，由于能够在反应器中形成高产甲烷活性及良好沉淀性能的颗粒污泥，使其具有承受高有机负荷及水力负荷的特点，因而使UASB 成为应用最为广泛的厌氧反应器，特别是在食品、纺织等高浓度有机废水处理中尤甚。

厌氧工艺处理高浓度有机废水时，虽然具有运行稳定、低能耗等特点，但是单纯地利用厌氧工艺不易实现废水的达标排放；因此选择UASB 与SBR(序批式活性污泥法)相结合的处理工艺。

沉淀池:沉淀池用以尽可能多地除去水中不溶性蛋白以及悬浮物和其他固体物，以降低氨氮浓度，减少后续处理构筑物的负荷，降低投资，提高效率。沉淀进入贮渣池，以回收粗蛋白饲料。

调节池：其主要作用是均化水质，调节水量。高浓度来水和UASB的出水回流混合可有效调节反应器进水COD 浓度，可减少因进水COD浓度过高对反应器稳定运行的影响。

UASB 反应器: 一体化两相厌氧反应器UASB 处理高浓度有机废水具有高效低耗的特点。它基于两相厌氧生物降解的原理，在同一个反应器内培养出集产酸菌和产甲烷菌于一体的颗粒污泥，并使这两大类微生物保持较高的活性；同时颗粒污泥具有良好的沉降性能，可以承受很高的容积负荷与水力负荷，从而实现UASB 反应器对COD 去除率的高效性。

SBR 反应器：SBR 反应器即序批式活性污泥生物反应器。 SBR 工艺的独特之处在于，它提供了时间程序的污水处理，而不是连续流程提供的空间程序的污水处理。因此，其工艺流程具有沉降、分离效果好，耐冲击负荷等特点。

1.3 新型厌氧污泥床与接触氧化法组合工艺处理寒冷地区啤酒废水

处理工艺流程如下：

污水→粗格栅→集水井→转鼓式细格栅→调节池→投配池→提升泵→AnaEG 反应器→中沉池→接触氧化曝气池→二沉池→回用水池→达标排放。

沉淀池排泥→污泥池→污泥脱水机→泥饼外运处置。AnaEG 反应器所产生的沼气经燃烧器，最后排空。

AnaEG 反应器的外形为一高度为15m，直径为7m 的直立圆柱形塔罐，其底部和顶部分别安装有布水器和三项分离器。反应器的进水和出水管均由设在罐体内的中心管上连接到侧壁外，中心管分别与三项分离器和布水器连接，在进水和出水管之间有一个隔板把进水与出水隔开。因此，在罐体外部无在线的管道。AnaEG 反应器的最大特点是无外部附属的水解酸化池和循环罐等附属设施，全部的厌氧处理过程都在一个罐内完成，特别是不需要出水回流和加碱调pH 值，全部的动力消耗只在进水提升泵上。因此，具有工艺简单、反应器造价低、运转费用低、占地小、维护管理简单的优点。正常运转条件下，反应器内的污泥层的膨胀高度为9m，最大可以达到12m。污泥床内的颗粒污泥层主要依靠厌氧发酵过程中所产生的沼气达到膨胀。进水水流在反应器内呈推流式向上流动，可以形成有利于厌氧发酵过程中产酸反应与产甲烷反应两个阶段细菌群得到优势集中的环境，充分发挥厌氧处理的优势。厌氧过程中所产生的沼气由设在反应器上部的污泥界面控制器排出，可以作为燃料进行利用。