??? 啤酒工業(yè)主要含糖類,醇類等有機(jī)物,有機(jī)物濃度較高,雖然無毒,但易于腐敗,排入水體要消耗大量的溶解氧,對水體環(huán)境造成嚴(yán)重危害。啤酒的水質(zhì)和水量在不同季節(jié)有一定差別,處于高峰流量時的啤酒,有機(jī)物含量也處于高峰。
??? 一、前言:
??? 啤酒廢水主要來自麥芽車間(浸麥廢水),糖化車間(糖化,過濾洗滌廢水),發(fā)酵車間(發(fā)酵罐洗滌,過濾洗滌廢水),灌裝車間(洗瓶,滅菌廢水及瓶子破碎流出的啤酒)以及生產(chǎn)用冷卻廢水等。
??? 啤酒工業(yè)廢水主要含糖類,醇類等有機(jī)物,有機(jī)物濃度較高,雖然無毒,但易于腐敗,排入水體要消耗大量的溶解氧,對水體環(huán)境造成嚴(yán)重危害。啤酒廢水的水質(zhì)和水量在不同季節(jié)有一定差別,處于高峰流量時的啤酒廢水,有機(jī)物含量也處于高峰。國內(nèi)啤酒廠廢水中:CODcr含量為:1000~2500mg/L,BOD5含量為:600~1500mg/L,該廢水具有較高的生物可降解性,且含有一定量的凱氏氮和磷。
??? 啤酒廢水按有機(jī)物含量可分為3類:①清潔廢水如冷凍機(jī)冷卻水,麥汁冷卻水等。這類廢水基本上未受污染。②清洗廢水如漂洗酵母水、洗瓶水、生產(chǎn)裝置清洗水等,這類廢水受到不同程度污染。③含渣廢水如麥糟液、冷熱凝固物。剩余酵母等,這類廢水含有大量有機(jī)懸浮性固體。
??? 二、啤酒廢水處理方法:
??? 鑒于啤酒廢水自身的特性,啤酒廢水不能直接排入水體,據(jù)統(tǒng)計(jì),啤酒廠工業(yè)廢水如不經(jīng)處理,每生產(chǎn)100噸啤酒所排放出的BOD值相當(dāng)于14000人污水的BOD值,懸浮固體SS值相當(dāng)于8000人污水的SS,其污染程度是相當(dāng)嚴(yán)重的,所以要對啤酒廢水進(jìn)行一定的處理。
??? 目前常根據(jù)BOD5/CODcr比值來判斷廢水的可生化性,即:當(dāng)BOD5/CODcr>0.3時易生化處理,當(dāng)BOD5/CODcr>0.25時可生化處理,當(dāng)BOD5/CODcr<0.25難生化處理,而啤酒廢水的BOD5/CODcr的比值>0.3所以,處理啤酒廢水的方法多是采用好氧生物處理,也可先采用厭氧處理,降低污染負(fù)荷,再用好氧生物處理。目前國內(nèi)的啤酒廠工業(yè)廢水的,都是以生物化學(xué)方法為中心的處理系統(tǒng)。80年代中前期,多數(shù)處理系統(tǒng)以好氧生化處理為主。由于受場地、氣溫、初次投資限制,除少數(shù)采用塔式生物濾池,生物轉(zhuǎn)盤靠自然充氧外,多數(shù)采用機(jī)械曝氣充氧,其電耗高及運(yùn)行費(fèi)用高制約了污水處理工程的發(fā)展和限制了已有工程的正常使用或運(yùn)行。
??? 隨著人們對于價(jià)值和意義的認(rèn)識不斷變化與提高,開發(fā)工藝與產(chǎn)品引起了國內(nèi)環(huán)保界的重視。1988年開封啤酒廠國內(nèi)首次將厭氧酸化技術(shù)成功的引用到啤酒廠工業(yè)廢水處理工程中,效果明顯,約節(jié)能30~50%,而且使整個工藝達(dá)標(biāo)排放更加容易和可靠。隨著改革開放的發(fā)展,90年代初完整的厭氧技術(shù)也在國內(nèi)啤酒、飲料得到應(yīng)用。這里所說完整的意義在于除厭氧生化技術(shù)外,沼氣通過自動化系統(tǒng)得到燃燒,這是厭氧系統(tǒng)安全運(yùn)行和不產(chǎn)生二次污染的重要保證,這也是國內(nèi)外開發(fā)厭氧技術(shù)和設(shè)備應(yīng)充分引起重視的問題。厭氧技術(shù)的引進(jìn)與應(yīng)用能耗節(jié)約70%以上。
??? 下面主要介紹一下處理啤酒廢水常用的幾種方法:
??? (一)、酸化—SBR法處理啤酒廢水:其主要處理設(shè)備是酸化柱和SBR反應(yīng)器。這種方法在處理啤酒廢水時,在厭氧反應(yīng)中,放棄反應(yīng)時間長、控制條件要求高的甲烷發(fā)酵階段,將反應(yīng)控制在酸化階段,這樣較之全過程的厭氧反應(yīng)具有以下優(yōu)點(diǎn):
??? (1)由于反應(yīng)控制在水解、酸化階段反應(yīng)迅速,故水解池體積小;
??? (2)不需要收集產(chǎn)生的沼氣,簡化了構(gòu)造,降低了造價(jià),便于維護(hù),易于放大;
??? (3)對于污泥的降解功能完全和消化池一樣,產(chǎn)生的剩余污泥量少。同時,經(jīng)水解反應(yīng)后溶解性COD比例大幅度增加,有利于微生物對基質(zhì)的攝取,在微生物的代謝過程中減少了一個重要環(huán)節(jié),這將加速有機(jī)物的降解,為后續(xù)生物處理創(chuàng)造更為有利的條件。
??? (4)酸化—SBR法處理高濃度啤酒廢水效果比較理想,去除率均在94%以上,最高達(dá)99%以上。
??? 要想使此方法在處理啤酒廢水達(dá)到理想的效果時運(yùn)行環(huán)境要達(dá)到下列要求:
??? (1)酸化—SBR法處理中高濃度啤酒廢廢水,酸化至關(guān)重要,它具有兩個方面的作用,其一是對廢水的有機(jī)成分進(jìn)行改性,提高廢水的可生化性;其二是對有機(jī)物中易降解的污染物有不可忽視的去除作用。酸化效果的好壞直接影響SBR反應(yīng)器的處理效果,有機(jī)物去除主要集中在SBR反應(yīng)器中。
??? (2)酸化—SBR法處理啤酒廢水受進(jìn)水堿度和反應(yīng)溫度的影響,最佳溫度是24℃,最佳堿度范圍是500~750mg/L。視原水水質(zhì)情況,如堿度不足,采取預(yù)調(diào)堿度方法進(jìn)行本工藝處理;若溫度差別不大,運(yùn)行參數(shù)可不做調(diào)整,若溫度差別較大,視具體情況而定。
??? (二)、UASB—好氧接觸氧化工藝處理啤酒廢水:此處理工藝中主要處理設(shè)備是上流式厭氧污泥床和好氧接觸氧化池,處理主要過程為:廢水經(jīng)過轉(zhuǎn)鼓,轉(zhuǎn)鼓對SS的去除率達(dá)10%以上,隨著麥殼類有機(jī)物的去除,廢水中的有機(jī)物濃度也有所降低。調(diào)節(jié)池既有調(diào)節(jié)水質(zhì)、水量的作用,還由于廢水在池中的停留時間較長而有沉淀和厭氧發(fā)酵作用。由于增加了厭氧處理單元,該工藝的處理效果非常好。上流式厭氧污泥床能耗低、運(yùn)行穩(wěn)定、出水水質(zhì)好,有效地降低了好氧生化單元的處理負(fù)荷和運(yùn)行能耗(因?yàn)楹醚跆幚韱卧哪芎闹苯雍吞幚碡?fù)荷成正比)。好氧處理(包括好氧生物接觸氧化池和斜板)對廢水中SS和COD均有較高的去除率,這是因?yàn)閺U水經(jīng)過厭氧處理后仍含有許多易生物降解的有機(jī)物。
??? 該工藝處理效果好、操作簡單、穩(wěn)定性高。上流式厭氧污泥床和好氧接觸氧化池相串聯(lián)的啤酒具有處理效率高、運(yùn)行穩(wěn)定、能耗低、容易調(diào)試和易于每年的重新啟動等特點(diǎn)。只要投加占厭氧池體積1/3的厭氧污泥菌種,就能夠保證污泥菌種的平穩(wěn)增長,經(jīng)過3個月的調(diào)試UASB即可達(dá)到滿負(fù)荷運(yùn)行。整個工藝對COD的去除率達(dá)96.6%,對懸浮物的去除率達(dá)97.3%~98%,該工藝非常適合在啤酒廢水處理中推廣應(yīng)用。
??? (三)、新型接觸氧化法處理啤酒廢水:此方法處理過程為:廢水首先通過微濾機(jī)去除大部分懸浮物,出水進(jìn)入調(diào)節(jié)池,然后中提升泵打入VTBR反應(yīng)器中進(jìn)行生化處理,通過風(fēng)機(jī)強(qiáng)制供風(fēng)使廢水與填料接觸,維持生化反應(yīng)的需氧量,VTBR反應(yīng)器出水進(jìn)入沉淀器,去除一部分脫落的生物膜以減輕的處理負(fù)荷,之后流人去除剩余的生物膜,污泥及浮渣送往污泥池濃縮后脫水。
??? 該處理工藝有以下主要特點(diǎn):①VTBR反應(yīng)器由廢舊酒精罐改造而成,節(jié)省了投資。與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比,具有一次性投資低,運(yùn)行穩(wěn)定,處理效果好等特點(diǎn)。
??? ②冬季運(yùn)行時,在VTBR反應(yīng)器外部加了一層保溫材料,使罐中始終保持較高的溫度,提高了生物的活性。
??? ③因VTBR反應(yīng)器高達(dá)10m左右,水深大,所選用風(fēng)機(jī)為高壓風(fēng)機(jī),風(fēng)壓為98kPa,N=75kw,耗電量大。
??? (四)、生物接觸氧化法處理啤酒廢水:該工藝采用水解酸化作為生物接觸氧化的預(yù)處理,水解酸化菌通過新陳代謝將水中的固體物質(zhì)水解為溶解性物質(zhì),將大分子有機(jī)物降解為小分子有機(jī)物。水解酸化不僅能去除部分有機(jī)污染物,而且提高了廢水的可生化性,有益于后續(xù)的好氧生物接觸氧化處理。
??? 該工藝在處理方法、工藝組合及參數(shù)選擇上是比較合理的,充分利用各工序的優(yōu)勢將污染物質(zhì)轉(zhuǎn)化、去除。然而,如果由于某些構(gòu)筑物的構(gòu)造設(shè)計(jì)考慮不周會影響運(yùn)行效果,致使出水水質(zhì)不理想,使生物接觸氧化池的出水(靜沉30min的澄清液)COD為500~600mg/L,經(jīng)混凝氣浮處理后出水COD仍高達(dá)300mg/L,遠(yuǎn)高于排放要求(150mg/L)。