常见工业废水处理技术 17页

常见工业废水处理技术　　企业，主要分布在电子、塑胶、电镀、五金、印刷、食品、印染等行业。从废水的排放量和对环境污染的危害程度来看，电镀、线路板、表面处理等以无机类污染物为主的废水和食品、印染、印刷及生活污水等以有机类污染物为主的废水是处理的重点。本文主要介绍几种比较典型的工业废水的处理技术。一、表面处理废水1.磨光、抛光废水在对零件进行磨光与抛光过程中，由于磨料及抛光剂等存在，废水中主要污染物为COD、BOD、SS。一般可参考以下处理工艺流程进行处理：废水→调节池→混凝反应池→沉淀池→水解酸化池→耗氧氧池→二沉池→过滤→排放2.除油脱脂废水常见的脱脂工艺有：有机溶剂脱脂、化学脱脂、电化学脱脂、超声波脱脂。除有机溶剂脱脂外，其它脱脂工艺中由于含碱性物质、表面活性剂、缓蚀剂等组成的脱脂剂，废水中主要的污染物为pH、SS、COD、BOD、石油类、色度等。　　一般可以参考以下处理工艺进行处理：废水→隔油池→调节池→气浮设备→厌氧或水解酸化→好氧生化→沉淀→过滤或吸附→排放该类废水一般含有乳化油，在进行气浮前应投加CaCl2破乳剂，将乳化油破除，有利于用气浮设备去除。当废水中COD浓度高时，可先采用厌氧生化处理，如不高，则可只采用好氧生化处理。3.酸洗磷化废水　　酸洗废水主要在对钢铁零件的酸洗除锈过程中产生，废水pH一般为2－3，还有高浓度的Fe2＋，SS浓度也高。可参考以下处理工艺进行处理：废水→调节池→中和池→曝气氧化池→混凝反应池→沉淀池→过滤池→pH回调池→排放n　　磷化废水又叫皮膜废水，指铁件在含锰、铁、锌等磷酸盐溶液中经过化学处理，表面生成一层难溶于水的磷酸盐保护膜，作为喷涂底层，防止铁件生锈。该类废水中的主要污染物为：pH、SS、PO43－、COD、Zn2＋等。可参考以下处理工艺进行处理：废水→调节池→一级混凝反应池→沉淀池→二级混凝反应池→二沉池→过滤池→排放4.铝的阳极氧化废水所含污染物主要为pH、COD、PO43－、SS等，因此可采用磷化废水处理工艺对阳极氧化废水进行处理。二、电镀废水　　电镀生产工艺有很多种，由于电镀工艺不同，所产生的废水也各不相同，一般电镀企业所排出的废水包括有酸、碱等前处理废水，氰化镀铜的含氰废水、含铜废水、含镍废水、含铬废水等重金属废水。此外还有多种电镀废液产生。　　对于含不同类型污染物的电镀废水有不同的处理方法，分别介绍如下：1.含氰废水　　目前处理含氰废水比较成熟的技术是采用碱性氯化法处理，必须注意含氰废水要与其它废水严格分流，避免混入镍、铁等金属离子，否则处理困难。　　该法的原理是废水在碱性条件下，采用氯系氧化剂将氰化物破坏而除去的方法，处理过程分为两个阶段，第一阶段是将氰氧化为氰酸盐，对氰破坏不彻底，叫做不完全氧化阶段，第二阶段是将氰酸盐进一步氧化分解成二氧化碳和水，叫完全氧化阶段。反应条件控制：　　一级氧化破氰：pH值10～11；理论投药量：简单氰化物CN-:Cl2=1:2.73，复合氰化物CN-:Cl2=1:3.42。用ORP仪控制反应终点为300～350mv，反应时间10～15分钟。二级氧化破氰：pH值7～8（用H2SO4回调）；理论投药量：简单氰化物CN-:Cl2=1:4.09，复合氰化物CN-:Cl2=1:4.09。用ORP仪控制反应终点为600～700mv；反应时间10～30分钟。反应出水余氯浓度控制在3～5mg/1。处理后的含氰废水混入电镀综合废水里一起进行处理。2.含铬废水n　　含六价铬废水一般采用铬还原法进行处理，该法原理是在酸性条件下，投加还原剂硫酸亚铁、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、二氧化硫等，将六价铬还原成三价铬，然后投加氢氧化钠、氢氧化钙、石灰等调pH值，使其生成三价铬氢氧化物沉淀从废水中分离。还原反应条件控制：　　加硫酸调整pH值在2.5～3，投加还原剂进行反应，反应终点以ORP仪控制在300～330mv，具体需通过调试确定，反应时间约为15-20分钟。搅拌可采用机械搅拌、压缩空气搅拌或水力搅拌。混凝反应控制条件：PH值：7～9，反应时间：15～20分钟。3.综合重金属废水　　综合重金属废水是由含铜、镍、锌等非络合物的重金属废水以及酸、碱前处理废水所组成。此类废水处理方法相对简单，一般采用碱性条件下生成氢氧化物沉淀的工艺进行处理。处理工艺流程如下：　　综合重金属废水→调节池→快混池→慢混池→斜管沉淀池→过滤→pH回调池→排放反应条件一般控制在pH值9～10，具体最佳pH条件由调试时确定。反应时间快混池为20～30分钟，慢混池10～20分钟。搅拌方式以机械搅拌最好，也可用空气搅拌。4.多种电镀废水综合处理　　当一个电镀厂含有多种电镀废水，如含氰废水、含六价铬废水、含酸碱、重金属铜、镍、锌等综合废水，一般采取废水分流处理的方法，首先含氰废水、含铬废水应从生产线单独分流收集后，分别按照上述对应的方法对含氰、含铬废水进行处理，处理后的废水混入综合废水中与其一起采用混凝沉淀方法进行后续处理。处理工艺流程如下:含氰废水→调节池→一级破氰池→二级破氰池→综合废水池含铬废水→调节池→铬还原池→综合废水池n　　综合废水→综合废水池→快混池→慢混池→斜管沉淀池→中间池→过滤器→pH回调池→排放　　三、线路板废水　　生产线路板的企业在对线路板进行磨板、蚀刻、电镀、孔金属化、显影、脱膜等的工序过程中会产生线路板废水。线路板废水主要包括以下几种：　　化学沉铜、蚀刻工序产生的络合、螯合含铜废水，此类废水pH值在9～10，Cu2＋浓度可达100～200mg/l。电镀、磨板、刷板前清洗工序产生的大量酸性重金属废水（非络合铜废水），含退Sn/Pb废水，pH值在3～4，Cu2＋小于100mg/l，Sn2＋小于10mg/l及微量的Pb2＋等重金属。　　干膜、脱膜、显影、脱油墨、丝网清洗等工序产生较高浓度的有机油墨废液,COD浓度一般在3000～4000mg/l。针对线路板废水的不同特点，在处理时必须对不同的废水进行分流，采取不同的方法进行处理。1.络合含铜废水（铜氨络合废水）此　　类废水中重金属Cu2＋与氨形成了较稳定的络合物，采用一般的氢氧化物混凝反应的方法不能形成氢氧化铜沉淀，必须先破坏络合物结构，再进行混凝沉淀。一般采用硫化法进行处理，硫化法是指用硫化物中的S2－与铜氨络合离子中的Cu2＋生成CuS沉淀，使铜从废水中分离，而过量的S2－用铁盐使其生产FeS沉淀去除。处理工艺流程如下：　　铜氨络合废水→调节池→破络反应池→混凝反应池→斜管沉淀池→中间水池→过滤器→pH回调池→排放n反应条件的控制要根据各厂水质的不同在调试中确定。一般在加硫化物等破络剂之前将pH值调到中性或偏碱性，防止硫化氢的生成，也有的将pH值调到略偏酸性。硫化物的投药量根据废水中铜氨络离子的量来确定，一般投放过量的药。在破络池安装ORP仪测定，当电位达到－300mv（经验值）认为硫化物过量，反应完全。对过量的硫化物采用投加亚铁盐的方法去除，亚铁的投加量根据调试确定，通过流量计定量加入。破络池反应时间为15～20分钟，混凝反应池反应时间为15～20分钟。2.油墨废水　　脱膜和脱油墨的废水由于水量较小，一般采用间歇处理，利用有机油墨在酸性条件下，从废水中分离出来生产悬浮物的性质而去除，经过预处理后的油墨废水，可混入综合废水中与其一起进行后续处理，如水量大可单独采用生化法进行处理。处理工艺流程如下：有机油墨废水→酸化除渣池→排入综合废水池或进行生化处理　　当废水量少时，反应池内的油墨颗粒物在气泡上浮力的作用下浮出水面形成浮渣，可以用人工方法撇去；当水量大时，可用板框压滤机脱水，也可在撇渣后进行生化处理，进一步去除COD。3.线路板综合废水　　此类废水主要包括含酸碱、Cu2＋、Sn2＋、Pb2＋等重金属的综合废水，其处理方法与电镀综合废水相同，采用氢氧化物混凝沉淀法处理。4.多种线路板废水综合处理当一个线路板厂含有以上几种线路板废水时，应将铜氨络合废水、油墨废水、综合重金属废水分流收集，油墨废水进行预处理后，混入综合废水中与其一起进行后续处理，铜氨络合废水单独处理后进入综合废水处理系统。处理工艺流程如下：铜氨络合废水→调节池→破络反应池→混凝反应池→斜管沉淀池→中间水池有机油墨废水→酸化除渣池→排入综合废水池综合废水→综合废水池→快混池→慢混池→斜管沉淀池→中间池→过滤器→pH回调池→排放　　四、常见有机类污染物废水的处理技术1.生活污水较常用的生活污水处理方法是A2/O法，处理工艺流程如下：生活污水→格栅池→调节池→厌氧池→缺氧池→好氧池→混凝反应池→沉淀池→排放2.印染废水n此类废水水量大、色度高、成分复杂，一般可采取水解酸化－接触氧化－物化法处理印染废水。处理工艺流程如下：印染废水→调节池→混凝反应池1→斜沉池→水解酸化池→接触氧化池→氧化反应池→混凝反应池2→二沉池→中间池→过滤器→清水池→排放3.印刷油墨废水此类废水特点是水量小、色度深、SS和COD等浓度高。可参考以下处理工艺：水墨废水→调节池→混凝气浮池→水解酸化池→接触氧化池→混凝反应池→斜沉池→氧化池→过滤器→清水池→排放　n造纸工业废水处理中的预处理　　造纸工业所产生的废水具有种类繁多、水量大、有机污染物含量高特点，属难处理的工业废水之一，废水来源于制浆及造纸各个工艺环节中，其物理性质及有机污染物的浓度各不相同，针对废水的特征确定有效的处理工艺，当前用于造纸工业废水处理的主要方法有沉淀、气浮、吸附、膜分离、好氧生物、厌氧生物等处理方法以及几种工艺结合的处理方法。无论采用什么样的方法，废水都需要进行预处理，预处理主要是为了改善废水水质，以便满足各工艺的进水要求，提高废水处理的整体效果，确保整个处理系统的稳定性，因此预处理在造纸工业废水处理中具有非常重要的地位。造纸工业废水处理中的预处理可分为厂内预处理和厂外预处理，厂内预处理主要是对白水中的纸浆进行回收，常采用过滤、气浮等进行回收利用，能够避免大量的纸浆进入废水处理系统中，既提高了纸浆的得率又节约了废水处理的成本；厂外预处理主要是为了保证进入物化、生化等处理系统的废水能够最大程度的满足工艺要求，能够使系统稳定运行。　　预处理工艺主要有：格栅、筛网、纤维回收系统、调节水量及水质、等工艺组成。可根据不同的造纸工业废水水质采取不同的预处理手段，去除一部分污染物，改善废水水质，使整个废水处理系统的处理效果达到最佳。　　1.格栅、筛网　　由于造纸工业废水中常含有树皮、木屑、塑料、纸浆纤维屑等细小的悬浮物，如以木材为原料的制浆厂在备料过程中排放的废水中往往含有树皮、木屑等，在造纸过程中的抄纸等工序中会产生大量的白水，白水中含有较高的纤维浓度。这些物质会对水泵等造成损害对主体处理工艺造成影响，特别是对生物处理中UASB、水解酸化等工艺的布水系统造成严重堵塞，因此在进入水泵及主体处理系统之前对其进行拦截，设置格栅拦截大悬浮物，设置筛网拦截细小悬浮物。　　格栅一般用在大水量的造纸废水处理中，由于废水水量大，且悬浮物颗粒种类较多，设置格栅能够有效拦截较大的悬浮物，处理能力高，不易堵塞，针对造纸废水的特点我公司在工程实践中一般设置粗细格栅，粗格栅栅缝间隙常采用10-15mm，细格栅栅缝间隙通常采用1-5mmn。格栅机主要有回转式机械格栅机、网式转链格栅机、固定式格栅机、反切式旋转细格栅机等，我公司常用的主要有反切式旋转细格栅机、网式转链格栅机、固定式格栅机等。　　筛网通常应用在水量相对较小、废水中含有大量的细小悬浮物如纸浆等，同时还可以去除大颗粒的漂浮物，对悬浮物及大颗粒物质的去除率可达到90%以上。工程实践表明，筛网间隙一般为30~60目，安装形式采用固定式安装，安装角度为40~50°，安装角度不易过大，过大则造成过水负荷降低，使处理能力降低同时也增加了部分投资，过小则易造成筛网堵塞，加大了清渣难度，影响处理效果2.纤维回收系统　　造纸废水中含有大量的纸浆纤维，如果不对纸浆纤维进行回收，将有大量的纸浆进入废水处理系统中，严重影响废水处理系统的处理效果，同时造成纸浆浪费。厂内纤维回收系统主要用于造纸白水的纤维回收，一方面进行白水循环减少白水的排放量，另一方面采用筛网、多圆盘过滤、气浮、沉淀等方法进行回收纸浆纤维，厂外纤维回收常采用筛网过滤的方法进行纸浆纤维的回收。　　筛网过滤主要有：重力自流式筛网过滤、普通旋转过滤机、反切单向流旋转过滤机、双向流旋转过滤机等。　　重力自流式筛网过滤是废水通过集水槽溢流堰均匀布水到筛网上，由于重力作用，滤液从筛网的缝隙中流出，纸浆纤维在重力及水的冲力作用下沿筛网流入集渣槽中，达到浆水分离的作用。　　普通旋转过滤机过滤滚筒与安装地面有一角度，废水从上部进入滚筒，进水口滤网内壁程90度角，过滤滚筒在旋转的过程中滤液从滤网的缝隙中排出，纸浆自动排到滚筒的另一端。n　　反切单向流旋转过滤机采用卧式滚筒结构，传动方式可分为链条式和齿轮式，废水均匀布水到逆水流方向的滤网内壁上，水流与滤网形成反切相对运动，滤液从网的缝隙中排出，纸浆纤维被截留在网的内壁，在导板的作用下，从排渣端自动排出。从而达到纸浆与废水的分离作用；反切双向流过滤机的原理与单向流相同。　　3.调节　　由于造纸工业在生产过程废水排放的多样性，使排出的废水的水质及水量在一日内有一定的变化，因此要求对废水进行进行调节，均衡水质，使其能够均匀进入后续处理单元，提高处理效果。废水的调节主要分为：水量调节和水质调节。　　废水处理设备及构筑物都是按一定的水量标准设计的，要求均匀进水，特别对生物处理系统更为重要，为了保证后续处理系统的正常运行，在废水进入处理系统之前，预先调节水量，使处理系统满足设计要求。　　根据造纸工业工艺的不同，废水的水量、水质不同，调节池的停留时间也各不相同，当处理水量比较小时，停留时间可选大些，当处理水量比较大时，停留时间可根据具体情况选小些，一般为4~8个小时。　　虽然废水在进入调节之前通过格栅、纤维回收等措施去除了大部分的悬浮物，但还是会有一部分的悬浮物特别是纸浆流进调节池，为了防止沉淀，同时为了加强废水的均匀性，可考虑在调节池内增加曝气装置，可有效改善废水的水质特性。　　4、结论总之，造纸工业废水是一种水量大、色度高、悬浮物含量大，有机物浓度高、组分复杂的难处理有机废水，通过大量的工程实践证明，造纸工业废水的综合治理工艺路线中废水的预处理工艺是非常重要的，它关系到整个系统的稳定运行和达标排放，同时也涉及到运行成本的高低，废水进行预处理后可大大改善废水水质，有利于造纸废水进行进一步处理，最终达到去除污染物之目的。因此预处理工艺在造纸工业废水处理中是必不可少的关键技术之一。n啤酒工业废水处理与利用技术研究进展　　啤酒废水中有机物的含量较高，如直接排放，既污染环境，又降低啤酒工业的原料利用率.为此，许多学者和厂家对啤酒废水的处理与利用技术进行了研究.本文在阐述啤酒废水的来源及特点的基础上，对几种常见的处理利用技术进行了比较，结论是：单一的处理和利用技术不能从根本上解决啤酒废水的污染问题，只有将多种技术结合使用，才能达到经济效益和环境效益的统一.关键词：啤酒工业废水处理废水综合利用随着人民生活水平的提高，我国啤酒工业得到了长足发展，其产量逐年上升.1988年全国有啤酒厂800多家，年产啤酒663万t［1］，位居世界第三；经过近十年的发展，目前已达到1000多家，年产啤酒1000多万t，成为世界第二大啤酒生产国［2］.但是在啤酒产量大幅度提高的同时，也向环境中排放了大量的有机废水.据统计，每生产1t啤酒需要10～30t新鲜水，相应地产生10～20t废水［3］.我国现在每年排放的啤酒废水已达1.5亿t［4］.由于这种废水含有较高浓度的蛋白质、脂肪、纤维、碳水化合物、废酵母.酒花残渣等有机无毒成分，排入天然水体后将消耗水中的溶解氧，既造成水体缺氧，还能促使水底沉积化合物的厌氧分解，产生臭气，恶化水质［5］.另外，上述成分多来自啤酒生产原料，弃之不用不仅造成资源的巨大浪费，也降低了啤酒生产的原料利用率.因此，在粮食缺乏，水和资源供应紧张的今天，如何既有效地处理啤酒废水又充分利用其中的有用资源，已成为环境保护的一项重要研究内容.本文根据前人的研究结果综述了啤酒废水的处理和利用现状，以便为进一步探讨效益资源型处理技术提供借鉴.1　啤酒废水的产生与特点　啤酒生产工艺流程包括制麦和酿造两部分.二者均有冷却水产生，约占啤酒厂总排水量的65%，水质较好，可循环用于浸洗麦工序［7］.中、高污染负荷的废水主要来自制麦中的浸麦工序和酿造中的糖化、发酵、过滤、包装工序，其化学需氧量在500～40000mg.L-1之间，除了包装工序的废水连续排放以外，其它废水均以间歇方式排放［8］（见表1）.n表1　啤酒工业中、高污染负荷废水的来源与浓度Table1　Sourcesandcontentsofbrewerywastewaterwithhighormiddlepollutionload工序废水中CODcr浓度/（mg.L-1）排放方式浸麦工序500～800间歇排放糖化工序20000～40000间歇排放发酵工序2000～3000间歇排放包装工序500～800连续排放啤酒厂总排水属于中、高浓度的有机废水，呈酸性，pH值为4.5～6.5［7］,其中的主要污染因子是化学需氧量（CODcr）、生化需氧量（BOD5）和悬浮物（SS），浓度分别为1000～1500，500～1000和220～440mg.L-1［3］.啤酒废水的可生化性（BOD5/CODcr）较大，为0.4～0.6［7］，因此很多治理技术的主体部分是生化处理.2　啤酒废水处理技术　目前，国内外普遍采用生化法处理啤酒废水.根据处理过程中是否需要曝气，可把生物处理法分为好氧生物处理和厌氧生物处理两大类.2.1　好氧生物处理　好氧生物处理是在氧气充足的条件下，利用好氧微生物的生命活动氧化啤酒废水中的有机物，其产物是二氧化碳、水及能量（释放于水中）.这类方法没有考虑到废水中有机物的利用问题，因此处理成本较高.活性污泥法、生物膜法、深井曝气法是较有代表性的好氧生物处理方法.n2.1.1　活性污泥法　　　活性污泥法是中、低浓度有机废水处理中使用最多、运行最可靠的方法，具有投资省、处理效果好等优点.该处理工艺的主要部分是曝气池和沉淀池.废水进入曝气池后，与活性污泥（含大量的好氧微生物）混合，在人工充氧的条件下，活性污泥吸附并氧化分解废水中的有机物，而污泥和水的分离则由沉淀池来完成.我国的珠江啤酒厂、烟台啤酒厂、上海益民啤酒厂、武汉西湖啤酒厂、广州啤酒厂和长春啤酒厂等厂家均采用此法处理啤酒废水［6,7］.据报道，进水CODcr为1200～1500mg.L-1时，出水CODcr可降至50～100mg.L-1，去除率为92%～96%.活性污泥法处理啤酒废水的缺点是动力消耗大，处理中常出现污泥膨胀.　　　污泥膨胀的原因是啤酒废水中碳水化合物含量过高，而N，P，Fe等营养物质缺乏，各营养成分比例失调，导致微生物不能正常生长而死亡.解决的办法是投加含N，P的化学药剂，但这将使处理成本提高.而较为经济的方法是把生活污水（其中N，P浓度较大）和啤酒废水混合.　　　间歇式活性污泥法（SBR）通过间歇曝气可以使动力耗费显著降低，同时，废水处理时间也短于普通活性污泥法.例如，珠江啤酒厂引进比利时SBR专利技术，废水处理时间仅需19～20h,比普通活性污泥法缩短10～11h，CODcr的去除率也在96%以上［9］.扬州啤酒厂和三明市大田啤酒厂采用SBR技术处理啤酒废水，也收到了同样的效果［10,11］.刘永淞等认为［9］，SBR法对废水的稀释程度低，反应基质浓度高，吸附和反应速率都较大，因而能在较短时间内使污泥获得再生.2.1.2　深井曝气法　为了提高曝气过程中氧的利用率，节省能耗，加拿大安大略省的巴利啤酒厂［12］、我国的上海啤酒厂和北京五星啤酒厂［7］均采用深井曝气法(超深水曝气)处理啤酒废水.深井曝气实际上是以地下深井作为曝气池的活性污泥法，曝气池由下降管以及上升管组成.将废水和污泥引入下降管，在井内循环，空气注入下降管或同时注入两管中，混合液则由上升管排至固液分离装置，即废水循环是靠上升管和下降管的静水压力差进行的.其优点是：占地面积少，效能高，对氧的利用率大，无恶臭产生等.据测定［12］，当进水BOD5浓度为2400mg.L-1时，出水浓度可降为50nmg.L-1，去除率高达97.92%.当然，深井曝气也有不足之处，如施工难度大，造价高，防渗漏技术不过关等.2.1.3　生物膜法　与活性污泥法不同，生物膜法是在处理池内加入软性填料，利用固着生长于填料表面的微生物对废水进行处理，不会出现污泥膨胀的问题.生物接触氧化池和生物转盘是这类方法的代表，在啤酒废水治理中均被采用，主要是降低啤酒废水中的BOD5.　　生物接触氧化池是在微生物固着生长的同时，加以人工曝气.这种方法可以得到很高的生物固体浓度和较高的有机负荷，因此处理效率高，占地面积也小于活性污泥法.国内的淄博啤酒厂、青岛啤酒厂、渤海啤酒厂和徐州酿酒总厂等厂家的废水治理中采用了这种技术［7］.青岛啤酒厂在二段生物接触氧化之后辅以混凝气浮处理，啤酒废水中CODcr和BOD5的去除率分别在80%和90%以上［13］.在此基础上，山东省环科所改常压曝气为加压曝气（P=0.25～0.30MPa），目的在于强化氧的传质，有效提高废水中的溶解氧浓度，以满足中、高浓度废水中微生物和有机物氧化分解的需要.结果表明，当容积负荷≤13.33kg.m-3.d-1COD,停留时间为3～4h时，COD和BOD平均去除率分别达到93.52%和99.03%.由于停留时间缩短为原来的1/3～1/4，运转费用也较低［14］.　生物转盘是较早用以处理啤酒废水的方法.它主要由盘片、氧化槽、转动轴和驱动装置等部分组成，依靠盘片的转动来实现废水与盘上生物膜的接触和充氧.该法运转稳定、动力消耗少，但低温对运行影响大，在处理高浓度废水时需增加转盘组数.该方法在美国应用较为普及，国内的杭州啤酒厂、上海华光啤酒厂和浙江慈溪啤酒厂也在使用［7］.据报道，废水中BOD5的去除率在80%以上［13］.2.2　厌氧生物处理　厌氧生物处理适用于高浓度有机废水（CODcr＞2000mg.L-1,BOD5＞1000mg.L-1）.它是在无氧条件下，靠厌气细菌的作用分解有机物.在这一过程中，参加生物降解的有机基质有50%～90%转化为沼气（甲烷），而发酵后的剩余物又可作为优质肥料和饲料［15］.因此，啤酒废水的厌氧生物处理受到了越来越多的关注.　　　厌氧生物处理包括多种方法，但以升流式厌氧污泥床（UASB）技术在啤酒废水的治理方面应用最为成熟.UASB的主要组成部分是反应器，其底部为絮凝和沉淀性能良好的厌氧污泥n构成的污泥床，上部设置了一个专用的气-液-固分离系统（三相分离室）［16］.废水从反应器底部加入，在上向流、穿过生物颗粒组成的污泥床时得到降解，同时生成沼气（气泡）.气、液、固（悬浮污泥颗粒）一同升入三相分离室，气体被收集在气罩里，而污泥颗粒受重力作用下沉至反应器底部，水则经出流堰排出.　截止1990年9月，全世界已建成30座生产性UASB反应器用于处理啤酒废水，总容积达60600m3［17］.国内已有北京啤酒厂［4,7,18］、沈阳啤酒厂［7,15］等厂家利用UASB来处理啤酒废水.荷兰、美国的某些公司所设计的UASB反应器对啤酒废水CODcr的去除率为80%～86%［13,19,20］,北京啤酒厂UASB处理装置的中试结果也保持在这一水平，而且其沼气产率为0.3～0.5m3.kg-1(COD)［8］.清华大学在常温条件下利用UASB厌氧处理啤酒废水的研究结果表明，进水CODcr浓度为2000mg.L-1时，去除率为85%～90%［21］.沈阳啤酒厂采用回收固形物及厌氧消化综合治理工艺，实行清污分流，集中收集CODcr大于5000mg.L-1的高浓度有机废水送入UASB进行厌氧处理，废水中CODcr的质能利用率可达91.93%［15］.　　　实践证明，UASB成功处理高浓度啤酒废水的关键是培养出沉降性能良好的厌氧颗粒污泥.颗粒污泥的形成是厌氧细菌群不断繁殖、积累的结果，较多的污泥负荷有利于细菌获得充足的营养基质，故对颗粒污泥的形成和发展具有决定性的促进作用；适当高的水力负荷将产生污泥的水力筛选，淘汰沉降性能差的絮体污泥而留下沉降性能好的污泥，同时产生剪切力，使污泥不断旋转，有利于丝状菌互相缠绕成球.此外，一定的进水碱度也是颗粒污泥形成的必要条件，因为厌氧生物的生长要求适当高的碱度，例如：产甲烷细菌生长的最适宜pH值为6.8～7.2.一定的碱度既能维持细菌生长所需的pH值，又能保证足够的平衡缓冲能力［22,23］.由于啤酒废水的碱度一般为500～800mg.L-1(以CaCO3计)［24］，碱度不足，所以需投加工业碳酸钠或氧化钙加以补充.研究表明［4,21］，在UASB启动阶段，保持进水碱度不低于1000mg.L-1对于颗粒污泥的培养和反应器在高负荷下的良好运行十分必要.应该指出，啤酒废水中的乙醇是一种有效的颗粒化促进剂［25］，它为UASB的成功运行提供了十分有利的条件.　总之，UASB具有效能高，处理费用低，电耗省，投资少，占地面积小等一系列优点，完全适用于高浓度啤酒废水的治理.其不足之处是出水CODcr的浓度仍达500mg.L-1左右，需进行再处理或与好氧处理串联才能达标排放.n3　啤酒废水的利用技术　　　利用自然生态良性循环的方法净化和利用啤酒废水，也是目前啤酒废水综合治理的一个方向，有利于实现废物的资源化.3.1　啤酒废水土地利用　　　废水的土地利用在国内外都有悠久的历史.其目的不单纯是废水农田灌溉，而是根据生态学原理，在充分利用水资源的同时，科学地运用土壤-植物系统的净化功能，使该系统起到废水的二、三级处理作用［5］.废水的土地利用一般有快速渗滤和地表漫流两种方法［19］.前者的特点是加入的废水大部分都经过土壤渗透到下层，因而仅限于在砂及砂质粘土之类的快渗土壤上使用，植物对废水的净化作用较小，主要是由土壤中发生的物理、化学和生物学过程使废水得到处理.后者是一种固定膜生物处理法，废水从生长植物的坡地上游沿沟渠流下，流经植被表面后排入径流集水渠.废水净化主要是通过坡地上的生物膜完成的.这种方法对于渗透较慢的土壤最为适用.根据谢家恕［26］、萧月芳等［27］的研究，啤酒废水经过土地利用系统后，水质明显改善，能够达到农田灌溉水质标准（GB5084-85）的要求；同时又可节省水源，增加农田土壤的有机质含量，提高农作物产量.其经济效益在干旱地区更能得到体现.　当然，啤酒废水的土地利用也存在一定的问题：①处理过程中会产生臭味，必须将处理场地设在远离居住区的地方，这样需要较长的输水干管；②废水的含盐量过高时，将危害植物生长，并造成土壤排水、通气不良.如何避免这些问题发生，需要进一步研究.3.2啤酒废水的植物净化　　　啤酒废水中有机碳含量丰富，氮、磷的含量也有一定水平，可以为植物生长提供必要的营养物质.近年来，一些学者利用啤酒废水对普通丝瓜（Luffacyclindrica）［28］、多花黑麦草（Loliummultiflorum）［29］、水雍菜（Ipomoeaaquatica）［30］、金针菜（Hemerocallisfulva）［31］等植物进行水培试验，发现这些植物长势良好并能完成其生活史，既创造了经济效益，同时又显著降低了废水中多种污n染物（COD除外）的浓度（见表2）.这为啤酒废水的资源化处理开拓了一条新思路.据报道，目前，无锡市酿酒总厂已在氧化塘中种植丝瓜以强化处理系统的净化效果［27］.表2　水培植物对啤酒废水的净化能力Table2　Theabilityofwaterplantsforpurifyingbrewerywastewater植　　　物废水中污染物去除率/%CODT-NT-PNH4+-N浊度普通丝瓜1)22.5～44.178.6～89.178.0～90.499.2～99.6多花黑麦草1)11.5～34.512.9～54.136.5～82.216.3～69.755.8～92.5水雍菜2)47.7～75.184.9～94.678.7～96.595.5～98.8金针菜3)39.6090.6065.4199.3481.281）处理时间为24～120h；2)处理时间为24～48h；3)处理时间为72h水培植物对废水中COD的去除率不高，主要是因为废水中C的含量大大高于N，P，而植物是按照一定的C，N，P比例来摄取营养物质的.从这一点来看，水培植物用于生物处理后出水（含C量已大为降低）的深度净化更为合理.4　结　语　（1）啤酒废水是一种中、高浓度的有机废水，随着啤酒工业的不断发展，其产生量也将持续上升.为了避免纳污水体的水质恶化，除了实行清、污分流，提高冷却水的循环利用率以降低排放量外，还必须对其进行有效处理.　（2）好氧生物处理、厌氧生物处理、土地利用和植物净化等方法是常见的啤酒废水治理n方法.好氧生物处理对于低浓度废水有较高的COD去除率（＞90%），但是需要大量的投资和场地，能耗较高，受外界环境（温度等）影响较大；厌氧生物处理对于高浓度废水有较高的CODcr去除率，它克服了好氧生物处理的大多数缺点，还能进行生物质能转化，大幅度降低处理成本，因而为越来越多的厂家所采用，其最大缺陷是出水CODcr的浓度仍然很高，难以达到《污水综合排放标准》的要求.土地利用系统虽然能够改善废水的水质，节约水源，增加土壤有机质含量，但是占地面积大，易产生臭味，还可能引起土壤盐碱化.用植物净化啤酒废水，可以有效去除其中的N，P和浊度，并可获得一定的经济效益，但是对CODcr的去除率却不高.　（3）要得到理想的处理结果，实现啤酒废水治理的环境效益和经济效益的统一，必须将两种或三种技术结合使用，这是解决啤酒废水污染问题的根本出路.例如，把厌氧和好氧处理池串联使用，依靠前者把废水的高负荷降低，再以后者把低浓度废水处理达标，其动力消耗则可由前一过程的质能转化予以补偿.又如，把生物处理与土地利用结合起来，既能有效净化废水，还能起到互补作用，产生更高的经济效益.　另外，在如下几个方面还须作进一步研究：(1)啤酒工业实施清洁生产工艺的可行性及其综合效益分析；（2）多种处理技术串联使用时，其结合点上啤酒废水的最适浓度；（3）厌氧和好氧微生物种类在一个处理单元内共同作用于啤酒废水的可能性及相关的处理技术；（4）啤酒废水的土地利用技术对土壤理化性质的各种可能影响.