啤酒废水处理技术的革新与实践 4页

!##,年"月工业水处理W85-，!##,第!,卷第"期Z5F>;A<38B[8A:<9<:8A@:5A=B-!,U=-"!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!啤酒废水处理技术的革新与实践石明岩（东南大学土木工程学院，江苏南京!"##$%）［摘要］啤酒废水对环境造成的严重污染不容忽视。简介了近年来我国革新的啤酒废水处理技术及其在工程实践中的应用情况，重点介绍了生物处理技术的新近研究成果，并建议采用&’()技术处理啤酒废水。综述了清洁生产及废水资源化等问题。提出了综合治理啤酒废水的见解。［关键词］啤酒废水；生物处理；清洁生产；废水资源化［中图分类号］*+#,-"［文献标识码］’［文章编号］"##./0!$*（!##,）#"/##"%/#1!""#$%&’#"%"()*%+&’+,#-.*,/%0,/%1&,/%&,*&*,%&2,"&&,+3"’45,(234356785（!"##$%$"&!’(’#)*%’*$$+’*%，,"-./$01.2*’($+1’.3，40*5’*%!"##$%，!/’*0）6.1&*%+&：92:;:<3=>;:5?3<=5@:5A8BC=BB>A3=5D<=>62AD7D<:E86:E8;A:E8A:<;2=>BF5’AD:5:6B:GA:F-923;C8C:<35A<=HF>G:;A2:355=?8A=<7D<:E86:E8;A:E8A::85F3A;8CCB3G8A3=535J2358-K><3L3G8A3=5，E8;A:E8A:<>A3HB3M8A3=585FA2:<:G:5A;A>F7=LD3=B=63G8BA<:8A@:5A@:A2=F8<:8B;=C<:;:5A:F-&’()3;<:G=@@:5F:FA=A2:A<:8A@:5A=LD<:E86:E8;A:E8A:<-’AB8;A，A2:;75A2:;3;A<:8A@:5A@:A2=F3;C>AL=<3L3G8A3=5；E8;A:E8A:<>A3B3M8A3=5啤酒废水主要源于浸麦、制麦芽、糖化发酵、滤〔,，1〕。/液传质，提高处理效率的目的酒、包装等生产工序。废水中主要污染物有糖类、淀王连军等介绍了好氧分置式膜生物反应器处理粉、蛋白质、醇类、纤维素等有机物，悬浮物一般为酒啤酒废水的研究情况〔.〕。膜组件是无机陶瓷膜，生糟、啤酒花及凝聚蛋白。由于啤酒厂家的工艺设施、物反应器是活性污泥曝气池。实验结果表明，膜出设备及规模的不同，废水水质及其变幅范围有一定水水质明显优于建设部杂用水水质标准（JW!.-"—的差别，一般为：CN.-.O+-#，水温!#O!.P，JQR"$0$），宜于回用。"###O!.##@6ST，)QR%##O"1##@6ST，((!##O高浓度活性污泥法具有水力停留时间短，不需%##@6ST，9U,#O+#@6ST，属中浓度有机废水，加热和加药剂等优点。江苏某啤酒厂采用该方法处)QRSJQR约为#-.O#-+，可生化性良好。理啤酒废水。当废水JQR为"0##O!!##@6ST，我国现为世界五大啤酒生产国之一。预计)QRSJQR为#-%O#-%.，CN为.O",，((为1##O〔"〕，以生产"A!#"#年我国啤酒产量将达到,###万A0##@6ST时，出水能达标排放，但运行费用较高。啤酒平均产生".@,废水计算，则啤酒废水年排放梅荣武等考虑的改进措施是，将调节池与曝气池中量将超过1亿@,。啤酒废水对环境造成的严重污的双螺旋曝气头换成软管曝气头或微孔曝气器以及染已成为突出问题，其处理技术引起了有关方面的将调节池改造成水解池〔%〕。充分重视和关注。J’((法（循环式活性污泥法）是()X法的一种"生物处理方法优化变形，具有工艺简单，耐冲击负荷，占地少，投资"-"好氧生物处理工艺省等特点。圣泉集团啤酒有限公司采用J’((工艺文献〔!〕报道了压力生物氧化V气浮组合工艺处理啤酒废水。进水JQR为"1,$@6ST，)QR为处理啤酒废水的试验情况。该工艺具有流程简单，.0%@6ST，((为1#"@6ST的条件下，JQR和)QR的生化反应速度快，停留时间短等优点。在适宜的条去除率超过$%Y，((去除率也近0#Y。扣除折旧件下，出水水质可达到国家企业一级排放标准。费，处理成本为#-1.元S@,，低于普通活性污泥法和张永明等分别在固定化细胞流化床生物反应器接触氧化法〔+〕。内蒙古某啤酒厂报道了J’((工艺（复合型生物反应器）和气升式接触氧化生物反应器处理啤酒废水的实践结果〔0〕：在高寒地区采用J’((中增加了内循环装置处理啤酒废水，达到了强化气工艺处理啤酒废水是可行的，且出水水质可达到国—"%—n工业水处理5&&1E&(，5（1(）啤酒废水处理技术的革新与实践"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""家排放标准。-〔(1〕。但该工艺存在设备构造复杂，投资较高，自动两级好氧生物法能提高处理效率，改善出水水化程度要求高，运行管理较麻烦等缺点〔(/〕。质。如果考虑废水的回用，在二级生物处理后再加在生产规模较大、高浓度废水较多且便于集中上砂滤和消毒，对于水资源紧缺的北方地区大中型收集时，适宜将糖化发酵车间的高浓度废水单独用啤酒厂而言，可以取得很好的环境和经济效益。但;90.反应器处理后再与其他低浓度废水混合处理。该方法存在工艺流程长，管理不方便，建设和运转费曲阜三孔啤酒厂废水处理站采用;90.G生物用比较高等弊端〔!〕。衡阳啤酒厂废水处理站采用此接触氧化G共聚气浮为主体工艺处理啤酒废水。高方法处理啤酒废水。进水"#$为%&&’()&&*+,-，浓度和低浓度有机废水处理规模分别为)&&*1,C.#$为/&&’%&&*+,-，00为1&&’2&&*+,-时，处和1)&&*1,C，出水水质可达到J.%!=%—(!%%一级理后各项指标的去除率均在!&3以上，且克服了厌“新、扩、改”标准〔()〕。河南信阳啤酒集团公司采用氧处理中要求设备严格密封，操作管理复杂，甲烷不厌氧;90.G新型生物接触氧化工艺处理啤酒废水。能充分回收利用时易产生爆炸以及散发450气体产厌氧;90.为常温升流式污泥床反应器，其三相分生二次污染等问题，投资也较省〔(&〕。离器为专利技术设备，可去除2&3以上的有机污染(65厌氧生物处理工艺物（以"#$计），从而可有效减轻好氧段的负荷，降厌氧工艺适于处理高浓度有机废水，具有容积低土建投资和运行费用；新型生物接触氧化池采用负荷高、污泥量少、效果稳定、能耗低、可回收沼气等均负荷推流式反应器，活性污泥生物膜共生系统，进优点。但启动时间长，某些情况下出水难以达标。水采用多点配水，反应器型式为廊道式，单元投资比内循环反应器（7"）是由荷兰帕克公司通常接触氧化省1&3左右，该工艺处理后的出水（89:;<0）根据;90.的原理研制成功的一种厌氧〔(2〕。广西桂"#$，.#$和00去除率均在!&3以上反应器。与其他厌氧工艺相比，它具有占地面积小，林漓泉啤酒有限公司采用;90.G0.@工艺处理啤沼气收集方便，水力停留时间短等优点。沈阳华润酒废水的实践表明，在进水水量、"#$浓度和水温雪花啤酒有限公司首次将该项技术引进国内处理啤均随生产和季节变化的情况下，;90.及0.@出水酒废水〔((〕。满负荷运行后，"#$去除率稳定在%&3的"#$始终稳定在5&&’)&&*+,-和5&’1&*+,-左右。另外，每年可减少"#$排放量)=&>，节约纳以下；;90.所产生的沼气被回收作为热风炉的燃污费=)万元，同时还能回收价值/)万元的沼气556料，供饲料烘干使用〔(=〕。安徽庐江啤酒厂采用内循1。环;90.G氧化沟工艺处理啤酒废水，"#$去除率)万*聂洪文采用上流厌氧复合反应器（;9?@）中温超过!)3〔(%〕。处理高浓度啤酒废水〔(5〕，发现：水温为1)A，"#$对活性污泥法与;90.G活性污泥法进行技术容积负荷为%’(5B+（,*1·C），水力停留时间D经济比较〔(!（〕见表(）发现，在一定条件下，;90.G&6/C时，"#$去除率可达到%&3以上，沼气中"4/活性污泥法较活性污泥法可减少污泥量%53，降低比例为=&3。处理成本%53，节约电耗%%3。日本朝日啤酒公司(61厌氧E好氧生物处理工艺于(!!!年以前就将其所属的全部啤酒厂的工艺更厌氧E好氧工艺结合了单独好氧处理和单独厌新为;90.G活性污泥法〔5&〕。因此，我国应重视采氧处理的优点，具有处理效率高、基建投资省、占地用;90.技术处理啤酒废水。面积小、运行费用低、污泥量少等优点。厌氧（水解酸化）与好氧生物处理相结合（为主厌氧内循环（7"）反应器适于处理高浓度有机废体）的工艺特点是在厌氧过程的前段（水解酸化阶水，封闭式空气提升（"7@"#F）好氧反应器适于低浓段）不产沼气。其充分利用水解产酸菌世代周期短、度的啤酒废水和城市污水处理。这两种反应器组合可迅速降解有机物的特性，在水解细菌作用下，将不后的优点是占地面积小、处理效率高、剩余污泥少、溶性有机物水解为溶解性物质，在产酸菌协同作用无臭气排放。上海富仕达酿酒公司应用7"G"7@H下，将大分子物质、难以生物降解的物质转化为易于"#F工艺处理啤酒废水。进水"#$为(&&&’1&&&生物降解的小分子物质，提高了污水的可生化性，使*+,-，.#$为2&&’(%=)*+,-，00为(&&’2&&*+,污水在后续的好氧池中以较少的能耗和较短的停留-，I41EI为(5’/)*+,-时，出水"#$!(&&*+,时间得到处理，从而提高了污水的处理效率，并减少-，.#$!1&*+,-，00!(&&*+,-，I41EI!()*+,了污泥生成量〔(/〕。该工艺在山东、江苏、珠海等地—(=—n专论与综述工业水处理!22$62"，!（$"）!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!均有应用成功的实例〔!"#!$〕，并已发展成为一种成表!啤酒生产过程中副产物的综合利用熟、可靠的工艺。副产物来源过程转化产物转化产物用途复合磷酸二酯酶糖浆治疗肝炎、再生性表"活性污泥法与%&’()活性污泥法麦根大麦发芽复合磷酸酯酶片障碍贫血等疾病技术经济比较糖化废液糖化麦汁柠檬酸、沼气酸性调味品、能源产热项目活性污泥法%&’()活性污泥法高蛋白饲料、粗饲料、生产麦芽糊精、糖化糟麦汁过滤!6淀粉酶、饴糖、水解面筋、提高*+,去除率-./0#1012#10碱性蛋白酶、栽培蘑菇食用菌栽培经济效益污泥量（-34·56"）"!$22!"12二氧化碳前发酵液体二氧化碳、干冰饮料业需氧量（-34·56"）"7022"222蛋白饲料添加剂、饲料业、发酵原料、处理成本（-元·86$）"92$29"1废酵母泥后发酵酵母浸膏、精粉制药业单位电耗（-3:·;·86$）"97229!2次酒灌装过程饮料回收饮料新产品注：!<"22228$-5，进水*+,!02284-=，(+,">2284-=，电费29>7元（-3:·;），其他费用按%&’()活性污泥工艺计算。>次，废水污染物浓度一次比一次低，因此可考虑增添一个蓄水池，贮存浸断$和浸断>排除的浸麦洗!其他方法麦废水，作为浸渍下一批时浸断"和浸断!的浸麦水蕹菜是一种优良蔬菜，也是一种理想的生物洗麦用水〔"1〕；（!）洗瓶机终洗水基本上未受污染，经净化材料。戴全裕等的研究结果表明〔!>〕，水蕹菜可回收后可直接用于洗瓶机初洗或冲洗地面〔$2〕；（$）以去除啤酒废水中10.以上的?，@和A2.以上的灌装真空泵循环水回收后用于啤酒杀菌机的最后喷*+,。同时，每亩水面可获利!022元-B。淋降温〔$"〕；（>）利用低浓度废水对锅炉进行除尘郑爱榕等应用光合细菌将啤酒废水中的有机质等〔$2〕。降解为无机质，用甲壳质絮凝沉降除去光合细菌后加入螺旋藻进行培养〔!0〕。研究发现，光合细菌和螺文献〔$!〕提出了减少酒损的具体措施：（"）根据旋藻可完全去除废水中的*+,和?C$6?，而且能双乙酰还原情况，尽可能提前降温，促进酵母凝聚，回收数量可观、营养价值高的螺旋藻。满春生等对减少酵母排放次数；（!）加强对啤酒理化指标控制；用啤酒废水培养单细胞蛋白（’*@）也有研究〔!7〕。（$）降低罐酒温度、压力；（>）罐酒过程中控制好巴氏吴敦虎等尝试采用硼泥复合混凝剂解决低温时灭菌温度；（0）注意选用性能先进的灌装国产设备。生化法处理啤酒废水受到限制的问题〔!A〕。此种混废碱性洗涤液集中排放时，废水的FC值在""凝剂完全以废弃物为原料生产，具有成本低、沉降速以上，废水的*+,值也随之上升，并持续数小时之度快、低温时效果好等优点，有一定应用前景。实验久，这对生物处理装置中的微生物有强烈的毒害作表明，*+,去除率可达A".以上，’’去除率超过用，因此，废碱性洗涤液应单独处置，不宜直接排放〔"1〕。左永泉建议在排放前，设置平衡调节池，将1>.，再经双层滤料过滤或曝气生化处理，出水可达〔$$〕。标排放。但物化法处理啤酒废水存在运行费用高，FC值调为7#1沉渣量大，处置麻烦等问题，做为生物处理的辅助处左永泉提出应设置硅藻土澄清池，将冲洗下来理较适宜〔"2〕。的滤饼浆水送至澄清池，使其固体部分沉淀下来，以降低废水的’’〔$$〕。开封环科所对土地快速渗滤系统（DE）处理啤酒废水作了研究，可得到/1.#1/.及1A.#11.的>啤酒废水排放量的季节不均匀性问题*+,及(+,去除率，且采取相应的管理和防渗措施啤酒存放期决定了啤酒生产存在着旺季和淡可防止对地下水产生不利影响，但需足够的场季，啤酒废水排放量也因此而变，即有一个季节不均地〔!/〕。性〔$>〕。但是，它常被设计者所忽视，从而造成有些$废水资源化与清洁生产处理工程因旺季超负荷运行而使水质不易达标；而李兴革等归纳了啤酒生产过程中副产物的综合淡季运行费用偏高。季节不均匀性不能像日不均匀利用办法，见表!〔!1〕。性可以采用调节池来调节，而必须以适当的规模和目前文献报道的节水措施有：（"）采用逆流浸渍内部配置来适应。工序。从整个浸渍工艺而言，集中排放浸麦废水0结语根据啤酒厂所在地理位置将啤酒废水控制策略分为：（"）位于城市市区内并可纳入城市污水收集系统的啤酒厂，可在工厂内部进行一级处理后统一纳—"/—n!.."年&月工业水处理(E>’，!.."第!"卷第&期6>?@ABCDEFGEBHCICHEB=H>BJKF’!"LK’&"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""入城市污水厂一并处理，这样可节省投资和占地面处理，&))/，&（/%）："!+"%积，且可降低处理成本；（!）位于城市市区内不能纳［&,］谌建宇，刘晓文’厌氧3129+新型生物接触氧化工艺处理啤酒废水［(］’给水排水，!...，!（,*）："*+",入城市污水收集系统的啤酒厂，可通过清洁生产和［&-］张振家，周长波，熊庆明’3129+295工艺处理啤酒生产废水革新工艺，做到废水资源化，减少污染物排放量；（"）［(］’中国给水排水，!..&，&（-)）：)+&&位于城镇郊区的啤酒厂，可经调节均化及沉淀等一［&/］王松林，汪大庆’内循环3129反应器:氧化沟工艺［(］’工业用级物化处理，去除大部分悬浮物并调节#$值，符合水与废水，!..&，"（!!）：!"+!*《农田灌溉水质标准》后浇灌农田，这样不仅可以增［&)］北京环境技术与设备研究中心，等’三废处理工程手册［4］’北京：化学工业出版社，!...’*+)加土壤肥效，还可减少农田开采水量，做到农业资源［!.］朱月海’啤酒废水处理工艺及浅析［(］’给水排水，&)))，!%（&）：化利用。但要处理好非农灌时间废水的存储问"!+",题〔"%〕。［!&］季斌，姜家展’三孔啤酒有限公司废水处理工程设计［(］’给水排水，&))/，!（*&）："!+"*［参考文献］［!!］郑俊，王晓焱’水解酸化+曝气生物滤池处理啤酒废水［(］’给水排水，!..&，!（-&）：*/+*)［&］顾国贤’中国啤酒工业的发展［(］’工业微生物，&)))，!)（"）：**+［!"］方建章，罗国维’水解+好氧混凝工艺处理啤酒厂废水［(］’环境*,科学与技术，&))-，（*"）：".+"*［!］武道吉，谭风训’啤酒废水处理技术研究［(］’水处理技术，&)),，［!*］戴全裕，蒋兴昌，张珩，等’水蕹菜对啤酒及饮食废水净化与资源!（!*）：!"-+!")化研究［(］’环境科学学报，&)),，&（,!）：!*/+!%&［"］张永明，魏洽，丁宁，等’固定化细胞流化床生物反应器处理啤酒［!%］郑爱榕，蔡阿根，许伟斌，等’光合细菌和螺旋藻对啤酒废水的净废水及其稳定性的研究［(］’南昌航空工业学院学报，&)))，&（""）：化与利用研究［(］’环境科学学报，&)))，&（)&）：!!+!-,!+,,［!,］满春生，黄江丽，张晓杰’啤酒废水培养20;的可行性研究［(］’［*］张永明，陈素华，虞启义，等’气升式内循环接触氧化生物反应器中国给水排水，&))"，（)*）：".+"!处理啤酒废水的研究［(］’环境工程，!...，&（/,）：&/+&)［!-］吴敦虎，王世真，王艳，等’硼泥复合混凝剂处理啤酒废水的研究［%］王连军，蔡敏敏，荆晶，等’无机膜+生物反应器处理啤酒废水及［(］’水处理技术，!...，!（,%）：!)"+!),其膜清洗的试验研究［(］’工业水处理，!...，!（.!）："!+"*［!/］郭廷忠’土地快速渗滤处理啤酒废水的工程试验研究［(］’上海［,］梅荣武，刘想之’高浓度活性污泥法处理啤酒废水［(］’给水排环境科学，&))%，&（*&.）：!/+".水，!...，!（,*）：")+*.［!)］李兴革，孙丽伟，许万’啤酒生产中副产物的综合利用［(］’酿酒，［-］徐立根’0122工艺在啤酒废水治理中的应用［(］’环境保护，&)))，"（!!）：/*+//&)))，!（"&!）：&*+&%［".］周长波，张振家，曾庆荣’啤酒废水的综合治理［(］’工业水处［/］周刚’0122工艺在高寒地区处理啤酒废水中的应用［(］’给水排理，!..&，!（&&&）：**+*,水，!..&，!（-&&）：*,+*/［"&］冀贞泉，刘洪俊，勾怀亮，等’啤酒工业废水处理资源化利用［(］’［)］郝瑞霞，贾胜温，程水源’我国啤酒工业废水治理技术现状及发展广州食品工业科技，&))%，&（&"）：)!+)%趋势［(］’河北轻化工学院学报，&))/，&（)&）：-%+-)［"!］张华，阚久方，张雁秋’略论啤酒清洁生产［(］’重庆环境科学，［&.］熊正为，谢水波’生物滤池+活性污泥法处理啤酒废水的实践!..&，!（""）：,)+-&［(］’工业水处理，!...，!（.&.）："-+"/［""］左永泉’啤酒工业废水污染危害及治理方法初探［(］’江苏食品［&&］吴允，张勇，刘红阁，等’啤酒生产废水处理新技术+内循环反应与发酵，!...，!（,!）：&/+!!器［(］’环境保护，&))-，!（&)）：&/+&)［"*］张崇岱’啤酒污水处理的几个问题评述［(］’工业用水与废水，［&!］聂洪文’3145中温处理高浓度啤酒废水研究［(］’重庆环境科!...，"（&&）：&+!学，&)))，!（&%）：",+")［"%］周焕祥’啤酒废水处理技术的现状及发展趋势［(］’工业水处理，［&"］何晓娟’60+065078工艺及其在啤酒废水处理中的应用［(］’给&))"，&（""）：/+&.水排水，&))-，!（"%）：!,+!/［&*］靳国正’啤酒废水处理设计剖析［(］’给水排水，!..&，!-（!）：*)+［作者简介］石明岩（&)-!—），!...年毕业于哈尔滨工业大学，讲%"师，博士。［&%］张德清，李传生’曲阜三孔啤酒厂废水处理站设计［(］’工业水［收稿日期］!..!+.,+".!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!栗田工业株式会社开发成功-!=!大面积3<膜，比过水处理动态去的膜面积提高"倍。因而设备、生产成本大大降低。用这种大面积膜制的水处理设备预计!.."年春天投入使用。（乐志强供稿）大面积3<膜———化学工业日报（日），!..!+.)+.,—&)—