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啤酒廢水處理工藝

文章出處:AG贵宾会環境 人氣: 發表時間:2018-06-30 11:46

 

 
 

啤酒生產過程用水量很大,特別是釀造、罐裝工藝過程,由於大量使用新鮮水,相應產生大量廢水。國內啤酒從糖化到灌裝總耗水為10~ 20m3/t。釀造啤酒要消耗大量的水,除一部分水轉入產品外,其絕大部分將作為工業廢水排入環境。

 
 
1、 啤酒廢水水質來源和特點

1.1啤酒廢水來源


汙水主要來源有:麥芽生產過程的洗麥水、浸麥水、發芽降溫噴霧水、麥槽水、洗滌水、凝固物洗滌水;糖化過程的糖化、過濾洗滌水;發酵過程的發酵罐洗滌、過濾洗滌水;罐裝過程洗瓶、滅菌及破瓶啤酒;冷卻水和成品車間洗滌水;以及工廠員工的生活用水等等。由此可見,啤酒廢水的特點是水量大,無毒有害,屬高濃度有機廢水。

1.2啤酒廢水水質特點

國內啤酒廠排放的廢水超標項目主要是COD 、 BOD5 和SS三項。國內啤酒廠混合廢水COD一般在1000~2500mg/L之間,BOD5在600-1500mg/L之間,其BOD5與COD的比例一般高達0.5左右,說明這種廢水具有較高的生物可降解性。啤酒廢水中也含有一定量的氮和磷。

 

 
 
2、啤酒廢水主要處理工藝

啤酒廢水常用處理方法為好氧工藝、水解-好氧處理工藝和厭氧-好氧聯合處理工藝。

2.1好氧生物處理

好氧生物處理是在氧氣充足的條件下,利用好氧微生物的生命活動氧化啤酒汙水中的有機物,其產物是二氧化碳、水及能量(釋放於水中)。這類方法沒有考慮到汙水中有機物的利用問題,因此處理成本較高。

2.1.1 活性汙泥法
中、低濃度有機汙水處理中使用最多、運行最可靠的方法,具有投資省、處理效果好等優點。該處理工藝的主要部分是曝氣池和沉澱池。汙水進入曝氣池後,與活性汙泥(含大量的好氧微生物)混合,在人工充氧的條件下,活性汙泥吸附並氧化分解汙水中的有機物,而汙泥和水的分離則由沉澱池來完成。我國的珠江啤酒廠、煙台啤酒廠、上海益民啤酒廠、武漢西湖啤酒廠、廣州啤酒廠和長春啤酒廠等廠家均采用此法處理啤酒汙水。

活性汙泥法處理啤酒汙水的缺點是動力消耗大,處理中常出現汙泥膨脹。汙泥膨脹的原因是啤酒汙水中碳水化合物含量過高,而N,P,Fe等營養物質缺乏,各營養成分比例失調,導致微生物不能正常生長而死亡。解決的辦法是投加含N,P的化學藥劑,但這將使處理成本提高。而較為經濟的方法是把生活汙水(其中N,P濃度較大)和啤酒汙水混合。

2.1.2間歇式活性汙泥法(SBR)

通過間歇曝氣可以使動力耗費顯著降低,同時,汙水處理時間也短於普通活性汙泥法。例如,珠江啤酒廠引進比利時SBR專利技術,汙水處理時間僅需19~20h,比普通活性汙泥法縮短10~11h,CODcr的去除率也在96%以上。揚州啤酒廠和三明市大田啤酒廠采用SBR技術處理啤酒汙水,也收到了同樣的效果。

2.1.3深井曝氣法

為了提高曝氣過程中氧的利用率,節省能耗,加拿大安大略省的巴利啤酒廠、我國的上海啤酒廠和北京五星啤酒廠均采用深井曝氣法(超深水曝氣)處理啤酒汙水。深井曝氣實際上是以地下深井作為曝氣池的活性汙泥法,曝氣池由下降管以及上升管組成。將汙水和汙泥引入下降管,在井內循環,空氣注入下降管或同時注入兩管中,混合液則由上升管排至固液分離裝置,即汙水循環是靠上升管和下降管的靜水壓力差進行的。

其優點是:占地麵積少,效能高,對氧的利用率大,無惡臭產生等。當然,深井曝氣也有不足之處,如施工難度大,造價高,防滲漏技術不過關等。

2.1.4生物膜法

與活性汙泥法不同,生物膜法是在處理池內加入軟性填料,利用固著生長於填料表麵的微生物對汙水進行處理,不會出現汙泥膨脹的問題。生物接觸氧化池和生物轉盤是這類方法的代表,在啤酒汙水治理中均被采用,主要是降低啤酒廢水中的BOD5

2.1.5生物接觸氧化法

是在微生物固著生長的同時,加以人工曝氣。這種方法可以得到很高的生物固體濃度和較高的有機負荷,因此處理效率高,占地麵積也小於活性汙泥法。國內的淄博啤酒廠、青島啤酒廠、渤海啤酒廠和徐州釀酒總廠等廠家的汙水治理中采用了這種技術。

2.1.6生物轉盤

是較早的啤酒廠汙水處理工藝。它主要由盤片、氧化槽、轉動軸和驅動裝置等部分組成,依靠盤片的轉動來實現汙水與盤上生物膜的接觸和充氧。該法運轉穩定、動力消耗少,但低溫對運行影響大,在處理高濃度汙水時需增加轉盤組數。該方法在美國應用較為普及,國內的杭州啤酒廠、上海華光啤酒廠和浙江慈溪啤酒廠也在使用。

2.2水解-好氧處理工藝

在好氧單元的基礎上加入水解單元後,水解反應器可使啤酒廢水中的大分子難降解有機物被轉變為小分子易降解的有機物,出水的可生化性能得到改善。與此同時,懸浮固體物質(包括進水懸浮物和後續好氧處理中的剩餘汙泥)被水解為可溶性物質,使汙泥得到處理。

2.3厭氧-好氧聯合工藝

厭氧處理是一種有效去除有機汙染物的技術,它將有機化合物轉變為甲烷和二氧化碳。當前,厭氧技術常用於啤酒廢水處理,一般使用的厭氧反應器包括UASB、IC和EGSB。其主要工藝環節如下:

● 固體物質分離;粗、細格柵

● 調節池(約需6h的停留時間,高堿度的間歇排放廢液應分開貯存後,再定量地排進調節池,以減低pH調整所需的藥品)

● pH調節係統(厭氧係統的最有效pH值為6-7)

● 厭氧反應器(將90%一95%有機物出去)

● 傳統活性汙泥好氧係統(將BOD降至低於30mg/L)

● 汙泥處理係統,包括汙泥濃縮池和汙泥脫水設備

a. 預處理係統

啤酒廢水的預處理包括去除粗大固體如破布、瓶子、菜葉和麥皮等以及無機的可沉固體。否則不可生物降解固體,將在UASB反應器內積累並占據大量的池容,由於堵塞和/或反應器池容的減少使得係統完全失效。一般恰當的預處理係統包括去除大的固體的粗格柵和主要去除麥麩的細格柵。預處理部分包括如下的技術環節:粗、細格柵、泵房、調節(酸化)池、營養鹽和pH調控係統。  

b. 生物處理係統

生物處理部分包括如下的技術環節:UASB/IC和好氧處理、二沉池、供氣係統。在UASB/IC反應器中,有機物首先分解為有機酸,然後分解為甲烷和二氧化碳。在反應器頂部設置有三相分離器,將甲烷氣體、汙泥和處理後廢水有效地分開。廢水隨後進入好氧生物係統。 

c. 汙泥處理工藝

一般從UASB/IC反應器和二沉池排出的汙泥進入濃縮池。濃縮以後的汙泥用泥漿泵提升到管道混合器與高分子絮凝劑和助凝劑混合,流入帶式壓濾機脫水,脫水以後的幹汙泥用皮帶輸送機送入堆泥場,定期運走作農肥。采用UASB/IC汙泥穩定性好,脫水比較容易,而好氧工藝的汙泥在處置上要區別對待。濃縮池上清液返回到調節池作進一步處理。

 

 
 
3、小結

 

啤酒廢水屬中高濃度有機廢水,有很好的可生化性。啤酒廢水中含有大量有機碳而氮源含量較少。在進行傳統的生化處理中,其含氮量遠遠低於BOD:N=100:5(質量比)的要求,致使有些啤酒廠采用傳統活性汙泥法時,在不補充氮源情況下處理效果很差,甚至無法運行。要得到理想的處理結果,實現啤酒汙水治理的環境效益和經濟效益的統一,必須將兩種或三種技術結合使用,這是解決啤酒汙水汙染問題的根本出路。