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啤酒生產(chǎn)過(guò)程中用水量大,特別是釀造,罐裝工藝過(guò)程, 由于使用大量新鮮水, 相應(yīng)產(chǎn)生大量的廢水。不同的生產(chǎn)工藝產(chǎn)生的廢水量也不一樣。以噸啤酒耗水量為例,進(jìn)步水平為6 t 多,國(guó)內(nèi)的一些廠家高達(dá)12 t, 采用新型生產(chǎn)工藝的啤酒廠可以達(dá)到5~6 t 的水平。廢水主要來(lái)源有:麥芽生產(chǎn)過(guò)程的洗麥水,浸麥水,發(fā)芽降溫噴霧水,麥槽水,洗滌水,凝固物洗滌水;糖化過(guò)程的糖化水,洗滌水;發(fā)酵過(guò)程的發(fā)酵堆洗水, 過(guò)濾洗滌水;包裝過(guò)程洗瓶水,滅菌水及冷卻水和成品車間洗滌水。
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(wú)毒,但易于腐敗,對(duì)水體環(huán)境造成危害。國(guó)內(nèi)啤酒廠廢水中CODCr含量為1 000~2500 mg / L,BOD5含量為600~1 500 mg / 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。具體參見(jiàn)更多相關(guān)技術(shù)文檔。
啤酒工業(yè)廢水處理方法常見(jiàn)的有以下幾種:
1 好氧水處理技術(shù)
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(dòng)氧化啤酒廢水中的有機(jī)物,其產(chǎn)物是二氧化碳、水及能量(釋放于水中)。這類方法沒(méi)有考慮到廢水中有機(jī)物的利用問(wèn)題,因此處理成本較高。活性污泥法、生物膜法是較有代表性的好氧生物處理方法。
1.1 活性污泥法
活性污泥法是中、低濃度有機(jī)廢水處理中使用zui多、運(yùn)行zui可靠的方法,具有投資省、處理效果好等優(yōu)點(diǎn)。該水處理工藝的主要部分是曝氣池和沉淀池。廢水進(jìn)入曝氣池后,與活性污泥(含大量的好氧微生物)混合,在人工充氧的條件下,活性污泥吸附并氧化分解廢水中的有機(jī)物, 而污泥和水的分離則由沉淀池來(lái)完成。我國(guó)的珠江啤酒廠、煙臺(tái)啤酒廠、上海益民啤酒廠、武漢西湖啤酒廠、廣州啤酒廠和長(zhǎng)春啤酒廠等廠家均采用此法處理啤酒廢水。間歇式活性污泥法(SBR)通過(guò)間歇曝氣可以使動(dòng)力消耗顯著降低,同時(shí),廢水處理時(shí)間也短于普通活性污泥法。引進(jìn)比利時(shí)的SBR 技術(shù),廢水處理時(shí)間僅需19~20 h ,比普通活性污泥法縮短10~11h,CODCr的去除率也在96%以上。具體參見(jiàn)更多相關(guān)技術(shù)文檔。
在傳統(tǒng)的活性污泥法基礎(chǔ)上, 科研人員開(kāi)發(fā)了新型好氧生物生理技術(shù)周期循環(huán)活性污泥法。其優(yōu)點(diǎn)是: 利用位于反應(yīng)器前端的預(yù)反應(yīng)區(qū)作為生物選擇器對(duì)進(jìn)水中有機(jī)底物快速吸附及吸收, 提高了處理效率,增強(qiáng)了系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性;可變?nèi)莘e的運(yùn)行提高了系統(tǒng)對(duì)水質(zhì)水量變化的適應(yīng)性和操作的靈活性;根據(jù)生物反應(yīng)動(dòng)力學(xué)原理,對(duì)廢水在反應(yīng)器的流動(dòng)呈現(xiàn)出整體推流, 而在不同區(qū)域內(nèi)為*混合的復(fù)雜流態(tài),不僅保證了穩(wěn)定的處理效果,而且提高了容積利用率;通過(guò)對(duì)生物速率的控制,使反應(yīng)器以好氧-缺氧-厭氧狀態(tài)周期循環(huán)運(yùn)行,使其具有優(yōu)良的脫氮降磷效果,降低了運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用。目前該技術(shù)處于中試階段。
1.2 生物接觸氧化法
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(guò)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。水解酸化去除了部分有機(jī)污染物,提高了廢水的可生化性,有益于后續(xù)的生物接觸氧化處理。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(shì)將污染物質(zhì)轉(zhuǎn)化、去除。采用此工藝處理啤酒廢水時(shí)要遵循下列要求: ①采用水解酸化作為預(yù)處理工序時(shí)應(yīng)考慮懸浮物去除措施。②采用推流式生物接觸氧化池時(shí),為避免前端有機(jī)物負(fù)荷過(guò)高可采用多點(diǎn)進(jìn)水。③應(yīng)嚴(yán)格控制溶解氧濃度, 供氧不足會(huì)造成生物膜大范圍脫落,導(dǎo)致運(yùn)行失敗。具體參見(jiàn)更多相關(guān)技術(shù)文檔。
2 厭氧-好氧結(jié)合處理技術(shù)
厭氧生物處理適用于高濃度有機(jī)廢水, 它是在無(wú)氧條件下,靠厭氧細(xì)菌的作用分解有機(jī)物。在這一過(guò)程中,參加生物降解的有機(jī)基質(zhì)有50%~90%轉(zhuǎn)化為沼氣(甲烷),而發(fā)酵后的剩余物又可作為肥料和飼料。厭氧生物處理包括多種方法,但以升流式厭氧污泥床(UASB)技術(shù)在啤酒廢水的治理方面應(yīng)用zui為成熟。UASB 的主要組成部分是反應(yīng)器,其底部為絮凝和沉淀性能良好的厭氧污泥構(gòu)成的污泥床,上部設(shè)置了一個(gè)的氣-液-固分離系統(tǒng)(三相分離室)。廢水從反應(yīng)器底部加入,在向上穿過(guò)生物顆粒組成的污泥床時(shí)得到降解,同時(shí)生成沼氣(氣泡)。氣、液、固(懸浮污泥顆粒)一同升入三相分離室,氣體被收集在氣罩里,而污泥顆粒受重力作用下沉至反應(yīng)器底部,水則經(jīng)出流堰排出。本文僅介紹兩種應(yīng)用較為廣泛的厭氧-好氧結(jié)合處理技術(shù)。
具體參見(jiàn)更多相關(guān)技術(shù)文檔。
2.1 內(nèi)循環(huán)UASB 反應(yīng)器+氧化溝工藝
此工藝采用厭氧和好氧相串聯(lián)的方式, 厭氧采用內(nèi)循環(huán)UASB 技術(shù), 好氧處理用地有一處狹長(zhǎng)形池塘,為了降低土建費(fèi)用,因地制宜,采用氧化溝工藝。本處理工藝的關(guān)鍵設(shè)備是UASB 反應(yīng)器,該反應(yīng)器是利用厭氧微生物降解廢水中的有機(jī)物, 其主體分為配水系統(tǒng)、反應(yīng)區(qū)、氣-液-固三相分離系統(tǒng)、沼氣收集系統(tǒng)四個(gè)部分。實(shí)踐證明,采用內(nèi)循環(huán)UASB反應(yīng)器+氧化溝工藝處理啤酒廢水是可行的,CODCr總?cè)コ矢哌_(dá)95%以上,根據(jù)啤酒生產(chǎn)的季節(jié)性、水質(zhì)和水量的情況可調(diào)整UASB 反應(yīng)器或氧化溝處理運(yùn)行組合,以便進(jìn)一步降低運(yùn)行費(fèi)用。具體參見(jiàn)更多相關(guān)技術(shù)文檔。
2.2 UASB+SBR 處理工藝
本工藝將UASB 和SBR 兩種處理單元進(jìn)行組合,所形成的處理工藝突出了各自處理單元的優(yōu)點(diǎn),使處理流程簡(jiǎn)潔, 把UASB 作為整個(gè)廢水達(dá)標(biāo)排放的一個(gè)預(yù)處理單元,在降低廢水濃度的同時(shí),可回收所產(chǎn)沼氣作為能源利用。同時(shí),由于大幅度減少了進(jìn)入好氧處理階段的有機(jī)物量,降低了好氧處理階段的曝氣能耗和剩余污泥產(chǎn)量, 從而使整個(gè)廢水處理過(guò)程的費(fèi)用大幅度減少。
3 利用啤酒廢水發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)
廢水的土地利用有悠久的歷史。其目的不單純是廢水農(nóng)田灌溉,而且還根據(jù)生態(tài)學(xué)原理,在充分利用水資源的同時(shí),科學(xué)地運(yùn)用土壤-植物系統(tǒng)的凈化功能,使該系統(tǒng)起到廢水的二、三級(jí)處理作用。廢水的土地利用一般有快速滲濾和地表漫流兩種方法:前者的特點(diǎn)是加入的廢水大部分都經(jīng)過(guò)土壤滲透到下層, 因而于在砂及砂質(zhì)粘土之類的快滲土壤上使用,植物對(duì)廢水的凈化作用較小,主要是由土壤中發(fā)生的物理、化學(xué)和生物學(xué)過(guò)程使廢水得到處理;后者是一種固定膜生物處理法, 廢水從生長(zhǎng)植物的坡地上游沿溝渠流下, 流經(jīng)植被表面后排入徑流集水渠, 廢水凈化主要是通過(guò)坡地上的生物膜完成的,這種方法對(duì)于滲透較慢的土壤zui為適用。
此外, 一些新的廢水利用技術(shù)為企業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)注入了新的活力。澳大利亞啤酒釀造商與科學(xué)家合作,開(kāi)發(fā)了一種新型廢水處理技術(shù),由此可以把酒廠廢水轉(zhuǎn)化成清潔能源。昆士蘭州布里斯班附近一家啤酒釀制廠內(nèi)安裝了一臺(tái)微生物燃料電池裝備, 通過(guò)分解釀酒廢水, 可以產(chǎn)生電力和無(wú)污染的水。這種微生物燃料電池利用了細(xì)菌分解釀酒廢水中有機(jī)物質(zhì)時(shí)散發(fā)出的化學(xué)能, 然后把化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能。
具體參見(jiàn)更多相關(guān)技術(shù)文檔。
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