1、 1 本科毕业论文 文献综述 环境 工程 啤酒废水的处理工艺进展 摘要 : 啤酒废水属于高强度污染的有机废水 ， 处理不当会严重污染环境。目前啤酒废水的处理方法 ， 通常以生化处理方法为主。本文简要介绍了啤酒废水的来源及特点， 根据水质的特点，提出了几种较为常见的啤酒废水处理工艺以及一些新兴的处理工艺 ， 并对几种工艺进行比较， 最后对啤酒废水处理工艺的发展前景进行了展望。 关键词 ：啤酒废水；处理工艺； 研究进展 1. 前言 近年来，随着人民生活水平的提高，我国啤酒消费量急剧增大 1。而我国啤酒厂的粮酒耗水量较大，废水排放量接近于耗水量的 90%2。啤酒废水含有较高浓度的有机物，如未经处理直
2、接排入自然水体后，在自然降解的过程中使水中的微生物大量繁殖，从而消耗了自然水体中的溶解氧，造成水体缺氧，最终导致水质发黑变臭，严重污染环境。 2. 啤酒废水的来源及特点 啤酒废水来自于啤酒生产各工序中的排放，大致可一分为三类 3： (1)大量的冷却水、冲洗水，包括冷冻机冷却水、热麦汁冷却水、约占总水量的 70%。 (2)含有大量有机物的废水，这些废水负荷是生产过程中的物料流失，大部分是由于啤酒损失率大 (14.96%-8.01%)造成，另一类是副产物竹理不善而进入废 水系统，主要是废酵母、麦糟及洗糟水、硅藻土和热冷凝固物。 (3)洗瓶、杀菌和冲洗水，大多来自包装车间，约占 20%4。 啤酒废水
3、中主要污染物成份是 :糖类、醇类、氨基酸、果胶、啤酒花、维生素、蛋白化合物及包装车间的有机物和少量无机盐类等。 啤酒废水有以下几个方面的特点： (1)水量大 , 有机污染物含量高 ,色度深 ,悬浮物含量高 ,水质变化较剧烈。(2)由于生产啤酒原料较为固定 (麦芽和大米 ),所以废水中的 pH 值、 CODCr 、BOD5、颜色等方面较为稳定 , 共同特点为 BOD/COD值较高 , 可生化性较好。因此 , 常采用 生化处理为主的处理工艺。 (3)啤酒废水中含有机物浓度较高 , 虽然无2 毒 , 但易于腐败 , 排入水体要消耗大量的溶解氧 , 对水体环境将造成严重危害 ，需经过废水处理才能排放
4、5,6。 3. 啤酒废水处理工艺的现状 由于啤酒废水的水量较大，水中污染物浓度高，性质接近于生活污水，可生化性良好， 对于啤酒废水的处理 ， 国内外采用直接好氧 ,如氧化沟、 SBR等工艺或水解好氧处理工艺、厌氧 ( UASB) 反应器 -好氧联合处理。一般采用厌氧 -好氧联合处理。 3.1 好氧生物处理法 好氧生物处理是指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，其产物有一氧化碳、水及能量 7。 啤酒废水处理采用的好氧处理技术主要有活性污泥法、生物膜法等。 3.1.1活性污泥法 活性污泥法于 1914年由英国人 Ardernh和 Lockett实验成功，在中、低浓
5、度污染物有机废水处理中，其技术分支较为广泛，也是使用最多，运行可靠，最为成熟的方法。具有处理效果好、投资较少等优点，适用于大中城市啤酒厂采用。但是此法在用空气曝气时容易产生泡沫，造成难以充氧，竹理不好则易产生污泥膨胀，此外还因动力消耗高、占地面积较大等缺点限制了其应用。 SBR法 (序列间 隙式活性污泥法 )是一种改进型的活性污泥法，它是由原始的间歇式污泥法发展而来，与其他活性污泥法相比， SBR法没有设置一沉池和污泥回流设备，布置更为紧读，占地面积少，基建及运行费用较低，不易发生污泥膨胀问题，耐冲击负荷，处理效果稳定。 SBR 的主要优点有：工艺流程简单 、 造价低，有良好的处理效果和抗不稳
6、定性，出水水质稳定，具有较高的脱氮除磷效果，以及良好的污泥沉降性能，对进水水质水量的波动具有较好的适应性 8,9。 采用此法处理啤酒废水， COD的去除率可达 90%，出水 COD2000mg/ L, BOD5 1000mg/L)。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，而发酵后的剩余物还可回收作为优质肥料和饲料。 由于高效厌氧反应器的发展 , 厌氧处理工艺已经可以应用常温低浓度啤酒废水处理 15。 格栅 集水井 初沉调节池 SBR 反应器 泵房 风机房 污泥浓缩池 污泥压缩 出水 污泥 上清液 泥饼堆放 4 图 2 高效厌氧反应器工艺 3.3厌氧 - 好氧联合处理工
7、艺 过去十几年厌氧生物技术在低浓度废水处理上的巨大进展 , 使得在大多数情况下厌氧 -好氧联合处理工艺的优点远远大于其缺点 ,并在啤酒废水处理方面有较大的优势 ， 用单纯好氧或厌氧生化处理工艺进行处理 ,均不能取得满意的效果 。 如 : UASB-接触氧化工艺 、 SBR工艺 、 水解 -生物接触氧化工艺等 16,17。 进 水 出水 回流污泥 图 3 水解 好氧工艺流程图 对 UASB-接触氧化工艺 、 SBR 工艺 、 水解 -生物接触氧化工艺 进行比较 ， 如表 1 所视 。 表 1 生化处理工艺方案技术性能比较表 方案 优点 缺点 UASB- 好氧联合 处理工艺 工艺净化效率高 ,出水
8、 水质好 ;污泥产生量小 ,污泥处理系统小 ;空气需要量少 ,能耗低 ;容积负荷高 ,所需厌氧反应器体积更小 ;对营养物质要求低 ;同时可脱氮除磷。 受温度、 pH等影响较大 ,不耐冲击负荷 ,运行效果不稳定 ;有沼气产生 ,需配套贮存、净化设施 ,设备投资高 ;对操作人员技术要求高 ,操作杂。 续表 SBR 工艺 工艺简单 , 调节池容积小或不设调节池、二沉池 , 无污泥回流 ; 投资省 , 占地少 ; 反应过程基质浓度梯度大 , 反应推动力大 , 处理效率高 ; 耐有机负荷和有毒物负荷冲击能力强 , 运行方式灵要求自动化程度高 ;配套设备投资费用高 ;仅适用于小型处理站 ;进水浓度高时 ,
9、 运行费用较高。 车间来水 格栅 浓缩池 沼气利用 UASB 反应器 污泥利用 出水 脱水机 过滤机 调节池 格栅 沉砂池 水解池 曝气池 二沉池 脱水机房 浓缩池 5 活 , 静止沉淀出水水质好 ; 厌氧 和好氧过程交替发生泥龄短且活性高 , 同时可脱氮除磷。 水解 -生物接触氧化工艺 处理工艺简单 ,所需设备少 , 运行管理方便 ;耐冲击负荷较高 , 运行效果稳定 ;酸化水解可有效去除悬浮性颗粒物质 ,COD去除率可达 40%50%;出水水质良好 ,可以实现部分脱氮除磷 ;运行费用较 SBR工艺更为经济 ;布置紧凑 ,占地少、工程投资小 。 电耗及运行费比 UASB-接触氧化工艺高。 4.
10、 啤酒废水处理工艺的 研究进展 随着人们对于节能 价值和意义的认识不断变化与提高，开发节能工艺与产品引起了国内环保界的重视。开封啤酒厂国内首次将厌氧酸化技术成功的引用到啤酒厂工业废水处理工程中，节能效果明显，约节能 30 50%，而且使整个工艺达标排放更加容易和可靠。随着改革开放的发展，完整的厌氧技术也在国内啤酒、饮料行业得到应用。这里所说完整的意义在于除厌氧生化技术外，沼气通过自动化系统得到燃烧，这是厌氧系统安全运行和不产生二次污染的重要保证，这也是国内外开发厌氧技术和设备应充分引起重视的问题。厌氧技术的引进与应用能耗节约 70%以上 18。 我国对啤酒废 水的处理工艺和技术进行了大量的研究
11、和探索，特别是轻工业系统的设计院和科研单位，对啤酒废水的处理进行了各方面的试验、研究和实践，取得了行之有效的成功经验，逐渐形成了以生化为主、生化与物化相结合的处理工艺。生化法中常用的有活性污泥法、生物膜法、厌氧与好氧相结合法、水解酸化与 SBR相组合等各种处理工艺。 并对现有方法进行了一些新的探索 ， 将工程生物技术综合运用 ， 取得了可喜的成果 ， 好氧法提供了可实用的技术手段 ， 而厌氧法和好氧 -厌氧法改进了好氧法中的不足 ， 新兴的生物处理技术则为我们开辟了啤酒废水处理的新思路 。 这一系列研 究改进 ， 不仅丰富了我国啤酒废水处理技术手段 ， 并为其他类型污水处理提供了一定的依据 1
12、9。 目前还有不少新的处理方法和工艺优化组合正在试验和研究，有的已取得了理想的成效，不久将应用于实践中。啤酒废水含有较高浓度的有机物，因此生物处理在啤酒废水处理中，得到了充分重视和广泛采用 。 6 5. 结语 应用 UASB工艺改造传统的以好氧处理为主的啤酒厂污水站 , 可大幅度提高处理能力 , 改善出水水质 , 降低处理成本 , 减少剩余污泥产量 , 并产生清洁能源 沼气 20。 由于啤酒废水水量大、且属于高浓度有机废水，因此啤酒废 水治理可考虑从以下儿方面着乎 :首先要减少生产用水、降低排放量 ;其次是降低废水排放负荷，同时做到清浊分流和循环使用，减轻处理压力，控制洗糟水量，加强冷热凝固蛋
13、白及酵母的回收，减少酒损等降低污染负荷的措施 ;最后还要合理利用，变废为宝，以降低废水处理成本 21,22。 污染防治工艺的选择，必须因地制宜，谨防生搬硬套。同时确定清晰的工作思路，要广泛了解、熟悉本行业污染治理技术方法，有条件情况下要进行必要调研，尤其是技术的先进性和可靠性。通过先进的技术方法和具体项目的有机结合，最终选择容易操作、适用性强、运行可靠、 处理效果稳定、投资和运行费用较低以及节能的污染治理技术方案，只有这样提出的污染防治措施才具有科学性，才能被建设单位和设计部门采纳，更好地为环境管理提供科学依据。 参考文献 1 刘瑾 ,赵斌 ,潘博 .UASB-生物接触氧化工艺处理啤酒废水 J
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