啤酒廢水處理方法比較

1、實用標準文案啤酒廢水處理方法比較摘要： 隨著改革開放的發(fā)展， 90 年代初完整的厭氧技術(shù)也在國內(nèi)啤 酒、飲料行業(yè)得到應用。這里所說完整的意義在于除厭氧生化技術(shù)外， 沼氣通過自動化系統(tǒng)得到燃燒， 這是厭氧系統(tǒng)安全運行和不產(chǎn)生二次 污染的重要保證， 這也是國內(nèi)外開發(fā)厭氧技術(shù)和設(shè)備應充分引起重視 的問題。厭氧技術(shù)的引進與應用能耗節(jié)約 70% 以上。關(guān)鍵詞： 啤酒廢水 SBR 法 好氧接觸 新型接觸 生 物接觸 UASB+SBR 法一、前言：啤酒廢水主要來自麥芽車間（浸麥廢水），糖化車間（糖化，過濾洗 滌廢水），發(fā)酵車間（發(fā)酵罐洗滌，過濾洗滌廢水），灌裝車間（洗 瓶，滅菌廢水及瓶子破碎流出的啤酒）以及

2、生產(chǎn)用冷卻廢水等。啤酒工業(yè)廢水主要含糖類，醇類等有機物，有機物濃度較高，雖然無 毒，但易于腐敗， 排入水體要消耗大量的溶解氧，對水體環(huán)境造成嚴 重危害。 啤酒廢水的水質(zhì)和水量在不同季節(jié)有一定差別， 處于高峰流 量時的啤酒廢水，有機物含量也處于高峰。國內(nèi)啤酒廠廢水中： CODcr 含量為：1000 2500mg/L , B0D5 含量為：600 1500 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。啤酒廢水按有機物含量可分為3類：清潔廢水如冷凍機冷卻水，麥 汁冷卻水等。這類廢水基本上未受污染。清洗廢水如漂洗酵母水、 洗瓶水、生產(chǎn)裝置清洗水等，這類廢水受到不同程度污染。含渣廢

3、 水如麥糟液、冷熱凝固物。 剩余酵母等，這類廢水含有大量有機懸浮 性固體。二、啤酒廢水處理方法：鑒于啤酒廢水自身的特性，啤酒廢水不能直接排入水體，據(jù)統(tǒng)計，啤 酒廠工業(yè)廢水如不經(jīng)處理， 每生產(chǎn) 100 噸啤酒所排放出的 BOD 值相 當于 14000 人生活污水的 BOD 值，懸浮固體 SS 值相當于 8000 人 生活污水的SS,其污染程度是相當嚴重的，所以要對啤酒廢水進行 一定的處理。目前常根據(jù) BOD5/CODcr 比值來判斷廢水的可生化性，即：當 BO D5/CODcr>0.3 時易生化處理， 當 BOD5/CODcr>0.25 時可生化處 理，當 BOD5/CODcr<

4、;0.25 難生化處理，而啤酒廢水的 BOD5/CO Dcr 的比值 >0.3 所以，處理啤酒廢水的方法多是采用好氧生物處理， 也可先采用厭氧處理，降低污染負荷，再用好氧生物處理。目前國內(nèi) 的啤酒廠工業(yè)廢水的污水處理工藝， 都是以生物化學方法為中心的處 理系統(tǒng)。 80 年代中前期，多數(shù)處理系統(tǒng)以好氧生化處理為主。由于 受場地、氣溫、初次投資限制，除少數(shù)采用塔式生物濾池，生物轉(zhuǎn)盤 靠自然充氧外， 多數(shù)采用機械曝氣充氧， 其電耗高及運行費用高制約 了污水處理工程的發(fā)展和限制了已有工程的正常使用或運行。隨著人們對于節(jié)能價值和意義的認識不斷變化與提高， 開發(fā)節(jié)能工藝 與產(chǎn)品引起了國內(nèi)環(huán)保界的重視

5、。 1988 年開封啤酒廠國內(nèi)首次將厭 氧酸化技術(shù)成功的引用到啤酒廠工業(yè)廢水處理工程中，節(jié)能效果明 顯，約節(jié)能3050%，而且使整個工藝達標排放更加容易和可靠。 隨著改革開放的發(fā)展， 90 年代初完整的厭氧技術(shù)也在國內(nèi)啤酒、飲 料行業(yè)得到應用。 這里所說完整的意義在于除厭氧生化技術(shù)外， 沼氣 通過自動化系統(tǒng)得到燃燒， 這是厭氧系統(tǒng)安全運行和不產(chǎn)生二次污染 的重要保證，這也是國內(nèi)外開發(fā)厭氧技術(shù)和設(shè)備應充分引起重視的問 題。厭氧技術(shù)的引進與應用能耗節(jié)約 70% 以上。下面主要介紹一下處理啤酒廢水常用的幾種方法：（一）、酸化 SBR 法處理啤酒廢水： 其主要處理設(shè)備是酸化柱和 S BR 反應器。這種

6、方法在處理啤酒廢水時，在厭氧反應中，放棄反應 時間長、控制條件要求高的甲烷發(fā)酵階段，將反應控制在酸化階段， 這樣較之全過程的厭氧反應具有以下優(yōu)點：（1）由于反應控制在水解、酸化階段反應迅速，故水解池體積?。唬?2）不需要收集產(chǎn)生的沼氣，簡化了構(gòu)造，降低了造價，便于維護， 易于放大；（ 3 ）對于污泥的降解功能完全和消化池一樣， 產(chǎn)生的剩余污泥量少。 同時，經(jīng)水解反應后溶解性 COD 比例大幅度增加，有利于微生物對 基質(zhì)的攝取， 在微生物的代謝過程中減少了一個重要環(huán)節(jié)， 這將加速 有機物的降解，為后續(xù)生物處理創(chuàng)造更為有利的條件。（4）酸化 SBR 法處理高濃度啤酒廢水效果比較理想，去除率均在 9

7、4%以上，最高達 99% 以上。要想使此方法在處理啤酒廢水達到理想的效果時運行環(huán)境要達到下 列要求：（1）酸化 SBR 法處理中高濃度啤酒廢廢水，酸化至關(guān)重要，它具 有兩個方面的作用， 其一是對廢水的有機成分進行改性， 提高廢水的 可生化性；其二是對有機物中易降解的污染物有不可忽視的去除作 用。酸化效果的好壞直接影響 SBR 反應器的處理效果，有機物去 除 主要集中在 SBR 反應器中。（2）酸化 SBR 法處理啤酒廢水受進水堿度和反應溫度的影響，最 佳溫度是24 C,最佳堿度范圍是500750mg/L。視原水水質(zhì)情況， 如堿度不足，采取預調(diào)堿度方法進行本工藝處理；若溫度差別不大， 運行參數(shù)可

8、不做調(diào)整，若溫度差別較大，視具體情況而定。（二）、UASB 好氧接觸氧化工藝處理啤酒廢水： 此處理工藝中主 要處理設(shè)備是上流式厭氧污泥床和好氧接觸氧化池，處理主要過程為：廢水經(jīng)過轉(zhuǎn)鼓過濾機，轉(zhuǎn)鼓過濾機對SS的 去除率達10%以上， 隨著麥殼類有機物的去除， 廢水中的有機物濃度也有所降低。 調(diào)節(jié)池 既有調(diào)節(jié)水質(zhì)、 水量的作用， 還由于廢水在池中的停留時間較長而有 沉淀和厭氧發(fā)酵作用。 由于增加了厭氧處理單元， 該工藝的處理效果 非常好。上流式厭氧污泥床能耗低、運行穩(wěn)定、出水水質(zhì)好，有效地 降低了好氧生化單元的處理負荷和運行能耗 （因為好氧處理單元的能 耗直接和處理負荷成正比 ）。好氧處理 （包括

9、好氧生物接觸氧化池和斜 板沉淀池 ）對廢水中 SS 和 COD 均有較高的去除率，這是因為廢水經(jīng) 過厭氧處理后仍含有許多易生物降解的有機物。該工藝處理效果好、操作簡單、穩(wěn)定性高。上流式厭氧污泥床和好氧 接觸氧化池相串聯(lián)的啤酒廢水處理工藝具有處理效率高、 運行穩(wěn)定 、 能耗低、 容易調(diào)試和易于每年的重新啟動等特點。 只要投加占厭氧池 體積 1/3 的厭氧污泥菌種， 就能夠保證污泥菌種的平穩(wěn)增長， 經(jīng)過 3 個月的調(diào)試 UASB 即可達到滿負荷運行。 整個工藝對 COD 的去除率 達96.6%，對懸浮物的去除率達97.3%98%，該工藝非常適合在 啤酒廢水處理中推廣應用。（三）、新型接觸氧化法處理

10、啤酒廢水： 此方法處理過程為 ：廢水首 先通過微濾機去除大部分懸浮物， 出水進入調(diào)節(jié)池， 然后中提升泵打 入 VTBR 反應器中進行生化處理， 通過風機強制供風使廢水與填料接 觸，維持生化反應的需氧量， VTBR 反應器出水進入沉淀器，去除一 部分脫落的生物膜以減輕氣浮設(shè)備的處理負荷， 之后流人氣浮設(shè)備去 除剩余的生物膜，污泥及浮渣送往污泥池濃縮后脫水。該處理工藝有以下主要特點：VTBR反應器由廢舊酒精罐改造而成， 節(jié)省了投資。 與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比， 具有一次性投資低， 運行穩(wěn)定， 處理效果好等特點。 冬季運行時， 在 VTBR 反應器外部加了一層保溫材料， 使罐中始終 保持較高的溫度，提高

11、了生物的活性。 因 VTBR 反應器高達 10m 左右，水深大，所選用風機為高壓風機， 風壓為98kPa , N = 75kw，耗電量大。（四）、生物接觸氧化法處理啤酒廢水： 該工藝采用水解酸化作為生 物接觸氧化的預處理， 水解酸化菌通過新陳代謝將水中的固體物質(zhì)水 解為溶解性物質(zhì)， 將大分子有機物降解為小分子有機物。 水解酸化不 僅能去除部分有機污染物， 而且提高了廢水的可生化性， 有益于后續(xù) 的好氧生物接觸氧化處理。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)勢將污染物質(zhì)轉(zhuǎn)化、去除。然而，如果由于某些構(gòu)筑 物的構(gòu)造設(shè)計考慮不周會影響運行效果， 致使出水水質(zhì)不理想，

12、 使生 物接觸氧化池的出水（靜沉30 min的澄清液）COD為500600 mg /L ，經(jīng)混凝氣浮處理后出水 COD 仍高達 300 mg/L ，遠高于排放要 求（150 mg/L） 。但是此處理方法在設(shè)計和運行中回出現(xiàn)以下問題 ：（1）水解酸化池存在的問題主要是沉淀污泥不能及時排除。由于該 廢水中懸浮物濃度較高， 因而池內(nèi)污泥產(chǎn)量很大， 而原工藝僅在水解 酸化池前端設(shè)計了污泥斗， 所以池子的后部很快就淤滿了污泥。 另外， 隨著微生物量的增加在軟性生物填料的中間部位形成了污泥團， 使得 傳質(zhì)面積減小。 針對污泥淤積情況， 在水解酸化池前可增設(shè)一級混凝 氣浮以去除水中的懸浮物，經(jīng)此改進后水解酸

13、化池能長期、穩(wěn)定、有 效地運行，其出水COD也從11001200 mg/L降至9001000 mg/L ，收到了較好的效果。不過，增設(shè)混凝氣浮增加了運行費用， 而且氣浮過程中溶入的 O2 還可能對水解酸化產(chǎn)生不利影響。因此， 在設(shè)計采用水解酸化處理懸浮物濃度高的污水時， 可增設(shè)污泥斗的數(shù) 量以便及時排除沉淀污泥。 此外，為防止填料表面形成污泥團應采用 比表面積大、不結(jié)泥團的半軟性填料。（2）如果廢水中污染物濃度較高或前處理效果不理想，生物接觸氧 化池前端的有機物負荷較高， 使得供氧相對不足， 此時該處的生物膜 呈灰白色， 處于嚴重的缺氧狀態(tài)， 而池末端成熟的好氧生物膜呈琥珀 黃色。同時，水中的

14、生物活性抑制性物質(zhì)濃度也較高，對微生物也有 一定的抑制作用。 這些因素使得生物接觸氧化池沒有發(fā)揮出應有的作 用，處理效果不理想。鑒于此，可一采取階段曝氣措施即多點進水， 污水沿池長多點流入生物接觸氧化池以均分負荷， 消除前端缺氧及抑 制性物質(zhì)濃度較高的不利影響。 改為多點進水并經(jīng)過一段時間的穩(wěn)定 運行后，生物接觸氧化池的出水（30 min的澄清液）COD為200300 mg/L。再經(jīng)混凝氣浮工序處理后最終出水 COD v 150 mg/L（ 般在 130 mg/L） ，達到了排放要求。（3）在調(diào)試運行過程中，生物接觸氧化池中生物膜脫落、氣泡直徑 變大（曝氣方式為微孔曝氣 ）、出水渾濁、處理效果

15、惡化的現(xiàn)象時有發(fā) 生。經(jīng)研究、分析、驗證發(fā)現(xiàn)這是由于負荷波動或操作不當造成溶解 氧不足而引起的。溶解氧不足使得生物膜由好氧狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閰捬鯛?態(tài)，其附著力下降，在空氣氣泡的攪動下生物膜大量脫落，導致水粘 度增加、氣泡直徑增大、氧轉(zhuǎn)移效率下降，這又進一步造成缺氧，如 此形成惡性循環(huán)致使處理效果惡化。（4）在調(diào)試運行初期，發(fā)生這種現(xiàn)象時一般是增大供氣量以提高供 氧能力來消除缺氧， 結(jié)果由于氣泡攪動強度增大， 造成了更大范圍的 生物膜脫落、水粘度更大、氧轉(zhuǎn)移效率更低，非但沒 能提高供氧能 力反而使情況更糟。 正確的處理措施應是減小曝氣量， 待脫落的生物 膜隨水流 流出后再逐漸增加曝氣量使溶解氧濃度恢復

16、到原有水平， 若水溫適宜則23 d后生物膜就可恢復正常。因此當采用此工藝處理啤酒廢水時要遵循下列要求： 采用水解酸化 作為預處理工序時應考慮懸浮物去除措施。 采用推流式生物接觸氧 化池時，為避免前端有機物負荷過高可采用多點進水。 應嚴格控制 溶解氧濃度，供氧不足會造成生物膜大范圍脫落，導致運行失敗。（五）、內(nèi)循環(huán) UASB 反應器氧化溝工藝處理啤酒廢水： 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 理用地有一處狹長形池塘，為了降低土建費用，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 反應器。該反應器是利用厭 氧微生物降解廢水中的有機物，其主體

17、分為配水系統(tǒng)，反應區(qū)，氣、 液、固三相分離系統(tǒng)，沼氣收集系統(tǒng)四個部分。厭氧微生物對水質(zhì)的 要求不象好氧微生物那么寬，最佳pH為6.5 7.8，最佳溫度為35 °C 40 C 2，而本工程的啤酒廢水水質(zhì)超出了這個范圍。這就要求廢 水進入 UASB 反應器之前必需進行酸度和溫度的調(diào)節(jié)。 這無形中增加 了電器。儀表專業(yè)的設(shè)備投資和設(shè)計難度。內(nèi)循環(huán) UASB 技術(shù)是在普通 UASB 技術(shù)的基礎(chǔ)上增加一套內(nèi)循環(huán)系 統(tǒng)，它包括回流水池及回流水泵。 UASB 反應器的出水水質(zhì)一般都比 較穩(wěn)定，在回流系統(tǒng)的作用下重新回到配水系統(tǒng)。 這樣一來能提高 U ASB 反應器對進水水溫、 pH 值和 COD

18、濃度的適應能力，只需在 U ASB 反應器進水前對其 pH 和溫度做一粗調(diào)即可。UASB 反應器采用環(huán)狀穿孔管配水， 通過三相分離器出水，并在三相 分離器的上方增加側(cè)向流絮凝反應沉淀器， 它由玻璃鋼板成 60°安裝 而成，能在最大程度上截留三相分離出水中的顆粒污泥。此處理工藝主要有以下特點： 實踐證明， 采用內(nèi)循環(huán) UASB 反應器 氧化溝工藝處理啤酒廢水是可行的，其運行結(jié)果表明 CODCr 總?cè)?除率高達 95以上。 由于采用的是內(nèi)循環(huán) UASB 反應器和氧化溝 工藝串聯(lián)組合的方式， 可根據(jù)啤酒生產(chǎn)的季節(jié)性、 水質(zhì)和水量的情況 調(diào)整 UASB 反應器或氧化詢處理運行組合，以便進一步

19、降低運行費 用。（六）、 UASB+SBR 法處理啤酒廢水 ：本處理工藝主要包括 UASB 反應器和 SBR 反應器。將 UASB 和 SBR 兩種處理單元進行組合，所 形成的處理工藝突出了各自處理單元的優(yōu)點， 使處理流程簡潔， 節(jié)省 了運行費用，而把 UASB 作為整個廢水達標排放的一個預處理單元， 在降低廢水濃度的同時，可回收所產(chǎn)沼氣作為能源利用。同時，由于 大幅度減少了進入好氧處理階段的有機物量， 因此降低了好氧處理階 段的曝氣能耗和剩余污泥產(chǎn)量， 從而使整個廢水處理過程的費用大幅 度減少。采用該工藝既降低處理成本，又能產(chǎn)生經(jīng)濟效益。并且 UA SB 池正常運行后，每天產(chǎn)生大量的沼氣，將其回收作為熱風爐的燃 料，可供飼料烘干使用。 UASB 去除 COD 達 7 500 kg/d ，以沼氣 產(chǎn)率為 0.5m 3/kgCOD 計算， UASB 產(chǎn)氣量為 3 500m 3/d（ 甲烷含量 為55%65%）。沼氣的熱值約為22 680kJ/m 3，煤的熱值為21 0 00 kJ/t 計算，則 1m 3沼氣的熱值相當于 1 kg 原煤，這樣可節(jié)煤約 4 t/d 左右，年收益約為 39.6 萬元。UASB+SBR 法處理工藝與水解酸化 +SBR 處理