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啤酒废水处理工艺

文章出处:管理员 人气: 发表时间:2018-06-30 11:46

 

 
 

啤酒生产过程用水量很大,特别是酿造、罐装工艺过程,由于大量使用新鲜水,相应产生大量废水。国内啤酒从糖化到灌装总耗水为10~ 20m3/t。酿造啤酒要消耗大量的水,除一部分水转入产品外,其绝大部分将作为工业废水排入环境。

 
 
1、 啤酒废水水质来源和特点

1.1啤酒废水来源


污水主要来源有:麦芽生产过程的洗麦水、浸麦水、发芽降温喷雾水、麦槽水、洗涤水、凝固物洗涤水;糖化过程的糖化、过滤洗涤水;发酵过程的发酵罐洗涤、过滤洗涤水;罐装过程洗瓶、灭菌及破瓶啤酒;冷却水和成品车间洗涤水;以及工厂员工的生活用水等等。由此可见,啤酒废水的特点是水量大,无毒有害,属高浓度有机废水。

1.2啤酒废水水质特点

国内啤酒厂排放的废水超标项目主要是COD 、 BOD5 和SS三项。国内啤酒厂混合废水COD一般在1000~2500mg/L之间,BOD5在600-1500mg/L之间,其BOD5与COD的比例一般高达0.5左右,说明这种废水具有较高的生物可降解性。啤酒废水中也含有一定量的氮和磷。

 

 
 
2、啤酒废水主要处理工艺

啤酒废水常用处理方法为好氧工艺、水解-好氧处理工艺和厌氧-好氧联合处理工艺。

2.1好氧生物处理

好氧生物处理是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污水中的有机物,其产物是二氧化碳、水及能量(释放于水中)。这类方法没有考虑到污水中有机物的利用问题,因此处理成本较高。

2.1.1 活性污泥法
中、低浓度有机污水处理中使用最多、运行最可靠的方法,具有投资省、处理效果好等优点。该处理工艺的主要部分是曝气池和沉淀池。污水进入曝气池后,与活性污泥(含大量的好氧微生物)混合,在人工充氧的条件下,活性污泥吸附并氧化分解污水中的有机物,而污泥和水的分离则由沉淀池来完成。我国的珠江啤酒厂、烟台啤酒厂、上海益民啤酒厂、武汉西湖啤酒厂、广州啤酒厂和长春啤酒厂等厂家均采用此法处理啤酒污水。

活性污泥法处理啤酒污水的缺点是动力消耗大,处理中常出现污泥膨胀。污泥膨胀的原因是啤酒污水中碳水化合物含量过高,而N,P,Fe等营养物质缺乏,各营养成分比例失调,导致微生物不能正常生长而死亡。解决的办法是投加含N,P的化学药剂,但这将使处理成本提高。而较为经济的方法是把生活污水(其中N,P浓度较大)和啤酒污水混合。

2.1.2间歇式活性污泥法(SBR)

通过间歇曝气可以使动力耗费显着降低,同时,污水处理时间也短于普通活性污泥法。例如,珠江啤酒厂引进比利时SBR专利技术,污水处理时间仅需19~20h,比普通活性污泥法缩短10~11h,CODcr的去除率也在96%以上。扬州啤酒厂和三明市大田啤酒厂采用SBR技术处理啤酒污水,也收到了同样的效果。

2.1.3深井曝气法

为了提高曝气过程中氧的利用率,节省能耗,加拿大安大略省的巴利啤酒厂、我国的上海啤酒厂和北京五星啤酒厂均采用深井曝气法(超深水曝气)处理啤酒污水。深井曝气实际上是以地下深井作为曝气池的活性污泥法,曝气池由下降管以及上升管组成。将污水和污泥引入下降管,在井内循环,空气注入下降管或同时注入两管中,混合液则由上升管排至固液分离装置,即污水循环是靠上升管和下降管的静水压力差进行的。

其优点是:占地面积少,效能高,对氧的利用率大,无恶臭产生等。当然,深井曝气也有不足之处,如施工难度大,造价高,防渗漏技术不过关等。

2.1.4生物膜法

与活性污泥法不同,生物膜法是在处理池内加入软性填料,利用固着生长于填料表面的微生物对污水进行处理,不会出现污泥膨胀的问题。生物接触氧化池和生物转盘是这类方法的代表,在啤酒污水治理中均被采用,主要是降低啤酒废水中的BOD5

2.1.5生物接触氧化法

是在微生物固着生长的同时,加以人工曝气。这种方法可以得到很高的生物固体浓度和较高的有机负荷,因此处理效率高,占地面积也小于活性污泥法。国内的淄博啤酒厂、青岛啤酒厂、渤海啤酒厂和徐州酿酒总厂等厂家的污水治理中采用了这种技术。

2.1.6生物转盘

是较早的啤酒厂污水处理工艺。它主要由盘片、氧化槽、转动轴和驱动装置等部分组成,依靠盘片的转动来实现污水与盘上生物膜的接触和充氧。该法运转稳定、动力消耗少,但低温对运行影响大,在处理高浓度污水时需增加转盘组数。该方法在美国应用较为普及,国内的杭州啤酒厂、上海华光啤酒厂和浙江慈溪啤酒厂也在使用。

2.2水解-好氧处理工艺

在好氧单元的基础上加入水解单元后,水解反应器可使啤酒废水中的大分子难降解有机物被转变为小分子易降解的有机物,出水的可生化性能得到改善。与此同时,悬浮固体物质(包括进水悬浮物和后续好氧处理中的剩余污泥)被水解为可溶性物质,使污泥得到处理。

2.3厌氧-好氧联合工艺

厌氧处理是一种有效去除有机污染物的技术,它将有机化合物转变为甲烷和二氧化碳。当前,厌氧技术常用于啤酒废水处理,一般使用的厌氧反应器包括UASB、IC和EGSB。其主要工艺环节如下:

● 固体物质分离;粗、细格栅

● 调节池(约需6h的停留时间,高碱度的间歇排放废液应分开贮存后,再定量地排进调节池,以减低pH调整所需的药品)

● pH调节系统(厌氧系统的最有效pH值为6-7)

● 厌氧反应器(将90%一95%有机物出去)

● 传统活性污泥好氧系统(将BOD降至低于30mg/L)

● 污泥处理系统,包括污泥浓缩池和污泥脱水设备

a. 预处理系统

啤酒废水的预处理包括去除粗大固体如破布、瓶子、菜叶和麦皮等以及无机的可沉固体。否则不可生物降解固体,将在UASB反应器内积累并占据大量的池容,由于堵塞和/或反应器池容的减少使得系统完全失效。一般恰当的预处理系统包括去除大的固体的粗格栅和主要去除麦麸的细格栅。预处理部分包括如下的技术环节:粗、细格栅、泵房、调节(酸化)池、营养盐和pH调控系统。  

b. 生物处理系统

生物处理部分包括如下的技术环节:UASB/IC和好氧处理、二沉池、供气系统。在UASB/IC反应器中,有机物首先分解为有机酸,然后分解为甲烷和二氧化碳。在反应器顶部设置有三相分离器,将甲烷气体、污泥和处理后废水有效地分开。废水随后进入好氧生物系统。 

c. 污泥处理工艺

一般从UASB/IC反应器和二沉池排出的污泥进入浓缩池。浓缩以后的污泥用泥浆泵提升到管道混合器与高分子絮凝剂和助凝剂混合,流入带式压滤机脱水,脱水以后的干污泥用皮带输送机送入堆泥场,定期运走作农肥。采用UASB/IC污泥稳定性好,脱水比较容易,而好氧工艺的污泥在处置上要区别对待。浓缩池上清液返回到调节池作进一步处理。

 

 
 
3、小结

 

啤酒废水属中高浓度有机废水,有很好的可生化性。啤酒废水中含有大量有机碳而氮源含量较少。在进行传统的生化处理中,其含氮量远远低于BOD:N=100:5(质量比)的要求,致使有些啤酒厂采用传统活性污泥法时,在不补充氮源情况下处理效果很差,甚至无法运行。要得到理想的处理结果,实现啤酒污水治理的环境效益和经济效益的统一,必须将两种或三种技术结合使用,这是解决啤酒污水污染问题的根本出路。

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