啤酒工业废水处理与利用技术研究进展

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1、啤酒工业废水处理与利用技术研究进展　　随着人民生活水平的提高，我国啤酒工业得到了长足发展，其产量逐年上升.1988年全国有啤酒厂800多家，年产啤酒663万t［1］，位居世界第三；经过近十年的发展，目前已达到1000多家，年产啤酒1000多万t，成为世界第二大啤酒生产国［2］.但是在啤酒产量大幅度提高的同时，也向环境中排放了大量的有机废水.据统计，每生产1t啤酒需要10～30t新鲜水，相应地产生10～20t废水［3］.我国现在每年排放的啤酒废水已达1.5亿t［4］.由于这种废水含有较高浓度的蛋白质、脂肪、纤维、碳水化合物、废酵母.酒花残渣等有机无毒成分，排入天然水体后将消耗水中的溶解氧，

2、既造成水体缺氧，还能促使水底沉积化合物的厌氧分解，产生臭气，恶化水质［5］.另外，上述成分多来自啤酒生产原料，弃之不用不仅造成资源的巨大浪费，也降低了啤酒生产的原料利用率.因此，在粮食缺乏，水和资源供应紧张的今天，如何既有效地处理啤酒废水又充分利用其中的有用资源，已成为环境保护的一项重要研究内容.本文根据前人的研究结果综述了啤酒废水的处理和利用现状，以便为进一步探讨效益资源型处理技术提供借鉴.1　啤酒废水的产生与特点　　啤酒生产工艺流程包括制麦和酿造两部分.二者均有冷却水产生，约占啤酒厂总排水量的65%，水质较好，可循环用于浸洗麦工序［7］.中、高污染负荷的废水主要来自制麦中的浸麦工序和

3、酿造中的糖化、发酵、过滤、包装工序，其化学需氧量在500～40000mg.L-1之间，除了包装工序的废水连续排放以外，其它废水均以间歇方式排放［8］（见表1）.表1　啤酒工业中、高污染负荷废水的来源与浓度Table1　Sourcesandcontentsofbrewerywastewaterwithhighormiddlepollutionload工序废水中CODcr浓度/（mg.L-1）排放方式浸麦工序500～800间歇排放糖化工序20000～40000间歇排放发酵工序2000～3000间歇排放包装工序500～800连续排放啤酒厂总排水属于中、高浓度的有机废水，呈酸性，pH值为4.5～

4、6.5［7］,其中的主要污染因子是化学需氧量（CODcr）、生化需氧量（BOD5）和悬浮物（SS），浓度分别为1000～1500，500～1000和220～440mg.L-1［3］.啤酒废水的可生化性（BOD5/CODcr）较大，为0.4～0.6［7］，因此很多治理技术的主体部分是生化处理.2　啤酒废水处理技术　　目前，国内外普遍采用生化法处理啤酒废水.根据处理过程中是否需要曝气，可把生物处理法分为好氧生物处理和厌氧生物处理两大类.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废水中的有机物，其产物是二氧化碳、水及能量（释放于水中）.这类方法没

5、有考虑到废水中有机物的利用问题，因此处理成本较高.活性污泥法、生物膜法、深井曝气法是较有代表性的好氧生物处理方法.2.1.1　活性污泥法　活性污泥法是中、低浓度有机废水处理中使用最多、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.废水进入曝气池后，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废水中的有机物，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废水［6,7］.据报道，进水CODcr为1200～1500mg.L-

6、1时，出水CODcr可降至50～100mg.L-1，去除率为92%～96%.活性污泥法处理啤酒废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废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）和啤酒废水混合.　　间歇式活性污泥法（SBR）通过间歇曝气可以使动力耗费显著降低，同时，废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，废水处理时间仅需19～20h,比普通活性污泥法缩短1

7、0～11h，CODcr的去除率也在96%以上［9］.扬州啤酒厂和三明市大田啤酒厂采用SBR技术处理啤酒废水，也收到了同样的效果［10,11］.刘永淞等认为［9］，SBR法对废水的稀释程度低，反应基质浓度高，吸附和反应速率都较大，因而能在较短时间内使污泥获得再生.2.1.2　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［12］、我国的上海啤酒厂和北京五星啤酒厂［7］均采用深井曝气法(超深水曝气)处理啤