啤酒废水治理技术研究现状

郭爽

（绥中县环境保护监测站，辽宁葫芦岛125200）

中国是啤酒生产的大国，近年来随着啤酒产量不断增加，啤酒废水的产量也随之大量增加，啤酒废水对环境的污染正在日益加重。啤酒废水来源为：麦芽生产中的洗麦水、浸麦水、发芽降温喷雾水和麦漕水；糖化工段的糖化水和过滤洗涤水；发酵工段的洗涤水和过滤水；罐装工段的洗瓶水、灭菌水和破瓶啤酒；另外还有成品车间的洗涤水及其他废水[1]。啤酒废水含有大量的糖类、蛋白质、淀粉、醇酸类、悬浮物和果胶等，具有以下特点：水量大，来源复杂，有机物含量高，废水水量周期性明显，悬浮物含量大，生物降解性好，色度深。目前国内外对啤酒废水的治理工艺为厌氧－好氧组合为主，物化法为辅。

1 厌氧－好氧工艺治理啤酒废水

1.1 UASB-SBR工艺

UASB（Up-flow Anaerobic Sludge Bed）系统内微生物量大，负荷能力高，适用于高浓度有机废水的处理，能适应较大幅度的负荷冲击、温度和pH变化。SBR（Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process）工艺由于分为进水、反应、沉淀、排水、静置5个阶段，每一个阶段都可以灵活控制，具有占地面积小、运行稳定的优点。李智超[2]等研究了UASB-SBR工艺处理啤酒废水，处理水量为8 000 m3/d，原水质：CODCr=2 500 mg/L，BOD5=800 mg/L，SS=300mg/L，pH=6.5～9，处理后水质：CODCr≤80 mg/L，BOD5≤30 mg/L，SS≤70 mg/L，pH=6～9，出水达到了国家一级排放标准。

1.2 UASB-CASS工艺

CASS（Cyclic Activated Sludge System）工艺是在SBR法的基础上演变而来的工艺，具有灵活的调控能力。UASB-CASS组合工艺治理啤酒废水具有能耗低、处理效率高、运行稳定的特点。万田英[3]等人采用UASB-CASS工艺处理3 000m3/d的啤酒废水，UASB水力停留时间为10 h，CASS一个周期为7 h。进水水质指标为：CODCr2 500～3 500 mg/L，BOD5≤1 000～2 000 mg/L，氨氮≤25～80 mg/L，SS≤500～900mg/L；出水水质指标为CODCr≤80 mg/L，BOD5≤20 mg/L，氨氮≤15 mg/L，SS≤70 mg/L，出水达到《啤酒工业污染物排放标准》 （GB 19821-2005）。处理费用为0.556元/m3。时鹏辉[4]等采用UASB-CASS组合工艺治理啤酒废水，废水量1 500m3/d，UASB去除率为COD≥89.8%，BOD≥91.3%，SS≥83.3%，CASS去除率为COD≥95.1%，BOD≥93.5%，SS≥94.6%。废水排放达到污水综合排放标准（GB 8978-1996）二级标准。

1.3 EGSB-接触氧化工艺

EGSB（Expanded Granular Sludge Bed）膨胀颗粒污泥床与UASB相比具有单独的出水回流系统，更大的高径比，抗冲击符合能力更强，接触氧化法兼有活性污泥法和生物膜法特点，污泥浓度更大，抗冲击负荷能力更强。丁振宇[5]等研究了EGSB+生物接触氧化工艺处理啤酒废水，啤酒销售旺季时废水量可达4 000 m3/d以上，淡季时则仅有2 000m3/d左右；COD、BOD5、SS、NH3-N和TP的去除率分别达到98.1%、98.5%、95.4%、 82%和86.7%；运行成本约为0.711元/m3。

1.4 USFB-AODT工艺

USFB即升流式厌氧活性滤床反应器，内置三相分离器和填料，具有高负荷、去除率高的优点。AODT池即连续缺氧-连续好氧-交替缺、好氧-生物倍增池，D区分为两个区，运行模式类似于SBR法，O区的出水和D区的污泥均可根据系统运行情况回流到A区或者O区的前端，整个系统调整灵活，池体利用率高，处理效果稳定[6]。罗山源[6]等研究了USFB-AODT工艺处理啤酒废水，进水CODCr=1 500 mg/L，NH3-N=50 mg/L，SS= 1 000 mg/L。出水CODCr为69～88 mg/L，NH3-N为1.65～1.86 mg/L，SS为42～46 mg/L，达到《污水综合排放标准》 （GB 8979-1996）一级标准。

1.5 EC-CASS工艺

EC（外循环厌氧反应器）比IC和EGSB更加先进，主要特点为：高径比较大，占地面积小，出水进行回流，反应器内升流速度可以达到5～12 m/h，传质效率高，反应器内安装小间距三相分离器，泥水分离效果好，沼气收集能力强。韩洪军[7]等研究了EC-CASS工艺在本溪龙山泉啤酒有限公司啤酒废水处理改造工程中的应用，出水水质满足辽宁省《污水综合排放标准》 （DB 21/ 1627-2008）。技术改造后废水处理成本由1.627元/m3降低为0.766元/m3，年节约费用约124万元。

1.6 水解酸化-UASB-A/O工艺

水解酸化作为UASB的预处理阶段可以缓解温度和碱度的冲击，UASB属于目前最成熟的厌氧工艺，去除50%以上的COD，同时能回收沼气，A/O工艺为厌氧-好氧组合，A段缓冲UASB出水，O段为曝气池，保证出水水质达标。白春节[8]等研究了水解酸化-UASB-A/O组合工艺治理啤酒废水，其中酸化池的水力停留时间为4 h，UASB的水力停留时间为5.3 h，A池水力停留时间为42 min，O池的水力停留时间为12 h。处理后出水水质达到了《污水综合排放标准》 （GB 8978-1996）中的一级标准。

2 啤酒废水治理新工艺

2.1 射流曝气MBR工艺

MBR属于新型的污水处理工艺，目前已经在低浓度生活污水治理中广泛应用，但是对于高COD浓度，高温的啤酒废水治理研究较少，MBR膜具有很好的截留效果，可以保持很高的污泥浓度，而且微滤膜对悬浮物也有很好的截留作用，陈宇[9]等研究认为射流曝气MBR处理啤酒废水是可行的，该工艺对COD、氨氮、浊度去除效果均很好，平均去除率分别为95.74%、97.84%、99.5%。MBR较传统工艺具有更快速去除有机物的能力，而且提高了系统的抗冲击负荷能力。

2.2 双极室联合工艺

微生物燃料电池（MFC）是利用微生物的催化作用进行化学能到电能转化的一种设备，既能处理废水又可以产生电能，分为阳极室和阴极室，阳极室厌氧，阴极室为好氧。温青[10]等利用双极室联合处理啤酒废水制备微生物燃料电池，以啤酒废水作底物，电压为0.451 V，最大输出功率为2.89W/m3。阳极室的出水直接进入阴极室，利用阴极室的好氧微生物进一步降解有机物，对啤酒废水COD的总去除率可达92.2%～95.1%。与传统工艺相比处理速度快，而且还可以进行能源回收利用。

2.3 光合细菌治理工艺

光合细菌能利用多种物质作为碳源和能源合成很多营养物质，光合细菌污水处理可以同时实现污染削减与资源回收。戴晓[11]等研究了光合细菌（Z08）治理啤酒废水的效果，主要观察光照厌氧、黑暗好氧、自然光微氧3种条件下COD的去除效果，实验结果表明：白天厌氧，夜晚好氧，光线不足时增加补充光源为最佳条件。在此条件下48 h内啤酒废水中COD去除率达到70%，污水中有机物转化为菌体单细胞蛋白的转化率达到26%。与传统工艺相比，不但降低了处理费用，还能回收能源产生效益。

3 结语

啤酒废水的特点决定了其治理技术以生物法为主，传统工艺主要为厌氧-好氧组合工艺，具有技术成熟、运行管理简单、能耗低的优势，但是也存在运行不稳定、资源回收利用不充分、污染物去除速度较慢的缺点。我国学者对啤酒废水的生物治理技术进行着不断的创新，新兴的治理技术为今后啤酒废水处理提供了新思路。今后啤酒废水治理的发展趋势主要为啤酒废水的清污分流，对治理后的啤酒废水进行回收利用，另外应提高啤酒生产过程的清洁生产水平，从源头上削减废水产生量。

[1]刘丽霞，魏海波.UASB反应器处理啤酒废水[J].广东化工，2012，39（10）：130-132.

[2]李智超，姜海萍，郭军，等.UASB+SBR工艺处理啤酒废水的研究[J].安全与环境工程，2009，19（1）：41-43.

[3]万田英，季永飞.UASB-CASS工艺处理啤酒废水工程设计[J].工业水处理，2012，32（2）：82-84.

[4]时鹏辉，罗领先.UASB+CASS组合工艺处理啤酒废水[J].水处理技术，2010，36（1）：114-116.

[5]丁振宇，黎忠，刘贺.EGSB+生物接触氧化工艺处理啤酒废水[J].安全与环境工程，2011，18（1）：18-220，24.

[6]罗山源，郭青芳，余焕明.USFB-AODT工艺处理啤酒废水的工程设计与运行[J].给水排水，2011，31（6）：50-53.

[7]韩洪军，代亚辉，徐春艳.EC-CASS工艺在啤酒废水处理改造工程中的应用[J].给水排水，2010，36（2）：58-60.

[8]白春节.水解酸化-UASB-A/O工艺处理啤酒废水[J].重庆环境科学，2003，25（7）：15-17.

[9]陈宇，李勇.射流曝气MBR处理啤酒废水的试验[J].工业安全与环保，2011，37（1）：7-9.

[10]温青，吴英，王贵领，等.双极室联合处理啤酒废水的微生物燃料电池[J].高等学校化学学报，2010，31（6）：1231-1234.

[11]戴晓，张光明.光合细菌（Z08）啤酒废水资源化研究[J].哈尔滨工业大学学报，2010，42（6）：937-940.