浅析啤酒生产废水的生物处理

王燕

摘 要：啤酒作为一种在世界范围内都备受欢迎的饮品，在我国也深受人们的喜爱。近几年，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，但是在啤酒产量大幅度提高的同时，生产过程中产生了大量的有机废水，任其排放会对周围的水质造成极大影响，危害生态环境[1]。本文分析了啤酒生产废水的生物处理技术，废水通过生物处理，结合预处理及污泥处理，出水可达到相应的排放标准，从而保护了环境，保证了啤酒生产行业的可持续发展。

关键词：啤酒生产；废水；生物处理

中图分类号：X797 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）14-0019-02

啤酒生产过程中排放出的污水，对周围的自然环境会造成极大危害，因此在我国的啤酒生产行业中，对污水的处理工作一直是十分重要的。自从我国实行可持续发展战略以来，国家对于经济的可持续发展尤为重视，其中生态环境一直是经济发展中的重要关注内容，我国对于工业生产各个领域中的废弃物排放都有着严格的要求。所以在啤酒生产过程中，需要对废水进行及时的处理，保证外排废水达到相应的排放标准，实现啤酒生产行业的可持续发展。

1 啤酒生产废水来源

1.1 冷却用水和冲洗水

冷却用水和冲洗水是比较常见的啤酒生产废水，其产生的主要原因是，在啤酒的生产过程中，生产设备的制冷系统在运行的过程中产生废水、麦汁冷却水和发酵冷却水等，这些废水的排放量比较大，但是其本身的污染程度比较低，所以可以对其进行简单的回收处理[2]。

1.2 含有有机物的废水

在啤酒的生产过程中，由于生产的原材料等原因，在生产的过程中会产生很多含有有机物的废水，这些废水大都是洗槽用水、过滤洗涤水、废酵母水、容器洗涤水和凝固物洗涤水等[3]，这些废水因为其中含有大量的有机物质，所以是啤酒废水最需要重视的部分。在进行废水的处理时，需要对其进行严格的控制，由于其中包含大量的有机物，所以在处理时需要先对可回收的有机物质进行回收[2]。

1.3 含有无机物的废水

啤酒废水中还含有大量的无机盐和金属元素，具有较高的腐蚀性，主要包括包装车间含碱和洗涤剂的洗涤水，因此在排放之前必须要进行处理[2]。

2 啤酒废水的性质

啤酒废水属无毒有机废水；废水中主要污染指标为CODcr、BOD5、SS等，废水的BOD5/CODcr≈0.5～0.6，可生化性较好；废水CODcr通常情况下大多在2000～4000mg/L之间，易采用生物处理工艺。

3 啤酒废水生物处理技术

啤酒废水处理经历了三个发展过程：单一好氧生化处理、水解—好氧工艺、厌氧—好氧组合工艺。20世纪80年代以前，啤酒废水处理主要以好氧生化处理为主，到90年代，厌氧生化处理技术得到了广泛的应用，出现了水解一好氧工艺，然后进一步发展为厌氧一好氧组合工艺[4]。

3.1 好氧生物处理技术

好氧生物处理技术的主要应用原理是在氧气充足的条件下，利用好氧微生物的生命活动，对啤酒废水中的有机物进行氧化，将其分解为二氧化碳和水，这种处理技术在应用的过程中能够起到比较好的应用效果，现在比较常见的啤酒废水好氧生物处理技术，主要包括悬浮态的活性污泥法和附着态的生物膜法，在实际的应用中，这两种方法分别能够起到不同的应用效果。

（1）活性污泥法。活性污泥法是由英国人发明的传统废水处理方法，经过长时间的实践和应用之后，该方法已经成为了常见的有机废水处理技术，在中低浓度的有机废水处理工作中，发挥了重要的作用，现在该方法是使用最多、最为成熟的污水处理方法。在啤酒废水的处理中，活性污泥法的应用主要包括SBR序批式活性污泥法、CASS循环式活性污泥法、高浓度活性污泥法和氧化沟活性污泥法。

SBR序批式活性污泥法，该技术在应用的过程中，设备的占地面积小，应用的成本也比较低，不容易发生污泥膨胀，对于冲击负荷的耐受力强，污水处理的效果也比较稳定，对于氮磷等元素的处理效果也比较好，所以被广泛应用于啤酒废水的处理中，缺点是操作管理要求较高，运行和操作程序复杂[5]。

循环式活性污泥法简称CASS，是SBR的改进型，CASS反应池的运行一般包括进水、曝气、回流阶段；沉淀阶段；滗水、排泥阶段。该法具有抗冲击负荷能力强，能有效防止污泥膨胀，运行管理灵活，易于实现自动控制等优点，但也存在操作管理要求相对较高，处理能力小等缺点。

高浓度活性污泥法，在使用的过程中，相比于SBR要更加复杂，需要先对废水进行好氧处理，在达标之后才能够继续，在这个过程中，对于曝气池有比较高的要求，需要其保持较高的污泥浓度，特别是在曝气池首端，由于进水的负荷比较高，所以在该部分需要注意污泥的浓度，另外，该技术在应用的过程中还需要控制好废水的酸碱度，最佳的pH值为6～9，这个范围之外的废水在进行处理时，都会对处理效果造成影响，而且在夏季应用该技术还很容易造成污泥膨胀。

氧化沟活性污泥法是活性污泥法的一种变型。污水和活性污泥在曝气渠道中不断循环流动，氧化沟水力停留时间长，有机负荷低，属于延时曝气系统。与其他污水生物处理方法相比，它具有处理流程简单，操作管理方便；出水水质好，抗冲击负荷能力强，除磷脱氮效率高；基建投资省，运行费用低；便于自动化控制等特点。但也存在污泥膨胀问题、流速不均及污泥沉积等问题。

（2）生物膜法。生物膜法是在生物膜法滤池的基础上发展而来的，在处理的过程中，使用成本比較低、处理的效果比较稳定、处理质量好、对冲击负荷的耐受力强，不容易发生污泥膨胀问题，可是该技术在应用之前的建设阶段，需要进行大成本的投入，而且该技术在应用时也容易受到温度影响，不适宜在高温区使用。

生物接触氧化法是啤酒废水处理中常用的工艺，也称淹没式生物滤池，就是在池内设置填料，经过充氧的废水与长有生物膜的填料相接触，在生物膜的作用下，废水得到净化。该方法处理能力大，抗冲击负荷能力强，污泥产量少，无污泥膨胀现象，但运行费用高，并且所使用的填料易堵塞，维修较麻烦[6]。

3.2 厌氧生物处理技术

厌氧生物处理技术比较适合对高浓度的有机废水进行处理，该技术具有容积负荷高、污泥量少、能耗低、效果稳定和可回收沼气的优点，所以在现有的啤酒污水处理工作中也有广泛的应用，其中的可回收沼气的特点[7]，还可以被用于进行有机物的回收处理和循环利用，可以帮助实现啤酒厂污水的循环利用。目前的啤酒废水厌氧生物处理技术中，比较常见的包括：上流式厌氧污泥床（UASB）、厌氧内循环反应器（IC），和厌氧颗粒污泥膨胀床（EGSB）等方式。

（1）UASB：UASB工作原理是废水从反应器底部流入，向上流过高浓度的污泥层，废水中的大部分有机物在此降解转化为生物气。由于生物气的上升和搅拌作用，在污泥层的上部形成一个污泥悬浮层。处理后的水经三相分离器分离后流出，生物气经导出收集，沉淀污泥回流到厌氧反应室。UASB作为中高浓度有机废水的传统厌氧处理工艺，最为成熟，投资最省，调试难度最小，运行管理最简单，即使在未培养出颗粒污泥的情况下系统仍能保持一定的处理效果。该工艺不适于处理悬浮物浓度高的废水。

（2）IC：内循环厌氧反应器在废水处理工作中应用历史比较久远，反应器是由上下叠加串联构成的，其COD的去除率是UASB的两倍。它与其他厌氧处理工艺相比具有占地面积小、剩余污泥少、水力停留时间短、处理效率高、抗冲击负荷能力強等特点。但设备构造复杂、投资较高、运行管理较麻烦。

（3）EGSB：EGSB的构造与UASB有相似之处，但不同的是EGSB设有专门的出水回流系统，运行管理也较麻烦。

3.3 厌氧-好氧结合处理技术

厌氧-好氧结合处理技术，是对厌氧处理技术与好氧处理技术进行的结合，该处理技术，结合了厌氧和好氧处理技术中的优点，具备处理效率高、投资成本低、运行成本低、占地面积小和污泥量少等多个优点。该技术在应用的过程中，充分考虑到了啤酒厂废水成分的复杂性，啤酒废水中有机物含量十分高，而且很多的有机物难以通过生物来进行降解，所以在实际的处理过程中，该技术是通过厌氧菌先将有机物分解为小分子，然后通过好氧菌对小分子有机物进行降解，通过该过程，可以保证对于啤酒废水中有机物的高效降解，可以有效实现脱氮的目的。因此，利用厌氧工艺容积负荷高、COD去除效率高、耐冲击负荷强的优点，能够较大幅度的消减COD总量，利用好氧工艺处理彻底的优点，避开各自的缺点，采用厌氧+好氧相结合的工艺，对啤酒废水处理是一种理想的选择工艺。

厌氧—好氧处理工艺是各种厌氧处理单元（UASB，EGSB或IC）和各种好氧处理单元（活性污泥池、接触氧化池、氧化沟等）的组合。比较常见的处理工艺包括：UASB+SBR处理工艺、水解酸化+好氧生物处理工艺。

（1）UASB+SBR处理工艺：这种处理工艺是将UASB和SBR两种处理单元进行的简单组合，在实际的处理过程中，UASB是作为废水处理的预处理单元，对废水进行初步的处理，降低其中的有机物和无机物的浓度，并回收其中可生产沼气的有机物，降低耗氧阶段污水中有机物的含量，为好氧处理阶段的处理工作提供便利，同时还可以有效降低，曝气能耗和剩余污泥的产量，从而节约废水处理的成本[8]。

（2）水解酸化+好氧生物处理工艺：水解反应器利用厌氧反应中的水解酸化阶段，在水解细菌和产酸菌协同作用下，将啤酒废水中大分子、难降解有机物转化小分子、易降解的有机物，提高了废水的可生化性，降低了后续好氧单元的能耗并缩短了停留时间，从而提高了污水的处理效率，减少了污泥生成量。目前采用水解—好氧工艺处理啤酒废水时，采用的主要组合方式水解—接触氧化工艺。

4 结语

啤酒在我国是一种深受人们喜爱的饮品，我国的啤酒生产行业发展十分迅速，但是在啤酒的生产过程中，大量废水的产生也会给我国的生态环境，造成破坏，所以在啤酒厂的废水处理工作中，需要加强对废水生物处理的研究，选择适合实际情况的生物处理技术，配合预处理及污泥处理技术，提高废水处理的质量、效率，降低废水的处理成本，实现啤酒生产行业的可持续发展。

参考文献

[1]戚小菊，王永军，崔艳华.简述啤酒企业的环境保护建设[J].啤酒科技，2014，（08）：47-48.

[2]韩勤英，乔降华，胡战友.啤酒厂污水处理过程的检测[J].啤酒科技，2011，（07）：47-48.

[3]刘立勇，姜延雄.啤酒厂废水处理工艺优化工程探析[J].农业灾害研究，2013，3（04）：50-51+54.

[4]覃登攀，等.啤酒工业废水治理新技术探讨[C].2007中国环境科学学会学术年会优秀论文集.2007.

[5]朱振羽.啤酒厂污水处理方案的探讨[J].啤酒科技，2007，（05）：28.

[6]刘晨阳.我国常用污水处理工艺概述[J].四川水力，2018，（01）：78-79.

[7]乔立恩.啤酒厂污水处理所生沼气的综合利用[J].电力与能源，2012，33（05）：460-462.

[8]周东旭，傅金祥，兰莹莹.啤酒厂综合污水处理技术[J].河南科技，2009，（11）：41-42.