啤酒行业污水污泥利用技术

李书凯

近年，我国啤酒产量约为3400万千升，以吨酒废水3.5 吨计算，每年废水排放1.19 亿吨，按照吨水污泥产量0.05%计算（污泥含水率80%），每年污泥产量5.35 万吨。目前多数啤酒企业采用生活垃圾填埋或焚烧等处置方法，占用大量土地、资金、能源。啤酒废水污泥中含有粗蛋白、粗脂肪、总糖、还原糖等营养成份，容易造成二次污染。处理啤酒废水的同时，使产生的污泥有效利用，变废为宝，促进环境可持续发展，对促企业发展、解决污泥处理与再利用，实现低碳经济具有积极意义。

多年来，河北丰源环保科技股份有限公司一直致力于环保新产品、新技术的开发与应用。公司领导高度重视啤酒污水污泥处理，专门成立科研小组进行工艺和设备研发。综合国内外技术优势，并进行了多次方案讨论和对比，与台湾、比利时联合研发的污泥综合利用生产有机肥技术，采用啤酒生化污泥与动物粪便混合，在专用酵素的作用下深加工制成生物有机肥，填补多项该领域的空白。该技术将污泥和动物粪便混合后进行发酵深加工，制成生物有机肥，能调理土壤、激活土壤中微生物活性、有效地提高土壤肥力，提高农作物产量和品质，并能增加啤酒企业收入。

图1.工艺路线

收集混配。啤酒企业污水处理厂产生的生化污泥通过带式压滤机或者叠螺机脱水后，污泥含水量一般为80%以上，新鲜动物粪便进堆场暂时储存，一般不超过2 天。按照污泥55%、粪便43%、酵素2%的比例混合。

升温发酵。混配后水分含量控制在60～65%，设备升温采用导热油加热，智能控制、缓慢升温，升温时间1 小时，发酵温度控制在60±1 度，发酵时间控制在4 小时。

烘干冷却。发酵完成后，有机肥通过螺旋输送机送至回转式烘干机，该机节能、干净、占地少，自动控温、一人操作、一键启动。烘干后，有机肥送至冷却机。

定量包装。冷却后，有机肥通过螺旋输送机送至自动定量粉状包装机，称重、包装、入库。

科研攻关小组半年内完成设备设计与制造，发酵设备设计采用智能自动化控制，一键启动、操作简单，搅拌装置与筒体设计间隙为2mm，确保传热均匀且不挂壁。专用酵素依托国外科研机构联合开发，该酵素有效菌含量高、活性强、发酵周期短，可大大降低生产成本。该装置经过近1 年工艺改进、设备改造，反复试验，产品经过专业机构检测，产品有效活菌数（cfu）、有机质（以干基计）含量等各项指标优于行业标准《NY884-2012》。

本装置采用的酵素是公司专有技术，它能将啤酒污水生化污泥、动物粪便混合后快速加工成生物有机肥。一是快速腐熟有机固体堆料，适用于啤酒污水生化污泥与动物粪便加工有机肥，有效活菌含量≥10 亿只/克。二是发酵快，4 个小时即可完成生物有机肥的生产，大大节约场地和生产费用，是传统发酵工艺时间的1/20。三是快速消除啤酒污水生化污泥及动物粪便的异味，设备运行符合环保要求。四是养分损失少，发酵过程中能有效地保持堆肥中的有益成分，肥料使用后能增加生物菌群数量、改善土壤理化性能、调节土壤PH 值，肥效显著。

生物有机肥与化肥相比，有明显优势：一是营养元素齐全，还原糖增加、糖酸比提高；化肥营养元素只有一种或者几种。二是能够改良土壤；化肥经常使用会造成土壤板结。三是能改善农作物根际微生物群，提高植物的抗病虫害的能力；化肥则是作物微生物群体单一，易发生病虫害。四是能提高产品品质；化肥使用过多导致产品品质低劣。

生物有机肥相比农家肥的优点，一是生物有机肥完全腐熟，虫卵死亡率达到95%以上；农家肥堆放简单，虫卵死亡率较低。二是没有农家肥的恶臭味。三是使用方便、肥料均匀。

图2.生物有机肥智能发酵装备

生物有机肥相比生物菌肥的优点，一是价格便宜，每吨在1000 元左右；生物菌肥则每吨上万元。二是生物有机肥含有功能菌和有机质，能改良土壤、促进土壤固定养分的释放；生物菌肥含有功能菌，提供功能菌来促进土壤固定肥料的利用。三是有机质本身就是功能菌生活的环境，施入土壤后容易存活；而生物菌肥的功能菌可能不适合有的土壤环境。

试验结果证明，生物有机肥与化肥相比，可使蔬菜硝酸盐含量平均降低48.3～87.7%，氮、磷、钾含量提高5～20%，维生素C增加，总酸含量降低，还原糖增加，糖酸比提高。通过沧州农科院蔬菜研究所2 年使用，对比结果如下：使用有机肥的西红柿、茄子、生菜、黄瓜等农产品叶色鲜嫩、茎秆粗壮、开花提前、做果率高、果实品性好。同时增强农作物的抗病性，对花叶病、黑胫病、炭疽病等防治都有较好的效果，增强了作物对不良环境的综合防御能力。

生物有机肥属于第四代肥料，产品具有肥药双效，营养全面、绿色环保的突出特点，集以菌治菌的药效性、无机肥的速效性、微量元素全面性、植物生理性物质的增效型等四位一体，适用面广，增产效果明显，特别肥药双效的奇特功效，填补了国内空白，处于世界领先水平，是高效绿色农业的最优肥料。

对于年产10 万吨的啤酒厂，项目占地不足100 平方米，每年可生产有机肥300 吨，实现了废物循环再利用和土壤改良于一体，是典型的变废为宝、资源再利用项目，其环境效益明显、社会效益显著，具有广阔的市场前景。