根據啤酒廢水的特點等的治理工程 |
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一、啤酒廠廢水主要來源有：麥芽生產過程的洗麥水、浸麥水、發芽降溫噴霧水、麥槽水、洗滌水、，凝固物洗滌水；糖化過程的糖化、過濾洗滌水；發酵過程的發酵罐洗滌、過濾洗滌水；罐裝過程洗瓶、滅菌及破瓶啤酒；冷卻水和成品車間洗滌水；以及來自辦公樓、食堂、單身宿舍和浴室的生活污水。 二、啤酒生產廢水的特點 啤酒生產過程用水量很大，特別是釀造、罐裝工序過程，由於大量使用新鮮水，相應產生大量廢水。由於啤酒的生產工序較多，不同啤酒廠生產過程中噸酒耗水量和水質相差較 大。管理和技術水平較高的啤酒廠噸酒耗水量為8—12t，我國啤酒廠的噸酒耗水量一般大 於該數值。國內每噸啤酒從糖化到灌裝總耗水10～20m2。啤酒工業廢水可分為以下幾類： (1)清潔廢水 冷凍機、麥汁和發酵冷卻水等。這類廢水基本上未受污染。 (2)清洗廢水 如大麥浸漬廢水、大麥發芽降溫噴霧水、清洗生產裝置廢水、漂洗酵母水、洗瓶機初期洗滌水、酒罐消毒廢液、巴斯德殺菌噴淋水和地面沖洗水等。這類廢水受到不同程度的有機污染。(沖渣廢水 如麥糟液、冷熱凝固物、酒花糟、剩餘酵母、酒泥、濾酒渣和殘堿性洗滌液等。這類廢水中含有大量的懸浮性固體有機物。工段中將產生麥汁冷卻水、裝置洗滌水、麥糟、熱凝固物和酒花糟。裝置洗滌水主要是糖化鍋洗滌水、過濾槽和沉淀槽洗滌水。 此外，糖化過程還要排出酒花糟、熱凝固物等大量懸浮固體。 (3)裝酒廢水 在灌裝酒時，機器的跑冒滴漏時有發生，還經常出現冒酒。廢水中摻人 大量殘酒。另外噴淋時由於用熱水噴淋，啤酒升溫引起瓶內壓力上升，“炸瓶”現象時有發生，因此大量啤酒灑散在噴淋水中。循環使用噴淋水為防止生物污染而加人防腐劑，因此被更換下來的廢噴淋水含防腐劑成分。 (4)洗瓶廢水 清洗瓶子時先用堿性洗滌劑浸泡，然後用壓力水初洗和終洗。瓶子清洗 水中含有殘餘堿性洗滌劑、紙漿、染料、漿糊、殘酒和泥砂等。堿性洗滌劑定期更換，更換 時若直接排人下水道可使啤酒廢水呈堿性。因此廢堿性洗滌劑應先進入調節、沉淀裝置進行 單獨處理。所以可以考慮將洗瓶廢水的排出液經處理後儲存起來，用來調節廢水的pH值 (啤酒廢水平時呈弱酸性)，這可以節省污水處理的藥劑用量。 三、啤酒廠清潔生產 啤酒糖化生產的麥汁，經煮沸、沉淀分離熱凝固物後，麥汁溫度在96～98℃，需經熱交換冷卻至工藝要求7～8℃的溫度。傳統啤酒生產工藝即采用兩段冷卻：前一段采用自來水冷卻，將麥汁從98℃冷卻至35～40℃；後一段采用冷凍水溶液冷卻，把麥汁冷卻至7～8℃。 麥汁兩段冷卻存在下列問題。①冷凍機負荷重、電耗高的問題。啤酒廠用電量50％消耗在冷凍車間，而麥汁冷卻又占其中的一半以上。麥汁經第一段水冷後在35—40℃，再由第二段(冷凍機)冷卻，造成冷凍機負荷過重。②第一段熱交換的冷水，吸熱後出口水溫偏低(55～60C)，集中在熱水罐內還要通人蒸汽加熱至78～80℃，方能供洗槽使用。熱麥汁的熱能沒有充分回收，還要支付熱能，很不合理。③水耗量大。第一段冷卻面積小，需用麥汁量2～2．5倍的水進行冷卻，而糖化用水隻需麥汁量的1．2倍即可，多餘的水排人地溝，造成水資源浪費。④用酒精水溶液作載冷劑，酒精消耗大。5萬t／a啤酒廠，年耗酒精40—50t。 麥汁一段冷卻技術，國際上出現於20世紀80年代中期，技術已趨於成熟。麥汁一般冷 卻塔節能流程如圖1—1-4所示。其原理如下。①工藝要求熱麥汁冷卻至7～8C，隻要有足夠量的低於上述溫度的冷卻介質，就能通過工程實現這一過程。按熱傳遞機理，參與熱交換的兩種介質，隻要它們之間存在一定的溫度差，就能進行熱傳遞，無須用—8C酒精水溶液與熱麥汁交換。當然，溫度太小，要求傳熱面積很大，不經濟。經實驗，冰水溫度控制在3～4C為宜。此狀態即與水的冰點有瞭一段距離，投資也較經濟。②冷凍機的制冷工作對象不是冷卻麥汁，而是冷卻當地的自來水。采用兩段冷卻工藝，冷凍機要負擔將40C熱麥汁冷卻至8C的能量；采用一段冷卻工藝，冷凍機僅負擔將當地自來水從20℃左右冷卻至41E的能量。 兩段冷卻工藝與一段冷卻工藝相比，一段冷卻工藝可節能40％。一般冷卻工藝用水作 載冷劑，可以大幅度降低全廣酒精的耗用量；薄板換熱器得到合理設計，冷卻水用量降低； 經熱交換後的水溫提高，煤(汽)耗降低。 新建、擴建啤酒廠還可采用低層糖化樓設計；高濃度發酵後稀釋工藝，改糖化麥糟加水 稀釋後泵送或自流出糟為“幹出糟”，大力推廣酶法液化等，從而大力提高原材料利用率、 能源利用率，減少污染物排放量。 （二）節水和減污措施 啤酒行業的廢水主要來自沖洗水、洗滌水。據調查，各生產企業耗水量相差較大，每生 產h啤酒耗水量可從10t到50t多。為減少啤酒生產排放廢水可從三個方面著手：一是降低 生產用水，直接降低排放量；二是降低廢水排放負荷，特別是要做到清污分流，減輕處理負 荷，有效地控制洗糟水，回收利用冷熱凝固物和酵母、麥糟，加強管理，降低酒損等均可降 低污染負荷；三是合理利用，變廢為寶。 1．采用逆流用水浸漬工藝 浸漬工藝是用水量比較大的工序之一，每制h啤酒，消耗的水量約占總用水量的20．0％。從整個浸漬工序而言，集中排放浸麥廢水有4次，廢水污染物濃度一次比一次低， 因此在浸漬過程中可考慮采用逆流浸漬的用水方法，即增添一個蓄水池，貯存浸斷3和浸斷 4排出的浸麥洗麥廢水，作為浸漬下一批時浸斷1和浸斷2的浸麥洗麥用水。浸斷3和浸斷 4的廢水在進入蓄水池前，可用過濾裝置去除浮麥。為瞭防止該水在蓄水池內發生腐敗現象，可在蓄水池內安裝曝氣管，必要時鼓人適量空氣。采用逆流浸漬工序，每制h啤酒可節約用水1．6～3．0m’。 2．洗瓶機終洗水的再利用 洗瓶機終洗水基本上未受污染，經回收後不用任何處理就可直接用於洗瓶機初洗或沖洗 地面。實現洗瓶機終洗水的再利用，可使噸酒耗水量減少2m3。 加強管理減少污染是環境保護的有效方法之一。在啤酒生產過程中，包裝工段的廢堿性 洗滌液和殘漏酒液是兩個主要污染源，但在管理中稍加註意即可解決。 3．廢堿性洗滌液的單獨處理 洗瓶工序中使用堿性洗滌液，使用一定時間後需要更換。 廢堿性洗滌液中含有大量的遊離NaOH、洗滌劑、紙漿、染料和無機雜質。當其集中排 放時，廢水的pH值在11以上，廢水的CODc，值也隨之上升，並持續數小時之久，無疑這 對生物處理裝置中的微生物將是毀滅性的打擊，因此廢堿性洗滌液不允許直接排人排污溝 中，應考慮單獨處置。 4．殘漏酒液 灌裝工序每天外排的污染物主要是來自罐瓶機的酒液漏損和包裝線上的碎瓶殘剩酒。漏損1L啤酒，可造成約0．13kg的CODc，污染物，或0．09kgBODs污染物，隨手扔掉一個碎瓶殘酒，就相當於一個人一天的排污量。因此減少啤酒的漏損和把碎瓶殘酒收集起來單獨處理是減少BODs污染物的關鍵，收集的散酒設法利用或設法單獨處理。 四 啤酒廢水的處理與利用 啤酒廢水處理主要采用好氧處理技術，如活性污泥法、高負荷生物過濾法和接觸氧化法等。近年來，SBR和氧化溝處理工藝也得到瞭很大程度的應用。 1．接觸氧化工藝 20世紀80年代初接觸氧化法比活性污泥法有一定的優勢，所以在啤酒廢水的處理上得到瞭廣泛的應用(表1—1—10)。由於啤酒廢水進水CODc，濃度高，所以一般采用二級接觸氧化工藝。圖1—1—5為北京市環科院在北京某啤酒廠的典型兩級接觸氧化工藝流程圖。 (1)日處理廢水2000m3／d，高峰流量200m3／h。 (2)水質：CODcr為1000mg/L；BOD5為600mg/L；SS為600mg/L。 (3)出水水質：CODcr≤60mg幾；BOD5≤10mg幾；SS≤30mg/L。 采用接觸氧化工藝代替傳統的活性污泥法，可以防止高糖含量廢水易引起污泥膨脹的現象，並且不用投配N、P營養。用生物接觸氧化法，可以選擇的負荷范圍是1．0—1．5kSBODs/(1213．d)；用鼓風曝氣，每去除lkgBOD5約需空氣80m3。 2．SBR工藝 ． 安徽某啤酒廠采用CASS工藝處理工程實例。該廠處理流量3500m3／d，采用的工藝流程如圖1-1-6所示。進水通過機械格柵，能有效地分離3mm以上的固體顆粒。然後進入調節池，由於采用好氧處理不需添加任何化學藥劑。CASS法反應池的容積一般包括選擇區、預反應區和主反應區。水由污水提升泵直接提升到CASS的選擇區與回流污泥混合，選擇區不曝氣相當於活性污泥工藝中的厭氧選擇器。在該區內回流污泥中的微生物菌膠團大量吸附廢水中的有機物，能迅速降低廢水中有機物濃度，並防止污泥膨脹。預反應區采用限制曝氣，控制溶解氧在0.5mg／L，使反硝化過程得以進行。主反應區的作用是完成有機物的降解或氨氮的硝化。選擇區、預反應區和主反應區的體積比為1：5：20，反應池污泥回流比一般為30％-50％。工藝曝氣方式采用鼓風曝氣，曝氣器選用可變微孔曝氣器。 工藝中的撇水裝置采用旋轉式潷水器。該裝置主要由浮箱、堰口、支撐架、集水支管、集水總管(出水管)、軸承、電動推桿、減速機、電機等部件組成。潷水器和整個工藝采用可編程序控制器(PLC)來進行控制，主要根據時間、液位、撇水器位置等綜合控制各部件運行。主要控制參數有污水流量、曝氣量、剩餘污泥排放量、曝氣時間、沉淀時間、潷水時間等。工藝控制系統預先設置控制程序發出指令，控制部件能夠按照設定的程序自動操作，這既省勞動力，又簡化操作。污水處理廠的日常管理一般隻要1入。污水處理詳細的設計參數如下。 (1)設計水量：Q：3500m3／d。 (2)設計進水水質：CODcr為800～1500mg／L；BOD5為400～800mg／L；SS為300～ 600mg／L。 (3)設計出水水質按當地污水排放新改擴二級標準：CODc~≤150mg／L；BOD5≤60 mg／L；SS≤200mg／L。 由於該啤酒廠酵母回收裝置尚不十分完善，廢水排放水質及水量不穩定。實際進水水質 CODcr達2000mg／L(超出設計指標)，pH值為6—11。出水水質COD均保持在100mg／L以下，SS、BOD5及其他指標均低於設計排放標準。CASS工藝的好氧污泥負荷為0。4kgBOD5／(kgMLSSd)(假設MLSS二3g／L)，停留時間(HRT)二16h。根據介紹實際運行負荷為0．675kgBOD5／(kgMLSS，d)，已經達到較高的負荷，但是仍能達到穩定達標排放，這充分體現瞭SBR工藝的優勢。技術經濟指標分析，其總投資455萬元，折合噸水投資為1300元；日耗電量2208．1kWh／m；折合噸水日耗電量為0。63kWh／m3。 |
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