低溫條件下啤酒廢水處理技術研究進展

李春暉雒江菡王福玲徐麗萍王 鑫劉 微閻力君

（1.哈爾濱商業大學生命科學與環境科學研究中心，哈爾濱 黑龍江）

(2.哈爾濱商業大學藥學院 細胞與分子生物學研究所，哈爾濱 黑龍江)

(3.哈爾濱商業大學食品科學與工程學院）

低溫條件下啤酒廢水處理技術研究進展

李春暉1雒江菡2王福玲2徐麗萍3王 鑫3劉 微2閻力君2

（1.哈爾濱商業大學生命科學與環境科學研究中心，哈爾濱 黑龍江）

(2.哈爾濱商業大學藥學院 細胞與分子生物學研究所，哈爾濱 黑龍江)

(3.哈爾濱商業大學食品科學與工程學院）

本文通過對啤酒廢水的產生、特點的介紹，比對了國內外啤酒廢水處理中的好氧生物處理技術和厭氧生物處理技術，結合低溫條件下廢水處理的效果，尋找適合我國國情，寒冷地區處理啤酒廢水的有效方法，為企業的健康發展提供堅實的依據。

啤酒廢水；低溫環境；好氧；生物處理

近年來，隨著我國啤酒工業的高速發展，啤酒企業的廢水處理一直是一個主要難題。尤其我國北方地區的啤酒企業，受環境溫度的影響，冬季啤酒污水處理廠內污水的溫度只有10℃左右。這樣低的溫度使廢水污泥中的微生物活性和代謝能力都變的很弱，導致污水處理能力降低，因此，北方地區的污水處理系統運行成本及操作難度都有所提高1。本文通過查找國內外大量參考文獻，通過對北方地區啤酒企業污水處理的研究，探索出提高寒冷地區啤酒污水的處理方法，對北方地區啤酒企業的發展具有重要的意義。

1.啤酒廢水的產生及其特點

1.1 啤酒廢水的產生

啤酒企業的廢水主要來源于五個方面：①麥芽生產過程中的洗麥、浸麥、發芽降溫和各種洗滌水；②糖化過程的糖化、過濾和洗滌水； ③發酵過程的發酵罐和過濾器洗滌水；④罐裝過程洗瓶、滅菌及破瓶啤酒；⑤冷卻水和成品車間洗滌水。

1.2 啤酒廢水的特點

啤酒生產工序多，生產過程中產生的廢水量較大，不同啤酒企業由于管理和技術水平不同，每生產一噸啤酒耗水量也不一樣，產生的廢水也不一樣多。管理和工藝先進的啤酒企業噸啤酒耗水量為8～12噸，我國啤酒廠的噸啤酒耗水量一般在10～20噸之間2。啤酒廢水主要包括清潔廢水、有機廢水、洗滌廢水、沖渣廢水和裝酒廢水。

2.啤酒廢水處理技術的發展現狀

隨著啤酒的出現，啤酒廢水的處理成為一個世界性的難題，經過國內外啤酒企業多年的研究發現，在啤酒廢水中的BOD5/CODcr數值越高，廢水處理就越容易，啤酒廢水的處理最適合應用生化處理技術。根據不同的啤酒廢水水質，可以采用好氧、厭氧和好氧與厭氧相結合的方法進行處理3。

2.1 好氧生物技術

中、低濃度啤酒有機廢水的處理主要采用好氧生物處理技術，針對北方地區的低溫，只要采取適當的方法控制溫度，改變廢水處理環境就能取得較高的經濟效益。好氧生物技術包括活性污泥法和生物膜法：

2.1.1 活性污泥法：廢水進入曝氣池后，與含有大量好氧微生物的活性污泥混合，在人工充氧的條件下，廢水中的有機物被活性污泥吸附并氧化分解，然后由沉淀池來完成水和污泥的分離。活性污泥法較適用北方寒冷地區的廢水處理，該工藝應用較多的是序批式活性污泥法(SBR)、CASS反應池法和塔式曝氣活性污泥法。

①SBR是一種過間歇曝氣方法，可以顯著降低動力費用，同時縮短廢水處理時間，減少了占地面積，結構緊湊，運行費用低，不容易發生污泥膨脹問題，抗負荷沖擊能力強，處理效果穩定。COD的去除率可達90%以上，出水COD＜100 mg/L，達到國家規定的排放標準3。

②CASS反應池法是一種循環式活性污泥法，啤酒廢水的處理分三步進行：進水、曝氣、回流階段；沉淀階段；潷水、排泥階段。在常溫下的廢水處理周期為4～12 h，低溫情況下，處理時間要明顯延長。

③塔式曝氣活性污泥法是對原有傳統活性污泥法進行改進，克服了傳統活性污泥法普遍存在的傳氧效率低、COD去除率不高的問題。具有投資少，占地面積小，抗負荷沖擊能力強，廢水滯留時間短，出水水質穩定，排泥量少及廢水處理效果好的顯著優勢4。

2.1.2 生物膜法：是在處理池中加入軟性填料，利用固著填料表面生長的微生物對廢水進行處理，該方法的最大優點是克服了污泥膨脹的問題，剩余污泥量較少、運轉管理方便。缺點是處理效果不如活性污泥法，建筑成本較高5。考慮到北方地區冬季處理污泥有一定難度，該方法需要配合無害污泥的及時處理。

2.2 厭氧生物技術

對于高濃度有機廢水的處理主要采用厭氧生物技術，由于北方地區冬季氣壓高，含氧量高，因此不太適合在寒冷地區的應用。該處理技術主要包括上流式厭氧污泥床（UASB）、厭氧內循環反應器（IC）兩種方法。

2.2.1 厭氧生物處理技術中最成熟的技術是UASB，UASB工藝在底部有污泥床，依據進水與污泥的高效接觸提供高效去除率，適用于處理較易生化降解、COD和SS濃度均較高的廢水，并且由于運行方便，設備簡單，造價也相對較低，不存在堵塞問題6。

2.2.2 IC技術是在UASB的基礎上發展而來的，與UASB反應器不同的是這種反應器內部還能夠形成流體循環，生成具有高生物活性的厭氧顆粒污泥。該技術的優點是占地面積少，基礎投資少，抗沖擊負荷能力強，有機負荷高，運行穩定性好7。

2.3 厭氧+好氧生物技術

厭氧+好氧生物技術是一種比較成熟的工藝。由于該技術需要厭氧技術的配合，在寒冷地的使用受到一定的限制，該技術又分為水解+好氧技術、UASB+好氧技術、EGSB+好氧技術、IC—CIRCOX反應器四中工藝方法8。這四種方法對啤酒廢水的處理具有廢水停留時間短，污泥產率低，處理費用低，占地面積小，投資少，操作簡單，沼氣易收集、剩余污泥少，運行穩定，處理效率高的優點9。

3.總結

啤酒企業廢水的處理，受到各地經濟條件，環境因素以及技術水平的限制，不可能所有企業都采用統一的方式。尤其北方低溫地區必須根據自己的實際情況，要通過不斷的研究，調查企業排水的水質、水量、排水規律和特點，結合企業建設場地的地形條件、面積大小以及企業能承受的一次性投資及運行成本情況。通過提高啤酒企業的管理水平和工人的素質，采用好氧生物處理法降低企業的運營成本和廢水處理費用，用簡單適用、投入低、運行可靠、達標穩定、節約能耗的廢水處理技術，提高企業的利潤空間。

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[10]徐懷東,鐘月華,伍勇等.我國啤酒廢水處理工藝進展[J],南京工業大學報,2013,22(3): 27～32

TU714

B

1007-6344（2016）02-0056-01

李春暉，男，哈爾濱商業大學生命科學與環境科學研究中心，碩士研究生，研究方向：環境監測與水處理技術。

雒江菡，女，哈爾濱商業大學，助理研究員，研究方向：高效菌株的篩選；王福玲，女，哈爾濱商業大學，助教，研究方向：廢水物理、化學指標檢測；徐麗萍，女，哈爾濱商業大學，助教，研究方向：采集樣品及預處理；王鑫，女，哈爾濱商業大學，助教，研究方向：活性污泥的馴化；劉微，女，哈爾濱商業大學，碩士研究生，研究方向：活性污泥的培養；閻力君，女，哈爾濱商業大學，教授，研究方向：生物技術制藥和水的生物處理

哈爾濱市科技局優秀學科帶頭人項目（2013RFXXJ054）