【酿酒废水】酿酒工业废水的治理技术

北极星环保网讯:酒的生产是以水为介质的,酿造过程需用大量的工艺水和清洗水。由于酿酒废水中含有酿造过程产生的多种副产物和废弃物,而目前多数酒厂的废水又是未经处理直接排放的。所以,酿酒废水已成为我国水污染的主要污染源之一。

一、酿酒废水的产生

酿酒的原料均采用农作物,生产工艺过程中产生的废水均属有机废水。对于不同的酒,所产生的废水量和废水中有害物的浓度有所区别。现仅以啤酒为重点,简单地介绍一下酿酒废水的来源、排放量、水质和危害。

酿造啤酒的主要原料是大麦、大米和啤酒花。酿造的方法随啤酒种类不同而异。但一般分为制麦和酿造两大工艺流程。有的啤酒厂外购麦芽,只有酿造工艺。

制麦,也称麦芽制造.该工艺过程用水,有浸麦用水和冷却用水。冷却用水水质较好,可回收循环使用。主要污染来自浸麦用水。浸麦废水是一种颜色很深、极易腐败的有机废水,COD浓度500~800mg/L,BOD5浓度300~500mg/L。废水产生量,一般每生产1t成品麦芽约产生30t左右,采取间歇排放的方式。

酿造,可细分为精化、发酵(前酵)、贮酒(后酵)、过滤和包装几个工序。近几年,有些啤酒厂已将发酵和贮酒两道工序合并在大型锥形罐中一次完成。

糖化工序的废弃物有麦糟、热凝固物和冷凝固物。麦糟是麦汁制备过滤后产生的副产物,含水75~80%,组分为蛋白质、脂肪、淀粉、还原糖、粗纤维、灰份。热凝固物是麦汁煮沸过程中,由于蛋白质变性和多酚物质氧化、聚合而产生的。热凝固物含水80%,组份为蛋白质、酒花树脂、多酚物质和灰份。冷凝固物是在麦汁冷却过程析出的,主要组份是蛋白质、碳水化合物、多酚物质和灰份。糖化工序的废水主要来自糖化锅、糊化锅的刷锅水、清洗水和麦糟贮存池底流出的麦糟水,一般热(冷)凝固物也含在废水中排出。所以,精化工序产生的废水中有机物质比较多,COD浓度高达20000~40000mg/L。其废水排放量约占废水总盘的5~10%,采取间歇排放的方式。

发酵和贮酒工序的废弃物是废酵母,酵母是在啤酒发酵过程沉淀下来的。一般为生产需要,沉淀下来的酵母经洗涤后重复使用,但多余的酵母和失去活力的酵母,如不综合利用则随废水排出,酵母除含水80~85%外,其它组分是蛋白质、脂肪、纤维、灰分和无氮浸出物。这个工序的废水来源于洗涤水,COD浓度2000~3000mg/L,废水排放量约占废水总量的15~20%,采取间歇排放的方式。

包装工序的废水来自洗瓶水、喷淋杀菌水、洗棉水、地面冲洗水和包装物破损流出的残酒等。这部分水的排水量较大,约占废水总量的30~40%,COD浓度500~800mg/L,连续排放。

此外,酿造过程还有大量的冷却水和电渗析产生的浓水,这些水基本未受污染,多数厂循环使用。

从啤酒行业全国每年交换的资料看,酿造工艺的水耗各厂悬殊较大,一般1t酒排出废水15~30t,但个别厂也有80~l00t的纪录。啤酒厂总排水口COD的浓度为1000~1500mg/L。其它酒类产品的废水,以酒精蒸馏废液的有害物浓度为最高。天津酒精厂对玉米酒精蒸馏废液采样监测的结果是:C0D131250mg/L,BOD69000mg/L,SS38900mg/L。酒精蒸馏废液是发酵成熟醪蒸馏后排出的,其产生量约为酒精产量的13~15倍。1990年全国年产酒精126.24万t,蒸馏废液排出量约1641~1894万t。由于生产酒精只利用了原料中的淀粉或糖分,其它成分不仅未被破坏,而且在发酵过程中还产生了多种氨基酸,营养价值很高。蒸馏废液一般含水90~95%,固形物的组分为蛋白质、脂肪、无氮浸出物、纤维、灰分等。其中蛋白质的含最不仅高达27%(玉米酒精),而且氨基酸的组分很全,几乎包括了动物所需要的13种氨基酸。

总之,酿酒废水中含有多种营养成分,是宝贵的物质资源。多年来,各厂尽管将麦糟和酒精蒸馏废液作为饲料出售,有的厂还搞了深加工技术,综合利用废水中的固形物。但是,酿酒工业,特别是酒精行业还未彻底消除废水的污染。以致于对环境产生很大的危害。

二、酿酒废水的治理方法

酿酒工业废水是高、中浓度的有机废水,含有多种营养成分。如采取单纯治理的方法使其达标排放,不仅因污染负荷高,耗费较多的基建费用和运行费用,而且只有环境效益,不见经济效益,企业治理污染的积极性也不高。况且,酿酒废水中的有机物是物质资源,弃之不用而将其转化为无机物排放掉,实际上是极大的浪费。所以,对酿酒废水应采取“以综合利用为主、以治理污染为辅”的环境对策。即:通过综合利用的途径,先将废水中的有机成分分离出来,加工成饲料或其它副产品,最后再治理废水的污染。这样,既回收了物料,提高了原料利用率,又可使废水达标排放。同时企业又可以其综合利用的副产品供给社会需要,达到经济效益、环境效益和社会效益的统一。

处理易于生物降解的酿酒废水,国内外广泛采用的生物(生化)处理工艺,但在二级处理以前,必须进行一级处理,目的是调整废水PH值,减轻废水的腐化程度和后续处理的工艺负荷。废水的生物处理,分为天然生物处理(氧化塘、土地处理)和人工生物处理。人工生物处理,一般分为好氧和厌氧两大类。好氧生物处理,根据微生物的生长状态,又可分成悬浮态(活性污泥法)和固着态(生物膜法)。在生物膜法中,又有固定床(生物转盘)和流化床(生物流化床)之分。厌氧生物处理除悬浮态和固着态之外,还有常规法和两相法(即将产酸相和产气相进行分离)。

(一)好氧生物处理

好氧生物处理是在有氧的情况下,借好氧微生物的作用来进行的。好氧工艺按微生物在处理构筑物内的生长形式,可分成活性污泥法和生物膜法两大类。

好氧生物处理一般用于处理低浓度有机废水,国内啤酒厂处理啤酒废水大都采用此法。

采用活性污泥法的厂家有广州啤酒厂、珠江啤酒厂、长春啤酒厂等。上述单位COD进水浓度为1200~1500mg/L,出水浓度为50~100mg/L。COD的除去率92~96%。采用活性污泥法处理啤酒废水,在运行中经常会出现污泥膨胀的间题。产生这一问题的原因是啤酒废水中碳水化合物含量高,氮、磷、铁等营养物质缺乏,碳氮比例失调。比较简单的解决办法是将生活污水和啤酒废水混合。因为生活污水中含氮量相对较高,两者混合是比较经济的。否则就要采取投加含氮的化学药剂、调整废水PH值和改善运行工艺条件等技术措施。

国内采用生物膜法处理啤酒废水的厂家有杭州啤酒厂、青岛啤酒厂、房山啤酒厂等。COD进水浓度1000~1500mg/L,出水浓度100~150mg/L,COD除去率90%。