继啤酒当碳源后,污水也酿啤酒了,废水处理又出奇招?--珠海天力仪表有限公司

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继啤酒当碳源后,污水也酿啤酒了,废水处理又出奇招?
发布日期:2022-07-11 09:42:08浏览量:500

      近期,新加坡啤酒厂推出了一款主打冲厕水酿制的啤酒NEWBrew,其中95%都是由污水及尿液过滤而成的回收水,由此引发市场热议。实际上,此款啤酒的生产是把回收来的污水过滤后重新注入供水系统,经多次膜技术处理、紫外线消毒后成为新生水,再加入酵母进行啤酒酿制。


       可以说,除了使用水源不同外,其发酵程序与普通啤酒无异,而经过处理的再生水水质甚至比正常水还干净。


看到这里,相信大家有一样的疑惑:这么口味独特的啤酒真的有市场吗?



01

污水、谷物、面包纷纷进厂酿制啤酒


的确有。


       2019年,嘉士伯与瑞典某污水处理厂合作开发了一款,用有机麦芽、啤酒花和回收废水制成比尔森啤酒PU:REST,一经推出迅速售罄。2014年,加利福尼亚啤酒制造商使用来自洗碗池、淋浴间和洗衣机回收废水来酿IPA啤酒。德国某污水处理厂也与Xylem公司合作,也利用回收来的居民废水制成了可以饮用的啤酒。除了用污水酿造啤酒,谷物、面包也都被拿来当作酿酒原料。2018-2019年,家乐氏与英国啤酒商合作,先后推出多款由谷物生产的啤酒。一家英国酒厂把零售剩余的面包片作为原料,酿制成了一款拥有独特风味的艾尔啤酒。



      《天猫啤酒趋势白皮书》报告显示,2021年我国啤酒产量创下2014年以来的最大增幅。微醺时代的盛行,使得精酿、原浆、低度啤酒等受到了越来越多消费者的青睐,啤酒行业趋势一片明朗。

        未来可期的啤酒市场也吸引了众多资本入局。


据报道,6月27日,荷兰啤酒巨擎喜力并购台湾三洋维士比子公司,成为首家国际啤酒酿酒商。 啤酒产业的迅速发展,背后带来的是持续上升的啤酒废水量。有数据显示,仅2021年二季度,雪花啤酒厂(常州)就产生了废水共35730吨。面对数量如此庞大的啤酒厂废水,处理好且处理干净,并不简单。


02

啤酒废水的废水来源及水质特点


      啤酒废水主要来源,一是在糖化和发酵工序产生的高浓有机废水,占总水量的25%-35%;二是制麦和罐装工艺过程中产生的洗涤水、冷却水及车间冲洗水等低浓有机废水,占总水量的65%-75%。


      国内啤酒厂排放的废水超标项目主要是COD 、 BOD5 和SS三项。CODcr一般在1000~2500mg/L之间,BOD5在600-1500mg/L,SS在800-1000mg/L。其中,BOD5与COD的比例一般高达0.6,可生化性较高。


03

啤酒废水治理技术现状


      好氧生物处理和厌氧生物处理方法是常见的啤酒废水处理方法。


      好氧处理工艺


      有氧条件下,利用好氧微生物的生命活动氧化分解啤酒废水中的有机物。一般对低浓度有机废水有较高的COD去除率(>90%)。常采用的方法有活性污泥法和生物膜法。


      活性污泥法是处理中、低浓度有机污水使用最多、运行最可靠的方法,具有投资省、处理效果好等优点。我国烟台啤酒厂、上海益民啤酒厂等厂家均采用此法处理啤酒污水。


      传统活性污泥法往往伴随着曝气能耗大、运转费用高、产泥量大等缺点,所以在近几年的啤酒废水处理中,往往降耗更明显的SBR法、CASS法应用更多。


       珠江啤酒厂引进比利时SBR专利技术,污水处理时间仅需19~20h,比普通活性污泥法缩短10~11h,CODcr的去除率也在96%以上。


       生物膜法主要通过在处理池内加入填料,利用固着生长于填料表面的微生物对啤酒废水进行处理。生物接触氧化池和生物转盘是这类方法的代表,在啤酒废水治理中均被采用,主要用以降低啤酒废水中的BOD5。


       好氧生物处理未能考虑到废水中有机物的利用,且由于工艺耗能太高、产泥量大等、受季节影响大等缺点,使得其处理成本较高、正常运行难度较大。


       厌氧处理工艺


       在无氧或缺氧的条件下,通过厌气细菌作用,将有机物分解转化为甲烷和二氧化碳,一般适用于高浓度有机废水


       在这一过程中,参加生物降解的有机基质有50%~90%转化为沼气(甲烷),而发酵后的剩余物又可作为优质肥料和饲料。因此,啤酒废水的厌氧生物处理受到了越来越多的关注。


       厌氧法处理处理啤酒废水的基本工艺主要有厌氧消化法、厌氧接触法、水解酸化池、UASB法、IC法和EGSB法。


       其中,以升流式厌氧污泥床UASB技术在啤酒行业治理最为成熟。UASB利用厌氧微生物降解废水中的有机物,其主体由配水系统、污泥反应区、气液固三相分离器和沼气收集系统四个部分组成。具有效能高,处理费用低,电耗省,投资少,占地面积小等一系列优点。但 UASB 工艺不适于处理悬浮物固体浓度较高的废水,三相分离器的好坏直接影响处理效果。所以,研究者在其基础上开发了 ECSB 和IC反应器。


       厌氧法虽然克服了好氧生物处理的大多数缺点,还能进行生物质能转化,大幅度降低处理成本,为多数企业所采用,但其对温度、pH值要求高,启动缓慢,最大的缺陷是出水COD浓度高。


       单一的好氧或厌氧处理工艺时,形成的水质较差难以达标,往往需要进一步或组合处理。所以以生化方法作为主体的综合处理工艺逐渐开始成为啤酒厂处理废水的主流工艺。


       厌氧-好氧联合处理工艺


       水解酸化-好氧处理工艺


       厌氧水解酸化作为好氧处理的预处理,将啤酒废水中的大分子有机物降解为小分子有机物,提高废水的可生化性,同时将悬浮固体物质水解为可溶性物质,使污泥得到处理。


       水解反应工艺是一种预处理工艺,其后面可以采用各种好氧工艺。常见有水解酸化-二段接触氧化、水解酸化-曝气生物滤池、水解酸化+SBR法等。


       UASB-SBR处理工艺


      UASB同样作为啤酒废水处理的预处理单元,在降低废水浓度的同时,还可回收所产沼气作为能源利用。啤酒废水经UASB+SBR工艺处理,95%的有机污染物被去除。


      与水解酸化相比,UASB进一步节约了水处理运行费用、降低了污泥量,更容易实现资源的可持续性利用。但由于该工艺中的UASB启动较慢,不适合中小型啤酒厂生产淡季的启动要求。所以近年来许多小型啤酒厂采用了厌氧复合床反应器(UBF)来取代UASB,组成了UBF+SBR组合工艺。


      EGSB-生物接触氧化处理工艺


      厌氧和好氧相结合的工艺中,EGSB—生物接触氧化处理工艺较成熟。废水经过EGSB处理后,进入生物接触氧化池的有机物含量大大减少,降低好氧处理阶段的能耗及污泥产量,整个废水处理过程的费用大幅度减少。在EGSB反应器中将产生沼气,还可将其回收利用。其在占地面积及运行费用上比水解酸化—二段接触氧化处理工艺低,非常适合于在资金上不是很雄厚的那些中小企业。


      除此之外,常用的厌氧-好氧组合工艺还包括有UASB+氧化沟、UASB+好氧接触氧化等。


      厌氧-缺氧-好氧联合处理工艺


     水解酸化-SBR-生物吸附(曝气)处理工艺


     水解酸化池能够降低废水pH值并去除一部分COD,提高可生化性,曝气池能够降低BOD浓度,减轻后续处理的负荷,生物吸附能够在相对短的曝气时间内去除50%左右的有机物,出水COD、BOD均稳定,去除率分别为98.6%和93.8%。


     整个处理系统流程简单、结构紧凑、HRT短,节约能耗和成本。


     除此之外,还有UASB-缺氧池-接触氧化、水解酸化-生物接触氧化-外循环(EC)厌氧等联合处理工艺用以啤酒废水的应用处理。


     到目前为止,多种啤酒废水处理工艺均已被探索式地投入到实际应用中。实现啤酒废水治理的环境效益和经济效益的统一,必须将厌氧和好氧处理技术结合使用,依靠前者把废水的高负荷降低,再以后者把低浓度废水处理达标,这才是解决啤酒废水污染问题的根本出路。