王榮選
（中國(guó)輕工業(yè)北京設(shè)計(jì)院）

1 概述

　　1980年以來(lái)，中國(guó)啤酒工業(yè)上水平，上規(guī)模，得到了迅猛發(fā)展。隨之而來(lái)的啤酒工業(yè)污染治理，由于政府和企業(yè)的重視，日臻完善。自1982年青島啤酒廠率先啟動(dòng)軟性填料接觸氧化法處理啤酒工業(yè)廢水試驗(yàn)并獲的成功后，作為國(guó)內(nèi)完整的污水處理系統(tǒng)工程逐漸在全國(guó)啤酒行業(yè)從開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)、設(shè)備制造安裝，運(yùn)行管理，達(dá)標(biāo)排放等方面形成了較為成熟的工業(yè)化規(guī)模。
　　啤酒工業(yè)廢水一般泛指制麥廠工業(yè)廢水和啤酒廠工業(yè)廢水。如果制麥廠與啤酒廠分建時(shí)，各自產(chǎn)生水質(zhì)不同的工業(yè)廢水；合建時(shí)，排出的廢水水質(zhì)與分建時(shí)又差異很大。由于生產(chǎn)原料、生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)設(shè)備及生產(chǎn)管理水平的不同，排水水量水質(zhì)差異也很大。作為污水處理工程設(shè)計(jì)首要注意的就是區(qū)別對(duì)待，對(duì)號(hào)入座，不可生搬硬套，否則將造成運(yùn)行和達(dá)標(biāo)困難，甚至資金和資源的浪費(fèi)。
　　制麥廠工業(yè)廢水主要源于麥芽制造過(guò)程的大麥浸漬，人工發(fā)芽工藝。浸麥過(guò)程中排水污染物包括清洗掉的輕質(zhì)雜物如癟大麥、麥芒、麥皮及粉塵等；谷皮浸出物如單寧物質(zhì)、礦物質(zhì)、蛋白質(zhì)、苦味質(zhì)等；發(fā)芽時(shí)排水中含有低分子糖類(lèi)、半纖維素、蛋白質(zhì)等。麥芽廠生產(chǎn)廢水水質(zhì)如下：COD_Cr 800～1800mg/l；BOD₅ 450～1000mg/l；SS 150～400mg/l；pH值5.0～6.0；水溫15℃～20℃，屬于可生化性較好的工業(yè)廢水。
　　啤酒廠工業(yè)廢水主要產(chǎn)生于糖化工藝，發(fā)酵工藝和包裝工藝生產(chǎn)過(guò)程中。在糖化工藝生產(chǎn)過(guò)程排水中主要是麥汁浸出物中的各種糖類(lèi)，如果糖、葡萄糖、麥芽糖、麥芽三糖至麥芽六糖等，尚有不為費(fèi)林氏溶液還原的糊精、蔗糖、凝固物沉渣等，少量的揮發(fā)性硫化物等；發(fā)酵工藝生產(chǎn)過(guò)程排水中主要是醇類(lèi)、揮發(fā)酯類(lèi)、醛類(lèi)、酮類(lèi)等，尚有殘存的酵母、冷凝固物、酒花樹(shù)脂、蛋白質(zhì)、多酚復(fù)合物、硅藻土等；包裝工藝生產(chǎn)過(guò)程排水中主要是流失的啤酒、堿洗廢液、碎玻璃渣、舊瓶帶來(lái)的殘?jiān)退樯虡?biāo)等。
　　據(jù)統(tǒng)計(jì)，啤酒廠工業(yè)廢水如不經(jīng)處理，每生產(chǎn)100噸啤酒所排放出的BOD值相當(dāng)于14000人生活污水的BOD值，懸浮固體SS值相當(dāng)于8000人生活污水的SS，其污染程度是相當(dāng)嚴(yán)重的。
　　啤酒工業(yè)廢水量，目前國(guó)內(nèi)根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模、設(shè)備先進(jìn)程度及生產(chǎn)管理水平不同大多控制在生產(chǎn)每噸啤酒排水約為6～12噸。
　　啤酒工業(yè)廢水有機(jī)污染強(qiáng)度如下：COD_Cr 1200～2500mg/l；BOD₅ 720mg/l～1500mg/l；SS 400～1000mg/l；pH值5.5～8.5。

2　啤酒工業(yè)廢水處理

　　多年污水處理實(shí)踐使我們認(rèn)識(shí)到污水處理措施首先應(yīng)減少?gòu)U水的污染強(qiáng)度，尤其是減少易產(chǎn)生嚴(yán)重污染的物料流失到工廠排水系統(tǒng)中，這是企業(yè)應(yīng)放在第一位的環(huán)保工作，如廢酒糟的回收與處理；廢酵母的回收與處理；蛋白質(zhì)凝固物的回收與處理；硅藻土的截留與處置等，另外應(yīng)加強(qiáng)清潔生產(chǎn)、文明生產(chǎn)的管理，盡量減少發(fā)酵、貯酒、濾酒和裝酒等工序的啤酒流失和控制各生產(chǎn)工序清潔水的合理使用。通過(guò)這些措施，污染負(fù)荷可降低40%以上。
　　目前國(guó)內(nèi)的啤酒廠工業(yè)廢水的污水處理工藝，都是以生物化學(xué)方法為中心的處理系統(tǒng)。80年代中前期，多數(shù)處理系統(tǒng)以好氧生化處理為主。由于受場(chǎng)地、氣溫、初次投資限制，除少數(shù)采用塔式生物濾池，生物轉(zhuǎn)盤(pán)靠自然充氧外，多數(shù)采用機(jī)械曝氣充氧，其電耗高及運(yùn)行費(fèi)用高制約了污水處理工程的發(fā)展和限制了已有工程的正常使用或運(yùn)行。隨著人們對(duì)于節(jié)能價(jià)值和意義的認(rèn)識(shí)不斷變化與提高，開(kāi)發(fā)節(jié)能工藝與產(chǎn)品引起了國(guó)內(nèi)環(huán)保界的重視。1988年開(kāi)封啤酒廠國(guó)內(nèi)首次將厭氧酸化技術(shù)成功的引用到啤酒廠工業(yè)廢水處理工程中，節(jié)能效果明顯，約節(jié)能30～50%，而且使整個(gè)工藝達(dá)標(biāo)排放更加容易和可靠。隨著改革開(kāi)放的發(fā)展，90年代初完整的厭氧技術(shù)也在國(guó)內(nèi)啤酒、飲料行業(yè)得到應(yīng)用。我們說(shuō)完整的意義在于除厭氧生化技術(shù)外，沼氣通過(guò)自動(dòng)化系統(tǒng)得到燃燒，這是厭氧系統(tǒng)安全運(yùn)行和不產(chǎn)生二次污染的重要保證，這也是國(guó)內(nèi)外開(kāi)發(fā)厭氧技術(shù)和設(shè)備應(yīng)充分引起重視的問(wèn)題。厭氧技術(shù)的引進(jìn)與應(yīng)用能耗節(jié)約70%以上。總之，國(guó)內(nèi)啤酒廠工業(yè)廢水處理工程實(shí)踐從好氧到厭氧（酸化）加好氧，到完全厭氧加好氧走了一條33重視環(huán)保同時(shí)也重視節(jié)能的正確發(fā)展道路。
　　下面介紹幾種在國(guó)內(nèi)啤酒行業(yè)有著重要影響的幾種污水處理工藝與工程實(shí)踐。
2.1以酸化加接觸氧化為主體的工藝工程系統(tǒng)
　　北京環(huán)保所在城市污水低能耗處理研究中，將厭氧生化工藝的水解酸化階段與甲烷化階段，通過(guò)調(diào)整水力停留時(shí)間和利用水的流動(dòng)控制，把二階段分開(kāi)，將反應(yīng)控制在水解酸化階段，從而充分利用水解、產(chǎn)酸菌迅速分解有機(jī)物的特性，使之有效地完成對(duì)原污水的沉淀、吸附、網(wǎng)捕、生物絮凝、生物降解的綜合反應(yīng)過(guò)程。對(duì)原污水進(jìn)行改性使之可生化性提高，利于好氧達(dá)標(biāo)處理。根據(jù)該試驗(yàn)機(jī)理，開(kāi)封啤酒廠在工業(yè)污水處理工程實(shí)踐中，于1988年進(jìn)行了開(kāi)發(fā)性工程試用并取得了成功。為了增加污泥量和延長(zhǎng)污泥泥齡；為了在工程生產(chǎn)水池中保持佈水均勻性，在酸化池中適當(dāng)?shù)牟贾昧颂盍蠈樱@一創(chuàng)造性的改進(jìn)更適合中低濃度污水處理，對(duì)于啤酒廠工業(yè)廢水，本池COD去除率達(dá)到40～50%左右。在大連中糧麥芽廠污水處理廠中，盡管原污水COD1800mg/l，水溫在18℃，酸化池仍取得了COD去除率50%的成果。使整個(gè)處理流程達(dá)標(biāo)排放更加穩(wěn)定可靠，在工程實(shí)踐中，形成了完整的啤酒廠工業(yè)廢水工藝流程，并在國(guó)內(nèi)同行業(yè)得到推廣。工藝流程如下：

　　（1）格柵井
　　井中采用粗格柵，柵隙為10mm，主要攔截污水帶來(lái)的瓶蓋、塑料制品及車(chē)間與室外環(huán)境帶來(lái)的較大漂浮物。粗格柵后采用回轉(zhuǎn)濾網(wǎng)或固液分離機(jī)，網(wǎng)孔或柵隙為1.0～2.0mm，主要攔截細(xì)小糟渣、麥皮、麥芒、廢酵母絮體和其它細(xì)小漂浮物，防止在調(diào)節(jié)池中沉淀，產(chǎn)生新的COD，并減少后續(xù)活性污泥中無(wú)機(jī)懸浮固體與惰性有機(jī)物質(zhì)。二段格柵水頭損失約0.3m左右。
　?。?）均質(zhì)調(diào)節(jié)池
　　由于啤酒廠各工段排水水質(zhì)、水量、排水時(shí)間及時(shí)段差異很大，為了不形成對(duì)后續(xù)生化處理的水力負(fù)荷沖擊、污染濃度負(fù)荷的沖擊和酸堿沖擊，應(yīng)設(shè)均質(zhì)調(diào)節(jié)池，其主要功能是均勻水質(zhì)和調(diào)節(jié)水量。
　　均勻水質(zhì)的關(guān)鍵，是通過(guò)水力行程使車(chē)間各個(gè)時(shí)刻的不同水質(zhì)的排水互相混參，以達(dá)到均質(zhì)的目的。一般是利用水池雙向?qū)α魉虚g斜渠出水的方式，使不同時(shí)刻的進(jìn)水在斜渠內(nèi)混參而實(shí)現(xiàn)均質(zhì)，實(shí)踐表明當(dāng)PH在4～10之間變化的原污水，通過(guò)6hr均質(zhì)，斜渠出水可以穩(wěn)定在PH值6左右。
　　在池的隔墻下部設(shè)聯(lián)通孔口，使本池具有水量調(diào)節(jié)功能。
　　過(guò)去為了防止池中沉淀，一般設(shè)佈氣管。佈氣量在1～3m3/h.m2,由于鼓風(fēng)設(shè)備電耗較大，現(xiàn)均采用回流水方式，依靠回流水管孔口流速防止池底淤泥沉積，同時(shí)由于回流水由池底向上噴射，產(chǎn)生一定的厭氧生化作用，對(duì)整個(gè)流程的去除效率有好的作用，這就是所謂的厭氧調(diào)節(jié)池。池中會(huì)有生物氣產(chǎn)生，因此本池設(shè)計(jì)時(shí)注意設(shè)通風(fēng)孔，在大修時(shí)，應(yīng)放空池水，并通風(fēng)除生物氣后再進(jìn)行施工，以防產(chǎn)生人員中毒或火花引起爆炸等不安全事故。
　　對(duì)于啤酒廠工業(yè)廢水，本池水力停留時(shí)間應(yīng)在5～8hr，最小不得小于3hr。
　?。?）酸化池
　　本池溶解氧為零，使好氧細(xì)菌得不到發(fā)展。池中設(shè)1/2高度的填料層，由于水流相對(duì)穩(wěn)定，可采用軟填料，半軟填料或彈性填料。水的流態(tài)應(yīng)保證從下而上穿透填料層。填料層上生長(zhǎng)著厭氧水解和酸化膜狀細(xì)菌，同時(shí)在填料下部和中間也存在懸浮狀厭氧水解酸化細(xì)菌和其它適宜微生物。成熟的酸化水解污泥呈黑色。在原污水穿透這一污泥層時(shí)，大量微生物將水中顆粒物質(zhì)和膠體物質(zhì)迅速截留和吸附在污泥表面，進(jìn)行分解和代謝，在水解菌作用下將不溶性有機(jī)物水解為溶解性物質(zhì)，在產(chǎn)酸菌作用下，將大分子物質(zhì)，難于生物降解的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為易于生物降解的小分子物質(zhì)，重新釋放于污水中。由于水解和產(chǎn)酸菌世代周期較短，這一過(guò)程是迅速發(fā)生的。因此本池包括了物理、化學(xué)、生物化學(xué)在內(nèi)的綜合反應(yīng)過(guò)程。目前多用酸化池取代初次沉淀池，提高了整個(gè)生化系統(tǒng)的功能與效率。
　　池底設(shè)穿孔佈水器及水流反射體，保證污泥懸浮上向流。池底穿孔佈水管應(yīng)有向池外排泥功能，以防止堵塞和定期排泥。本池對(duì)于啤酒廠工業(yè)廢水，只要投加1/10池容的普通活性污泥，配合后續(xù)好氧池培菌間斷或連續(xù)進(jìn)水，2周后功能即成熟，出水澄清。本池水力停留時(shí)間2～4hr，每周排泥一次。
　　本池出水含有大量的揮發(fā)酸和各種代謝中間產(chǎn)物，容易在后續(xù)好氧池工藝中產(chǎn)生污泥膨脹，應(yīng)在設(shè)計(jì)中引起注意和采用一定防止膨脹的措施。一般以好氧池中加填料，即采用接觸氧化法不失為一種有效途徑。
　?。?）接觸氧化池
　　本池設(shè)計(jì)借鑒了輕工業(yè)設(shè)計(jì)院1977年在吉林造紙廠制漿中段廢水接觸氧化法中試和1982年在青島啤酒廠軟性填料接觸氧化法處理啤酒廢水的成果和經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)多家啤酒廠工程運(yùn)行實(shí)踐完善而成。
　　生物接觸氧化池法是高負(fù)荷、高效率的處理工藝。
　　在接觸氧化池中，呈立體狀均布填料層作為微生物生長(zhǎng)床。絲狀細(xì)菌為主體的生物膜棲附固著其上，在池中整個(gè)空間形成密集的、相對(duì)固定的生物群體，成為組合狀生物濾網(wǎng)，原污水從生物群體中濾過(guò)時(shí)，均勻地接受細(xì)菌的吸附和氧化。
　　填料層曾經(jīng)采用過(guò)直管六角型蜂窩填料、維綸絲束軟性填料、放射線狀盤(pán)式半軟性填料、絲盤(pán)復(fù)合的盾形填料、尼龍絲紡繩毛刷狀彈性填料等，經(jīng)多年實(shí)踐，既要有較大的比表面積，又要防止填料自身污泥淤塞，對(duì)于啤酒廠工業(yè)廢水采用彈性填料效果較好，其中以0.3mm和0.5mm拉毛尼龍絲混合編紡的彈性填料效果更佳。
　　填料架有剛性和軟性之分。剛性采用焊鋼或塑料架，成單元設(shè)置，便于安裝與維修，但由于軟填料繩和剛性架子之間，在曝氣時(shí)扭擺磨損，很易斷繩，影響使用壽命，同時(shí)造價(jià)也高，現(xiàn)在廣泛采用軟性填料架，即采用具有一定強(qiáng)度的粗尼龍繩作架，填料綱繩與之扣接，擺動(dòng)時(shí)互相吻合，磨損很少，有些啤酒廠已使用8年之久，未發(fā)現(xiàn)斷繩現(xiàn)象。現(xiàn)也有采用多面球浮動(dòng)填料，但整體均勻性較差。
　　曝氣裝置采用穿孔管或傘流曝氣器均可。由于填料的設(shè)置，對(duì)氣泡有切割和再分配的作用，明顯地提高了氧的利用率，由于中、大氣泡曝氣器阻力小，對(duì)填料的沖刷更新生物膜的作用也明顯。有些設(shè)計(jì)采用微孔曝氣器，雖然理論上氧利用率提高了，但對(duì)于有填料層的氧化池作用不太大，由于忽略了填料本身的氣泡切割作用，也忽略了生物膜本身代謝物質(zhì)流動(dòng)和更新的要求，反而造成錢(qián)多花了，效果不顯著。
　　為了充分保證池中生物膜量，設(shè)置填料時(shí)，應(yīng)盡可能壓縮下部進(jìn)水佈氣區(qū)的高度，以400mm高較為合適。
　　佈氣管閥門(mén)應(yīng)設(shè)置在池面上,便于觀察佈水和隨時(shí)調(diào)整閥門(mén)，同時(shí)，停電時(shí)也防止主氣管內(nèi)倒灌水。
　　對(duì)于啤酒廠工業(yè)污水氧化池可采用二段流程串聯(lián)。一般采用三段流程串聯(lián)，使各類(lèi)微生物得到最佳的工藝條件，實(shí)踐證明處理能力和出水水質(zhì)更好，耐負(fù)荷波動(dòng)沖擊的能力更強(qiáng)。從生物膜外觀看，一段生物膜比二、三段更為肥大飽滿，依次差之。反映各段生物相的差別和不同。
　　本池容積去除負(fù)荷在2～4kg BOD₅/m3填料·d。
　　本池負(fù)荷高，去除效率高的原因是：
　?、?生物相是垂絲狀菌膠團(tuán)和大量絲狀菌交織，它們對(duì)有機(jī)物質(zhì)的氧化能力比普通活性污泥高1.81倍。
　?、?由于填料下佈氣，生物膜受上升氣流的強(qiáng)烈攪動(dòng)，衰老的生物膜容易脫落，因此生物膜更新快，泥齡短，能經(jīng)常保持較高的活性。
　　③ 池中呈立體狀棲息大量的微生物，整體穩(wěn)定在4.8g/l以上，是生化負(fù)荷高的重要保證。本池不需要污泥回流補(bǔ)充生物量。
　?、?本池微生物與水、氣在整個(gè)空間固定連續(xù)均勻接觸，因此池的利用率比普通活性污泥法高。
　　⑤ 由于水、氣流在填料間強(qiáng)烈的紊動(dòng)，生物膜表面代謝物質(zhì)更新快，濃度梯度大，加快了傳質(zhì)速度。
　　由于這些特點(diǎn)，接觸氧化池在占地和土建投資上，均顯示出其經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)越性。
　　（5）氣浮池
　　接觸氧化池出水中的污泥包括四部分：活性的微生物物質(zhì)；不可降解的內(nèi)源呼吸殘留物；進(jìn)水中帶入的不能降解的惰性有機(jī)物質(zhì)；進(jìn)水中帶入的無(wú)機(jī)懸浮固體，即灰分組成了出水懸浮物。經(jīng)驗(yàn)表明，1克懸浮物相當(dāng)于0.24克左右COD，因此出水澄清的優(yōu)劣直接影響污水處理工藝的達(dá)標(biāo)排放。
　　污水澄清方法可以下沉或上浮污泥。一般活性污泥法采用沉淀池工藝較多，澄清效率約30%左右。經(jīng)驗(yàn)表明接觸氧化池出水中的污泥除灰分外易浮不易沉，通過(guò)長(zhǎng)期造紙廠白水回收纖維和造紙?jiān)系脑囼?yàn)和經(jīng)驗(yàn)，氣浮澄清效率可達(dá)80～90%，所以本工藝澄清部分采用氣浮技術(shù)。
　　氣浮技術(shù)就是在高壓（約0.35MPa）下將空氣溶于水中形成溶氣水，經(jīng)過(guò)減壓釋放裝置形成微小氣泡（約50μm ）群，粘附在雜質(zhì)顆粒之上，并將之舉升至液面，通過(guò)刮渣機(jī)清除，使污水得到澄清。
　　本池需要回流部分清水制造溶氣水，回流比應(yīng)視污水懸浮物濃度而定，一般為30～40%；氣浮池停留時(shí)間20～40min；池內(nèi)出水管設(shè)置位置應(yīng)在清水區(qū)內(nèi)，避免將混濁水流出池外。
　　實(shí)踐證明，在接觸氧化池后設(shè)置氣浮澄清池具有高效、占地少，達(dá)標(biāo)排放可靠的特點(diǎn)。
　?。?）鼓風(fēng)機(jī)房：目前國(guó)內(nèi)啤酒行業(yè)大多采用鼓風(fēng)曝氣，也有少數(shù)采用射流曝氣、表面曝氣等。溫度對(duì)生化細(xì)菌有廣泛的影響，溫度降低時(shí)，細(xì)菌種屬和細(xì)菌數(shù)量減少，微生物酶活力降低，降解有機(jī)物能力差。溫度降低時(shí)，尤其使二沉池的沉淀效率降低，影響出水效果。鼓風(fēng)曝氣出氣溫度大于60℃，對(duì)污水有加溫作用，尤其在長(zhǎng)江以北地區(qū)這一點(diǎn)尤為重要。而靠自然充氧或靠把冷空氣卷吸進(jìn)污水的充氧方式，在北方冬、秋、春三季都對(duì)污水有降溫作用，對(duì)達(dá)標(biāo)排放有嚴(yán)重影響，目前很多污水場(chǎng)長(zhǎng)期不能穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，這是一個(gè)重要的原因。所以采用鼓風(fēng)曝氣不僅僅是為了充氧和攪拌作用，同時(shí)也有對(duì)污水保溫和生溫作用。大部分細(xì)菌適宜的生長(zhǎng)溫度在20℃～40℃之間。
　　目前，國(guó)內(nèi)啤酒行業(yè)采用的風(fēng)機(jī)主要是定容式羅茨風(fēng)機(jī)和離心式鼓風(fēng)機(jī)。對(duì)于定容式羅茨風(fēng)機(jī)應(yīng)注意誤操作引起超壓損壞機(jī)體，最好設(shè)壓力報(bào)警裝置。鼓風(fēng)機(jī)噪聲嚴(yán)重，應(yīng)在建筑設(shè)計(jì)和設(shè)備配套上注意消聲防燥，注意風(fēng)機(jī)房定期通風(fēng)排放熱量。
　　鼓風(fēng)機(jī)房是污水處理工程中的用電大戶，應(yīng)靠近高低壓配電間。
　?。?）污泥脫水：工廠企業(yè)脫水污泥主要以活性污泥為主，泥砂量相對(duì)城市污水廠少一些，因此污泥顆粒細(xì)小，粘度大脫水較困難，一般需濃縮至97%含水率后，加入助凝劑和助濾劑后，去污泥脫水機(jī)脫水。目前采用的污泥脫水設(shè)備有手動(dòng)或自動(dòng)板框壓濾機(jī)、葉片壓濾機(jī)、轉(zhuǎn)鼓真空過(guò)濾機(jī)、臥式螺旋離心機(jī)、帶式壓濾機(jī)等。
　　由于活性污泥自身的特點(diǎn)，選擇污泥脫水機(jī)時(shí)應(yīng)注意其濾布再生的能力、濾液澄清能力、產(chǎn)泥量能力（kg.DS/m.h），操作管理難易、勞動(dòng)強(qiáng)度大小、自動(dòng)調(diào)偏、張緊、自動(dòng)保護(hù)能力、附屬設(shè)備與主機(jī)的自動(dòng)化程度等，當(dāng)然還應(yīng)注意設(shè)備及附件的壽命及一次投資的情況。針對(duì)上述比較及多年生產(chǎn)實(shí)踐的總結(jié)，選用帶式壓濾機(jī)較為適用，國(guó)外產(chǎn)品比國(guó)內(nèi)產(chǎn)品在性能方面更勝一籌。
自80年代末以來(lái)按上述工藝建成了一批有代表性的污水處理場(chǎng)。制麥廠工業(yè)廢水有青島湖島制麥廠、大連中糧麥芽有限公司污水處理場(chǎng)等，在進(jìn)水COD 1500mg/l，BOD₅ 1000mg/l的條件下，均取得去除率96%以上的好成果。啤酒廠工業(yè)廢水有開(kāi)封啤酒廠、青島啤酒廠、廈門(mén)冷凍廠啤酒廠、江蘇三泰金獅啤酒有限公司、惠泉啤酒廠等，進(jìn)水COD 2620mg/l～1500mg/l；BOD₅ 1331mg/l～700mg/l,出水均達(dá)到國(guó)家污水綜合排放一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)以上成果，對(duì)80年代初所建成的單純好氧處理，在擴(kuò)建的同時(shí)，也進(jìn)行了改造，主要是增加了厭氧酸化工藝，擴(kuò)大了處理能力，降低了能源消耗。
2.2以厭氧發(fā)酵為主體的工藝
　　厭氧發(fā)酵技術(shù)是用人工的方法創(chuàng)造厭氧微生物所需要的營(yíng)養(yǎng)條件和環(huán)境條件，使設(shè)備內(nèi)積累高濃度的厭氧微生物，使有機(jī)物在厭氧菌作用下，轉(zhuǎn)化為甲烷（沼氣發(fā)酵）的過(guò)程，配合好氧處理使啤酒廠工業(yè)廢水達(dá)標(biāo)排放。
　　厭氧處理污水的優(yōu)點(diǎn)是可以在較高負(fù)荷下達(dá)到有機(jī)物的深度降解（目前國(guó)內(nèi)外啤酒行業(yè)COD去除率均在80%～97%左右）；剩余污泥產(chǎn)量低（約5%的COD轉(zhuǎn)化為新菌體，僅為好氧工藝的1/6或更少）；所需的氮、磷營(yíng)養(yǎng)物少，氮的最低需要量為有機(jī)碳的2.5%，磷酸鹽為0.5%，對(duì)于啤酒廠工業(yè)廢水一般滿足氮、磷需求；嚴(yán)格厭氧，氧和氧化劑對(duì)甲烷菌具有很強(qiáng)的毒性，因此工藝所需要的能耗很少；COD轉(zhuǎn)化為甲烷是一種有價(jià)值的副產(chǎn)品，但目前對(duì)甲烷氣體的使用及相應(yīng)設(shè)備的開(kāi)發(fā)還處于初級(jí)階段；污泥可以長(zhǎng)期貯存，因此工藝運(yùn)行可連續(xù)或間斷。
　　國(guó)內(nèi)從1981年開(kāi)始對(duì)高效厭氧發(fā)酵技術(shù)進(jìn)行研究，在引進(jìn)國(guó)外技術(shù)的同時(shí)不斷地開(kāi)發(fā)國(guó)產(chǎn)高效而經(jīng)濟(jì)的厭氧技術(shù)和工藝設(shè)備。
厭氧發(fā)酵是個(gè)非常復(fù)雜的生物化學(xué)過(guò)程。
　　目前，用于工業(yè)化生產(chǎn)的高效厭氧工藝有普通消化池：適用于從污水中分離出來(lái)的有機(jī)污泥和含有機(jī)固體物較多的污水（如薯干酒精廢液），特點(diǎn)是在一個(gè)池內(nèi)實(shí)現(xiàn)厭氧發(fā)酵和固液分離，在池中設(shè)有攪拌裝置；有厭氧接觸工藝ACP（Anaerobic contact process）：在厭氧發(fā)酵之外加沉淀池收集污泥回流至消化池，以提高池內(nèi)污泥濃度及減少污水停留時(shí)間；有厭氧生物濾池AF(Anaerobic Filter)在反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置填料，依靠附著于填料表面上生物膜的積累，加強(qiáng)污泥在池內(nèi)的停留時(shí)間（SRT）以提高COD的去除效率；有上流式厭氧污泥床反應(yīng)器UASB（Upflow Anaerobic Sluge Blanket）在池底部形成濃度很高并具有良好沉淀和凝聚性能的污泥，形成污泥床，污水從下部穿透污泥，有機(jī)物被分解，并轉(zhuǎn)化沼氣。在池上部設(shè)有固、氣、液三相分離器，可使出水中SS很低；有厭氧折流反應(yīng)器ABR(Anaerobic Baffled Reacter)在池中設(shè)上下交錯(cuò)的擋板阻隔，迫使污水折流通過(guò)等。以上各工藝各有特長(zhǎng)和不足，在設(shè)計(jì)中應(yīng)靈活應(yīng)用，取長(zhǎng)補(bǔ)短，提高污水處理整體工藝的效率。
　　由于厭氧工程在國(guó)內(nèi)開(kāi)發(fā)時(shí)間較短，成系統(tǒng)配套設(shè)備還不完整，使其發(fā)展受到一定限制，目前國(guó)內(nèi)啤酒行業(yè)正常運(yùn)行的厭氧裝置仍以國(guó)外引進(jìn)的為多。在90年代初，廣東順德啤酒廠、河北八達(dá)啤酒廠、天津華潤(rùn)啤酒有限公司以及相類(lèi)似的幾家可口可樂(lè)廠引進(jìn)了Enviroasia Corp.的以厭氧發(fā)酵UASB為主體的完整的處理裝置，其流程為

其中UASB采用的三相分離器是由比利時(shí)Biotim開(kāi)發(fā)研制的雙效分離器（“double-effect”Separator）。實(shí)踐證明它有效地防止生化污泥的流失，提高了反應(yīng)器的負(fù)荷率（7kgCOD/m3d）。COD去除率90～95%，二沉池剩余污泥回流到調(diào)節(jié)池中，最終在厭氧池中被濃縮和消化，厭氧剩余污泥量很少，厭氧停留時(shí)間約8hr。正常運(yùn)行第二年才開(kāi)始啟用帶式壓濾機(jī)脫水。
　　沈陽(yáng)雪花啤酒廠高濃啤酒工業(yè)廢水部分引進(jìn)了荷蘭PAQUES公司BIOPAQ-IC REACTOR，俗稱(chēng)IC塔(Internal Circulation)。IC塔比通常采用的UASB反應(yīng)器的容積負(fù)荷大3倍以上，水力停留時(shí)間根據(jù)進(jìn)水COD濃度不同，僅有2～5hr，容積負(fù)荷高達(dá)30～40kgCOD/m3·d，目前制造的IC反應(yīng)器高度約為16～25m，因此占地面積很少。IC塔除設(shè)有二層模塊式三相分離器外，關(guān)鍵在于由塔頂沼氣柜迅速回流沼氣至塔底進(jìn)水區(qū)的內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)，快速形成脈沖反應(yīng)有效地改善了進(jìn)水與顆粒污泥之間的接觸狀態(tài)，使高濃度顆粒污泥床膨脹，污水在塔內(nèi)呈層流狀態(tài)上升，保持了整個(gè)塔的高效綜合反應(yīng)負(fù)荷。對(duì)于啤酒工業(yè)廢水，當(dāng)污水COD在2000～3000mg/l時(shí)，水力停留時(shí)間為2～3小時(shí)。
　　國(guó)內(nèi)大專(zhuān)院校和科研所在研究開(kāi)發(fā)厭氧反應(yīng)器方面也取得了不菲的成果。在三相分離器的開(kāi)發(fā)上從單級(jí)到多級(jí)模塊式結(jié)構(gòu)均已有成型設(shè)備應(yīng)用于工程建設(shè)中，在北京啤酒廠、山東三孔啤酒廠、安徽合肥啤酒廠、福建惠泉啤酒廠等均采用了國(guó)產(chǎn)UASB厭氧工藝設(shè)備。目前國(guó)內(nèi)厭氧工藝發(fā)展的主要方向是提高三相分離裝置的效率，繼而提高厭氧工藝的容積負(fù)荷和去除效率，優(yōu)化和簡(jiǎn)化裝置，減少啟動(dòng)時(shí)間和提高設(shè)施的自動(dòng)化監(jiān)控及調(diào)整功能；盡快開(kāi)發(fā)和實(shí)現(xiàn)沼氣自動(dòng)燃燒工藝，使污水處理流程完整化，以實(shí)現(xiàn)安全達(dá)標(biāo)和無(wú)二次污染；盡快實(shí)現(xiàn)設(shè)備，如布水器、三相分離器、厭氧罐體、燃燒裝置等標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、商品化的配套成龍工作，使厭氧發(fā)酵這一大有發(fā)展前途的技術(shù)得以有效的推廣。
2.3國(guó)內(nèi)啤酒廠工業(yè)廢水處理的其它幾種工藝介紹
　?。?）SBR工藝（Sequencing Batch Reactor）
　　近年來(lái)開(kāi)始在國(guó)內(nèi)啤酒行業(yè)中采用。SBR是一種間歇運(yùn)行的污水生物處理工藝，也有稱(chēng)為“序批式活性污泥法”，其核心是SBR反應(yīng)池。它是按照設(shè)定程序工作的反應(yīng)器，即按進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀、排水、閑置的順序周期運(yùn)行，將生物絮凝、厭氧消化（缺氧）、好氧分解和污泥沉淀等功能綜合于一個(gè)裝置（池）中，因此具有工藝簡(jiǎn)單，操作靈活、運(yùn)行管理方便，可以緩解進(jìn)水沖擊負(fù)荷以及凈水效率穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)。由于此工藝基本屬于傳統(tǒng)活性污泥范疇，污泥負(fù)荷在為0.12～0.2kgBOD₅/kgMLSS·d。一般啤酒工業(yè)污水SBR曝氣時(shí)間占整個(gè)周期的75%左右，曝氣期活性污泥負(fù)荷實(shí)際應(yīng)為0.16～0.27 kgBOD₅/kgMLSS·d。因此，SBR相對(duì)于其它工藝，由于負(fù)荷低，土建投資相對(duì)較高一些。
　　現(xiàn)已運(yùn)行的SBR工藝，在啤酒行業(yè)一般設(shè)定程序安排是進(jìn)水2h（同時(shí)曝氣），曝氣時(shí)間9h，沉淀1.5h，排水1.0h，閑置0.5h，每個(gè)周期12hr。上述程序根據(jù)不同工廠排水水質(zhì)的不同或不同生產(chǎn)時(shí)期排水量和排水水質(zhì)的不同進(jìn)行靈活調(diào)整和設(shè)置。
　　池中的關(guān)鍵設(shè)備是潷水器，其作用是在設(shè)計(jì)的最高水位時(shí)，將沉淀后的上清液及時(shí)排出，當(dāng)池水位恢復(fù)到處理周期開(kāi)始的最低水位時(shí)停止?jié)?，排水量不超過(guò)池內(nèi)總水量的3/4?，F(xiàn)行國(guó)內(nèi)采用的潷水裝置有人工控制多點(diǎn)排水方式，有絲杠或鋼繩升降帶動(dòng)浮動(dòng)水堰式，有萬(wàn)向?qū)U旋轉(zhuǎn)潷水方式等。
　　目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用的SBR法人工手動(dòng)操作與計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制兼而有之，在啤酒行業(yè)如青島第二啤酒廠、燕京啤酒廠、寧波麥芽廠等運(yùn)行基本穩(wěn)定。
　　由于SBR操作上是按設(shè)計(jì)程序間歇周期的運(yùn)行方式，其操作過(guò)程相對(duì)比較繁瑣，對(duì)于屬于啤酒工廠附屬車(chē)間或工段的污水場(chǎng)，采用計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)在減輕污水場(chǎng)工人的勞動(dòng)強(qiáng)度、保證工藝可靠和出水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)方面是非常必要的。目前自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本要求是通過(guò)PLC自控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)水池水位、反應(yīng)時(shí)間、沉淀時(shí)間和澄清水排放量、閑置時(shí)間等與相應(yīng)設(shè)備及電磁閥、電動(dòng)閥門(mén)的自動(dòng)化聯(lián)鎖。國(guó)內(nèi)目前正在開(kāi)發(fā)以氧化還原電位（ORP）或溶解氧濃度（DO）作為反應(yīng)階段有機(jī)污染物降解程度的間接指標(biāo)來(lái)控制曝氣時(shí)間，根據(jù)進(jìn)水污染物濃度的高低靈活控制反應(yīng)時(shí)間即曝氣時(shí)間，從而在節(jié)約能耗的同時(shí)，保證處理效果的穩(wěn)定，這對(duì)水質(zhì)變化較大的工業(yè)廢水處理非常適用，使SBR的自動(dòng)控制提高到新的水平。
　?。?）CASS工藝（Cyclic Activated Sludge System）
　　是周期循環(huán)活性污泥法，它是在SBR基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，與SBR工藝不同的是，CASS工藝在沉淀階段不僅不停止進(jìn)水，而且污泥回流不停止。CASS工藝以一定的時(shí)間序列運(yùn)行，其運(yùn)行過(guò)程包括（1）充水--曝氣階段，邊進(jìn)水邊曝氣。（2）充水--沉淀階段，停止曝氣，靜置沉淀使污水澄清。（3）排水階段，采用專(zhuān)用撇水設(shè)備（潷水器），由水面逐漸下降均勻排出上部清液，排水量一般不超過(guò)池水量的1/3，視處理廢水的水質(zhì)而變化。（4）閑置階段，利用實(shí)際潷水時(shí)間比設(shè)計(jì)潷水時(shí)間短的時(shí)間差，作閑置以恢復(fù)污水吸附能力。
　　CASS工藝設(shè)置了生物選擇區(qū)，缺氧區(qū)和主反應(yīng)區(qū)。
　　生物選擇區(qū)名義水力停留時(shí)間在30min～60min左右，通過(guò)主反應(yīng)區(qū)污泥的回流并與原污水混合，此時(shí)溶解性有機(jī)污染物濃度很高，絮體形成菌（菌膠團(tuán)細(xì)菌）具有高的生成速率，絲狀菌受抑制，生長(zhǎng)率低。此時(shí)，菌膠團(tuán)細(xì)菌形成的活性污泥快速吸附并去除溶解性有機(jī)物，對(duì)難降解的有機(jī)物進(jìn)行水解，同時(shí)使污泥中的磷在厭氧條件下得到釋放。選擇區(qū)中污泥吸附有機(jī)污染物貯于細(xì)胞內(nèi)帶入曝氣區(qū)繼續(xù)發(fā)育生長(zhǎng)，防止了污泥膨脹問(wèn)題的發(fā)生，選擇區(qū)中反硝化作用也很明顯。
　　選擇器工藝適用于溶解性有機(jī)污染物高的啤酒工業(yè)廢水處理。
　　缺氧區(qū)（預(yù)反應(yīng)區(qū)）除緩沖作用外，還具有促進(jìn)磷進(jìn)一步釋放和強(qiáng)化反硝化作用。
　　主反應(yīng)區(qū)在適宜的曝氣條件下，使有機(jī)污染物得到徹底分解。在每個(gè)運(yùn)行周期中，曝氣和停止曝氣的時(shí)間基本相同，設(shè)計(jì)運(yùn)行周期時(shí)間為4hr，其中曝氣2hr，沉淀1hr，排水1hr。
　　安徽天井啤酒廠年產(chǎn)15萬(wàn)噸啤酒擴(kuò)建中采用了CASS法污水處理工藝，日處理能力為5000m3污水，由于在沉淀和潷水階段停止進(jìn)水，因此需設(shè)二條以上反應(yīng)池并聯(lián)，在沉淀和潷水階段將原污水引入其它CASS反應(yīng)池中。本工程COD去除率在96%左右，電耗為0.87KWh，已驗(yàn)收達(dá)標(biāo)排放。
　　目前CASS法處理主要由中央自動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)程序操作和控制。程序控制基本內(nèi)容包括污水進(jìn)水時(shí)間，池水位，沉淀時(shí)間，撇水速度和時(shí)間，曝氣時(shí)間，污泥回流量等，以及各參數(shù)與相應(yīng)設(shè)備及電磁閥，電動(dòng)閥門(mén)的連鎖與控制。

3　啤酒工業(yè)廢水處理工藝選擇說(shuō)明

　　啤酒工業(yè)廢水是有害無(wú)毒，可生化性良好的中等強(qiáng)度有機(jī)污染廢水，采用以生物化學(xué)處理為主體的污水處理工藝，是較為經(jīng)濟(jì)合理的途徑。在生物化學(xué)處理工藝上，無(wú)論采用懸浮活性污泥法，還是固定膜式活性污泥法，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)和工程實(shí)踐取得合理的運(yùn)行參數(shù)，經(jīng)過(guò)正確的工程計(jì)算和設(shè)計(jì)，正確地選用質(zhì)優(yōu)設(shè)備，按照國(guó)家施工及驗(yàn)收規(guī)范，精心施工和安裝，都可以達(dá)標(biāo)排放。
　　啤酒廠工業(yè)廢水處理的工藝選擇，必須因地制宜，謹(jǐn)防生搬硬套。各種工藝確定時(shí)，應(yīng)充分調(diào)查工廠排水水質(zhì)、水量、排水規(guī)律和特點(diǎn)，必要時(shí)應(yīng)取樣化驗(yàn)確認(rèn)；應(yīng)考察工廠提供的建設(shè)場(chǎng)地地形條件和面積大??；考察工廠所能承受的一次性投資及運(yùn)行成本情況；考察工廠的管理水平和工人素質(zhì)條件以及確定廠外排水條件及水電增容條件等進(jìn)行適合本地區(qū)建設(shè)污水場(chǎng)并能長(zhǎng)期達(dá)標(biāo)運(yùn)行的方案比選。比選中簡(jiǎn)單適用、運(yùn)行可靠、達(dá)標(biāo)穩(wěn)定、節(jié)約能耗、投資經(jīng)濟(jì)是最重要的工藝原則。
　　目前，由于國(guó)內(nèi)市場(chǎng)運(yùn)行缺少?lài)?yán)格的規(guī)范化管理，偏重投資與回報(bào)率，忽視技術(shù)質(zhì)量和專(zhuān)業(yè)化的重要性，因此國(guó)內(nèi)污水處理行業(yè)從投標(biāo)到工程建設(shè)上，均需要行政和技術(shù)管理部門(mén)加強(qiáng)管理規(guī)范化、專(zhuān)業(yè)化建設(shè)，加強(qiáng)行業(yè)監(jiān)督與指導(dǎo)，使污水處理工業(yè)逐步走上正常化軌道。
　　隨著人類(lèi)社會(huì)的進(jìn)步，人們愈加認(rèn)識(shí)到健康環(huán)境是自身生存的必要條件。讓我們?cè)诎l(fā)展生產(chǎn)的同時(shí)，熱愛(ài)生活，維護(hù)和恢復(fù)環(huán)境的自然本色，讓青山綠水，花香鳥(niǎo)語(yǔ)永伴世世代代。