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一、 研究的目的与意义（价值） 近年来,随着人民生活水平的不断提高, 中国的啤酒行业已成为国民经济发的重要产业， 啤酒已发展成为生产量和消耗量最大的酒类。我国啤酒工业迅速发展,到目前为止,全国的啤酒生产厂家已有1000多家遍布中国各省、市、自治区。2002年，我国啤酒产量达到2387万吨，超越美国，跃居世界第一。近年来，我国啤酒产量每年以5以上的速率增长，是世界上啤酒市场增长最快的地区之一。与此同时,大量啤酒废水对环境的污染问题也日渐突出。啤酒废水含有较高浓度的蛋白质、脂肪、纤维、碳水化合物、废酵母、酒花残渣等有机无毒成分,排入天然水体后将消耗水中的溶解氧,既造成水体缺氧,还能促使水底沉积化合物的厌氧分解,产生臭气,破坏水质。另外,上述成分多来自啤酒生产原料,弃之不用不仅造成资源的巨大浪费,也降低了啤酒生产的原料利用率。因此,在粮食缺乏,水和资源供应紧张的今天,如何既有效地处理啤酒废水又充分利用其中的有用资源,已成为环境保护的一项重要研究内容。 啤酒行业是耗水量较大的行业之一，这些废水属于中等浓度有机废水，虽然各企业间有较大的差别，一般来说每生产1t啤酒的耗水量约10～50m。如果以生产每吨啤酒产生20m废水计算，则啤酒工业排放的废水量每年达4.0亿立方米。同时啤酒的生产伴随着大量废水的产生，据统计，每生产1000吨啤酒所排出的BOD值相当于1.4万人生活污水的BOD值，悬浮物国体SS值相当于8000人生活污水的SS值，如果这些废水不加处理，将对环境造成严重污染。 上世纪90年代以前，我国多数啤酒厂家的生产废水未经处理直接排放，严 重破坏了生态环境，成为食品发酵工业的主要污染源之一。90年代后，尤其是 进入21世纪后，国家加大了对环境保护的投入和监管力度，啤酒废水必须经过 处理达标后才可以排放。各生产厂家纷纷上马污水处理设施，目前，我国的绝 大多数啤酒废水得到了处理。然而，由于处理工艺的落后，一些厂家的废水处 理成本过高，处理的效果也差强人意 表1-1中国部分啤酒厂家废水的水质水量 从表中我们可以看到啤酒废水的治理刻不容缓，生活在地球这个大家庭中，我们在享受美好的事物时，也要将干净留给未来。环境问题日益成为国际最为关注的问题之一，每一个人都应从自我做起，保护环境人人有责。 二、 研究的现状与发展趋势（文献综述） 啤酒废水主要污染物来源于麦芽生产的洗麦水、浸麦水、麦槽水,糖化过程的糖化、过滤洗涤水,发酵过程的洗涤、过滤水,罐装过程的洗瓶、灭菌水,成品 车间洗涤水以及生活污水等。综合废水一般偏酸性pH5 7,含有大量的悬浮固体SS为4001000 mg/L和大量易生物降解的有机物COD为15003000 mg/L。废水中BOD/COD高达0. 50. 7,一般不含有毒有害成分,具有良好的可生化性能。 2-1啤酒废水的特点 由于啤酒的生产工序较多，不同啤酒厂生产过程每吨酒耗水量和水质相差很大。所消耗的水除一部分谁转入产品外，其余绝大部分作为工业废水排入环境。啤酒废水按有机含量可分为以下几类。 （1）冷却水 冷冻机、麦汁和发酵冷却水等，这类废水基本上未受污染。 （2）清洗废水 如大麦浸渍废水、大麦发芽降温喷雾水、清洗生产装置废水、漂洗酵母水、洗瓶机初期洗涤水、酒罐消毒废液、巴斯德杀菌喷淋水和地面冲洗水等，这类废水受到不同程度的有机污染。 （3）沖渣废水 如麦糟液、冷热凝固物、酒花精、剩余酵母、酒泥、滤酒渣和残碱性洗涤液等，这类废水不仅含有有机物而且还含有大量的悬浮型固体。 （4）灌装废水 废水中含有大量的残酒和防腐剂等。 （5）洗瓶废水 废水中含有残留的洗涤剂、纸浆、染料、糨糊、残酒和泥沙。 2-2啤酒废水的水量特征 啤酒生产是耗水量最大的行业，一般国内每生产1吨啤酒约耗水15吨左右， 产生废水12吨左右。但由于一部分水随着副产物而被废弃或在蒸发过程中损失，废水排放量与啤酒产量的比值常为49，因生产工艺和管理水平而异。啤酒废水水量变化很大，一般来说，日废水量与当日啤酒的产量成正比。所以，在啤酒产量高的夏秋季节，废水量较大，而在产量较低的冬春季节，废水量较少。啤酒生产各工艺段中产生的废液多为间歇排放，因此，一天中不同时段排放的废水量也有很大的不同，通常白天的废水量要大于夜晚。啤酒废水水质和水量情况见表1-1所示。 2-3啤酒废水的水质特征 啤酒废水来自于啤酒生产各工序中的排放，各工序所排放废水的物理和化 学特征都有较大的差别。总体来说，啤酒废水水温较高（一般在25℃以上）， 有较强的异味，颜色呈黄褐色或乳白色，浊度较高。啤酒废水的主要生化指标 见表1-1。其pH值取决于CIP单元上所使用的化学物质的数量和类型（如苛性 钠、磷酸、硝酸），通常为79。其氮和磷的含量主要取决于原料的加工以及污 水中废酵母存在量，总氮为15 mg/L35 mg/L，总磷为3 mg/L8 mg/L。啤酒生产废水主要含糖类、醇类有机物，其中在浸泡大麦过程中溶出戊糖等糖类物质、果胶、矿物盐及外皮中的纤维素、蛋白朊、单宁、苦味质等，而其他车间的外排废水除含糖类外，还含有多种氨基酸、醇、维生素、酵母菌、啤酒花、纤维素、麦糟等。啤酒废水无毒，可生化性较好（BOD5/COD大于0.5），氮和磷相对匮乏，属于中等浓度有机废水；其排污点较多且为间歇式排放，因此水质波动性很大。值得一提的是，啤酒废水若未经处理直接排入水体，在自然降解过程中，水体将发黑变臭，呈现富营养化状态[9]，严重污染周边环境并直接污染地下水。 表1-1啤酒废水水质水量一览表 2-4常用啤酒废水处理工艺 啤酒废水的主要特点之一是 BOD5/ CODcr值高，一般在 50 及以上，非常有利于生化处理，同时生化处理与普通物化法、化学法相比较 一是处理工艺比较成熟; 二是处理效率高，CODcr、BOD5去除率高，一般可达 80 ～ 90 以上; 三是处理成本低 运行费用省 。因此生物处理在啤酒废水处理中，得到 了充分重视和广泛采用。 “七五”以来，中国对啤酒废水的处理工艺和技术进行了大量的研究和探索，逐渐形成了以生化为主、生化与物化相结合的处理工艺。生化法中常用的有活性污泥法、生物膜法、厌氧与好氧相结合法、水解酸化与 SBR 相组合等各种处理工艺。这些处理方法与工艺各有其特点和不足之处，但各自都有较为成功的经验。目前还有不少新的处理方法和工艺优化组合正在试验和研究，有的已取得了理想的成效。 国内常用的处理啤酒废水方法主要有 酸化 －SBR 法处理工艺、UASB － 好氧接触氧化处理工艺、新型接触氧化法处理工艺、生物接触氧化法处理工艺、内循环 UASB 反应器 氧化沟处理工艺、UASB SBR 法处理工艺等［3］，具体工艺及处理方法不作 目前,啤酒废水采用厌氧生物处理与好氧生物处理相结合的处理工艺已经非常成熟、可靠,具有处理效果好、占地面积小、易操作、运行可靠等特点。 三、 研究方案及工作计划（含工作重点与难点及拟采用的途径）
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