啤酒酿造过程产生的废水具有:废水量大，悬浮物质、有机物质含量高等特点。废水本身并无毒性，但含有大量可生物降解的有机物质，直接排人水体，要消耗水中大量的溶解氧，造成水体缺氧，导致水生物鱼类死亡。而且废水含有大量N、P无机盐等。导致水体富营养化，恶化水质，污染环境。因此对其处理非常重要。
1 啤酒废水的来源及组成
啤酒生产过程排放的工业废水可分为三部分:一是冷却水，约占总水量的70%;二是酿造涮洗水，占5-6%，属高浓度有机废水;三是包装车间洗瓶、冲冼、杀菌水，约占20%。冷却水可以循环使用，需要处理的主要是后两部分废水。从我国目前生产技术状况统计，生产1吨啤酒需消耗10-30吨水。一个年产5万吨的啤酒厂，年耗水约80一100万吨，工业废水排放量在70-80%之间。各部分废水污染物浓度范围见表1。
由表1可以看出，各工艺排放的废水污染物浓度差异较大，所以要按污染特点分别处理。
2 工艺流程的确定
2.1 综合回收工艺流程
啤酒生产的主要原料是粮食，在生产过程中，通过生化反应，把粮食中的淀粉转化成可发酵的糖，在酵母菌的作用下生成C02和酒精。大量的蛋白质作为废弃物分离排放。排放的废酵母泥中蛋白质含量可达45-70%。废酵母泥中还含有十几种生命必需的氨基酸、B族维生素和十几种微量元素。可见对其回收利用作高蛋白饮料添加剂，具有很高的营养价值和经济效益，而且可减少COD污染负荷85%以上。废酵母泥综合回收的方法:通过微压过滤(或离心机脱水)，然后，进行烘干或自然晾干，粉碎后，即成高蛋白饲料添加剂。
啤酒生产过程排放的另一种废弃物是麦糟和悬浮物很高的糟水，这些悬浮物极易酸化而又难以在短时间内被微生物分解消化，能够造成污泥上浮，破坏处理工艺的正常运行。据试验研究，糖化后的糟水沉淀速度快，且含有一定数量的糖类和蛋白质等，所以对其进行分离作饲料很有必要。目前主要采用以下处理方法:糖化麦糟水先经滚筒过滤机将粗糟皮分离出来作粗饲料，剩下的麦糟水进人沉淀池(一般停留时间2h左右)，下层沉淀物可作为精麦饲料，上清液和中层高浓度液，有机物还相当高，须进一步处理，经上述处理，悬浮物可去除80%以上.
经上述两个工艺回收蛋白饲料后的出水仍然为高浓度废水.COD一般在5000mg/L左右，还远不能达到排放标准，对环境的污染仍然很大，所以还需进一步处理。目前对高浓度有机废水采用的处理方法主要有厌氧生化和好氧生化相结合的处理方法。
2.2 厌氧工艺分析
微生物作用下厌氧分解有机物过程是十分复杂的。一般认为，废水的厌氧消化过程包括两个阶段:第一阶段，在不同的厌氧微生物种群作用下，将蛋自质、脂肪、碳水化合物等有机物水解和厌氧分解成脂肪及其他产物，并台成新细胞;第二阶段在有生理独特性的专性厌氧菌一产甲烷菌的作用下，将第一阶段的代谢产物转化成CH4和CO2,。如图1所示。
厌氧法处理啤酒废水的可行性分析:
(I)从废水中营养物质成分看:啤酒废水中有供微生物生长的丰富物质，其中麦糟:含有葡萄糖、麦芽糖和低分子糊精等。葡萄糖在厌氧条件下，经多种酶的作用，通过EMP途径生成丙酮酸，它是一种重要中间体，可以通过不同途径生成甲酸、乙酸、丙酸、乳酸、乙醇,CO2和氢，这些都是甲烷菌可以利用的底物。废酵母:含蛋白质50%以上，蛋白质在厌氧条件下分解生成氨基酸，通过氨化作用，脱氨基生成氨，氨又是微生物新细胞合成氮的供体，且对厌氧发酵介质具有缓冲作用，有利于甲烷的生成。核酸:具有传递遗传特性和酶的合成。碳水化合物:是能量的来源。维生素:酵母细胞中含量较多，主要是水溶性B族维生素，它是各种酶活性基的组成部分，另外还含有细菌生长不可缺少的P,K,Na,Mg,Ca,S等无机元素以及Fe,Cu,Zn,Mn,Mo,Co等微量元素。酵母中还含有丰富的酶系统，多达19种，这些酶能加速水中有机物生成可溶性物质(液化阶段)，进而普遍生成乙酸、丙酸、氢,Co:和少量其它物质(产酸阶段)。上述过程都是非产甲烷菌完成的乙酸、丙酸、氢,CO2等简单的化合物在严格厌氧条件下，通产甲烷菌的作用，生成甲烷可见非产甲烷菌和产甲烷是相互依赖，互为对方创造生命活动所需的物质甚础和适宜条件，使厌氧发酵过程达到产酸、产气平衡，从而厌氧发酵得以正常进行。
(2)从温度及pH值的适宜性分析:啤酒废水进人厌氧发酵设备前由于生产过程温度较高，在排放过程中温度逐渐下降，这是乳酸菌、醋酸菌、大肠杆菌群适宜的生长条件，挥发性酸含量升高(主要为乙酸、丙酸)废水开始酸化，pH一般在4-5之间，这实际上是厌氧发酵的第一阶段。由丁厌氧发酵设备内污泥活性较强，废水进人后，被产甲烷菌群利用生成甲烷气体，挥发性酸减少，接近于零所以发酵设备内和排放口pH接近中性，可见整个厌氧发酵体系能够到维持稳定。
(3)从可生化性指标BOD5/COD看:BOD5值高的COD值也高，越有利于厌氧发酵、啤酒废水BOD5/COD一般在70-85%，可生物降解的有机物含量较高，适宜于厌氧发酵。
从以上三方面的分析可知:啤酒废水适宜于厌氧生物发酵处理，而上流式污泥床(UASB)反应器是厌氧消化技术中应用广泛、具有代表性的设备。其设计关键是布水系统，气、固、液三相分离器和集水系统，它克服了好氧法的一些缺点，而被广泛采用
2.3 好氧工艺
要保证废水的处理效果，首先有足够数量的微生物，同时还必需有足够数量的营养物质，而啤酒工业废水能够满足这两项基本要求。啤酒废水的好氧处理日前国内采用较多的有接触氧化法、一般活性污泥法，而接触氧化法，运行管理方便，不存在污泥膨胀等问题，且投资少，运行费用比较低，是一种技术上成熟而普遍采用的处理为一法。
综匕所述，可以得出啤酒废水综合治理的最佳工艺流程。
3 工程实践
表2为胶东某啤酒厂经过回收酵母泥和糟皮后的高浓度废水及其他工艺低浓度废水水质情况表。该废水采用的是图1所示的啤酒废水综合治理工艺，主要构筑物及设备情况为:
3.1 UASB反应器
圆形钢结构，1座，尺寸￠8m x 11.5m。该UASB反应器采用中温发酵，内部设置热交换器，内壁做防腐处理，外壁设保温层，结构紧凑。运行过程中,温度、碱度、负荷等同微机进行监控确保了反应器安全、稳定地运转。设计COD容积负荷6.0kg/(m3*d), COD去除率85%，去除1kgCOD产生VSS 0.082kg，产生沼气0.52m3。UASB产出的沼气进入贮气柜，贮气柜为钢制定型设备，直径为9.8m，最大高度为12.5m，有效容积300m3.
厌氧发酵最适宜的pH值为6.8-7.4，最好是接近7.0。例如氨基酸分解成NH3，当pH>8时，就可抑制甲烷杆菌的发酵，若有机酸过多，pH< 6时，也影响甲烷杆菌的活性。酒精糟液的pH值在4左右，因此启动时应用石灰或碱液调整pH至中性，待启动完成进入正常运行时，不用再调pH，因为厌氧消化池内污泥活性较强，废水进入后挥发酸被甲烷菌群利用生成甲烷气体，挥发酸减少，同时，在反应过程中，可产生起缓冲作用的NH3，使pH上升，有自动调节作用，保证整个厌氧发酵体系自身维持稳定.
3.2 水解池
矩形钢砼结构，1座，分两格，每格尺寸lOm x 6mx5m，总有效容积540m3，水力停留时间3.2h。内设PE半软性填料285m3。污泥浓缩池内的污泥回流进人水解池，使污泥在该池中得到部分消化，从而使整个系统的产泥量大为减少。这一工序不消耗能量，它集生物絮凝及降解于一体，提高了废水的可生化性。
3.3 生物接触氧化池
矩形钢硅结构，1座，分3级，每级分两格，每格尺寸为7m x6m x5m，总容积为1260m3，水力停留时间8h,池内设PE半软性填料875m3,1m3填料设计COD容积负荷为2.3kg/d。实际运行负荷为3.0kg/d。设计COD去除率为85%，实际可达94.48%。气水比为20:1，由D60-61型离心风机供氧，一用一备。进日风量60m3/min，出口风压0.O5MPa，配套电机功率75kW.
3.4 气浮池
圆形钢结构，一套，型号为JFW-100。包括一台溶气罐、一台气浮池、一台刮渣机及两个加药箱。气浮池尺寸为￠4.5mx4m，处理能力为100m3/h.
3.5 带式压滤机
钢结构，I套，型号为D7Q-1000型。处理能力为3-5m3/h.滤网宽度1m,滤网速度0.8-8m/min、配套f33机型号JZTY22-4，功率1.5kW.
4 处理效果分析
2000年对该啤酒厂进行了24h连续监测。为掌握设施分段处理效果，分别对UASB和后续处理部分进行监测。
由表3看出，UASB反应器进口水质情况为:SS:3523mg/L, CODcr=2850mg/L，BOD5=1029mg/L, pH=5.5。经厌氧处理后的水质明显好转，pH值达标，SS ,CODcr ,BOD5降为436mg/L ,603mg/L ,390mg/L.
高浓度废水经厌氧处理后与低浓度废水混合。由表4可以看出，混合水的水质为:SS = 472 mg/L,CODcr:939mg/L,BOD5 =416mg/L。经水解、接触氧化和气浮处理后，SS, COD, BOD5分别降为32mg/L,58mg/L,26mg/L，各项指标全部达标。
5 效益分析
5.1 总投资土建145万元，设备309万元，其它35万元，总投资485万元。
5.2 运行费用分析
(1)电费废水处理站运行负荷148kW，工业电价为0.70元/(kW·h)，则1m3废水处理费用为:148x0.8x24x0.70/4000=0.50元
(2)管理费该处理站共10人，年工资8000元/人，年维修费4万元，其他费用2万元，则1m3废水处理费用为:(o.8x10+4+2)104/(330*4000)=o.11元。
(3)药剂费处理每耐废水药剂费0.10元。
(4)总运行费用(不含折旧费)0.50 +0.11 +0.10=0.71元/m3，年总运行费用为4000 x330 x0.71 =93.72万元。
5.3 经济效益
采取综合治理，可回收粗稀糟16000吨左右，每吨按35元作饲料出售可收人56万元，回收蛋白酵母粉约120吨，每吨售价在5000元左右，年收入60万元，共计116万元，共可收人29.78万元。另外经厌氧发酵可产生沼气30万米3，，含CH4在60-69% ,1m3沼气约相当于0.85kg标准煤，共折合标准煤255吨，价值7.5万元。
5.4 环境效益
经上述工艺流程处理后出水达到国家规定的排放标准，每年可少排COD约700吨，大大减轻一了环境污染。
