工厂设计5(10章)

严重污染物的预处理
啤酒生产形成的麦糟、酒花糟、热凝固物、 废酵母、硅藻土滤饼等污染物的预处理， 这是大大降低啤酒废水污染源的重要途径。
啤酒工厂废处理方法比较
效果
BOD(5d)降低率 (1)机械处理 10％～20％ (2)化学处理 20％～40％ (3)生物厌氧消化 60％～80％ (4)生物需氧处理 80％～98％ 机械处理，主要是消除悬浮固体，作为首 级处理。其它可以根据废水性质任意组合使用。
第十章 啤酒工厂副产物的利用和 三废治理
啤酒生产副产物的利用 啤酒生产三废治理
思考题
1、啤酒厂中二氧化碳的用途？二氧化碳回 收方法有那几种？适用范围和特点？ 2、废麦糟的处理方法 ？ 3、列举三个废啤酒酵母回收的例子？ 4、啤酒厂减少废水污染的途径？ 5、啤酒厂废水常用的处理方法？ 举出一个 例子。
啤酒酵母核酸含量较高，可制备5’核苷酸， 也可制备复合核苷。复合氨基酸在调料中、高 浓酿造啤酒中有广泛的应用前途。酵母体内含 有四种蛋白酶。利用酵母自身的蛋白酶，酶解 使酵母细胞中70％以上蛋白质水解成氨基酸， 每1000kg湿酵母泥，可制得100kg复合氨基 酸粉。 酵母富含蛋白质作为动物饲料。
澄清池 液体表面负荷 m3 /( m2 h) 总电源消耗 kW.h/kgBOD 0.7 1.2
3）滴滤池法
滴滤池法是利用废水散布于滤床时，滤床 上之微生物因而利用废水所混入之氧气及有机 物，將废水中之有机物分解得使水质净化再利 用之方法。
(3)干式排麦糟法 用脉冲式气流输送， 干式快速排麦糟。水力冲洗法排糟，用 水量约为其用水量的2～5倍，造成麦糟 中可溶性有机物流失，降低麦糟的饲料 价值，并增加污水量。 (4)水啤酒回收 在啤酒过滤、清酒罐、 装瓶机等形成的水和啤酒混合物，可通 过适当处理全部回收，以减少污水量。
啤酒工业废水处理的途径
啤酒工厂废水处理采用的方法 1）初级沉淀池 ） 含有悬浮固体的废水相对静止沉降， 可减少悬浮固体。设计运行良好的初级沉 淀 池 可 减 少 的 悬 浮 固 体 50 ％ ~70 ％ ， BOD5 降低20％～25％。 一般矩形(25～40)×(6～10)×(3～ 4)m或圆筒直径12~45m，深3.0～4.5m。 废水在池中停留时间为1.5～2.5h(后接生 物处理也可短至0.5～1.0h)。
4)用CO2作背压 用 作背压：啤酒转罐、过滤、清酒罐 及装瓶、装桶等操作中，避免啤酒接触 空气中氧，减少溶解氧、CO2作背压、备 压、提高啤酒的非生物稳定性和风味稳 定性。 在上述各用途中使用二氧化碳，需 要有一定压力(>0.2MPa)，纯度>99.5％。 可以直接使用回收的CO2，经过处理，压 缩后再应用。
麦芽与啤酒厂的废水来源
(1)洗麦废水。 (2)浸麦更换水。 (3)设备、容器、管道清洗水。 (4)设备、容器、管道内残留麦汁。 (5)糖化过滤槽出糟排放带的水。 (6)糖化回旋沉淀槽热凝固物。 (7)发酵池、罐残留废弃酵母。 (8)硅藻土过滤机硅藻土排放。 (9)洗瓶机碱性废水、啤酒巴氏消毒机热废水。
废水排放标准
我国从1974年颁布GBJ4-73，以后经过修订， 工业废水排放标准麦芽与啤酒厂的废水属二类废水， 其长远影响小于第一类有害物质，工厂排放水质应 符合14项细则，对啤酒工业有限制性的仅前面四 项：最高允许排放浓度 l、 pH 6~9 2、TSS ≤200~300mg/L 3、BOD5 ≤200~300mg/L 4、CODCr ≤ 350~450mg/L
废水生物需氧处理法，应用最广泛。 活性污泥曝气处理法(悬浮生长生物处理 曝气池和澄清池 法之一) 。一般由曝气池 澄清池 曝气池 澄清池组成。 中等污泥负荷设计参数如下：
最佳温度℃ 有机物负荷 kgBOD/(kgSS.d) 悬浮物浓度 kg/m3 需氧量 kg/kgBOD 污泥产率 kg/kgBOD 20~25 0.2 4 2.6 0.5
高浓稀释啤酒生产工艺，若全部啤酒稀释 率为15％～20％，稀释水用CO2取代法除氧 及 碳 酸 化 ， 则 每 m3 啤 酒 需 消 耗 20~22kg CO2 。实际啤酒发酵每m312OP啤酒仅能回收 CO2为14.5 ~15.0kg CO2 CO2原始纯度：99.2％～99.5％ 还有 乙醇0.45％~0.59％ 、挥发酸、酯、水分 等少量杂质。 经简单吸附过滤就可制得高纯度(99.9％) 的CO2。
2)制成“稀释用饱和碳酸水”，高浓酿造 制成“稀释用饱和碳酸水” 制成 啤酒技术中，利用CO2置换稀释用水中氧。 使用CO2直接进入啤酒中，必需要高纯度 (含量>99.9％)，一般应由液化二氧化碳，蒸 发成气态后再应用。
3)洗涤啤酒 洗涤啤酒：使用凝聚性酵母、锥形罐 洗涤啤酒 发酵工艺中，在双乙酰还原期，常常采 用从锥底通入CO2 ，洗涤啤酒，促使挥 发性双乙酰、硫化物、醛类等被CO2拖带 排走，使凝聚的酵母重新悬浮，促进双 乙酰的还原，加速啤酒的成熟。
第一节 啤酒生产副产物的利用 为避免和减少环境污染、使宝贵 的资源得到最大限度地有效利用，必 须把生产中的废气、废渣、废水回收 和利用，进一步开发加工制成有价值 的产品，特别是注意“新蛋白资源” 的开发。 “逐步建立无废排放的食品 工业”。
一、麦糟的利用
麦糟: 由麦芽和不发芽谷物原料在啤酒糖化 中不溶解物质构成的，主要是由麦芽的皮壳、叶 芽、不溶性蛋白质、半纤维素、脂肪、灰分及少 量的未分解淀粉和未洗出的可溶性浸出物等组成， 麦糟收率是随原料浸出物收率提高而降低。 麦糟是有价值的饲料，含适度分解的蛋白 质，作为饲料，消化率极高，特别适合作牛、马 饲料。若作猪饲料，需配合淀粉质原料后使用。 糖和淀粉占干物质5％~6％，主要是纤维素、半 纤维素、β-葡聚糖，而猪对这类物质消化率低。
(10)车间地面、墙壁、设备外表清洗水。 (11)锅炉排渣、烟道除尘废水。 (12)啤酒工厂非工艺生活污水。 (13)冷冻机、空压机冷却水。 (14) 麦汁、啤酒冷却器冷却水。 (15)厂区雨雪水。 其中(13)、(14)冷却水和(15)雨雪水很少受 污染，其余均受到不同程度的污染。
啤酒厂废水的污染程度：
沉淀池效率 以表面负荷为基础、即每平方米表面 积，每天流过废水的体积，一般设计平 均流量为32～48m3/(m2.d)，高峰流量 为80～120 m3/(m2.d)。 初级沉淀池底部有机械活板，定期 清除沉淀物。
2）活性污泥法
活性污泥是由各种微生物及一些原生动物被 吸附在水中悬浮物所所成，具有吸附、氧化 废水中的有机物，使达到安定化的机能，利 用此一活性污泥分散於水中，在好氧状态下， 处理废水或排放水者，称之为活性污泥法。 包括吸附、吸收和置换三步。
啤酒工业废水性质十分接近生活污水的性质， 处理方法也很接近。 废水中污染物 处理方法 悬浮固体 (1)沉淀法 (2)各种过滤法 (3) 浮选法 (4)投入化学药品凝聚法
可生物降解的有机物
(1)各种活性污泥法 (好氧悬浮生长处理法) (2)生物滤池法 滴滤池(好氧附着生长法) 生物接触转盘 填充状反应器 固定化反应器 (3)各种生物氧化塘法 (4)厌氧消化法 (5)土地灌溉处理系统
我国某年产6.0万t的啤酒厂(含8 000t/a 麦 芽 ) ， 每 天 排 放 废 水 为 3600t ： 生 产 废 水 2800t 、 生 活 废 水 800t 。 废 水 平 均 COD 2000mg/L、BOD1200mg/L、TSS60mg/L、 pH5.8～6.6。 BOD/COD＝0.6～0.67 BOD/P ＝100：0.5 BOD/N ＝100：20～3.0 废水生物处理之最佳比值为： BOD：N：P＝100：5.0：1.0 因此，啤酒工业废水中氮磷处于低水平， 需和生活污水混合处理效果更好。
啤酒工厂减少废水污染的途径 一、减少生产用水 (1)浸麦废水重复利用 浸麦时需换水6～8 次，每吨大麦浸麦耗水约10～15t。采用长 断水加喷雾浸麦延长空气休止时间，可减 少浸麦水50％。浸麦水污染少，可回收、 沉淀、过滤、充氧(通入空气)等手段重复 利用，可减少麦芽生产用水80％。 (2)糖化车间洗锅、洗管道水作投料水 糖 化每批结束后用锅容积5％～10％水冲洗设 备及管道，这部分水完全可以作投料水回 收利用。
如用70％麦芽(无水浸出率为75％，水 分为5％)、30％大米(无水浸出率为90％， 水分为14％)，糖化料利用率为98.5％，则 每吨投料可得麦糟干物质：195kg(干物质)、 若采用过滤槽过滤，干式排麦糟，麦糟 含水分为83％，则可得湿麦糟为： 195/(1-83％)＝1147kg
国内外啤酒厂麦糟处理： 湿态出售 大多数 干制出售 混合饲料出售
珠江啤酒厂混合饲料流程
干燥颗粒饲料规格： 干燥颗粒饲料规格： ≤13.0％， 挥发物 ％ 8~20mm， 粒形 ， 体积质量 650kg/m3 ≥14％， 粗蛋白 ％ 粗纤维 ≤17％， ％ ≤5.0％ 灰分 ％
mm
二、啤酒酵母的回收和利用
啤酒酵母是重要的副产物，大罐发酵，生产每立方 啤酒可得湿酵母泥20kg (水82％、3.6kg干物质)或 3.9kg干燥酵母。若全球总量1.3亿t，全部回收可 得到50万t的干酵母，我国全部回收也可得到5.8万 t干酵母。 酵母中八种人体必需氨基酸的含量均很高，特别是 甲硫氨酸含量为1.1g/100g，高于大豆的一倍。
三、二氧化碳的回收
CO2是啤酒发酵中最主要的副产物，同 时又是啤酒酿造必不可少的重要原材料。 合理应用对改进酿造工艺、提高啤酒的质 量起着重要作用。 CO2的用途： 碳酸饮料、快速冷冻、食品保鲜、气体保 护焊、超临界萃取等 。
啤酒中CO2用途：
1)清酒中充入CO2 ，在短时间内溶解和过饱和， 清酒中充入CO 清酒中充入 控制成品啤酒中CO2的含量。
啤酒发酵中二氧化碳的回收量
C12H22O11+H2O 4C2H5OH+4CO2↑ 当发酵效率为96％时，每100g麦芽糖发 酵可形成49.4gCO2。 年产3万t啤酒厂，每天麦芽汁最高产量 为150m3时，理论可回收二氧化碳4.81 t/d 若回收率为65％，每天工作时间为21h， 需配备回收能力： 4.8l×65％÷21×l 000 ＝150kg/h 配备150kg/h回收能力装置，日回收能 力为3 150~3600kg之间。
第二节 啤酒生产三废治理
啤酒生产的废水属有害而无毒性废水， 啤酒生产的废水属有害而无毒性废水 ， 属 二类废水，其长远影响小于第一类有害物质。 二类废水 ， 其长远影响小于第一类有害物质 。 但由于每生产100t啤酒，排放废水中BOD量相 当于1.4万人的生活污水，每瓶啤酒的BOD相 当于1个人每天生活的污水。虽然并不产生有 毒害的废水、废气、废渣(除工业锅炉三废以 外)，但由于啤酒工厂生产规模大，废水、废渣 又特别多(和产品之比为1：30以上)，严重污 染了生态环境。因此，减少、治理和利用三废， 日益受到社会和企业的重视。
高压回收
最传统方法, 压力高，可常温液化。在25～ 30℃、压力6.334MPa～7.110MPa下回收，经 冷却、液化、直接充装到高压钢瓶中。 酒精工 业广泛采用。 业广泛采用。 特点：不需制冷机冷却(一般深井水)；一般需 3～4级压缩，贮存于小型钢瓶中，大容器贮存 不经济。
中压回收
啤 酒 厂源自文库广 泛 采 用 ， CO2 经 过 二 级 压 缩 至 1.6MPa～2.2MPa，冷却到-25~-15℃，液 化。 特点： 压力低，设备维护费低，安全性高。 液化CO2 可贮存在数立方米至20m3 的保温高 压贮罐中，也可装钢瓶，应用方便。但必需配 有高压气态二氧化碳冷却系统。
啤酒生产中二氧化碳的回收方法
流程： 收集一洗涤一压缩一净化一干燥一冷却一 液化一贮存或装瓶 在液化回收常采用三种方法: 高压回收 6.334MPa～7.110MPa 25～30℃ 中压回收 1.6MPa～2.2MPa，冷却-25~-15℃， 低压回收 0.6~0.8MPa，冷却-42~-50℃。 一般冷冻机无法将他们液化，已淘汰。