Brouwerijen produceren niet alleen bier, maar ook aanzienlijke hoeveelheden afvalwater. Dit afvalwater heeft een complexe samenstelling, variërend van organische stoffen zoals suiker en zetmeel tot reinigingsmiddelen en vaste stoffen. Een efficiënte behandeling van dit afvalwater is essentieel om te voldoen aan de milieuwetgeving, de bedrijfskosten te verlagen en duurzaam gebruik te maken van waterbronnen. Biogasinstallaties, biofiltratie en omgekeerde osmose spelen hierbij een belangrijke rol, vooral bij het opwekken van energie en het recyclen van water.

Oorsprong van afvalwater in het brouwproces

Het brouwproces is complex en bestaat uit verschillende stadia die elk specifieke afvalwaterstromen genereren. Deze afvalwaters variëren in hoeveelheid, samenstelling en vervuiling en vereisen verschillende behandelingsmethoden.

1. verwerking van mout

• Weken en kiemen:
  • Tijdens de productie van mout wordt het graan geweekt en gekiemd, wat resulteert in afvalwater met organische resten zoals zetmeel, suiker en kiemknoppen.
  • Belasting: Hoge COD en BOD door organische stoffen.
• Darren:
  • Condensaat van het eesten van mout bevat vluchtige organische stoffen en moet worden voorbehandeld voordat het kan worden geloosd of gerecycled.

2. maischen

• Restanten van het beslag:
  • Wanneer mout en water worden gemengd om suikers en enzymen vrij te maken, ontstaat er afvalwater dat opgeloste organische verbindingen bevat zoals zetmeel, eiwitten en polyfenolen.
  • Belasting: hoog CZV en fijne vaste stoffen.

3. wort koken

• Condensaat van de wortketel:
  • Het verdampingsproces om het wort te concentreren produceert dampcondensaten die organische stoffen en vluchtige verbindingen zoals alcoholen bevatten.
  • Belasting: Matige COD en BOD; vaak herbruikbaar na behandeling.

4. fermentatie en opslag

• Fermentatieresiduen en gist:
  • Tijdens de fermentatie wordt suiker omgezet in alcohol en CO₂. Overtollige gist en dode cellen komen in het afvalwater terecht.
  • Vervuiling: Hoog gehalte aan biomassa en opgeloste organische verbindingen.

5. filtratie en botteling

• Filtratieresiduen:
  • Bierfiltratie produceert afvalwater met fijne deeltjes zoals diatomeeënaarde, cellulose of andere filtratiehulpmiddelen.
  • Vervuiling: Hoge concentratie zwevend stof en matige organische vervuiling.
• Vulling:
  • Tijdens het vulproces wordt afvalwater geproduceerd bij het schoonmaken van flessen, blikken en vaten. Deze bevatten reinigingsmiddelen, oppervlakteactieve stoffen en resten van organische stoffen.
  • Vervuiling: Hoog aandeel chemicaliën en organische stoffen.

6. reinigingsprocessen (CIP-systemen)

• Clean-in-Place (CIP):
  • Reinigingswater uit tanks, leidingen en machines bevat resten van reinigingsmiddelen, oppervlakteactieve stoffen, zuren en alkaliën.
  • Belasting: variabele pH-waarden en chemische concentraties.

7. secundaire processen

• Koel- en verwarmingscircuits:
  • Afvalwater van de koelcircuits bevat vaak minerale resten of biofouling.
  • Verwarmingscircuits kunnen afzettingen of chemische resten van anticorrosiemiddelen bevatten.

Samenstelling van het afvalwater

Afvalwater van brouwerijen is afkomstig van verschillende processtappen zoals wortproductie, gisting, bottelen en reinigingsprocessen. Typische eigenschappen zijn

• Hoge COD (chemisch zuurstofverbruik): 2.000-5.000 mg/L, voornamelijk door organische stoffen zoals suiker, zetmeel en alcohol.
• Fluctuerende afvalwatervolumes en -samenstellingen: Variabel door reinigingsintervallen en batchproductie.
• Hoog aandeel vaste stoffen: Afgewerkte granen, gist en filterresten.
• Reinigingsmiddelen: Oppervlakteactieve stoffen, logen en zuren van CIP-systemen (clean-in-place).

Afvalwaterbehandeling met biogasinstallaties

Biogasinstallaties zijn een effectieve oplossing voor de behandeling van sterk organisch verontreinigd brouwerijafvalwater. Ze bieden niet alleen een vermindering van organische stoffen, maar ook een duurzame manier om energie op te wekken.

Hoe de biogasinstallaties werken

• Anaerobe processen:
  • Micro-organismen breken organische stoffen af in afwezigheid van zuurstof.
  • Eindproducten: Biogas (methaan en CO₂) en gestabiliseerd slib.
• Procedure:
  • UASB-reactoren (Upflow Anaerobic Sludge Blanket):
    • Geschikt voor continue stromen met een hoge COD.
    • Opbouw van korrels die zorgen voor een hoge biologische activiteit.

Voordelen van biogasinstallaties

• Energieopwekking:
  • Het methaan uit het biogas kan worden gebruikt in warmtekrachtkoppelingscentrales (WKK) om elektriciteit en warmte op te wekken.
  • Decentrale energievoorziening voor de brouwerij.
• Vermindering van COD: > 90 %.
• Kostenbesparingen: Lagere kosten voor afvalverwerking en lagere energiekosten.

De uitdagingen

• Voorbehandeling: Verwijdering van vaste stoffen zoals afgewerkte granen en gist om overbelasting van het systeem te voorkomen.
• Operationele stabiliteit: gelijkmatige toevoer is nodig om schokbelastingen te voorkomen.

Afbeelding: Ons ALMA Neutra neutralisatiesysteem met meng- en egalisatietank en automatische pH-waarderegeling