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酸化 UASB A/0工艺处理啤酒废水浅析

发布于：2015-07-16 23:22:16 来自：环保工程/水处理 [复制转发]

　　1 、概述

　　啤酒废水是属于较高浓度的有机污染废水，主要污染来源于糖化、主酵、灌装清洗等生产工序。因生产规模、设备和管理而异，一般啤酒生产废水的COD和1000～2500mg/l左右，BOD为600～1400mg/l。吨产品的COD排放量约为28～32kg，BOD排放量为17～19kg。随着国家对环境污染治理力度的加大，当前控制啤酒废水污染已是刻不容缓。

　　八十年代以来，国内外对啤酒废水处理进行大量的试验、研究和生产性应用，有相当成效。例如，由荷兰Lettimga教授研究开发的UASB（上流式厌氧污泥床）技术，由丹麦Kruger开发应用的氧化沟处理技术等等。在国内，清华大学、浙江农大等单位进行了AFB（厌氧流化床），UASB和两相厌氧清化处理啤酒废水试验研究。杭州中策啤酒、大梁山集团股份有限公司啤酒等啤酒废水处理设施采用了酸化+UASB+A/0处理工艺，运行至今，处理后出水COD能稳定在100mg/l以下。

　　2 、工程概况

　　宁波某啤酒有限公司最大生产能力为300t/日啤酒。废水处理量为3000m3/d，该工程于1998年4月开工，1998年11月完工并开始单机、清水联动试车，1998年11月投入接种污泥开始污染驯化，12月中旬污泥驯化完成，经7个多月的试运行结果表明，处理效果好，出水COD<100mg/l，BOD5<20mg/l，SS<70mg/l，达到预期目的。

　　2.1 废水量与水质

　　1) 处理废水量

　　设计废水量3000m3/d。

　　2) 水质

　　设计水质如表1所示。处理水水质要求达到《污水综合排放标准》（GB8978-1996）一级标准。

表1 设计水质表

序号	项目	进水	处理出水
1	pH	6～9	6～9
2	CODcr（mg/l）	≤ 2500	≤ 100
3	BOD5（mg/l）	≤ 1600	≤ 20
4	SS（mg/l）	400	≤ 70

　　2.2 处理工艺

　　改啤酒废水的污染物浓度高，COD和BOD分别达到2500mg/l和1600mg/l。如果直接用好氧生物处理，一则处理难度较大，二则能耗较大，处理费用较高、污泥量较大，为此，选择和引进了水解－UASB — A/O处理技术，具体如下。

　　工艺特点：

　　（1）本工程所采用的是由荷兰Lettinga教授开发，并由PAQUES B.V成功地应用于工业废水处理的UASB，正如众所周知的，UASB具有省能源、占地少、去降率高且稳定、污泥产量少、处理成本低，同时产生的沼气可回用利用等特点。

　　（2）本工程所采用的A/O技术，是标准活性污泥中包含厌氧（Anwaeobic）和好氧（Oxic）状态下并存的一种活性污泥法，其特点是利用厌氧和好氧两相的交替操作达到筛选微生物（Selector technology）的目的。这样，可以利用微生物更有效地去除有机物，提高处理效果。

　　（3）采用分段进水，UASB反应器进水为1800m3/h，A/O进水为1200m3/h，即可服了UASB反应器出水B/C降低的缺点，同时也解决了A/O进水负荷低的缺点。使生化运行更加稳定。

　　2.3 主要运行情况与结果

　　本工程自98年11月投入运行，用了七个多月，处理效果达到了设计要求，主要情况如下：

　　1．污泥接种与驯化

　　① 上流式厌氧污泥庆反应器（UASB）

　　接种污泥来源为国外进口颗粒厌氧污泥15m3。98年12月中旬投入池内，1999年3月开始进水驯化。

　　起动时，反应顺有机负荷按2～3kgCOD/m3.d考虑。进水pH控制在6.8～7.5，然后再以少量原废水循序渐进提高负荷，慢慢驯化污泥。起动后2个月，有机负荷提高到5kgCOD/m3.d，COD去除率为60%以上，产气率0.35m3/kgCOD左右，据此，判断厌氧污泥接种驯化阶段基本完成，UASB可进入运行阶段。

　　② A/O系统

　　接种污泥来源为宁波某纸业活性污泥法处理浓缩池污泥16m3（含水率98%）。

　　接种污泥投入后，采用间端进水方式进行驯化，控制混合液pH6.5～8，溶解氧2～4mg/l。污泥全回流，使MLSS逐渐增加。驯化半个月后，进水量达1000m3/d左右。出水COD≤100mg/l，COD去除率达90%以上。实现了1月前达标排放的要求，由此A/O系统进入正式运行阶段。

　　2．对有机污染物的去除效果

　　自投入正常运行以来，该工艺对有机物的去除效果是稳定的，现将6月～7月连续两个月的运行结果例举如下（详如表4）。

表 4 改废水处理工程 6 月～ 7 月运行水质分析表

日期	初沉池出水	UASB 出水	二沉池出水	总处理水量 m3/d
CODcr (mg/l)	pH	CODcr (mg/l)	pH	处理量 m3/d	CODcr (mg/l)	pH
6.1 6.2 6.3 6.7 6.8 6.9 6.10 6.11 6.12 6.13 6.14 6.15 6.16 6.17 6.18 6.19 6.20 6.21 6.22 6.23 6.24 6.25 6.26 6.27 6.28 6.29	1045 817 933 817 820 661 1329 762 972 1205 1291 1152 728 1100 1028 1040 816 840 1028 864 1000 1224 1240 1120 568 892	6.0 6.0 6.0 6.0 6.0 6.0 6.5 6.0 6.5 6.0 6.5 6.5 6.0 6.5 7.0 6.5 6.5 6.5 6.0 6.0 6.5 7.0 ～ 8.0 6.0 6.0 6.5 6.0	320 283 322 273 444 287 361 408 419 396 — 696 556 460 — 440 448 324 384 368 204 360 368 392 324 345	7.0 ～ 7.3 7.2 ～ 7.3 7.0 ～ 7.2 7.0 ～ 7.5 7.2 ～ 7.4 7.2 ～ 7.3 6.9 ～ 7.3 7.0 ～ 7.2 7.2 ～ 7.8 6.9 ～ 9.0 6.9 ～ 9.9 6.7 ～ 7.5 6.6 ～ 6.9 6.8 ～ 7.0 7.0 ～ 7.2 7.0 7.0 ～ 7.2 7.0 ～ 7.2 7.0 ～ 7.2 7.0 ～ 7.2 7.0 ～ 7.3 7.0 7.0 ～ 7.2 6.9 ～ 7.1 6.8 ～ 7.0 6.8 ～ 6.9	1691 1558 1529 2001 1776 1556 1670 1014 1783 1509 1398 1197 1135 935 1376 1459 1480 1456 1540 1422 1515 1523 1448 1440 1429 1345	73 69 66 69 66 58 69 31 38 33 91 98 97 96 86 44 56 32 58 28 32 36 56 64 68 36	7.5 7.0 7.0 7.0 7.0 6.5 7.0 7.0 6.5 6.5 7.5 7.0 7.0 7.0 7.0 7.0 7.0 7.5 7.0 7.0 7.0 7.0 7.0 7.0 ～ 8.0 7.0 7.0	2853 2981 2750 3104 2503 2612 2706 2201 2355 2281 2406 2319 2213 1999 — 2280 2390 2300 2576 1925 2508 2498 2750 2905 2572 2601
日期	初沉池出水	UASB 出水	二沉池出水
CODcr (mg/l)	pH	CODcr (mg/l)	pH	处理量 m3/d	CODcr (mg/l)	pH	总处理水量 m3/d
6.30 7.1 7.2 7.3 7.4 7.5 7.6 7.7 7.8 7.9 7.10 7.11 7.12 7.13 7.14 7.15 7.16 7.17 7.18	913 1016 860 908 948 — 1016 968 940 1203 880 — 984 752 900 920 758 813 912	6.5 6.0 6.5 6.0 6.0 — 6.0 6.0 6.0 5.2 6.0 ～ 6.2 — 6.0 6.3 ～ 6.9 5.8 7.0 6.7 5.5 6.2	345 384 340 200 268 — 419 348 252 284 172 — 276 220 128 76 182 174 138	6.8 ～ 6.9 6.9 ～ 7.5 6.6 ～ 6.8 6.8 ～ 7.0 6.8 ～ 7.0 6.8 ～ 7.0 6.7 ～ 6.9 6.8 ～ 6.9 6.9 6.8 ～ 6.9 6.9 — 6.9 ～ 7.0 6.9 6.9 6.8 ～ 7.5 6.9 ～ 7.3 6.7 ～ 7.4 6.9	1588 1386 1497 1385 1408 1357 1306 1433 1415 1319 1543 1363 1373 1499 1526 1515 1397 1346 1366	50 40 56 48 44 68 63 40 30 46 24 — 32 28 52 40 35 64 39	7.0 7.0 7.0 7.0 7.0 7.0 7.0 7.0 7.0 7.0 7.8 — 7.0 7.0 7.8 7.0 ～ 7.5 7.8 7.7 7.8	2959 2937 2950 2810 2741 2798 2845 2530 2671 2247 1905 2549 2465 2645 2982 2662 2782 2756 2881

　　从表中可以看出：处理水量为2400～3000m3/d，进水COD为800～1400mg/l（初沉池出水），处理出水COD≤100mg/l，COD去除率达95%以上，处理效果好。

　　3． UASB运行状况

　　① COD去除率。从表4看出，UASB进水COD为850～1400mg/l（初沉池出水），出水为76～400mg/l，COD去除率为60～80%。

　　② 有机负荷， UASB处理水量一般为1500m3/d，按表4运行资料计算，COD容积负荷约为5～6kgCOD/m3.d，按实际工程运行经验，运行时间越长，UASB颗粒污泥进一步增多。有机负荷等增加到12～15kgCOD/m3.d。

　　③ 产气率。本工程沼气尚未利用，在贮气罐中作调节储存后，再自动点炎烧掉，预估产气率为0.35m3/kg.COD。

　　4． A/O系统运行状况

　　① 处理水量。A/O系统处理水量为2400～3000m3/d，其中1000～1500m3/d未经UASB处理而直接进入A/O系统。

　　② 有机负荷。曝气池共3座，合计有效容积为1500m3，正常运行时，MLSS为4000～4500mg/l，DO1～3mg/l，COD污泥负荷为0.33kgCOD/kgMLSS.d，COD去除率达90%以上。

　　5．污泥处理与干污泥出路

　　采用B=1.0m带式压滤脱水机，目前平均每天产泥量估计为3t/d（含水率70%）。干污泥中含有大量的微生物，径一段时间发酵后，可作农肥使用，也可掺入燃煤中燃烧。目前主要是用作农肥

　　3 、技术经济分析

　　按照目前正常运行情况分析（处理水量为3000m3/d）

　　1．电耗

　　废水处理设施中，总装机容量为103kw，实际使用能量约为51kw，平均电价按 0.9元/度。

　　则吨水用电费用：60×24×0.9÷3000=0.367元/m3。

　　2．人工费

　　定员6人，每人工资按8000元/年计。

　　则吨水用费：8000×6÷360÷3000=0.044元/m3。

　　3．药耗

　　① NaOH：按10吨/月，750元/吨。

　　则750×10÷30÷3000=0.083元/m3。

　　② Polymer：按2kg/天，95.0元/kg。

　　则95.0×2÷3000=0.063元/m3。

　　①+②=0.146元/m3。

　　4．吨水处理费用：1+2+3=0.432+0.044+0.146=0.557元。

　　5．按照其它工程运行经验，UASB内颗粒成熟后，NaOH可以省去不加，由此认为实际处理费用可减少到0.474元/m3.水。

　　4 、问题讨论

　　1．关于啤酒废水酸化＋UASB＋A/O的适用性与可行性

　　啤酒废水属于较高浓度的有机污染废水，对于这类废水如直接用好氧处理，则势必会产生处理难度大，能耗高，经常费用较大等问题。而采用厌氧 — 好氧处理，既可以发挥厌氧处理法的有机负荷高，能耗低，经常费用省等优势，又能利用好氧处理进一步降解有机污染物质使处理水出水达标排放。经过一年多的试运行表明，改啤酒有限公司所采用的酸化－UASB — A/O处理装置，处理水COD均在100mg/l以下，运行稳定，同时操作管理比较简单，达到了预期要求，是可行的。

　　2．关于UASB与A/O处理技术的特点

　　国内外对上流式厌氧污泥床反应器的技术开发已有较多的成果，国内在工业废水处理中亦有实例。本工程采用的是由荷兰Lettinga教授研究开发，并由PAQUES B.V.成功地运用于工业废水处理中的UASB装置。该装置由反应槽和三相分离装置两部分组成，其中反应槽由钢筋砼建造，底部设有布水装置。三相分离器为预制的组合体，由沼气分离，废水沉降，集水槽，沼气收集等部分组成。布水装置材质为HDPE，三相分离器材质为PE，上部再覆于FRP活动槽盖。这种处理装置运行正常后有机负荷可达10～20kg.COD/m3.d，水力停留时间4～24h，COD去除率80～90%，pH6～8。装置紧凑，施工方便，耐腐蚀性能好，省动力，能耗低，运行时无噪音和异味的困扰。

　　本工程采用由美国Air products and chemicals 开发的A/O处理技术，其特点是利用厌氧和氧化两相的交替操作达到筛选微生物的目的。A池的停留时间短，约1.0h，而大部分有机物均已在A池内被微生物吸附，剩余BOD及吸附在微生物体内的有机物在氧化槽内被氧化分解。

　　3．关于啤酒废水处理的回收利用经济收益

　　啤酒废水处理的回收利用与经济收益，主要体现在：

　　一是，如采用厌氧 — 好氧处理技术，可以回收厌氧处理所产生的沼气。据处理水量3000m3/d，其中UASB处理量为1800 m3/d，沼气产率0.35m3/kg.COD，沼气甲烷含量为60%左右计算。每日约产生沼气500m3。按每立方气体价格0.80元/m3计，每天收益400元，折合处理1m3.水可回收经济效益0.13元。二是，处理水回收利用。据其他工程二沉池出水过滤回用的经验，今后可考虑二沉出水回用于脱水机滤布冲洗、锅炉房冲渣、冲洗地面和绿化。这样可以节省资源，减少水资源浪费。

　　因此，啤酒废水处理不仅是一个处理问题，而且还有可能回收利用，有一定的经济收益。

处理啤酒废水啤酒废水

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只看楼主我来说两句 抢板凳