啤酒生產中的廢水主要來自糖化、發酵、罐裝等車間所排的廢液及設備、管道洗滌水,地面沖洗水。主要污染物有淀粉、蛋白質、酵母菌殘體、酒花殘渣。殘余啤酒、少量酒精及洗滌用堿,屬于中濃度有機廢水[1]。安徽廬江啤酒廠現年生產能力為6×104t,其日排廢水2200m3。水質指標見表1。
表1 水質指標
指標
項目 CODCr/(mg.L-1) BOD5/(mg.L-1) SS/(mg.L-1) pH
進水水質指標 1500 900 350 5-10
排放標準GB8978-1996
一級標準 100 30 70 6-9
1 處理工藝的確定
針對啤酒廢水可生化性較好的特點(BOD5/CODCr-0.6),可采用生化法為主的處理工藝。生化法一般可分為好氧和厭氧。采用單一的好氧工藝,則存在著能耗高、占地面積大、運行費用高等弊端。升流式厭氧污泥床反應器(UASB反應器)具有不需氧、能耗低、污泥產量少等特點。本次設計采用厭氧和好氧相串聯的方式,厭氧采用內循環UASB技術,好氧處理用地有一處狹長形池塘,為了降低土建費用,因地制宜,采用氧化溝工藝。其工藝流程見圖1。
2 內循環UASB反應器的特點
本工程的關鍵設備是UASB反應器。該反應器是利用厭氧微生物降解廢水中的有機物,其主體分為配水系統,反應區,氣、液、固三相分離系統,沼氣收集系統四個部分。厭氧微生物對水質的要求不象好氧微生物那么寬,最佳pH為6.5-7.8,最佳溫度為35℃-40℃[2],而本工程的啤酒廢水水質超出了這個范圍。這就要求廢水進入UASB反應器之前必需進行酸度和溫度的調節。這無形中增加了電器。儀表專業的設備投資和設計難度。
內循環UASB技術是在普通UASB技術的基礎上增加一套內循環系統,它包括回流水池及回流水泵。UASB反應器的出水水質一般都比較穩定,在回流系統的作用下重新回到配水系統。這樣一來能提高UASB反應器對進水水溫、pH值和COD濃度的適應能力,只需在UASB反應器進水前對其pH和溫度做一粗調即可。
UASB反應器采用環狀穿孔管配水,通過三相分離器出水,并在三相分離器的上方增加側向流絮凝反應沉淀器,它由玻璃鋼板成60°安裝而成,能在最大程度上截留三相分離出水中的顆粒污泥。見圖2。
3 主要技術指標
3.1 設計水量
Q=2200m3/d
3.2 主要工藝設計參數見表2
表2 主要設備工藝參數
集水池 調節池 UASB 氧化溝 二沉池
停留時間/h 1.0 8.0 9.0 12.5
V有效容積/m3 91.67 730.0 825.0 1145.0
COD容積負荷/(kg.m-3.d-1) 2.5
面積負荷/(m3.m-2.h-1) 1.0
3.3 主要構筑物、設備
主要構筑物及設備見表3。
表3 主要構筑物、設備
序號 名稱 規格型號 數量
1 集水池 5.0m×10.0m×3.2m(H) 1
2 調節池 10.0m×18.0m×3.4m(H) 1
3 UASB 14.0m×10.0m×6.0m(H) 1
4 氧化溝 38.m×11.0m×3.4m(H) 1
5 二沉池 Φ11.0m×3.2m(H) 1
6 污泥干化池 4.0m×6.0m×1.0m 1
7 機械格柵 HF-500 1
8 提升泵 100WQ80-9-4 2
9 固液分離機 GLG-90 1
10 潛水攪拌器 QJB7.5/6 1
11 配水泵 AS7.4-2CB 2
12 三相分離器 AZD-I 8
13 回流水泵 2•(1/2)PW 2
14 氣液分離器 Φ1.0m×2.0(H) 1
15 水封器 Φ0.52m×1.2m(H) 1
16 曝氣轉刷 Φ1.0m×4.5m(H) 1
17 刮泥機 CG11D 1
18 回流污泥泵 2•(1/2)PW 2
3.4 主要技術經濟指標
主要技術經濟指標見表4。
表4 主要技術經濟指標
序號 項目 設計指標
1 水量/(m3.d-1) 2200
2 工程總投資/萬元 177.87
3 運行費用/元.m-3 0.36
4 總裝機容量/kW 68.95
5 常用容量/kW 45.95
6 耗電量/kWh.m-3 0.41
7 占地面積/m3 1700
8 噸水造價/元 809
4 調試、運行情況
工程施工結束,設備單機、聯動調試后,調試入員對UASB反應器和氧化溝進行了污泥接種、馴化。好氧污泥取自合肥市市政污水處理廠,厭氧污泥取自無錫污水處理廠的脫水消化污泥。該廢水處理工程自2000年元月調試運行以來,氧化溝污泥沉降性能良好,未出現污泥膨脹;UASB出水穩定,并已長出直徑1mm左右的顆粒污泥。剩余污泥除用泵打到干化池干化外,還可在污泥泵的出口上接一旁路至調節池,由UASB反應器消化降解。調試所得的數據如下:
①UASB反應器:污泥濃度30g/L;容積負荷3.0kg[COD]/(m3.d);CODCr去除率80%。
②氧化溝:污泥濃度3g/L;污泥負荷0.21kg[COD]/(k[MLSS].d);容積負荷0.3kg[COD]/(m3•6);CODCcr除率85%。
③處理出水驗收數據為:CODCr67mg/L;BOD5 15mg/L;SS16mg/L,pH7.1。
5 結論
①工程實踐證明,采用內循環UASB反應器+氧化溝工藝處理啤酒廢水是可行的,其運行結果表明CODCr總去除率高達95%以上。
②由于采用的是內循環UASB反應器和氧化溝工藝串聯組合的方式,可根據啤酒生產的季節性、水質和水量的情況調整UASB反應器或氧化詢處理運行組合,以便進一步降低運行費用。
參考文獻:
[1] 袁惠民.杜綠君 啤酒技術及管理[M].北京:中國輕工業出版社,1994.
[2] 賀延齡 廢水的厭氧生物處理[M].北京:中國輕工業出版社,1998
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作者簡介:王松林(1972-),男,漢族,本科,學士學位,助理工程師。
汪大慶(1964-),男,漢族,本科,學士學位,工程師。
安徽省正大環境工程公司,安徽 合肥 230061
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