(二)水解-好氧处理
1.水解—好氧处理工艺特点
随着厌氧技术的发展,厌氧处理从开始只能处理高浓度的污水发展到可以处理中低浓度的污水,如啤酒、屠宰甚至生活污水。特别是对于低浓度污水,北京市环科院开发了水解—好氧生物处理技术。水解反应器利用厌氧反应中的水解酸化阶段,而放弃了停留时间长的甲烷发酵阶段。水解反应器对有机物的去除率,特别是对悬浮物的去除率显著高于具有相同停留时间的初沉池。由于水解反应器可使啤酒废水中的大分子难降解有机物被转变为小分子易降解的有机物,出水的可生化性能得到改善,这使得好氧处理单元的停留时间小于传统的工艺。与此同时,悬浮固体物质(包括进水悬浮物和后续好氧处理中的剩余污泥)被水解为可溶性物质,使污泥得到处理。事实上水解池是一种以水解产酸菌为主的厌氧上流式污泥床,水解反应工艺是一种预处理工艺,其后面可以采用各种好氧工艺。在各种工程中,分别采用过活性污泥法、接触氧化法、氧化沟和序批法(SBR)。因此,水解—好氧生物处理工艺是具有自己特点的一种新型处理工艺。
2.水解—好氧处理的应用条件
啤酒废水中大量的污染物是溶解性的糖类、乙醇等。这些物质是容易生物降解的,一般并不需要水解酸化。但由于啤酒废水的悬浮性有机物成分较高,而水解池又具有有效地截留去除悬浮性颗粒物质的特点,将其应用于啤酒废水的处理可去除相当一部分的有机物,从实验结果看水解池最高COD去除率可以达到50%,当废水中包含制麦废水(浓度较低)时去除率也在30%~40%。因此,水解和好氧处理相结合,确实要比完全好氧处理经济一些。这也是在20世纪80年代末期和90年代初期,啤酒废水处理采用水解—好氧工艺的原因。.
该工艺主要特点是由于水解池较高的去除率(30%~50%),所以将完全好氧工艺中二级的接触氧化工艺简化为一级接触氧化,并且能耗大幅度降低,从实际运行结果看出水COD浓度也有所改善。
3.水解—好氧处理的设计参数
由于采用水解处理啤酒废水出水水质一般不能满足排放标准,后处理工艺可以采用不同的好氧处理工艺,例如活性污泥法、接触氧化和SBR工艺等。有关的设计参数如下。
(1)水解池的设计参数
①以细格栅和沉砂池作为预处理设备;
②平均水力停留时间:HRT=2.5—3.0h;
③最大上升流速(Vma)=2.5m/h(持续时间不小于3.0h);
④反应器深度:H=4.0~6.0m;
⑤布水管密度:1~2m2厅L;
⑥出水三角堰负荷:1.5~3.0L/(s·m);
⑦污泥床的高度在水面之下1.0~1.5m;
⑧污泥排放口在污泥层的中上部,即在水面下2.0~2.5m;
⑨在污泥龄大于15天时,污泥水解率为所去除SS的25%一50%。设计污泥系统需按冬季最不利情况考虑。
(2)活性污泥后处理 水解的好氧后处理可采用各种处理工艺,其中水解反应将啤酒废水中大分子难降解有机物转变为小分子易降解的有机物,出水的可生化性能得到改善,这使得好氧处理单元的停留时间小于传统的工艺。所以在传统好氧工艺的设计参数上可以取上限值。例如,对于传统活性污泥工艺的池容、曝气量和回流污泥比等均可按传统的活性污泥工艺设计。水解反应器对悬浮物的去除率很高,可去除80%以上的进水悬浮物,并且在水解细菌的作用下,可将悬浮物中的50%水解成溶解性物质。因此,总的污泥产量比传统工艺流程低30%~50%,从有机物降解角度讲,水解池排泥是稳定污泥。所以好氧产生的剩余污泥可以排人水解池消化处理。水解污泥的污泥脱水性能较好,可以直接脱水。这样可以简化工艺流程,实现了污水、污泥一次处理。
(三)厌氧—好氧联合处理技术
1.厌氧处理技术
厌氧处理技术是一种有效去除有机污染物并使其矿化的技术,它将有机化合物转变为甲烷和二氧化碳。厌氧技术发展到今天,其早期的一些缺点已经不存在。具不完全统计,目前(1997年)在全世界范围内共有914座厌氧处理厂,其中有600座以上采用UASB反应器。该系统结构简单,便于放大,运行管理简单是其最大的优点。
2.厌氧(UASB)技术在国内外的应用
近年来由于高效厌氧反应器的发展,厌氧处理工艺已经可以应用于常温低浓度啤酒废水处理。在国外许多啤酒厂采用了厌氧处理工艺,其反应器规模由数百立方米到数千立方米不等。荷兰的PAQUES、美国的BIOTHANE和比利时的BIOTIM公司是世界上三个主要UASB技术的厂家。据不完全统计,仅这三家公司就已建成100余家厌氧处理啤酒废水处理装置。从上面的介绍可以看出,啤酒废水的处理与其他废水处理一样是从好氧处理发展到水解—好氧联合处理,然后进一步发展为厌氧(UASB)—好氧处理。
3.UASB技术在国外的应用
啤酒废水的处理与其他废水处理一样是从好氧处理发展到水解—好氧联合处理,然后进一步发展为厌氧(UASB)—好氧处理。
4.UASB技术在国外的应用
Biotim公司在越南胡志明市的Heineken啤酒厂啤酒废水水质水量如下:
项目 最小 设计
流量/(m3/d) 1700 5300
COD/(mg/L) 1300 2200
BOD/(rog/L) 830 1400
去除效果 COD去除率 93%
甲烷产量/m3 4300(75%的甲烷)
投资分析
厌氧+(老好氧)
土建费用/LISD 250000
管道费用/USD 60000
设备安装/USD 950000
仅为好氧附加费用
土建费用AJSD 600000
设备安装/USD 200000