内循环UASB反应器＋氧化沟工艺在啤酒废水处理中的应用

时间：2007-05-10 来源：作者：

概述

　　啤酒生产中的废水主要来自糖化、发酵、罐装等车间所排的废液及设备、管道洗涤水，地面冲洗水。主要污染物有淀粉、蛋白质、酵母菌残体、酒花残渣。残余啤酒、少量酒精及洗涤用碱，属于中浓度有机废水^[1]。安徽庐江啤酒厂现年生产能力为6×10⁴t，其日排废水2200m³。水质指标见表1。

表1 水质指标
指标项目	CODCr/(mg.L-1)	BOD5/(mg.L-1)	SS/(mg.L-1)	pH
进水水质指标	1500	900	350	5-10
排放标准GB8978-1996
一级标准	100	30	70	6-9

1 处理工艺的确定

　　针对啤酒废水可生化性较好的特点（BOD₅／COD_Cr-0.6），可采用生化法为主的处理工艺。生化法一般可分为好氧和厌氧。采用单一的好氧工艺，则存在着能耗高、占地面积大、运行费用高等弊端。升流式厌氧污泥床反应器（UASB反应器）具有不需氧、能耗低、污泥产量少等特点。本次设计采用厌氧和好氧相串联的方式，厌氧采用内循环UASB技术，好氧处理用地有一处狭长形池塘，为了降低土建费用，因地制宜，采用氧化沟工艺。其工艺流程见图1。

2 内循环UASB反应器的特点

　　本工程的关键设备是UASB反应器。该反应器是利用厌氧微生物降解废水中的有机物，其主体分为配水系统，反应区，气、液、固三相分离系统，沼气收集系统四个部分。厌氧微生物对水质的要求不象好氧微生物那么宽，最佳pH为6.5－7.8，最佳温度为35℃－40℃[2]，而本工程的啤酒废水水质超出了这个范围。这就要求废水进入UASB反应器之前必需进行酸度和温度的调节。这无形中增加了电器。仪表专业的设备投资和设计难度。
　　内循环UASB技术是在普通UASB技术的基础上增加一套内循环系统，它包括回流水池及回流水泵。UASB反应器的出水水质一般都比较稳定，在回流系统的作用下重新回到配水系统。这样一来能提高UASB反应器对进水水温、pH值和COD浓度的适应能力，只需在UASB反应器进水前对其pH和温度做一粗调即可。
　　UASB反应器采用环状穿孔管配水，通过三相分离器出水，并在三相分离器的上方增加侧向流絮凝反应沉淀器，它由玻璃钢板成60°安装而成，能在最大程度上截留三相分离出水中的颗粒污泥。见图2。

3 主要技术指标

3.1　设计水量
　　Q=2200m³/d
3.2 主要工艺设计参数见表2

表2 主要设备工艺参数
	集水池	调节池	UASB	氧化沟	二沉池
停留时间/h	1.0	8.0	9.0	12.5
V有效容积／m3	91.67	730.0	825.0	1145.0
COD容积负荷/（kg.m-3.d-1)			2.5
面积负荷/（m3.m-2.h-1)					1.0

3.3 主要构筑物、设备
　　主要构筑物及设备见表3。

表3 主要构筑物、设备
序号	名称	规格型号	数量
1	集水池	5.0m×10.0m×3.2m(H)	1
2	调节池	10.0m×18.0m×3.4m(H)	1
3	UASB	14.0m×10.0m×6.0m(H)	1
4	氧化沟	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	机械格栅	HF-500	1
8	提升泵	100WQ80-9-4	2
9	固液分离机	GLG-90	1
10	潜水搅拌器	QJB7.5/6	1
11	配水泵	AS7.4-2CB	2
12	三相分离器	AZD-I	8
13	回流水泵	2·(1/2)PW	2
14	气液分离器	Φ1.0m×2.0(H)	1
15	水封器	Φ0.52m×1.2m(H)	1
16	曝气转刷	Φ1.0m×4.5m（H）	1
17	刮泥机	CG11D	1
18	回流污泥泵	2·(1/2)PW	2

3.4 主要技术经济指标
　　主要技术经济指标见表4。

表4 主要技术经济指标
序号	项目	设计指标
1	水量/（m3.d-1)	2200
2	工程总投资/万元	177.87
3	运行费用/元.m-3	0.36
4	总装机容量/kW	68.95
5	常用容量/kW	45.95
6	耗电量/kWh.m-3	0.41
7	占地面积/m3	1700
8	吨水造价/元	809

4 调试、运行情况

　　工程施工结束，设备单机、联动调试后，调试入员对UASB反应器和氧化沟进行了污泥接种、驯化。好氧污泥取自合肥市市政污水处理厂，厌氧污泥取自无锡污水处理厂的脱水消化污泥。该废水处理工程自2000年元月调试运行以来，氧化沟污泥沉降性能良好，未出现污泥膨胀；UASB出水稳定，并已长出直径1mm左右的颗粒污泥。剩余污泥除用泵打到干化池干化外，还可在污泥泵的出口上接一旁路至调节池，由UASB反应器消化降解。调试所得的数据如下：
　　①UASB反应器：污泥浓度30g／L；容积负荷3.0kg[COD]／（m³.d）；COD_Cr去除率80％。
　　②氧化沟：污泥浓度3g／L；污泥负荷0.21kg[COD]／（k[MLSS].d）；容积负荷0.3kg[COD]／（m³·6）；CODCcr除率85％。
　　③处理出水验收数据为：COD_Cr67mg／L；BOD5 15mg／L；SS16mg／L，pH7.1。

5 结论

　　①工程实践证明，采用内循环UASB反应器＋氧化沟工艺处理啤酒废水是可行的，其运行结果表明COD_Cr总去除率高达95％以上。
　　②由于采用的是内循环UASB反应器和氧化沟工艺串联组合的方式，可根据啤酒生产的季节性、水质和水量的情况调整UASB反应器或氧化询处理运行组合，以便进一步降低运行费用。

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