內循環UASB反應器＋氧化溝工藝在啤酒廢水處理中的應用

時間：2007-05-10 來源：作者：

概述

　　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／COD_Cr-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：
　�、�UASB反應器：污泥濃度30g／L；容積負荷3.0kg[COD]／（m³.d）；COD_Cr去除率80％。
　�、谘趸瘻希何勰酀舛�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％。
　�、厶幚沓鏊炇諗祿䴙椋�COD_Cr67mg／L；BOD5 15mg／L；SS16mg／L，pH7.1。

5 結論

　�、俟こ虒嵺`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COD_Cr總去除率高達95％以上。
　�、谟捎诓捎玫氖莾妊hUASB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。

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