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啤酒廠高濃度有機廢水處理的工藝流程

摘要：本文結(jié)合企業(yè)的實際介紹了采用“常溫低負荷UASB反應器+完全混合射流曝氣活性污泥法+鐵鹽沉淀法”對啤酒廠高濃度有機廢水的治理，即選用“初沉池→調(diào)節(jié)池→UASB反應器→曝氣池→二沉池→砂濾池”的污水處理工藝處理啤酒廠污水。經(jīng)過實際運行證明，該方法比較成熟、工藝合理、費用較低，可達到較高的排放標準要求。

　　關(guān)鍵詞：啤酒廠廢水、污水處理、UASB反應器、射流曝氣活性污泥法 

一、前言

　　隨著人民生活水平的不斷提高，我國的啤酒工業(yè)發(fā)展迅速，啤酒產(chǎn)量較過去有了大幅度提高，已成為世界五大啤酒生產(chǎn)國之一。啤酒廠污水中主要污染物有堿性洗滌劑、紙漿、染料、漿糊、殘酒和其它雜質(zhì)等，特點是高堿度、高溫度、高濃度有機物（CODcr含量可達到1100mg/L以上）、生化處理難度高等*點。在國內(nèi)外，傳統(tǒng)活性污泥法、接觸氧化等工藝已廣泛地應用于啤酒廠廢水的處理中。近年來，國內(nèi)開始研究和使用SBR法、以及采用UASB工藝再進行后續(xù)好氧處理工藝處理啤酒廠廢水。本文介紹了某啤酒廠采用“常溫低負荷UASB反應器+完全混合射流曝氣活性污泥法+鐵鹽沉淀法“對啤酒廠高濃度有機廢水的治理情況，通過實際運行效果來看，該方法對污水中污染物的去除效率較高、可達到較高的環(huán)境排放標準、運行費用較低，具有良好的環(huán)境效益、經(jīng)濟效益和社會效益。

　　二、工程概況

　　某啤酒廠目前年生產(chǎn)啤酒8萬噸，啤酒生產(chǎn)以大麥和大米為原料，輔之以啤酒花和鮮酵母，經(jīng)較長時間的發(fā)酵釀造而成。啤酒廠廢水主要來自麥芽車間、糖化車間、發(fā)酵車間、灌裝車間以及生產(chǎn)冷卻廢水等。部分車間的定期消毒和各車間的沖洗地面也要排出一些廢水。此外，啤酒廠還排出一定數(shù)量的生活污水。啤酒廠排放的污水與其他行業(yè)不同，污染成分屬有害無毒，主要是有機污染物，其污水成分主要含有糖化麥糟、糖類、果膠、啤酒花、酵母殘渣、蛋白質(zhì)、纖維素等有機物和少量無機鹽類。
　　該啤酒廠污水處理工程設(shè)計規(guī)模：Q=3000m3/d，設(shè)計進水水質(zhì)和出水水質(zhì)見表1，該啤酒廠污水處理工程排水執(zhí)行《遼寧省污水綜合排放標準》（DB 21/1627-2008）直排標準。 

三、處理工藝

　?。ㄒ唬┕に嚵鞒?br/>　　該啤酒廠廢水由旋轉(zhuǎn)式格柵除污機除去大塊漂浮物后進入集水池，再用泵提升進入微濾機，去除麥糠等懸浮物后自流入初沉池，去除大部分懸浮物后進入調(diào)節(jié)池，充分地調(diào)節(jié)水量、均衡水質(zhì)，然后用泵提升進入UASB反應器，在厭氧細菌的作用下，將大部分有機物轉(zhuǎn)化為沼氣和水，產(chǎn)生的沼氣經(jīng)收集凈化后高空燃燒排放。UASB反應器出水自流入曝氣池，同時加入硫酸亞鐵，在好氧菌的作用下去除污水中的剩余有機物，在硝化和反硝化細菌的作用下，將氨氮轉(zhuǎn)化為硝酸鹽和氮氣，并通過鐵鹽沉淀，將溶解性的磷酸鹽轉(zhuǎn)化為不溶性的磷酸鹽。曝氣池出水在二沉池內(nèi)進行泥水分離，出水流入砂濾池，經(jīng)過濾后流入清水池，達標排放。砂濾池定期進行反沖洗，沖洗后的廢水就近排入下水管網(wǎng)，再流入污水站重新處理。
　　二沉池內(nèi)沉淀的活性污泥一部分回流到曝氣池以維持曝氣池內(nèi)活性污泥濃度，多余的活性污泥則作為剩余污泥排放到集泥池。初沉污泥、UASB反應器的剩余污泥也排放到集泥池，再提升到污泥濃縮池進行濃縮，濃縮后的污泥利用帶式壓濾機進行污泥脫水：壓濾機濾液回流到集水池重新處理；脫水后的污泥含水率在80%左右，可以直接外運，用作農(nóng)肥或綠化用肥。

　?。ǘ︰ASB反應器
　　UASB反應器由污泥反應區(qū)、氣液固三相分離器（包括沉淀區(qū)）和氣室三部分組成。在底部反應區(qū)內(nèi)存留大量厭氧污泥，具有良好的沉淀性能和凝聚性能的污泥在下部形成污泥層。要處理的污水從厭氧污泥床底部流入與污泥層中污泥進行混合接觸，污泥中的微生物分解污水中的有機物，把它轉(zhuǎn)化為沼氣。沼氣以微小氣泡形式不斷放出，微小氣泡在上升過程中，不斷合并，逐漸形成較大的氣泡，在污泥床上部由于沼氣的攪動形成一個污泥濃度較稀薄的污泥和水一起上升進入三相分離器，沼氣碰到分離器下部的反射板時，折向反射板的四周，然后穿過水層進入氣室，集中在氣室沼氣，用導管導出，固液混合液經(jīng)過反射進入三相分離器的沉淀區(qū)，污水中的污泥發(fā)生絮凝，顆粒逐漸增大，并在重力作用下沉降。沉淀至斜壁上的污泥沼著斜壁滑回厭氧反應區(qū)內(nèi)，使反應區(qū)內(nèi)積累大量的污泥，與污泥分離后的處理出水從沉淀區(qū)溢流堰上部溢出，然后排出污泥床。

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      （四）主要構(gòu)筑物及設(shè)計參數(shù)
　　該啤酒廠污水處理工程包括污水處理系統(tǒng)和污泥處理系統(tǒng)兩大部分，其中污水處理系統(tǒng)主要包括：格柵除污機、格柵池、集水池、微濾機、初沉池、調(diào)節(jié)池、UASB反應器、曝氣池、二沉池、砂濾池、清水池、格柵間、砂濾池操作間和微濾機房等；污泥處理系統(tǒng)主要包括：集泥池、污泥濃縮池、帶式壓榨過濾機、綜合機房等。主要構(gòu)筑物及設(shè)計參數(shù)如下：
　　1、初沉池
　　沉淀去除部分比重較大的懸浮物質(zhì)，為斜管沉淀池。初沉池1個，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，長×寬×深 = 14×4×6m，沉淀區(qū)有效面積為45m2，水力負荷2.8m3/m2·h，zui大水力負荷3.5m3/m2·h。
　　2、調(diào)節(jié)池
　　調(diào)節(jié)水量，均衡水質(zhì)。為了強化混合效果，池內(nèi)安裝潛水攪拌機。調(diào)節(jié)池1個，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，長×寬×深 = 14×9×6m，有效水深5.5m，有效容積640m3，廢水停留時間5小時。
　　3、UASB反應器
　　采用常溫厭氧。UASB反應器1個，Ф15，有效水深6m，有效容積1580m3，廢水停留時間為12.7小時，容積負荷為4.2 kgCODcr/m3·d。
　　4、曝氣池

      借助于好氧微生物的吸附、分解和氧化作用，去除有機污染物。其型式是完全混合式，曝氣方式為自吸式射流曝氣，曝氣設(shè)備為JA-100-G型射流曝氣成套設(shè)備。曝氣池共分3格，每格安裝上射流曝氣成套設(shè)備和充氧泵后，串聯(lián)運行。為了脫磷，在曝氣池內(nèi)投加硫酸亞鐵（FeSO4.7H2O）作為沉淀劑，投加量為250Kg/d。投加濃度為10%，則藥液體積為2500L/d。
　　曝氣池1個，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，長×寬×深 = 14×13.5×6.5m，有效水深6m，有效容積1000m3，廢水停留時間9.6小時。
　　為了便于控制曝氣池的運行方式，池內(nèi)安裝3臺在線溶解氧測定儀，每格1臺，根據(jù)溶解氧濃度自動控制充氧泵的啟停。
　　工藝條件：
　　pH 6～9；
　　水溫：10～35℃；
　　溶解氧：1～2mg/L；
　　污泥濃度：2.5～3g/L；
　　污泥回流比：50～99%；

      5、二沉池
　　曝氣池的配套設(shè)施，其作用是使活性污泥從混合液中分離出來。為輻流式沉淀池，周邊進水，周邊出水，內(nèi)裝刮吸泥機。二沉池1個，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，Ф15×4m，沉淀區(qū)有效面積為150m2，池邊有效水深4m，水力負荷0.83m3/m2·h。
　　6、砂濾池
　　過濾除去廢水中殘留的懸浮物，為快濾池。砂濾池1個，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，長×寬×深 = 9.8 × 2.6 × 3.2m，分4格，過濾面積19m2，濾速6.4m/h，反沖強度為14L/m2.S。
　　7、清水池
　　儲存砂濾池出水，便于砂濾池反沖洗。清水池1個，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，與砂濾池合建于地下，長×寬×深 = 10.8 × 2.6 × 2.7m，有效容積65m3。
　　8、集泥池
匯集各種污泥，便于提升濃縮。集泥池1個，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，長×寬×深 = 3 × 3 × 3m，有效水深2.8m，有效容積20m3。
　　9、污泥濃縮池
　　對污泥進行濃縮，便于脫水。濃縮池1個，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，Ф6×3.5m，池邊有效水深3.5m，有效容積86m3。
　　10、帶式壓榨過濾機
　　為了提高污泥回收率，在污泥中加入污泥調(diào)理劑——陽離子型聚丙烯酰胺（+PAM），投加量為2.0～3.0Kg/噸污泥(絕干) ，每天的用量約為5Kg。投加濃度為1‰，藥液體積為5m3。

四、處理效果

　　該啤酒廠污水處理工程于2008年建成投產(chǎn)，目前實際處理污水量為1500m3/d，通過CODcr自動監(jiān)測系統(tǒng)的在線監(jiān)測結(jié)果來看，其出水CODcr濃度保持在38~45 mg/L之間，排放水質(zhì)的各項指標均能達到《北京市污水綜合排放標準》中的直排標準（該標準嚴于《啤酒工業(yè)污染物排放標準》。

　　五、運行成本

　　該污水處理工程總投資1225.8萬元，人員配制8人。經(jīng)過近2年的實際運行來看，該啤酒廠污水處理工程運行成本為1.2元/m3。

六、結(jié)論

　　1、采用“常溫低負荷UASB反應器+完全混合射流曝氣活性污泥法+鐵鹽沉淀法”處理啤酒廠高濃度有機廢水具有工藝簡單、工程穩(wěn)定可靠、管理操作方便、占地面積小、投資省和運行費用低的優(yōu)點。
　　2、該污水處理工程經(jīng)過2年來的運行，證明了污染物去除效果較好，CODcr、BOD5去除效率穩(wěn)定在90%以上。因此，該工程的成功為大中型啤酒生產(chǎn)企業(yè)的污水處理提供了一定的經(jīng)驗。