淺談啤酒廢水處理工藝

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淺談啤酒廢水處理工藝:組合工藝在啤酒廢水處理工程中的應(yīng)用

摘要:介紹UBF-CASS處理啤酒廢水的工藝流程、主要設(shè)計(jì)參數(shù)、運(yùn)行效果、經(jīng)濟(jì)參數(shù)、相關(guān)經(jīng)驗(yàn)。運(yùn)行結(jié)果表明，該工藝出水水質(zhì)達(dá)到《啤酒工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中的表1標(biāo)準(zhǔn)。該工藝具有適應(yīng)性強(qiáng)、啟動(dòng)快、運(yùn)行穩(wěn)定、產(chǎn)泥量少、處理效果好等優(yōu)點(diǎn)。

關(guān)鍵詞:啤酒廢水;UBFCASS;組合工藝;啤酒廢水

大多采用厭氧—好氧聯(lián)合生化降解工藝來(lái)處理。目前比較常見的厭氧工藝為UASB，該工藝可以承受比較高的負(fù)荷，但初次啟動(dòng)難度大，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。大多數(shù)啤酒廠一般都在氣溫較低的初春開始生產(chǎn)，使UASB的啟動(dòng)時(shí)間更長(zhǎng)。本文結(jié)合河北某啤酒有限公司啤酒廢水處理工程實(shí)例，討論采用厭氧復(fù)合床（UBF）反應(yīng)器對(duì)啤酒廢水進(jìn)行厭氧處理，經(jīng)過(guò)多年的實(shí)際運(yùn)行證明，UBF反應(yīng)器初次啟動(dòng)速度快，運(yùn)行穩(wěn)定性強(qiáng)。厭氧出水再經(jīng)SBR改良型工藝周期循環(huán)活性污泥法（CASS）處理，出水水質(zhì)相當(dāng)穩(wěn)定。CASS是在SBR的進(jìn)水端增加了1個(gè)生物選擇器，實(shí)現(xiàn)了連續(xù)進(jìn)水（沉淀期、排水期仍可連續(xù)進(jìn)水），間歇排水。CASS工藝集反應(yīng)、沉淀、排水于一體，還具有一定的脫氮除磷效果。經(jīng)UBF-CASS組合工藝處理后出水能夠穩(wěn)定達(dá)到《啤酒工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（JB19821—2005）中的表1標(biāo)準(zhǔn)。

1廢水來(lái)源及水量水質(zhì)

該公司啤酒年產(chǎn)3萬(wàn)t，位于河北省北部靠近渤海灣，春季溫度較低，厭氧啟動(dòng)較為困難。其廢水主要包括浸麥廢水、糖化廢水、廢酵母液、洗滌廢水等。廢水主要含可生物降解的有機(jī)物及一定量的SS，有機(jī)成分主要包括糖、可溶性淀粉、蛋白質(zhì)等有機(jī)物，可生化性比較好。廢水處理站設(shè)計(jì)水量3000m3/d，CODcr為2000mg/L，BOD5為1000mg/L，SS為800mg/L，pH為6～8。處理后的水質(zhì)達(dá)到《啤酒工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（JB19821—2005）中的表1標(biāo)準(zhǔn)要求，即CODcr≤80mg/L，BOD5≤20mg/L，SS≤70mg/L，氨氮≤15mg/L，TP≤3mg/L，pH值為6～9。

2處理工藝及構(gòu)筑物

2.1工藝流程

廢水首先經(jīng)格柵、預(yù)沉池進(jìn)行物化預(yù)處理。然后進(jìn)入酸化調(diào)節(jié)池，均質(zhì)均量，同時(shí)發(fā)生一定程度的水解酸化作用以減輕后續(xù)處理負(fù)荷。經(jīng)以上初步處理后，得到穩(wěn)定的進(jìn)水水質(zhì)水量，連續(xù)進(jìn)入U(xiǎn)BF反應(yīng)器厭氧處理，出水自流進(jìn)入CASS反應(yīng)池進(jìn)行好氧處理。CASS部分污泥回流至水解酸化池處理。污泥濃縮池上清液、壓濾機(jī)濾液返回酸化調(diào)節(jié)池再次進(jìn)入處理程序。干泥外運(yùn)做農(nóng)肥。具體工藝流程見圖1。

2.2主要處理構(gòu)筑物

（1）預(yù)沉池。廢水中含有硅藻土等易沉雜質(zhì)，須經(jīng)沉淀去除。設(shè)預(yù)沉池1座（12.8m×8.8m×3.0m），分2格，交替運(yùn)行，鋼混結(jié)構(gòu)。（2）酸化調(diào)節(jié)池。生產(chǎn)過(guò)程中，各車間廢水間歇排放，各股廢水水質(zhì)水量均變化較大。該池在調(diào)節(jié)水質(zhì)水量的同時(shí)，還能對(duì)廢水進(jìn)行水解酸化預(yù)處理，減輕后續(xù)設(shè)施工作壓力，同時(shí)能夠?qū)醚跷勰噙M(jìn)行減量化處理。鋼混地下結(jié)構(gòu)（30.7m×11.7m×3.5m），HRT為10h。內(nèi)設(shè)潛污泵2臺(tái)，1用1備，另設(shè)空氣攪拌裝置1套。（3）UBF反應(yīng)器。2座，鋼制結(jié)構(gòu)（10.0m×8.5m）。設(shè)計(jì)參數(shù)：常溫運(yùn)行，HRT為10.5h，容積負(fù)荷為4.0kgCOD/m3?d。采用大阻力布水系統(tǒng)，內(nèi)掛軟性填料。為保證池內(nèi)厭氧狀態(tài)，并防止臭氣散逸，在UBF反應(yīng)器上方采用集氣裝置密封，出氣管設(shè)水封堿洗除臭裝置。（4）CASS池。矩形CASS反應(yīng)池1座4格，鋼混地上結(jié)構(gòu)（29.4m×（7.4m×4格）×5.0m）。設(shè)計(jì)參數(shù)：污泥濃度3kgMLSS/m3，BOD污泥負(fù)荷0.15kg/kg.d，運(yùn)行周期12h。采用微孔曝氣方式，供氣量為40m3/min。

3調(diào)試與運(yùn)行效果

培菌工作：UBF反應(yīng)器及CASS池接種菌種取自本地城市污水處理廠剩余污泥。當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)貧鉁剌^低，但因廢水水溫在25～30℃范圍內(nèi)，故無(wú)需對(duì)進(jìn)入U(xiǎn)BF反應(yīng)器的廢水增溫。UBF調(diào)試初期采用間歇式進(jìn)水，1個(gè)月后改為連續(xù)進(jìn)水，容積負(fù)荷逐步提高到2.5kgCOD/m3.d，2個(gè)月后達(dá)到設(shè)計(jì)負(fù)荷，調(diào)試期間不定期地向UBF反應(yīng)器投加適量的營(yíng)養(yǎng)鹽。CASS采用悶曝法進(jìn)行調(diào)試，反應(yīng)池接種污泥與廢水混合稀釋后，連續(xù)小氣量悶曝1周后，每天進(jìn)水2次，每次停止曝氣后沉淀2h，排出部分上清液。厭氧系統(tǒng)經(jīng)過(guò)3個(gè)多月的運(yùn)行調(diào)試后進(jìn)入穩(wěn)定運(yùn)行階段，好氧系統(tǒng)經(jīng)過(guò)1個(gè)多月就達(dá)到穩(wěn)定。經(jīng)當(dāng)?shù)乇O(jiān)測(cè)站監(jiān)測(cè)，該系統(tǒng)出水水質(zhì)為：CODcr55～70mg/L，BOD512～16mg/L，SS25～55mg/L，氨氮6～8mg/L，TP1.5～2mg/L，PH值為6～9，可達(dá)《啤酒工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中的表1標(biāo)準(zhǔn)，并通過(guò)當(dāng)?shù)丨h(huán)保局驗(yàn)收。

4主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)

廢水處理站廢水處理站裝機(jī)容量為135kW，日均運(yùn)行功率為60kW/h，t水電耗為0.48kW/h，電費(fèi)以0.6元/（kW?h）計(jì)，則電耗約為0.29元/m3。工作人員6人，工資以3000元/人?月計(jì)，則人工費(fèi)為0.18元/m3，另計(jì)維修費(fèi)等約0.23元/m3，廢水直接處理費(fèi)用約為0.7元/m3。5經(jīng)驗(yàn)與討論（1）UBF反應(yīng)器為系統(tǒng)的穩(wěn)定低耗運(yùn)行提供保證，啟動(dòng)時(shí)間短，處理效果好，特別適合中小型啤酒廠低溫快速啟動(dòng)生產(chǎn)的要求。（2）UBF反應(yīng)器中設(shè)有填料層，生物膜在填料上附著，可以有效攔截污泥，防止了污泥流失現(xiàn)象，使厭氧處理效果穩(wěn)定。（3）CASS作為后續(xù)好氧處理工藝，兼具SBR優(yōu)點(diǎn)，可根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)調(diào)整時(shí)間和排水比，操作靈活簡(jiǎn)便，省去了沉淀池及污泥回流設(shè)備，進(jìn)一步簡(jiǎn)化了管理，降低了工程投資，在實(shí)際應(yīng)用中具有明顯優(yōu)勢(shì)。（4）CASS生物選擇器能選擇培育絮凝性細(xì)菌，使活性污泥在生物選擇器中經(jīng)歷一個(gè)高負(fù)荷的吸附階段，隨后在主反應(yīng)區(qū)進(jìn)行較低負(fù)荷的基質(zhì)降解階段，能很好完成基質(zhì)降解的全過(guò)程和污泥再生。（5）CASS池剩余污泥回流入酸化調(diào)節(jié)池進(jìn)行減量消化處理，力求做到少污泥或無(wú)污泥，運(yùn)行結(jié)果表明系統(tǒng)排放剩余污泥量很少。

作者:國(guó)洋 劉善培 單位:荊門市環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)站 荊楚理工學(xué)院

淺談啤酒廢水處理工藝:啤酒廢水處理工藝

摘要：我國(guó)是啤酒生產(chǎn)大國(guó)，啤酒廢水已成為較高有機(jī)物污染大戶，因此，對(duì)啤酒廢水進(jìn)行處理達(dá)標(biāo)后排放已顯得十分重要。介紹了5種較成熟的啤酒廢水處理工藝(流程)方案，簡(jiǎn)述了各自的特點(diǎn)和優(yōu)缺點(diǎn)，并對(duì)5種工藝方案進(jìn)行了初步分析。

關(guān)鍵詞：啤酒廢水生化 水解酸化接觸氧化 厭氧內(nèi)循環(huán)

概述

80年代以來(lái)，我國(guó)啤酒工業(yè)得到迅速發(fā)展，到目前我國(guó)啤酒生產(chǎn)廠已有800多家，據(jù)1996年統(tǒng)計(jì)我國(guó)啤酒產(chǎn)量達(dá)1 650萬(wàn)t，既成為世界啤酒生產(chǎn)大國(guó)，又成為較高濃度有機(jī)物污染大戶，啤酒廢水的排放和對(duì)環(huán)境的污染已成為突出問(wèn)題，引起了各有關(guān)部門的重視。

啤酒廢水的主要成分和來(lái)源是：制麥、糖化、果膠、發(fā)酵(殘?jiān)?、蛋白化合物，包裝車間等有機(jī)物和少量無(wú)機(jī)鹽類。其水質(zhì)及變幅范圍一般為：pH=5.5～7.0(顯微酸性)，水溫為20～25℃，CODCr=1200～2300mg/L, BOD5=700～1400mg/L, SS=300～600mg/L, TN=30～70mg/L。水量為每生產(chǎn)1t啤酒廢水排放量為10～20m3,平均約15m3，目前全國(guó)啤酒廢水年排放量在2.5億m3以上。

“七五”以來(lái)，我國(guó)對(duì)啤酒廢水的處理工藝和技術(shù)進(jìn)行了大量的研究和探索，特別是輕工業(yè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)院和科研單位，對(duì)啤酒廢水的處理進(jìn)行了各方面的試驗(yàn)、研究和實(shí)踐，取得了行之有效的成功經(jīng)驗(yàn)，逐漸形成了以生化為主、生化與物化相結(jié)合的處理工藝。生化法中常用的有活性污泥法、生物膜?法、厭氧?與好氧相結(jié)合法、水解酸化與SBR相組合等各種處理工藝。這些處理方法與工藝各有其特點(diǎn)和不足之處，但各自都有較為成功的經(jīng)驗(yàn)。目前還有不少新的處理方法和工藝優(yōu)化組合正在試驗(yàn)和研究，有的已取得了理想的成效，不久將應(yīng)用于實(shí)踐中。

啤酒廢水的主要特點(diǎn)之一是BOD5/CODCr值高，一般在50%及以上，非常有利于生化處理，同時(shí)生化處理與普通物化法、化學(xué)法相比較：一是處理工藝比較成熟；二是處理效率高，CODCr、BOD5去除率高，一般可達(dá)80%～90%以上；三是處理成本低(運(yùn)行費(fèi)用省)。因此生物處理在啤酒廢水處理中，得到了充分重視和廣泛采用。現(xiàn)把目前啤酒廢水處理中相對(duì)比較成熟的生物處理工藝，進(jìn)行一些闡述和比較。

1 處理工藝

該處理工藝是輕工部設(shè)計(jì)院為代表的推薦采用方案，河南開封啤酒廠、青島湖島啤酒廠、廈門冷凍廠啤酒廠等均采用此處理工藝流程，處理后均達(dá)標(biāo)排放。細(xì)格柵起初步的固液分離作用，故不設(shè)初沉池；酸化池中設(shè)填料，為細(xì)菌提供呈立體狀的生物床，把水中的顆粒物質(zhì)和膠體物質(zhì)截留和吸附，同時(shí)在水解細(xì)菌作用下，將不溶解性有機(jī)物水解為溶解性物質(zhì)，在產(chǎn)酸菌協(xié)同作用下，將大分子物質(zhì)、難于生物降解的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為易于生物降解的小分子物質(zhì)。物化法中選用加藥反應(yīng)氣浮池的理由主要為三點(diǎn)：一是懸浮物等去除率高，普通沉淀池去除率僅為30%左右，豎流式沉淀池為40%～50%，而氣浮可達(dá)80%～90%；二是氣浮污泥含水率為97%～98%，氣浮排渣可直接進(jìn)行脫水處理，而其它沉淀池的污泥含水率達(dá)99%以上；三是氣浮池氣浮水力停留時(shí)間短，約30min左右，而其它沉淀池的水力停留時(shí)間1.5～2h,故氣浮池體積小，減少占地面積。但氣浮處理需要增設(shè)一套空壓機(jī)、壓力溶氣罐、回流水泵等組成的輔助系統(tǒng)(圖1中未繪出)，操作管理相對(duì)較復(fù)雜。

微生物所需要的營(yíng)養(yǎng)，主要為碳水化合物、氮化合物、水、無(wú)機(jī)鹽類(氮和磷)及維生素。通常要求BOD∶N∶P=15∶5∶1,為滿足此要求，故在接觸氧化池前投加氨氮。

1.2 處理工藝方案2

處理工藝方案2與處理工藝方案1在主體處理系統(tǒng)上基本上是相同的，都是水解酸化、接觸氧化和氣浮池，主要不同點(diǎn)：一是高濃度廢水先采用UASB(上流式厭氧污泥床)預(yù)處理后再進(jìn)入低濃度廢水調(diào)節(jié)池，進(jìn)行主體處理系統(tǒng)；二是主體處理系統(tǒng)調(diào)節(jié)池前增設(shè)了沉砂池和分離機(jī)(高濃度廢水預(yù)處理系統(tǒng)中調(diào)節(jié)池前也增設(shè)了沉砂池和分離機(jī))。

該工藝用在山東省三孔啤酒有限公司廢水處理中，高濃度有機(jī)廢水水量水質(zhì)為:Q1 = 500 m3/d; CODCr:5000mg/L; BOD5:2500mg/L; SS:3000mg/L。低濃度有機(jī)廢水：Q2=3500m3/d; CODCr:500mg/L; BOD5: 250mg/L; SS:500mg/L。Q=Q1+Q2=4000m3/d。

設(shè)計(jì)按當(dāng)時(shí)的GB8978—88現(xiàn)有企業(yè)欄標(biāo)準(zhǔn)，即：CODCr≤150mg/L; BOD5≤60mg/L; SS≤100mg/L;pH=6～9。

UASB進(jìn)出水水質(zhì)和混合水經(jīng)主體處理系統(tǒng)的進(jìn)出水水質(zhì)見表1和表2。可見處理后的出水水質(zhì)好于設(shè)計(jì)采用的標(biāo)準(zhǔn)值，全部達(dá)標(biāo)排放。

表1UASB進(jìn)出水水質(zhì)

表2混合水經(jīng)主體處理進(jìn)出水水質(zhì)

把高濃度有機(jī)廢水先單獨(dú)進(jìn)行預(yù)處理，反映了兩個(gè)主要特點(diǎn)：一是采用厭氧生物處理中的UASB反應(yīng)器，它具有截留污泥量大，顆?；潭群茫幚砀邼舛扔袡C(jī)廢水能力強(qiáng)等特點(diǎn)。該反應(yīng)器采用中溫發(fā)酵，內(nèi)部具有熱交換裝置，結(jié)構(gòu)較緊湊，溫度、堿度、負(fù)荷等由微機(jī)控制；二是高濃度廢水集中進(jìn)行厭氧處理，產(chǎn)生沼氣量大，可以集中使用。該反應(yīng)器設(shè)計(jì)容積負(fù)荷為6.0kg/(m3·d),去除lkgCOD產(chǎn)生VSS0.082kg,產(chǎn)生沼氣0.52m3,則1天可產(chǎn)生1000多m3沼氣。

1.3 處理工藝方案3

IC(厭氧內(nèi)循環(huán))反應(yīng)器根據(jù)UASB的原理，80年代中由荷蘭帕克(PAQUES)公司開發(fā)成功。它由混合區(qū)、污泥膨脹床、精處理區(qū)和循環(huán)系統(tǒng)四個(gè)部分組成。它與其它厭氧處理工藝相比有以下特點(diǎn)：

(1)因反應(yīng)器為立式結(jié)構(gòu)，高度為16～25m,故占地面積小，同時(shí)沼氣收集也方便。

(2)有機(jī)負(fù)荷高，水力停留時(shí)間短，它與其它厭氧處理工藝的有機(jī)負(fù)荷和水力停留時(shí)間比較見表3。

表3各種厭氧處理工藝的有機(jī)負(fù)荷與水力停留時(shí)間

(3)剩余污泥少，約為進(jìn)水COD的1%，且容易脫水。

(4)靠沼氣的提升產(chǎn)生循環(huán)，不需要外部動(dòng)力進(jìn)行攪拌混合和使污泥回流，節(jié)省動(dòng)力消耗。

(5)因生物降解后的出水為堿性，當(dāng)進(jìn)水酸度較高時(shí)，可通過(guò)出水的回流使進(jìn)水中和，減少藥劑使用量。

(6)耐沖擊負(fù)荷性能強(qiáng)，處理效率高，COD去除率為75%～80%,BOD去除率為80%～85%。

(7)生物氣純度高(CH4為70%～80%，CO2為20%～30%，其它有機(jī)物為1%～5%)，可作燃料加以利用。

CIRCOX(封閉式空氣提升好氧)反應(yīng)器為雙層立式筒體(外層為下降筒體，內(nèi)層為上升筒體)，水由底部進(jìn)入反應(yīng)器，與壓縮空氣一起從內(nèi)層筒體(也稱上升管)向上流，使進(jìn)水與微生物充分接觸，微生物粘附在載體(細(xì)砂類物質(zhì))表面，形成生物膜，使活性污泥有良好的沉降性能，不易被出水帶離反應(yīng)器而在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)，筒體的上部做成“帽狀”(直徑放大約1/3左右)，氣、水和污泥的混合液進(jìn)入反應(yīng)器上部“帽狀”的三相分離區(qū)分離；氣體從上面離開反應(yīng)器，澄清水從出水口流出，污泥經(jīng)過(guò)沉降區(qū)返回到反應(yīng)器底部。

CIRCOX反應(yīng)器與其它好氧處理工藝相比，有以下特點(diǎn)：

(1)高度與直徑比大，故占地面積小。

(2)有機(jī)負(fù)荷與微生物濃度高，有機(jī)負(fù)荷為4～10kgCOD/(m3·d),微生物濃度15～30 kgVSS / m3。

(3)水力停留時(shí)間短，一般為0.5～4h。

(4)剩余污泥少，小于進(jìn)水COD的5%；污泥回流在同一反應(yīng)器內(nèi)完成，不需要外加動(dòng)力。

(5)因該反應(yīng)器為封閉系統(tǒng)，可以容易地控制污水中易揮發(fā)物質(zhì)，可根據(jù)需要設(shè)置生物過(guò)濾器或活性炭過(guò)濾器處理廢氣。

(6)因反應(yīng)器內(nèi)液體的流速很高，約為50m／h，載體通過(guò)相互碰撞摩擦而自動(dòng)脫膜，不需要另設(shè)脫膜裝置；同時(shí)污水中的懸浮物很容易從反應(yīng)器內(nèi)沖出，允許進(jìn)水懸浮物的濃度較高，不需設(shè)預(yù)沉池。

(7)因活性污泥在反應(yīng)器內(nèi)循環(huán)，泥齡很高，污泥中可產(chǎn)生一些生長(zhǎng)速度很慢的硝化細(xì)菌等，故CIRCOX反應(yīng)器適合于處理含氮化合物及其它難降解的化合物。

IC反應(yīng)器應(yīng)用于高濃度有機(jī)廢水處理，CIRCOX適用于低濃度的啤酒生產(chǎn)廢水和城市污水處理，兩者串連起來(lái)是優(yōu)化的組合，體現(xiàn)了占地面積小，無(wú)臭氣排放，污泥量少和處理效率高的優(yōu)點(diǎn)。1995年上海富仕達(dá)釀酒公司引進(jìn)了帕克公司的專利技術(shù)處理啤酒生產(chǎn)廢水(工藝流程如圖3所示)，已建成投產(chǎn)，處理能力4800m3/d，進(jìn)、出水水質(zhì)見表4。

表4上海富仕達(dá)公司啤酒廢水處理站進(jìn)出水水質(zhì)

圖3中，旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)的出水管上設(shè)溫度和pH在線測(cè)定儀表，當(dāng)溫度和pH的測(cè)定值滿足控制要求時(shí)，廢水就進(jìn)入緩沖槽，否則排至應(yīng)急槽，再用泵提升到旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)進(jìn)水管內(nèi)。緩沖槽內(nèi)設(shè)淹沒式攪拌機(jī)，使廢水均質(zhì)并防止沉淀。設(shè)預(yù)酸化槽的目的為：一是使有機(jī)物部分降解為揮發(fā)性脂肪酸；二是調(diào)節(jié)營(yíng)養(yǎng)比例；三是調(diào)節(jié)pH值。

1.4 處理工藝方案4

該工藝以水解酸化-SBR為主體。水解酸化池內(nèi)設(shè)填料(球形填料)，水力停留時(shí)間為4h左右(利用厭氧過(guò)程的前階段)，COD去除率30%～40%，pH值4.8～5.2。SBR反應(yīng)池內(nèi)反應(yīng)時(shí)間約為6h左右，水溫20～25℃，污泥濃度4 000mg/L左右，出水水質(zhì)達(dá)到原GB8978—88一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)，COD總?cè)コ?gt;92%，BOD總?cè)コ?gt;98%。

SBR處理工藝的特點(diǎn)是集生物降解和終沉排水等功能于一體，與傳統(tǒng)的連續(xù)式活性污泥法(CFS)相比，可省去沉淀池和污泥回流設(shè)施，具有運(yùn)行穩(wěn)定，凈化效率高，耐沖擊負(fù)荷，避免污泥膨脹，便于操作管理等特點(diǎn)。

1.5 處理工藝方案5(見圖5)

圖5CASS反應(yīng)池為主體處理工藝

CASS與CAST相似，是一種循環(huán)式活性污泥法，CASS反應(yīng)池的運(yùn)行一般包括三個(gè)階段：進(jìn)水、曝氣、回流階段；沉淀階段；潷水、排泥階段。周期為4～12h，根據(jù)需要設(shè)定。CASS反應(yīng)池一般用隔墻分隔成三個(gè)區(qū)：生物選擇區(qū)、預(yù)反應(yīng)區(qū)、主反應(yīng)區(qū)。生物選擇區(qū)內(nèi)不進(jìn)行曝氣，類似于SBR法中的限制性曝氣階段。在該區(qū)內(nèi)，回流污泥中的微生物大量吸附廢水中的有機(jī)物，能較迅速有效地降低廢水中有機(jī)物濃度；預(yù)反應(yīng)區(qū)采取半限制性曝氣，溶解氧保持在0.5mg／L左右，使該區(qū)存在著反硝化進(jìn)程的可能；主反應(yīng)區(qū)進(jìn)行強(qiáng)制鼓風(fēng)曝氣，使有機(jī)物及氨氮得到生化與硝化。

該處理工藝用于安徽某啤酒廢水處理中，CASS反應(yīng)池運(yùn)行周期8h，其中進(jìn)水、曝氣、回流時(shí)間6h，進(jìn)水、沉淀時(shí)間1h，潷水、排泥時(shí)間1h。處理水量3500m3／d，進(jìn)水水質(zhì)為：CODCr: 800～1 500mg／L； BOD5:400～800mg／L； SS300～600mg/L。根據(jù)測(cè)試，處理后的出水：CODCr: 63～120mg／L; BOD5:41～58mg/L; pH:6.7～8.3。當(dāng)然還有其它處理工藝，如單獨(dú)采用好氧法和單獨(dú)采用厭氧法(包括UASB反應(yīng)器)等，但并不具有代表性，故不作詳述和介紹。

2 處理工藝淺析

就上述介紹的具有一定代表性的啤酒廢水處理工藝談些粗略看法和分析。

(1)根據(jù)啤酒廢水BOD5／CODCr大的特點(diǎn)，上述5個(gè)處理工藝方案的共同點(diǎn)，均以生物處理為主體，而且基本上均以前級(jí)為厭氧(水解酸化為主)，后級(jí)為好氧處理，所不同的為：一是后級(jí)好氧生化處理分為生物接觸氧化法(生物膜法)和活性污泥法(微生物呈懸浮狀態(tài))；是在厭氧和好氧生物處理中，又分為成熟的傳統(tǒng)方法(工藝1、2、4)和較新技術(shù)應(yīng)用的方法(如工藝2中預(yù)處理用UASB，工藝3中IC和CIRCOX及工藝5中的CASS法)。但有一個(gè)共同點(diǎn)是可以肯定的：啤酒廢水(混合水)采用厭氧(水解酸化)生物處理與好氧生物處理相結(jié)合(為主體)的處理工藝是成熟、可靠的工藝，是可以接受和被采用的。

(2)總的來(lái)說(shuō)，厭氧(水解酸化)與好氧為主體的處理工藝，產(chǎn)生的污泥量較少，但上述5個(gè)處理工藝中也有區(qū)別，處理工藝1～3在好氧生物處理后均設(shè)沉淀設(shè)施(工藝1和2為氣浮池，工藝3為斜管沉淀池)；而處理工藝4和5，在好氧生物處理后不設(shè)沉淀池，污泥量很少，大多數(shù)內(nèi)部消化，故污泥直接進(jìn)入污泥濃縮池，進(jìn)行污泥的處理與處置。從上述5個(gè)處理工藝分析，工藝1～3好氧生物處理采用的是生物膜法(前兩個(gè)是生物接觸氧化法，第三個(gè)CIRCOX反應(yīng)器是好氧生物流化床原理發(fā)展而來(lái)，微生物粘附在細(xì)砂類載體物表面，形成生物膜)，生物膜要進(jìn)行新、老更替，老的膜剝落后需要經(jīng)沉淀后去除(當(dāng)然同時(shí)也去除懸浮物等)，故氧化(好氧)生物處理后要設(shè)沉淀設(shè)施。后兩種好氧生物處理均屬活性污泥法范疇，SBR集生物降解和終沉排水于一體，污泥濃縮在SBR池下面，省去了沉淀池；CASS反應(yīng)池污泥用回流泵回流(循環(huán)式活性污泥法)，產(chǎn)泥少、污泥直接進(jìn)污泥濃縮池，不設(shè)沉淀池?？梢姾髢煞N工藝省去了沉淀設(shè)施，減少了沉淀池的造價(jià)和占地面積?？梢赃@樣說(shuō)：好氧生物處理采用生物膜法，后面要設(shè)沉淀池，其處理工藝由生化和物化相結(jié)合；好氧生物處理采用SBR和CASS反應(yīng)池的，后面可不設(shè)沉淀池，其處理工藝省去了物化處理，由單一的生化處理組成。

(3)處理工藝2中，把高濃度有機(jī)廢水采用UASB進(jìn)行預(yù)處理后再進(jìn)入總調(diào)節(jié)池，與低濃度有機(jī)廢水進(jìn)行混合，再進(jìn)入主體處理工藝系統(tǒng)。從表1數(shù)據(jù)可見，高濃度有機(jī)廢水采用厭氧處理中的UASB反應(yīng)器進(jìn)行處理，效果是好的，CODCr、BOD5、SS等去除率均較高，因此它不僅可用于高濃度啤酒廢水的處理，也可用于豆制品等其它高濃度有機(jī)廢水的處理。有資料報(bào)道，啤酒廢水處理中，高濃度廢水采用UASB反應(yīng)器進(jìn)行預(yù)處理，混合廢水進(jìn)入AS(活性污泥法)處理(稱為UASB+AS法)與全部直接進(jìn)入AS法處理比較，UASB+AS法比AS法節(jié)省曝氣電費(fèi)68%，節(jié)省污泥處理費(fèi)59%，沼氣還可利用；與SBR法比較，運(yùn)行費(fèi)和污泥處理費(fèi)也比SBR低。1996年11月7日日本的《日經(jīng)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)新聞》報(bào)道，朝日啤酒公司將在1999年以前更新其所屬日本國(guó)內(nèi)的全部啤酒廠廢水處理設(shè)備，全部采用UASB+AS法工藝。因此，我國(guó)的啤酒廢水處理工藝中，應(yīng)重視采用UASB技術(shù)。

(4)總的來(lái)說(shuō)，啤酒廢水采用厭氧(水解酸化)預(yù)處理，再進(jìn)行好氧處理是比較理想的，但上述5個(gè)處理工藝方案中，也各有所不同。如處理工藝方案2處理后的出水水質(zhì)遠(yuǎn)好于排放標(biāo)準(zhǔn)，這對(duì)于水資源緊缺的地方來(lái)說(shuō)，稍加深度處理后即可回用，對(duì)于回用水水質(zhì)要求不高的地方來(lái)說(shuō)，可直接回用(如綠化、澆馬路等)。又如處理工藝方案5采用CASS反應(yīng)器，調(diào)試相對(duì)較麻煩、時(shí)間可能較長(zhǎng)；操作管理要嚴(yán)密妥當(dāng)，否則有可能產(chǎn)生污泥膨脹；潷水器的下降速度要與水面的下降速度基本相同，否則可能擾動(dòng)已沉淀的污泥層等。同時(shí)從處理后的出水水質(zhì)來(lái)看，處理工藝方案5的出水CODCr常大于100mg/L，BOD5常大于50mg/L，比其它4個(gè)工藝方案差，如果排放標(biāo)準(zhǔn)較高些，則采用此工藝要慎重。

(5)處理工藝方案的比較，在處理效果好，達(dá)到國(guó)家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)前提下還有投資、運(yùn)行費(fèi)用、管理操作，占地面積等諸方面，因因素很多，情況復(fù)雜，故無(wú)法進(jìn)行全面、系統(tǒng)地論述。上述介紹與淺析僅供參考，不妥之處，歡迎指正。

淺談啤酒廢水處理工藝:啤酒廢水處理工藝調(diào)試

摘要：河南某啤酒實(shí)業(yè)有限公司污水處理工程于2004年3月份開始調(diào)試。經(jīng)過(guò)為期三個(gè)月的調(diào)試和試運(yùn)行，現(xiàn)有廢水經(jīng)污水處理廠處理后出水水質(zhì)達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)表4二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)和當(dāng)?shù)乜偭靠刂频囊?。調(diào)試期間，操作人員認(rèn)真負(fù)責(zé)，對(duì)操作人員也進(jìn)行了技術(shù)培訓(xùn)，于2004年7月份圓滿完成了污水處理站的調(diào)試工作。調(diào)試人員對(duì)污水處理站的試運(yùn)行切實(shí)做到了控制、觀察、記錄和分析試驗(yàn)工作，對(duì)于提高污水處理站技術(shù)管理水平、運(yùn)行水平有積極的現(xiàn)實(shí)意義。

關(guān)鍵詞：啤酒廢水 工藝調(diào)試 活性污泥的培養(yǎng)

引言

河南某啤酒實(shí)業(yè)有限公司污水處理工程于2004年3月份開始調(diào)試。經(jīng)過(guò)為期三個(gè)月的調(diào)試和試運(yùn)行，現(xiàn)有廢水經(jīng)污水處理廠處理后出水水質(zhì)達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)表4二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)和當(dāng)?shù)乜偭靠刂频囊蟆Ｕ{(diào)試期間，操作人員認(rèn)真負(fù)責(zé)，對(duì)操作人員也進(jìn)行了技術(shù)培訓(xùn)，于2004年7月份圓滿完成了污水處理站的調(diào)試工作。調(diào)試人員對(duì)污水處理站的試運(yùn)行切實(shí)做到了控制、觀察、記錄和分析試驗(yàn)工作，對(duì)于提高污水處理站技術(shù)管理水平、運(yùn)行水平有積極的現(xiàn)實(shí)意義。

1.1 污水來(lái)源

根據(jù)該廠啤酒生產(chǎn)工藝，廢水主要來(lái)源有：麥芽生產(chǎn)過(guò)程的洗麥水、浸麥水、發(fā)芽降溫噴霧水、麥槽水、洗滌水、凝固物洗滌水；糖化過(guò)程的糖化、過(guò)濾洗滌水；發(fā)酵過(guò)程的發(fā)酵罐洗滌、過(guò)濾洗滌水；罐裝過(guò)程洗瓶、滅菌及破瓶啤酒；冷卻水和成品車間洗滌水；以及來(lái)自辦公樓、食堂和浴室的生活污水。

生產(chǎn)廢水為每天24小時(shí)連續(xù)排放。

1.2 污水處理規(guī)模

該污水處理站處理規(guī)模按照最高日流量1500 m3/d，其中高濃度廢水量500 m3/d，中低濃度廢水量1000 m3/d。

1.3 污水水質(zhì)

該污水處理站設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)如下：

高濃度廢水

CODCr 4000mg/l

BOD5 2000mg/l

SS 400mg/l

PH 6－9

中低濃度廢水

CODCr 500mg/l

BOD5 200mg/l

SS 400mg/l

PH 6－9

1.4 處理后水質(zhì)要求

根據(jù)廠方的要求，外排廢水應(yīng)達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。其具體指標(biāo)如下：

CODCr≤150mg/l

BOD5≤60mg/l

SS≤150mg/l

PH 6～9

其中CODCr指標(biāo)不大于100mg/l。

2 污水處理工藝簡(jiǎn)介

該工程采用厭氧＋好氧為主的生化處理工藝。

厭氧生化法是指在無(wú)分子氧條件下通過(guò)厭氧微生物的作用，將廢水中的各種復(fù)雜有機(jī)物分解轉(zhuǎn)化為甲烷和二氧化碳等物質(zhì)的過(guò)程，該工藝可用于中高濃度的有機(jī)廢水處理。該工藝在國(guó)內(nèi)外有較多的成功實(shí)例。

該厭氧處理工藝采用UASB反應(yīng)器，底部設(shè)布水裝置，頂部設(shè)三相分離器和集水排水裝置。

高濃度廢水單獨(dú)進(jìn)行厭氧處理后，與中低濃度廢水混合進(jìn)行好氧處理。

好氧生化法有較多的工藝，本工程采用CASS生物反應(yīng)器。

CASS生物反應(yīng)器是SBR工藝的一種改良型工藝。

在序批式反應(yīng)器系統(tǒng)（Sequencing Batch Reactor簡(jiǎn)稱SBR法）中，曝氣池、二沉池合二為一，在單一反應(yīng)池內(nèi)利用活性污泥完成廢水的生物處理和固液分離，SBR是廢水活性污泥生化處理系統(tǒng)的先驅(qū)，然而直到最近幾年隨著監(jiān)控與測(cè)試技術(shù)的飛速發(fā)展，這一技術(shù)才得以完全更新并被美國(guó)環(huán)境保護(hù)署（US EPA）推薦為一項(xiàng)低投資、低操作成本及低維修費(fèi)用，高效益的環(huán)境處理新技術(shù)。據(jù)EPA調(diào)查，在廢水流量一定時(shí)，選擇SBR要比傳統(tǒng)的活性污泥法處理費(fèi)用節(jié)省許多，這一點(diǎn)已被大量的工程實(shí)例所證實(shí)，特別是在啤酒廢水處理工程中得到了廣泛應(yīng)用。

工藝運(yùn)行方式

SBR工藝主體構(gòu)筑物由SBR反應(yīng)池組成，SBR反應(yīng)池的運(yùn)行操作由進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀、潷水和待機(jī)五個(gè)階段組成。

進(jìn)水期：廢水進(jìn)入反應(yīng)池。?

反應(yīng)期：廢水進(jìn)入反應(yīng)池中發(fā)生生化反應(yīng)，在這階段可以只混合不曝氣，或既混合又曝氣，使廢水處在反復(fù)的好氧—缺氧中，反應(yīng)期的長(zhǎng)短一般由進(jìn)水水質(zhì)及所要求的處理程度而定。

沉降期：在此階段反應(yīng)器內(nèi)混合液進(jìn)行固液分離，因該階段在完全靜止條件下進(jìn)行，表面水力和固體負(fù)荷低，沉淀效率高于一般沉淀池的沉淀效率。

排水期：當(dāng)沉淀階段結(jié)束，設(shè)置在反應(yīng)池末端的潷水器開動(dòng)，將上清液緩緩潷出池外，當(dāng)池水位降到低水位時(shí)停止?jié)?

待機(jī)期：在每池潷水后完成了一個(gè)運(yùn)行周期，在實(shí)際操作中，潷水所需時(shí)間往往小于理論最大時(shí)間，故潷水完成后兩周期間閑置時(shí)間就是待機(jī)期，該階段可視廢水的水質(zhì)、水量和處理要求決定其長(zhǎng)短或取消。在此階段可以從反應(yīng)池排除剩余活性污泥。反應(yīng)池排出的剩余污泥泥齡長(zhǎng)，已基本穩(wěn)定。

SBR法與其它活性污泥處理技術(shù)比較有以下優(yōu)點(diǎn)：

SBR系統(tǒng)以一組反應(yīng)池取代了傳統(tǒng)方法及其它變型方法中的初次沉淀池、曝氣池及二次沉淀池，整體結(jié)構(gòu)緊湊簡(jiǎn)單，無(wú)需復(fù)雜的管線傳輸，系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單且更具有靈活性。

SBR反應(yīng)池具有調(diào)節(jié)池均質(zhì)的作用，可最大限度地承受高峰BOD5濃度及有毒化學(xué)物質(zhì)對(duì)系統(tǒng)的影響。

在廢水流量低于設(shè)計(jì)值時(shí)，SBR系統(tǒng)可以調(diào)節(jié)液位計(jì)的設(shè)定值使用反應(yīng)池部分容積，或調(diào)節(jié)反應(yīng)時(shí)間，從而避免了不必要的電耗。其它生物處理方法則無(wú)這樣的功能。

因?yàn)閷?duì)于每個(gè)反應(yīng)單體而言出水是間斷的，在高負(fù)荷時(shí)活性污泥不會(huì)流失，因而可以保持SBR系統(tǒng)在高負(fù)荷時(shí)的處理效率。而其它的生物處理方法在高流量負(fù)荷時(shí)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)活性污泥流失的問(wèn)題。

SBR在固液分離時(shí)整體水體接近完全靜止?fàn)顟B(tài)，不會(huì)發(fā)生短流現(xiàn)象，同時(shí)，在沉淀階段整個(gè)SBR反應(yīng)池容積都用于固液分離，較小的活性污泥顆粒都可得到有效的固液分離，因此，SBR的出水質(zhì)量高于其它的生物處理方法。

易產(chǎn)生污泥膨脹的絲狀細(xì)菌在SBR反應(yīng)池中因反應(yīng)條件的不斷的循環(huán)變化而得到有效的抑制。而污泥膨脹問(wèn)題是其它活性污泥方法中很常見且很難控制的問(wèn)題之一。

CASS是利用活性污泥基質(zhì)再生理論，將生物選擇器與間歇式活性污泥法加以有機(jī)結(jié)合研究開發(fā)的新型高效好氧生物處理技術(shù)。

CASS主要具有以下特征：

根據(jù)生物選擇性原理，利用位于反應(yīng)器前端的預(yù)反應(yīng)區(qū)作為生物選擇器對(duì)進(jìn)水中有機(jī)物進(jìn)行快速吸附和吸收作用，提高了去除效率增強(qiáng)了系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性；

可變?nèi)莘e的運(yùn)行提高了系統(tǒng)對(duì)水質(zhì)水量變化的適應(yīng)性和操作的靈活性；

根據(jù)生物反應(yīng)動(dòng)力學(xué)原理，使廢水在反應(yīng)器內(nèi)的流動(dòng)呈現(xiàn)出整體推流而在不同區(qū)域內(nèi)為完全混合的復(fù)雜流態(tài)，不僅保證了穩(wěn)定的處理效果，而且提高了容積利用率；

通過(guò)對(duì)反應(yīng)速率的控制，使反應(yīng)器以缺氧-好氧狀態(tài)周期循環(huán)運(yùn)行，微生物種類多，生化作用強(qiáng)，運(yùn)行費(fèi)用低；

在好氧條件下，在機(jī)物被降解的同時(shí)，污水中有機(jī)氮被異養(yǎng)菌氧化為氨氮，在供氧充足的條件下，氨氮再被硝化菌氧化成硝態(tài)氮，產(chǎn)生的能量用于合成新的硝化菌細(xì)胞。在缺氧條件下，反硝化細(xì)菌利用NO3-，通過(guò)混和液回流到缺氧段，在缺氧條件下，反硝化細(xì)菌利用NO3-作為最終電子受體，氧化水中有機(jī)物，用于產(chǎn)能和增殖。與此同時(shí)，硝酸鹽被異化還原成氮?dú)?，從水中逸出，從而達(dá)到除氮的目的。

通過(guò)同時(shí)硝化/反硝化實(shí)現(xiàn)脫氮必須連續(xù)測(cè)定池子主曝氣區(qū)的溶解氧數(shù)值，并加以控制調(diào)節(jié)，在曝氣階段需要不斷調(diào)節(jié)溶解氧水平，在曝氣開始時(shí)，溶解氧控制在較低的水平（約0.2-0.5mgO2/L），直到在曝氣階段結(jié)束前，才使溶解氧達(dá)到最高水平（約2-3mgO2/L）。

這種運(yùn)行方式無(wú)需如前置反硝化系統(tǒng)那樣需要將硝酸鹽氮從硝化區(qū)回流至反硝化區(qū)，因此可省去內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)，而且在CASS系統(tǒng)中，也不需要單獨(dú)設(shè)置一個(gè)缺氧運(yùn)行階段以進(jìn)行反硝化。

在主曝氣區(qū)進(jìn)行上述過(guò)程時(shí)，在選擇器中，大量吸收的易降解物質(zhì)得到水解并轉(zhuǎn)移至細(xì)胞內(nèi)，從而提高了后續(xù)主曝氣區(qū)內(nèi)微生物的呼吸速率，加速了整個(gè)過(guò)程的進(jìn)行。

工藝結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，投資費(fèi)用省，而且運(yùn)行管理方便；

采用組合式模塊結(jié)構(gòu)，布置緊湊，占地面積?。?

可以采用穩(wěn)定的自動(dòng)化控制和先進(jìn)的探測(cè)儀器和設(shè)備，以保證出水水質(zhì)達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978-1996）表4二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)和當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門的要求。

3 工藝流程說(shuō)明

高濃度廢水經(jīng)格柵、格網(wǎng)攔截大的雜質(zhì)后進(jìn)入調(diào)節(jié)池，在調(diào)節(jié)池均質(zhì)均量后，由污水泵提升進(jìn)入U(xiǎn)ASB 反應(yīng)器，UASB 反應(yīng)器出水自流至中低濃度廢水調(diào)節(jié)池，完全混合后用泵提升進(jìn)入CASS反應(yīng)器進(jìn)行好氧處理，出水達(dá)標(biāo)排放。

UASB反應(yīng)器產(chǎn)生的污泥自流進(jìn)入污泥濃縮池，CASS反應(yīng)器產(chǎn)生的生化污泥部分回流至預(yù)反應(yīng)區(qū)，剩余污泥進(jìn)入污泥濃縮池，濃縮后的污泥排入污泥干化場(chǎng)處理，上清液回流至調(diào)節(jié)池與原水一并處理。工藝流程圖見圖4-1。

4 活性污泥的培養(yǎng)

4.1 污泥的培養(yǎng)與馴化

活性污泥的培養(yǎng)與馴化可歸納為異步培馴法、同步培馴法和接種培馴法。異步培馴法即先培養(yǎng)后馴化；同步法則培養(yǎng)、馴化同時(shí)進(jìn)行或交替進(jìn)行；接種法則利用其他污水處理廠的剩余污泥進(jìn)行培養(yǎng)馴化。本污水處理廠主要采用接種法，這樣既能提高馴化效果，又能縮短培養(yǎng)馴化的時(shí)間，從而縮短調(diào)試時(shí)間。

該工程工藝調(diào)試初期主要從鄲城金丹乳酸廠引進(jìn)厭氧顆粒污泥，從舞鋼造紙廠引入好氧剩余污泥，作為種泥進(jìn)行培養(yǎng)。同時(shí)投加大量的麥麩、尿素等作為調(diào)試初期的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，利于污泥的快速生長(zhǎng)。

前期UASB反應(yīng)器采用間歇脈沖進(jìn)水方式，適當(dāng)補(bǔ)充高濃度啤酒廢水，提高菌種對(duì)啤酒廢水的適應(yīng)能力。

培養(yǎng)馴化初期在CASS反應(yīng)池中加入少量的中低濃度廢水進(jìn)行曝氣，并適當(dāng)添加營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，在培養(yǎng)的過(guò)程中逐漸增加進(jìn)水量，使活性污泥生物群體逐漸適應(yīng)現(xiàn)有水質(zhì)狀況，具有較好的生物活性和絮凝性。

4.2 整體試運(yùn)行

當(dāng)整體運(yùn)行條件基本具備后，污水處理站于6月份開始進(jìn)行滿負(fù)荷進(jìn)水試運(yùn)行。