高浓度啤酒废水处理方法

2017-03-15 09:59:28 4

  20世纪80年代以来,伴随着中国啤酒产业的迅速发展,产生了大量高浓度有机废水,该类废水被直接排放到水体,严重污染了环境。因此,高效处理啤酒生产过程中产生的废水成为当今环保领域迫切需要研究的课题之一〔1〕。到目前为止,多种啤酒废水处理工艺已被探索式地投入到实际应用中,如EGSB工艺〔2〕、SBR工艺〔3〕、UASB+CASS循环工艺〔4〕等,均取得了较好的处理效果。山东某啤酒生产公司采用厌氧IC+好氧+混凝沉淀工艺处理啤酒废水 ,也取得了较好的处理效果。

  1 工程概况

  山东某啤酒公司年产啤酒15万t,其在生产过程中所产生的废水与来自办公楼、食堂、宿舍、浴室的生活污水混合后,综合进行处理。废水处理量为500m3/d,处理出水要求达到《啤酒污染物排放标准》(GB 19821—2005)的要求。其进水水质见表 1。

  该综合废水具有以下特点:(1)废水的可生化性较好,其BOD5/COD接近0.7;(2)废水SS含量高;(3)废水排放温度为38 ℃左右,适合产甲烷菌的生存。针对水质特点并结合其他同类工程经验,综合考虑,确定采用厌氧IC +好氧+混凝沉淀工艺处理该废水,具体工艺流程见图 1。

 图 1 啤酒废水处理工艺流程

  首先通过格栅去除废水中较大的悬浮物,再通过调节塔对废水进行均质、均量处理。调节塔出水通过提升泵进入IC厌氧塔进行厌氧处理。IC厌氧塔出水进入污泥选择器进行泥水分离,分离出的部分污泥回流到IC塔内,部分排放至污泥池进行处理,其出水进入好氧塔进行好氧降解,进一步去除废水中的COD、BOD5。最后,对经过生物处理的废水进行混凝沉淀处理,以保证最终出水的达标排放或回用。与其他工艺相比较,该工艺采用了IC厌氧塔+污泥选择器设计,其具有抗冲击负荷能力强、启动周期短、初始稳定性好等特点,并且污泥选择器就相当于二沉池,不仅可保证IC厌氧塔中的污泥浓度,同时也可降低进入好氧反应段的废水中的SS,保证整个系统的高效运行。

  2 主要处理构筑物及设备设计参数

  2.1 集水井

  集水井内分格栅区、沉砂区、集水调节区,并安装有机械细格栅、水泵。定期人工清理格栅污渣,格栅前设置铸铁闸板,供格栅检修时使用。集水井设计尺寸为12 000 mm×4 000 mm×4 000 mm。其配套设备主要有2块900 mm×900 mm的铸铁闸板、2台细格栅(栅条间隙5 mm,栅宽0.5 m,格栅倾角75°)和2台(1用1备)调节水泵。

  2.2 调节塔

  调节塔用于调节水质水量,并控温。调节塔分生产废水调节区和清洗废水调节区。清洗废水直接打入清洗废水的调节区。高浓度的发酵废水由发酵段的储水池定期、定量向调节塔提供。调节塔废水进入IC塔的温度控制在37~39 ℃,如果温度超过39 ℃,采用好氧出水回流来降低温度;如果水量大、浓度高,且温度低于30 ℃,则通过蒸汽加热废水。调节塔设计尺寸为D 12 m×20 m,调节时间10 h,有效容积2 200 m3。配备2台厌氧进水提升泵(Q=250 m3/h,H=23 m)、1套电磁流量计和3台推流混合器(叶轮直径为1 100 mm)。

  2.3 IC厌氧塔

  IC厌氧塔通过厌氧降解去除啤酒废水中大部分有机物。IC厌氧塔设计尺寸、停留时间和有效容积与调节塔相同。设计COD负荷为6.5~7.0 kg/(m3·d),运行温度30~40 ℃,COD去除率>75%,厌氧沼气产量为6 600 m3/d。

  2.4 污泥选择器

  污泥选择器是对IC厌氧塔出水中所携带的污泥进行分选,将性能较好的污泥回流至IC厌氧塔内或贮存备用。污泥选择器设计尺寸为D 12 000 mm×20 000 mm,停留时间为10 h,总体积2 200 m3。配套2台(1用1备)厌氧污泥回流泵(Q=100 m3/h,H=12 m)。

  2.5 好氧塔

  好氧塔用于进一步去除厌氧出水中的有机物。好氧塔设计尺寸为D 12 400 mm×16 000 mm,设计COD负荷为1.0~1.2 kg/(m3·d),停留时间为13.5 h。好氧塔2座,单座有效容积1 900 m3。配备20台射流曝气机(进气量75 m3/h,最大潜入深度4.5 m)。

  2.6 混凝沉淀池

  混凝沉淀池用于对生物处理后的废水进行深度处理,确保处理出水能够达标排放。池内包括管道混合反应、絮凝、沉淀等工艺过程。混凝沉淀池基本尺寸为28 000 mm×12 000 mm×4 000 mm,表面负荷取1 m3/(m2·h),沉淀时间为3.0 h。主要设备有1台平流式刮吸泥机和2台(1用1备)好氧污泥泵(Q=100 m3/h,H=10 m)。

  3 工艺运行结果

  工程调试运行时,先对曝气单元及配套设施进行单机调试,使其达到预期的供养效果;之后向IC厌氧塔和好氧塔中分别投加颗粒污泥和某相同类型的污水厂剩余污泥进行接种调试。调试运行70 d后,最终出水达到稳定,各项指标均达到排放标准的要求。稳定运行期间,各处理单元出水水质见表 2。

  4 经济分析

  工程总投资主要包括土建投资和设备投资。土建投资250万元,设备投资729.7万元,工程总投资为979.7万元。运行成本包括电耗、人员工资和药剂费用。人员工资按人均1 800元/月计算,劳动定员按8人计,则处理每吨污水所需要的人工费为0.1元;该工艺流程中所使用的药剂有聚合氯化铝、除磷药剂,经过核算处理每吨污水所需要的药剂费用为0.6元;稳定运行后对耗电量进行统计,耗电量为2 152.4 kW·h/d,则处理每吨废水所需要的电费为0.4元。因此,总运行费用为1.1元/t。具体参见污水技术资料更多相关技术文档。

  5 结论

  (1)采用厌氧IC+好氧+混凝沉淀工艺处理啤酒废水切实可行,出水水质达到《啤酒污染物排放标准》(GB 19821—2005)的排放要求。

  (2)工程实践证明,整个工艺具有投资省、运行稳定、抗冲击负荷能力强、出水水质好等特点。

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