啤酒廢水處理方法比較

2022-08-02 05:06:05 字數 5199 閱讀 8862

隨著人們對於節能價值和意義的認識不斷變化與提高,開發節能工藝與產品引起了國內環保界的重視。2023年開封啤酒廠國內首次將厭氧酸化技術成功的引用到啤酒廠工業廢水處理工程中,節能效果明顯,約節能30~50%,而且使整個工藝達標排放更加容易和可靠。隨著改革開放的發展,90年代初完整的厭氧技術也在國內啤酒、飲料行業得到應用。

這裡所說完整的意義在於除厭氧生化技術外,沼氣通過自動化系統得到燃燒,這是厭氧系統安全執行和不產生二次汙染的重要保證,這也是國內外開發厭氧技術和裝置應充分引起重視的問題。厭氧技術的引進與應用能耗節約70%以上。

下面主要介紹一下處理啤酒廢水常用的幾種方法:

(一)、酸化—sbr法處理啤酒廢水:其主要處理裝置是酸化柱和sbr反應器。這種方法在處理啤酒廢水時,在厭氧反應中,放棄反應時間長、控制條件要求高的甲烷發酵階段,將反應控制在酸化階段,這樣較之全過程的厭氧反應具有以下優點:

(1)由於反應控制在水解、酸化階段反應迅速,故水解池體積小;

(2)不需要收集產生的沼氣,簡化了構造,降低了造價,便於維護,易於放大;

(3)對於汙泥的降解功能完全和消化池一樣,產生的剩餘汙泥量少。同時,經水解反應後溶解性cod比例大幅度增加,有利於微生物對基質的攝取,在微生物的代謝過程中減少了乙個重要環節,這將加速有機物的降解,為後續生物處理創造更為有利的條件。

(4)酸化—sbr法處理高濃度啤酒廢水效果比較理想,去除率均在94%以上,最高達99%以上。

要想使此方法在處理啤酒廢水達到理想的效果時執行環境要達到下列要求:

(1)酸化—sbr法處理中高濃度啤酒廢廢水,酸化至關重要,它具有兩個方面的作用,其一是對廢水的有機成分進行改性,提高廢水的可生化性;其二是對有機物中易降解的汙染物有不可忽視的去除作用。酸化效果的好壞直接影響sbr反應器的處理效果,有機物去除主要集中在sbr反應器中。

(2)酸化—sbr法處理啤酒廢水受進水鹼度和反應溫度的影響,最佳溫度是24℃,最佳鹼度範圍是500~750mg/l。視原水水質情況,如鹼度不足,採取預調鹼度方法進行本工藝處理;若溫度差別不大,執行引數可不做調整,若溫度差別較大,視具體情況而定。

(二)、uasb—好氧接觸氧化工藝處理啤酒廢水:此處理工藝中主要處理裝置是上流式厭氧汙泥床和好氧接觸氧化池,處理主要過程為:廢水經過轉鼓過濾機,轉鼓過濾機對ss的去除率達10%以上,隨著麥殼類有機物的去除,廢水中的有機物濃度也有所降低。

調節池既有調節水質、水量的作用,還由於廢水在池中的停留時間較長而有沉澱和厭氧發酵作用。由於增加了厭氧處理單元,該工藝的處理效果非常好。上流式厭氧汙泥床能耗低、執行穩定、出水水質好,有效地降低了好氧生化單元的處理負荷和執行能耗(因為好氧處理單元的能耗直接和處理負荷成正比)。

好氧處理(包括好氧生物接觸氧化池和斜板沉澱池)對廢水中ss和cod均有較高的去除率,這是因為廢水經過厭氧處理後仍含有許多易生物降解的有機物。

該工藝處理效果好、操作簡單、穩定性高。上流式厭氧汙泥床和好氧接觸氧化池相串聯的啤酒廢水處理工藝具有處理效率高、執行穩定 、能耗低、容易除錯和易於每年的重新啟動等特點。只要投加佔厭氧池體積1/3的厭氧汙泥菌種,就能夠保證汙泥菌種的平穩增長,經過3個月的除錯uasb即可達到滿負荷執行。

整個工藝對cod的去除率達96.6%,對懸浮物的去除率達97.3%~98%,該工藝非常適合在啤酒廢水處理中推廣應用。

(三)、新型接觸氧化法處理啤酒廢水:此方法處理過程為:廢水首先通過微濾機去除大部分懸浮物,出水進入調節池,然後中提公升幫浦打入vtbr反應器中進行生化處理,通過風機強制供風使廢水與填料接觸,維持生化反應的需氧量,vtbr反應器出水進入沉澱器,去除一部分脫落的生物膜以減輕氣浮裝置的處理負荷,之後流人氣浮裝置去除剩餘的生物膜,汙泥及浮渣送往汙泥池濃縮後脫水。

該處理工藝有以下主要特點:①vtbr反應器由廢舊酒精罐改造而成,節省了投資。與鋼筋混凝土結構相比,具有一次性投資低,執行穩定,處理效果好等特點。

②冬季執行時,在vtbr反應器外部加了一層保溫材料,使罐中始終保持較高的溫度,提高了生物的活性。

③因 vtbr反應器高達10m左右,水深大,所選用風機為高壓風機,風壓為98kpa,n=75kw,耗電量大。

(四)、生物接觸氧化法處理啤酒廢水:該工藝採用水解酸化作為生物接觸氧化的預處理,水解酸化菌通過新陳代謝將水中的固體物質水解為溶解性物質,將大分子有機物降解為小分子有機物。水解酸化不僅能去除部分有機汙染物,而且提高了廢水的可生化性,有益於後續的好氧生物接觸氧化處理。

該工藝在處理方法、工藝組合及引數選擇上是比較合理的,充分利用各工序的優勢將汙染物質轉化、去除。然而,如果由於某些構築物的構造設計考慮不周會影響執行效果,致使出水水質不理想,使生物接觸氧化池的出水(靜沉30 min的澄清液)cod為500~600 mg/l,經混凝氣浮處理後出水cod仍高達300 mg/l,遠高於排放要求(150 mg/l)。

但是此處理方法在設計和執行中回出現以下問題:

(1)水解酸化池存在的問題主要是沉澱汙泥不能及時排除。由於該廢水中懸浮物濃度較高,因而池內汙泥產量很大,而原工藝僅在水解酸化池前端設計了汙泥鬥,所以池子的後部很快就淤滿了汙泥。另外,隨著微生物量的增加在軟性生物填料的中間部位形成了汙泥團,使得傳質面積減小。

針對汙泥淤積情況,在水解酸化池前可增設一級混凝氣浮以去除水中的懸浮物,經此改進後水解酸化池能長期、穩定、有效地執行,其出水cod也從1100~1200 mg/l降至900 ~1000mg/l,收到了較好的效果。不過,增設混凝氣浮增加了執行費用,而且氣浮過程中溶入的o2還可能對水解酸化產生不利影響。因此,在設計採用水解酸化處理懸浮物濃度高的汙水時,可增設汙泥鬥的數量以便及時排除沉澱汙泥。

此外,為防止填料表面形成汙泥團應採用比表面積大、不結泥團的半軟性填料。

(2)如果廢水中汙染物濃度較高或前處理效果不理想,生物接觸氧化池前端的有機物負荷較高,使得供氧相對不足,此時該處的生物膜呈灰白色,處於嚴重的缺氧狀態,而池末端成熟的好氧生物膜呈琥珀黃色。同時,水中的生物活性抑制性物質濃度也較高,對微生物也有一定的抑制作用。這些因素使得生物接觸氧化池沒有發揮出應有的作用,處理效果不理想。

鑑於此,可一採取階段曝氣措施即多點進水,汙水沿池長多點流入生物接觸氧化池以均分負荷,消除前端缺氧及抑制性物質濃度較高的不利影響。改為多點進水並經過一段時間的穩定執行後,生物接觸氧化池的出水(30 min的澄清液)cod為200~300 mg/l。再經混凝氣浮工序處理後最終出水cod<150 mg/l(一般在130 mg/l),達到了排放要求。

(3)在除錯執行過程中,生物接觸氧化池中生物膜脫落、氣泡直徑變大(曝氣方式為微孔曝氣)、出水渾濁、處理效果惡化的現象時有發生。經研究、分析、驗證發現這是由於負荷波動或操作不當造成溶解氧不足而引起的。溶解氧不足使得生物膜由好氧狀態轉變為厭氧狀態,其附著力下降,在空氣氣泡的攪動下生物膜大量脫落,導致水粘度增加、氣泡直徑增大、氧轉移效率下降,這又進一步造成缺氧,如此形成惡性迴圈致使處理效果惡化。

(4)在除錯執行初期,發生這種現象時一般是增大供氣量以提高供氧能力來消除缺氧,結果由於氣泡攪動強度增大,造成了更大範圍的生物膜脫落、水粘度更大、氧轉移效率更低,非但沒能提高供氧能力反而使情況更糟。正確的處理措施應是減小曝氣量,待脫落的生物膜隨水流流出後再逐漸增加曝氣量使溶解氧濃度恢復到原有水平,若水溫適宜則2~3 d後生物膜就可恢復正常。

因此當採用此工藝處理啤酒廢水時要遵循下列要求:①採用水解酸化作為預處理工序時應考慮懸浮物去除措施。②採用推流式生物接觸氧化池時,為避免前端有機物負荷過高可採用多點進水。

③應嚴格控制溶解氧濃度,供氧不足會造成生物膜大範圍脫落,導致執行失敗。

(五)、內迴圈uasb反應器+氧化溝工藝處理啤酒廢水:此工藝採用厭氧和好氧相串聯的方式,厭氧採用內迴圈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,採用氧化溝工藝。本處理工藝的關鍵裝置是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麼寬,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範圍。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。

儀表專業的裝置投資和設計難度。

內迴圈uasb技術是在普通uasb技術的基礎上增加一套內迴圈系統,它包括回流水池及回流水幫浦。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反應器採用環狀穿孔管配水,通過三相分離器出水,並在三相分離器的上方增加側向流絮凝反應沉澱器,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汙泥。

此處理工藝主要有以下特點:①實踐證明,採用內迴圈uasb反應器+氧化溝工藝處理啤酒廢水是可行的,其執行結果表明codcr總去除率高達95%以上。②由於採用的是內迴圈uasb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執行組合,以便進一步降低執行費用。

(六)、uasb+sbr法處理啤酒廢水:本處理工藝主要包括uasb反應器和sbr反應器。將uasb和sbr兩種處理單元進行組合,所形成的處理工藝突出了各自處理單元的優點,使處理流程簡潔,節省了執行費用,而把uasb作為整個廢水達標排放的乙個預處理單元,在降低廢水濃度的同時,可**所產沼氣作為能源利用。

同時,由於大幅度減少了進入好氧處理階段的有機物量,因此降低了好氧處理階段的曝氣能耗和剩餘汙泥產量,從而使整個廢水處理過程的費用大幅度減少。採用該工藝既降低處理成本,又能產生經濟效益。並且uasb池正常執行後,每天產生大量的沼氣,將其**作為熱風爐的燃料,可供飼料烘乾使用。

uasb去除cod達7 500 kg/d,以沼氣產率為0.5m3/kgcod計算,uasb產氣量為3 500m3/d(甲烷含量為55%~65%)。沼氣的熱值約為22 680kj/m3,煤的熱值為21 000 kj/t計算,則1m3沼氣的熱值相當於1 kg原煤,這樣可節煤約4 t/d左右,年收益約為39.

6萬元。

uasb+sbr法處理工藝與水解酸化+sbr處理工藝相比有以下優點:①節約廢水處理費用。uasb取代原水解酸化池作為整個廢水達標排放的乙個預處理單元,削減了全部進水cod的75%,從而降低後續sbr池的處理負荷,使sbr池在廢水處理量增加的情況下,執行週期同樣為12 h,廢水也能達標排放。

也就是說,耗電量並沒有隨廢水處理量的增加而增加。同原工藝相比較,每天實際節約1 500~2 500 m3廢水的處理費用,節約能耗約21.4 萬元/a。

②節約汙泥處理費用。廢水經過uasb處理後,75%的有機物被去除,使sbr處理負荷大大降低,產泥量相應減少。水解酸化+sbr處理工藝工藝計算,產泥量達17 t/d(產泥率為0.

3 kg汙泥/kgcod,汙泥含水率為80%),uasb+sbr法處理工藝產泥量只有5 t/d(含水率為80%)左右,只有水解酸化+sbr處理工藝的1/3,汙泥處理費用大大減少,節約汙泥處理費用約為20元/a。

啤酒廢水處理4000t

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