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啤酒工業廢水處理的應用研究

論文類型 技術與工程 發表日期 2001-07-01
來源 排水委員會第四屆第一次年會
作者 王榮選
摘要 王榮選 (中國輕工業北京設計院) 1 概述   1980年以來,中國啤酒工業上水平,上規模,得到了迅猛發展。隨之而來的啤酒工業污染治理,由于政府和企業的重視,日臻完善。自1982年青島啤酒廠率先啟動軟性填料接觸氧化法處理啤酒工業廢水試驗并獲的成功后,作為國內完整的污水處理系統工程逐漸在全國 ...

王榮選
(中國輕工業北京設計院)

1 概述

  1980年以來,中國啤酒工業上水平,上規模,得到了迅猛發展。隨之而來的啤酒工業污染治理,由于政府和企業的重視,日臻完善。自1982年青島啤酒廠率先啟動軟性填料接觸氧化法處理啤酒工業廢水試驗并獲的成功后,作為國內完整的污水處理系統工程逐漸在全國啤酒行業從開發、設計、設備制造安裝,運行管理,達標排放等方面形成了較為成熟的工業化規模。
  啤酒工業廢水一般泛指制麥廠工業廢水和啤酒廠工業廢水。如果制麥廠與啤酒廠分建時,各自產生水質不同的工業廢水;合建時,排出的廢水水質與分建時又差異很大。由于生產原料、生產工藝、生產設備及生產管理水平的不同,排水水量水質差異也很大。作為污水處理工程設計首要注意的就是區別對待,對號入座,不可生搬硬套,否則將造成運行和達標困難,甚至資金和資源的浪費。
  制麥廠工業廢水主要源于麥芽制造過程的大麥浸漬,人工發芽工藝。浸麥過程中排水污染物包括清洗掉的輕質雜物如癟大麥、麥芒、麥皮及粉塵等;谷皮浸出物如單寧物質、礦物質、蛋白質、苦味質等;發芽時排水中含有低分子糖類、半纖維素、蛋白質等。麥芽廠生產廢水水質如下:CODCr 800~1800mg/l;BOD5 450~1000mg/l;SS 150~400mg/l;pH值5.0~6.0;水溫15℃~20℃,屬于可生化性較好的工業廢水。
  啤酒廠工業廢水主要產生于糖化工藝,發酵工藝和包裝工藝生產過程中。在糖化工藝生產過程排水中主要是麥汁浸出物中的各種糖類,如果糖、葡萄糖、麥芽糖、麥芽三糖至麥芽六糖等,尚有不為費林氏溶液還原的糊精、蔗糖、凝固物沉渣等,少量的揮發性硫化物等;發酵工藝生產過程排水中主要是醇類、揮發酯類、醛類、酮類等,尚有殘存的酵母、冷凝固物、酒花樹脂、蛋白質、多酚復合物、硅藻土等;包裝工藝生產過程排水中主要是流失的啤酒、堿洗廢液、碎玻璃渣、舊瓶帶來的殘渣和碎商標等。
  據統計,啤酒廠工業廢水如不經處理,每生產100噸啤酒所排放出的BOD值相當于14000人生活污水的BOD值,懸浮固體SS值相當于8000人生活污水的SS,其污染程度是相當嚴重的。
  啤酒工業廢水量,目前國內根據生產規模、設備先進程度及生產管理水平不同大多控制在生產每噸啤酒排水約為6~12噸。
  啤酒工業廢水有機污染強度如下:CODCr 1200~2500mg/l;BOD5 720mg/l~1500mg/l;SS 400~1000mg/l;pH值5.5~8.5。

2 啤酒工業廢水處理

  多年污水處理實踐使我們認識到污水處理措施首先應減少廢水的污染強度,尤其是減少易產生嚴重污染的物料流失到工廠排水系統中,這是企業應放在第一位的環保工作,如廢酒糟的回收與處理;廢酵母的回收與處理;蛋白質凝固物的回收與處理;硅藻土的截留與處置等,另外應加強清潔生產、文明生產的管理,盡量減少發酵、貯酒、濾酒和裝酒等工序的啤酒流失和控制各生產工序清潔水的合理使用。通過這些措施,污染負荷可降低40%以上。
  目前國內的啤酒廠工業廢水的污水處理工藝,都是以生物化學方法為中心的處理系統。80年代中前期,多數處理系統以好氧生化處理為主。由于受場地、氣溫、初次投資限制,除少數采用塔式生物濾池,生物轉盤靠自然充氧外,多數采用機械曝氣充氧,其電耗高及運行費用高制約了污水處理工程的發展和限制了已有工程的正常使用或運行。隨著人們對于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。1988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。我們說完整的意義在于除厭氧生化技術外,沼氣通過自動化系統得到燃燒,這是厭氧系統安全運行和不產生二次污染的重要保證,這也是國內外開發厭氧技術和設備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。總之,國內啤酒廠工業廢水處理工程實踐從好氧到厭氧(酸化)加好氧,到完全厭氧加好氧走了一條33重視環保同時也重視節能的正確發展道路。
  下面介紹幾種在國內啤酒行業有著重要影響的幾種污水處理工藝與工程實踐。
2.1以酸化加接觸氧化為主體的工藝工程系統
  北京環保所在城市污水低能耗處理研究中,將厭氧生化工藝的水解酸化階段與甲烷化階段,通過調整水力停留時間和利用水的流動控制,把二階段分開,將反應控制在水解酸化階段,從而充分利用水解、產酸菌迅速分解有機物的特性,使之有效地完成對原污水的沉淀、吸附、網捕、生物絮凝、生物降解的綜合反應過程。對原污水進行改性使之可生化性提高,利于好氧達標處理。根據該試驗機理,開封啤酒廠在工業污水處理工程實踐中,于1988年進行了開發性工程試用并取得了成功。為了增加污泥量和延長污泥泥齡;為了在工程生產水池中保持佈水均勻性,在酸化池中適當的布置了填料層,這一創造性的改進更適合中低濃度污水處理,對于啤酒廠工業廢水,本池COD去除率達到40~50%左右。在大連中糧麥芽廠污水處理廠中,盡管原污水COD1800mg/l,水溫在18℃,酸化池仍取得了COD去除率50%的成果。使整個處理流程達標排放更加穩定可靠,在工程實踐中,形成了完整的啤酒廠工業廢水工藝流程,并在國內同行業得到推廣。工藝流程如下:

 ?。?)格柵井
  井中采用粗格柵,柵隙為10mm,主要攔截污水帶來的瓶蓋、塑料制品及車間與室外環境帶來的較大漂浮物。粗格柵后采用回轉濾網或固液分離機,網孔或柵隙為1.0~2.0mm,主要攔截細小糟渣、麥皮、麥芒、廢酵母絮體和其它細小漂浮物,防止在調節池中沉淀,產生新的COD,并減少后續活性污泥中無機懸浮固體與惰性有機物質。二段格柵水頭損失約0.3m左右。
 ?。?)均質調節池
  由于啤酒廠各工段排水水質、水量、排水時間及時段差異很大,為了不形成對后續生化處理的水力負荷沖擊、污染濃度負荷的沖擊和酸堿沖擊,應設均質調節池,其主要功能是均勻水質和調節水量。
  均勻水質的關鍵,是通過水力行程使車間各個時刻的不同水質的排水互相混參,以達到均質的目的。一般是利用水池雙向對流水中間斜渠出水的方式,使不同時刻的進水在斜渠內混參而實現均質,實踐表明當PH在4~10之間變化的原污水,通過6hr均質,斜渠出水可以穩定在PH值6左右。
  在池的隔墻下部設聯通孔口,使本池具有水量調節功能。
  過去為了防止池中沉淀,一般設佈氣管。佈氣量在1~3m3/h.m2,由于鼓風設備電耗較大,現均采用回流水方式,依靠回流水管孔口流速防止池底淤泥沉積,同時由于回流水由池底向上噴射,產生一定的厭氧生化作用,對整個流程的去除效率有好的作用,這就是所謂的厭氧調節池。池中會有生物氣產生,因此本池設計時注意設通風孔,在大修時,應放空池水,并通風除生物氣后再進行施工,以防產生人員中毒或火花引起爆炸等不安全事故。
  對于啤酒廠工業廢水,本池水力停留時間應在5~8hr,最小不得小于3hr。
 ?。?)酸化池
  本池溶解氧為零,使好氧細菌得不到發展。池中設1/2高度的填料層,由于水流相對穩定,可采用軟填料,半軟填料或彈性填料。水的流態應保證從下而上穿透填料層。填料層上生長著厭氧水解和酸化膜狀細菌,同時在填料下部和中間也存在懸浮狀厭氧水解酸化細菌和其它適宜微生物。成熟的酸化水解污泥呈黑色。在原污水穿透這一污泥層時,大量微生物將水中顆粒物質和膠體物質迅速截留和吸附在污泥表面,進行分解和代謝,在水解菌作用下將不溶性有機物水解為溶解性物質,在產酸菌作用下,將大分子物質,難于生物降解的物質轉化為易于生物降解的小分子物質,重新釋放于污水中。由于水解和產酸菌世代周期較短,這一過程是迅速發生的。因此本池包括了物理、化學、生物化學在內的綜合反應過程。目前多用酸化池取代初次沉淀池,提高了整個生化系統的功能與效率。
  池底設穿孔佈水器及水流反射體,保證污泥懸浮上向流。池底穿孔佈水管應有向池外排泥功能,以防止堵塞和定期排泥。本池對于啤酒廠工業廢水,只要投加1/10池容的普通活性污泥,配合后續好氧池培菌間斷或連續進水,2周后功能即成熟,出水澄清。本池水力停留時間2~4hr,每周排泥一次。
  本池出水含有大量的揮發酸和各種代謝中間產物,容易在后續好氧池工藝中產生污泥膨脹,應在設計中引起注意和采用一定防止膨脹的措施。一般以好氧池中加填料,即采用接觸氧化法不失為一種有效途徑。
 ?。?)接觸氧化池
  本池設計借鑒了輕工業設計院1977年在吉林造紙廠制漿中段廢水接觸氧化法中試和1982年在青島啤酒廠軟性填料接觸氧化法處理啤酒廢水的成果和經驗,經多家啤酒廠工程運行實踐完善而成。
  生物接觸氧化池法是高負荷、高效率的處理工藝。
  在接觸氧化池中,呈立體狀均布填料層作為微生物生長床。絲狀細菌為主體的生物膜棲附固著其上,在池中整個空間形成密集的、相對固定的生物群體,成為組合狀生物濾網,原污水從生物群體中濾過時,均勻地接受細菌的吸附和氧化。
  填料層曾經采用過直管六角型蜂窩填料、維綸絲束軟性填料、放射線狀盤式半軟性填料、絲盤復合的盾形填料、尼龍絲紡繩毛刷狀彈性填料等,經多年實踐,既要有較大的比表面積,又要防止填料自身污泥淤塞,對于啤酒廠工業廢水采用彈性填料效果較好,其中以0.3mm和0.5mm拉毛尼龍絲混合編紡的彈性填料效果更佳。
  填料架有剛性和軟性之分。剛性采用焊鋼或塑料架,成單元設置,便于安裝與維修,但由于軟填料繩和剛性架子之間,在曝氣時扭擺磨損,很易斷繩,影響使用壽命,同時造價也高,現在廣泛采用軟性填料架,即采用具有一定強度的粗尼龍繩作架,填料綱繩與之扣接,擺動時互相吻合,磨損很少,有些啤酒廠已使用8年之久,未發現斷繩現象?,F也有采用多面球浮動填料,但整體均勻性較差。
  曝氣裝置采用穿孔管或傘流曝氣器均可。由于填料的設置,對氣泡有切割和再分配的作用,明顯地提高了氧的利用率,由于中、大氣泡曝氣器阻力小,對填料的沖刷更新生物膜的作用也明顯。有些設計采用微孔曝氣器,雖然理論上氧利用率提高了,但對于有填料層的氧化池作用不太大,由于忽略了填料本身的氣泡切割作用,也忽略了生物膜本身代謝物質流動和更新的要求,反而造成錢多花了,效果不顯著。
  為了充分保證池中生物膜量,設置填料時,應盡可能壓縮下部進水佈氣區的高度,以400mm高較為合適。
  佈氣管閥門應設置在池面上,便于觀察佈水和隨時調整閥門,同時,停電時也防止主氣管內倒灌水。
  對于啤酒廠工業污水氧化池可采用二段流程串聯。一般采用三段流程串聯,使各類微生物得到最佳的工藝條件,實踐證明處理能力和出水水質更好,耐負荷波動沖擊的能力更強。從生物膜外觀看,一段生物膜比二、三段更為肥大飽滿,依次差之。反映各段生物相的差別和不同。
  本池容積去除負荷在2~4kg BOD5/m3填料·d。
  本池負荷高,去除效率高的原因是:
 ?、?生物相是垂絲狀菌膠團和大量絲狀菌交織,它們對有機物質的氧化能力比普通活性污泥高1.81倍。
  ② 由于填料下佈氣,生物膜受上升氣流的強烈攪動,衰老的生物膜容易脫落,因此生物膜更新快,泥齡短,能經常保持較高的活性。
 ?、?池中呈立體狀棲息大量的微生物,整體穩定在4.8g/l以上,是生化負荷高的重要保證。本池不需要污泥回流補充生物量。
  ④ 本池微生物與水、氣在整個空間固定連續均勻接觸,因此池的利用率比普通活性污泥法高。
 ?、?由于水、氣流在填料間強烈的紊動,生物膜表面代謝物質更新快,濃度梯度大,加快了傳質速度。
  由于這些特點,接觸氧化池在占地和土建投資上,均顯示出其經濟上的優越性。
 ?。?)氣浮池
  接觸氧化池出水中的污泥包括四部分:活性的微生物物質;不可降解的內源呼吸殘留物;進水中帶入的不能降解的惰性有機物質;進水中帶入的無機懸浮固體,即灰分組成了出水懸浮物。經驗表明,1克懸浮物相當于0.24克左右COD,因此出水澄清的優劣直接影響污水處理工藝的達標排放。
  污水澄清方法可以下沉或上浮污泥。一般活性污泥法采用沉淀池工藝較多,澄清效率約30%左右。經驗表明接觸氧化池出水中的污泥除灰分外易浮不易沉,通過長期造紙廠白水回收纖維和造紙原料的試驗和經驗,氣浮澄清效率可達80~90%,所以本工藝澄清部分采用氣浮技術。
  氣浮技術就是在高壓(約0.35MPa)下將空氣溶于水中形成溶氣水,經過減壓釋放裝置形成微小氣泡(約50μm )群,粘附在雜質顆粒之上,并將之舉升至液面,通過刮渣機清除,使污水得到澄清。
  本池需要回流部分清水制造溶氣水,回流比應視污水懸浮物濃度而定,一般為30~40%;氣浮池停留時間20~40min;池內出水管設置位置應在清水區內,避免將混濁水流出池外。
  實踐證明,在接觸氧化池后設置氣浮澄清池具有高效、占地少,達標排放可靠的特點。
 ?。?)鼓風機房:目前國內啤酒行業大多采用鼓風曝氣,也有少數采用射流曝氣、表面曝氣等。溫度對生化細菌有廣泛的影響,溫度降低時,細菌種屬和細菌數量減少,微生物酶活力降低,降解有機物能力差。溫度降低時,尤其使二沉池的沉淀效率降低,影響出水效果。鼓風曝氣出氣溫度大于60℃,對污水有加溫作用,尤其在長江以北地區這一點尤為重要。而靠自然充氧或靠把冷空氣卷吸進污水的充氧方式,在北方冬、秋、春三季都對污水有降溫作用,對達標排放有嚴重影響,目前很多污水場長期不能穩定達標,這是一個重要的原因。所以采用鼓風曝氣不僅僅是為了充氧和攪拌作用,同時也有對污水保溫和生溫作用。大部分細菌適宜的生長溫度在20℃~40℃之間。
  目前,國內啤酒行業采用的風機主要是定容式羅茨風機和離心式鼓風機。對于定容式羅茨風機應注意誤操作引起超壓損壞機體,最好設壓力報警裝置。鼓風機噪聲嚴重,應在建筑設計和設備配套上注意消聲防燥,注意風機房定期通風排放熱量。
  鼓風機房是污水處理工程中的用電大戶,應靠近高低壓配電間。
 ?。?)污泥脫水:工廠企業脫水污泥主要以活性污泥為主,泥砂量相對城市污水廠少一些,因此污泥顆粒細小,粘度大脫水較困難,一般需濃縮至97%含水率后,加入助凝劑和助濾劑后,去污泥脫水機脫水。目前采用的污泥脫水設備有手動或自動板框壓濾機、葉片壓濾機、轉鼓真空過濾機、臥式螺旋離心機、帶式壓濾機等。
  由于活性污泥自身的特點,選擇污泥脫水機時應注意其濾布再生的能力、濾液澄清能力、產泥量能力(kg.DS/m.h),操作管理難易、勞動強度大小、自動調偏、張緊、自動保護能力、附屬設備與主機的自動化程度等,當然還應注意設備及附件的壽命及一次投資的情況。針對上述比較及多年生產實踐的總結,選用帶式壓濾機較為適用,國外產品比國內產品在性能方面更勝一籌。
自80年代末以來按上述工藝建成了一批有代表性的污水處理場。制麥廠工業廢水有青島湖島制麥廠、大連中糧麥芽有限公司污水處理場等,在進水COD 1500mg/l,BOD5 1000mg/l的條件下,均取得去除率96%以上的好成果。啤酒廠工業廢水有開封啤酒廠、青島啤酒廠、廈門冷凍廠啤酒廠、江蘇三泰金獅啤酒有限公司、惠泉啤酒廠等,進水COD 2620mg/l~1500mg/l;BOD5 1331mg/l~700mg/l,出水均達到國家污水綜合排放一級標準。根據以上成果,對80年代初所建成的單純好氧處理,在擴建的同時,也進行了改造,主要是增加了厭氧酸化工藝,擴大了處理能力,降低了能源消耗。
2.2以厭氧發酵為主體的工藝
  厭氧發酵技術是用人工的方法創造厭氧微生物所需要的營養條件和環境條件,使設備內積累高濃度的厭氧微生物,使有機物在厭氧菌作用下,轉化為甲烷(沼氣發酵)的過程,配合好氧處理使啤酒廠工業廢水達標排放。
  厭氧處理污水的優點是可以在較高負荷下達到有機物的深度降解(目前國內外啤酒行業COD去除率均在80%~97%左右);剩余污泥產量低(約5%的COD轉化為新菌體,僅為好氧工藝的1/6或更少);所需的氮、磷營養物少,氮的最低需要量為有機碳的2.5%,磷酸鹽為0.5%,對于啤酒廠工業廢水一般滿足氮、磷需求;嚴格厭氧,氧和氧化劑對甲烷菌具有很強的毒性,因此工藝所需要的能耗很少;COD轉化為甲烷是一種有價值的副產品,但目前對甲烷氣體的使用及相應設備的開發還處于初級階段;污泥可以長期貯存,因此工藝運行可連續或間斷。
  國內從1981年開始對高效厭氧發酵技術進行研究,在引進國外技術的同時不斷地開發國產高效而經濟的厭氧技術和工藝設備。
厭氧發酵是個非常復雜的生物化學過程。
  目前,用于工業化生產的高效厭氧工藝有普通消化池:適用于從污水中分離出來的有機污泥和含有機固體物較多的污水(如薯干酒精廢液),特點是在一個池內實現厭氧發酵和固液分離,在池中設有攪拌裝置;有厭氧接觸工藝ACP(Anaerobic contact process):在厭氧發酵之外加沉淀池收集污泥回流至消化池,以提高池內污泥濃度及減少污水停留時間;有厭氧生物濾池AF(Anaerobic Filter)在反應器內設置填料,依靠附著于填料表面上生物膜的積累,加強污泥在池內的停留時間(SRT)以提高COD的去除效率;有上流式厭氧污泥床反應器UASB(Upflow Anaerobic Sluge Blanket)在池底部形成濃度很高并具有良好沉淀和凝聚性能的污泥,形成污泥床,污水從下部穿透污泥,有機物被分解,并轉化沼氣。在池上部設有固、氣、液三相分離器,可使出水中SS很低;有厭氧折流反應器ABR(Anaerobic Baffled Reacter)在池中設上下交錯的擋板阻隔,迫使污水折流通過等。以上各工藝各有特長和不足,在設計中應靈活應用,取長補短,提高污水處理整體工藝的效率。
  由于厭氧工程在國內開發時間較短,成系統配套設備還不完整,使其發展受到一定限制,目前國內啤酒行業正常運行的厭氧裝置仍以國外引進的為多。在90年代初,廣東順德啤酒廠、河北八達啤酒廠、天津華潤啤酒有限公司以及相類似的幾家可口可樂廠引進了Enviroasia Corp.的以厭氧發酵UASB為主體的完整的處理裝置,其流程為


其中UASB采用的三相分離器是由比利時Biotim開發研制的雙效分離器(“double-effect”Separator)。實踐證明它有效地防止生化污泥的流失,提高了反應器的負荷率(7kgCOD/m3d)。COD去除率90~95%,二沉池剩余污泥回流到調節池中,最終在厭氧池中被濃縮和消化,厭氧剩余污泥量很少,厭氧停留時間約8hr。正常運行第二年才開始啟用帶式壓濾機脫水。
  沈陽雪花啤酒廠高濃啤酒工業廢水部分引進了荷蘭PAQUES公司BIOPAQ-IC REACTOR,俗稱IC塔(Internal Circulation)。IC塔比通常采用的UASB反應器的容積負荷大3倍以上,水力停留時間根據進水COD濃度不同,僅有2~5hr,容積負荷高達30~40kgCOD/m3·d,目前制造的IC反應器高度約為16~25m,因此占地面積很少。IC塔除設有二層模塊式三相分離器外,關鍵在于由塔頂沼氣柜迅速回流沼氣至塔底進水區的內循環系統,快速形成脈沖反應有效地改善了進水與顆粒污泥之間的接觸狀態,使高濃度顆粒污泥床膨脹,污水在塔內呈層流狀態上升,保持了整個塔的高效綜合反應負荷。對于啤酒工業廢水,當污水COD在2000~3000mg/l時,水力停留時間為2~3小時。
  國內大專院校和科研所在研究開發厭氧反應器方面也取得了不菲的成果。在三相分離器的開發上從單級到多級模塊式結構均已有成型設備應用于工程建設中,在北京啤酒廠、山東三孔啤酒廠、安徽合肥啤酒廠、福建惠泉啤酒廠等均采用了國產UASB厭氧工藝設備。目前國內厭氧工藝發展的主要方向是提高三相分離裝置的效率,繼而提高厭氧工藝的容積負荷和去除效率,優化和簡化裝置,減少啟動時間和提高設施的自動化監控及調整功能;盡快開發和實現沼氣自動燃燒工藝,使污水處理流程完整化,以實現安全達標和無二次污染;盡快實現設備,如布水器、三相分離器、厭氧罐體、燃燒裝置等標準化、系列化、商品化的配套成龍工作,使厭氧發酵這一大有發展前途的技術得以有效的推廣。
2.3國內啤酒廠工業廢水處理的其它幾種工藝介紹
 ?。?)SBR工藝(Sequencing Batch Reactor)
  近年來開始在國內啤酒行業中采用。SBR是一種間歇運行的污水生物處理工藝,也有稱為“序批式活性污泥法”,其核心是SBR反應池。它是按照設定程序工作的反應器,即按進水、反應、沉淀、排水、閑置的順序周期運行,將生物絮凝、厭氧消化(缺氧)、好氧分解和污泥沉淀等功能綜合于一個裝置(池)中,因此具有工藝簡單,操作靈活、運行管理方便,可以緩解進水沖擊負荷以及凈水效率穩定的優點。由于此工藝基本屬于傳統活性污泥范疇,污泥負荷在為0.12~0.2kgBOD5/kgMLSS·d。一般啤酒工業污水SBR曝氣時間占整個周期的75%左右,曝氣期活性污泥負荷實際應為0.16~0.27 kgBOD5/kgMLSS·d。因此,SBR相對于其它工藝,由于負荷低,土建投資相對較高一些。
  現已運行的SBR工藝,在啤酒行業一般設定程序安排是進水2h(同時曝氣),曝氣時間9h,沉淀1.5h,排水1.0h,閑置0.5h,每個周期12hr。上述程序根據不同工廠排水水質的不同或不同生產時期排水量和排水水質的不同進行靈活調整和設置。
  池中的關鍵設備是潷水器,其作用是在設計的最高水位時,將沉淀后的上清液及時排出,當池水位恢復到處理周期開始的最低水位時停止潷水,排水量不超過池內總水量的3/4?,F行國內采用的潷水裝置有人工控制多點排水方式,有絲杠或鋼繩升降帶動浮動水堰式,有萬向導桿旋轉潷水方式等。
  目前國內應用的SBR法人工手動操作與計算機自動控制兼而有之,在啤酒行業如青島第二啤酒廠、燕京啤酒廠、寧波麥芽廠等運行基本穩定。
  由于SBR操作上是按設計程序間歇周期的運行方式,其操作過程相對比較繁瑣,對于屬于啤酒工廠附屬車間或工段的污水場,采用計算機自動控制系統在減輕污水場工人的勞動強度、保證工藝可靠和出水穩定達標方面是非常必要的。目前自動控制系統的基本要求是通過PLC自控系統實現水池水位、反應時間、沉淀時間和澄清水排放量、閑置時間等與相應設備及電磁閥、電動閥門的自動化聯鎖。國內目前正在開發以氧化還原電位(ORP)或溶解氧濃度(DO)作為反應階段有機污染物降解程度的間接指標來控制曝氣時間,根據進水污染物濃度的高低靈活控制反應時間即曝氣時間,從而在節約能耗的同時,保證處理效果的穩定,這對水質變化較大的工業廢水處理非常適用,使SBR的自動控制提高到新的水平。
 ?。?)CASS工藝(Cyclic Activated Sludge System)
  是周期循環活性污泥法,它是在SBR基礎上發展起來的,與SBR工藝不同的是,CASS工藝在沉淀階段不僅不停止進水,而且污泥回流不停止。CASS工藝以一定的時間序列運行,其運行過程包括(1)充水--曝氣階段,邊進水邊曝氣。(2)充水--沉淀階段,停止曝氣,靜置沉淀使污水澄清。(3)排水階段,采用專用撇水設備(潷水器),由水面逐漸下降均勻排出上部清液,排水量一般不超過池水量的1/3,視處理廢水的水質而變化。(4)閑置階段,利用實際潷水時間比設計潷水時間短的時間差,作閑置以恢復污水吸附能力。
  CASS工藝設置了生物選擇區,缺氧區和主反應區。
  生物選擇區名義水力停留時間在30min~60min左右,通過主反應區污泥的回流并與原污水混合,此時溶解性有機污染物濃度很高,絮體形成菌(菌膠團細菌)具有高的生成速率,絲狀菌受抑制,生長率低。此時,菌膠團細菌形成的活性污泥快速吸附并去除溶解性有機物,對難降解的有機物進行水解,同時使污泥中的磷在厭氧條件下得到釋放。選擇區中污泥吸附有機污染物貯于細胞內帶入曝氣區繼續發育生長,防止了污泥膨脹問題的發生,選擇區中反硝化作用也很明顯。
  選擇器工藝適用于溶解性有機污染物高的啤酒工業廢水處理。
  缺氧區(預反應區)除緩沖作用外,還具有促進磷進一步釋放和強化反硝化作用。
  主反應區在適宜的曝氣條件下,使有機污染物得到徹底分解。在每個運行周期中,曝氣和停止曝氣的時間基本相同,設計運行周期時間為4hr,其中曝氣2hr,沉淀1hr,排水1hr。
  安徽天井啤酒廠年產15萬噸啤酒擴建中采用了CASS法污水處理工藝,日處理能力為5000m3污水,由于在沉淀和潷水階段停止進水,因此需設二條以上反應池并聯,在沉淀和潷水階段將原污水引入其它CASS反應池中。本工程COD去除率在96%左右,電耗為0.87KWh,已驗收達標排放。
  目前CASS法處理主要由中央自動控制系統實現程序操作和控制。程序控制基本內容包括污水進水時間,池水位,沉淀時間,撇水速度和時間,曝氣時間,污泥回流量等,以及各參數與相應設備及電磁閥,電動閥門的連鎖與控制。

3 啤酒工業廢水處理工藝選擇說明

  啤酒工業廢水是有害無毒,可生化性良好的中等強度有機污染廢水,采用以生物化學處理為主體的污水處理工藝,是較為經濟合理的途徑。在生物化學處理工藝上,無論采用懸浮活性污泥法,還是固定膜式活性污泥法,經過試驗和工程實踐取得合理的運行參數,經過正確的工程計算和設計,正確地選用質優設備,按照國家施工及驗收規范,精心施工和安裝,都可以達標排放。
  啤酒廠工業廢水處理的工藝選擇,必須因地制宜,謹防生搬硬套。各種工藝確定時,應充分調查工廠排水水質、水量、排水規律和特點,必要時應取樣化驗確認;應考察工廠提供的建設場地地形條件和面積大?。豢疾旃S所能承受的一次性投資及運行成本情況;考察工廠的管理水平和工人素質條件以及確定廠外排水條件及水電增容條件等進行適合本地區建設污水場并能長期達標運行的方案比選。比選中簡單適用、運行可靠、達標穩定、節約能耗、投資經濟是最重要的工藝原則。
  目前,由于國內市場運行缺少嚴格的規范化管理,偏重投資與回報率,忽視技術質量和專業化的重要性,因此國內污水處理行業從投標到工程建設上,均需要行政和技術管理部門加強管理規范化、專業化建設,加強行業監督與指導,使污水處理工業逐步走上正?;壍?。
  隨著人類社會的進步,人們愈加認識到健康環境是自身生存的必要條件。讓我們在發展生產的同時,熱愛生活,維護和恢復環境的自然本色,讓青山綠水,花香鳥語永伴世世代代。

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