外循环厌氧技术处理啤酒废水.pdf

外循环厌氧技术处理啤酒废水 ＊ 韩洪军 杨 华 赵 金 贾银川 姜 丹 王 冰 哈尔滨工业大学市政环境工程学院, 黑龙江 哈尔滨 150090 摘要 采用“ 外循环 EC 厌氧-接触氧化”工艺对原啤酒废水工艺进行技术改造。 运行结果表明, COD、BOD、SS 的去除 率分别为97. 8、99. 3、98. 9, 出水水质达到啤酒工业污染物排放标准 GB9821 -2005 要求, 并且系统运行稳定, 耐冲击负荷能力强。 关键词 啤酒废水 外循环 EC 厌氧 技术改造 ＊国家高技术研究发展专项经费资助 2003AA601090 ; 国家重点基 础研究发展计划 973 计划 2004CB4185 。 啤酒废水主要来源于啤酒生产过程中的麦芽制 作、 糖化发酵 、洗瓶、灌装等工序 [ 1] , 其 pH 值一般为 5～ 9,属中等浓度有机废水, 可生化性好 [ 2] 。近年来, 随着啤酒工业的日益发展 , 啤酒废水排放量越来越 大,给环境造成了极大的威胁, 所以有效治理啤酒废 水变得十分重要 。 1 工程概况 原华润雪花啤酒 吉林 有限公司废水处理采用 水解酸化 - 接触氧化工艺 。但处理水质无法达到啤 酒工业污染物排放标准 GB19821- 2005 的要求, 现 将“水解酸化-接触氧化”处理工艺改造为“外循环厌 氧- 接触氧化”处理工艺 ,以强化厌氧处理对有机物 的去除率, 减轻后续好氧系统的负荷, 保证处理后出 水水质达标排放 。 2 技术改造方案 2. 1 原工艺存在的问题 1 该公司废水为连续排放, 原有调节池容积不 足,且曝气搅拌不均匀 , 导致废水中细小的悬浮固体 在调节池内沉淀 ,减少了调节池的有效容积。 2 原有预酸化池 ,采用曝气器曝气搅拌, 搅拌不 均匀, 导致大量污泥上翻 ,而且上翻的部分浮泥进入 初沉池,加重了后续处理设施的处理负荷。 3 接触氧化池曝气头老化严重, 现有的鼓风机 全部满负荷运转 ,耗电量大。同时 ,好氧池翻泥严重, 池面总是出现大量气泡。 2. 2 废水水质及改造工艺流程 经废水处理工程处理后出水水质需达啤酒工业 污染物排放标准 GB19821-2005 。具体水质和水量 详见表1 。 表 1 废水设计水质水量及排放标准 项目 水量 m3 d- 1 COD mg L-1 BOD mgL- 1 SS mgL- 1 NH3-N mgL- 1 TP mgL- 1 pH 设计进水5 0003 3141 50080030. 512. 45～ 13 排放标准≤80≤20≤70≤15≤ 36～ 9 EC 厌氧-好氧废水处理技术工艺流程见图 1。 进水粗格栅集水井旋转滤网调节池预酸化池 EC出水滤池二沉池接触氧化池中沉池厌氧反应器 图 1 EC 厌氧-好氧废水处理工艺流程 3 主要构筑物及设备参数 3. 1 旋转滤网 采用双向流旋转细格栅, 栅网直径1 300 mm , 长 度2 350 mm, 栅隙0. 5 mm ,配有自动冲洗设备, 利用处 理后出水作为冲洗用水。 3. 2 调节池 调节池分 2组 ,每组池体尺寸为19 m 12. 5 m 5 m ,有效水深4. 5 m, 容积1 069 m 3 ,内含储流事故池, 有效容积270 m 3 , 故调节池实际有效容积为799 m 3 ,分 5 个廊道, 推流式进水。内设穿孔管曝气 , 防止沉渣 淤积 。改造后在池内加设两个回流泵,实现调节池的 一个内部回流, 以使得废水混合更加均匀 ,水质、 水量 得到一定程度的缓冲和均衡。 3. 3 预酸化池 预酸化池采用钢筋混凝土结构, 分 2 组, 每组分 为3 个廊道 ,每组池体尺寸为18. 5 m 10. 8 m 6 m, 有效水深5. 5 m , 容积1 078 m 3 , 停留时间5. 1 h 。 原工 艺在池内安装微孔曝气器 ,采用兼氧水解酸化运行方 式。改造后 ,将预酸化池进水端1、2廊道之间的隔墙 打通, 上方4. 2 m保持不变; 2、 3 廊道之间的隔墙打开 1 500 mm 1 500 mm孔洞 8 个 , 平均分配 。取消微孔 20 环 境 工 程 2008年 12 月第 26卷第 6 期 曝气器,而在 3个廊道中分别安装 3台水下叶轮搅拌 机,以达到维持预酸化厌氧池内均匀混和 、 防止固体 沉淀以及优化 pH 控制的目的, 为后续 EC 厌氧反应 器的运行创造最佳条件。此外 ,将原有预酸化池中的 一组设置为事故池, 改造方式同预酸化池。 3. 4 外循环 EC 厌氧反应器 EC 厌氧反应器是一种新型的厌氧技术, 其主要 采用了旋流配水 、 小间距斜板三相分离及出水外部循 环等技术 [ 3] 。 EC 厌氧反应器设计为 1 组, 共 2 台, 每台直径为 7. 2 m ,容积为530 m 3 , 有效高度13 m。 总有效容积 1 030 m 3 ,停留时间5. 0 h, 串联运行 。其设计 A 罐 、 B 罐COD容积负荷分别为30、 9. 0 kg m 3d ; EC 厌氧 反应器中的污泥浓度30 000 mg L, COD 污泥负荷 0. 50kg kg. d 。同时设置循环水泵3 台,2 用 1备 ,使 得 EC 厌氧反应器内上升流速达到 7. 5～ 12 m。 EC 厌氧反应器罐体底部加陶粒填料。其目的是 利用颗粒物的表面性质, 加快细菌在其表面的富积, 使之形成颗粒污泥的核心载体 ,有利于加快颗粒污泥 的培养 [ 4] 。 EC 厌氧反应器所产生的沼气由沼气流量计连续 监测,并设置自动火炬燃烧装置。同时在罐顶设置消 泡罐,当废水出现严重泡沫时进行喷淋消泡 。最终 EC 厌氧反应器出水由其顶部溢流进入好氧处理系统 。 其中EC A 罐出水部分回流至投配罐。投配罐有 效高度3. 0 m ,直径为1. 6 m 。 投配罐设置蒸汽喷射器, 可以起到在极端寒冷的天气下给污水加热的作用 ,同 时还设置回流管道系统 ,使得从 EC 厌氧反应器回流 的缓冲溶液 CO 2- 3- HCO - 3 回流到投配罐 , 用以调节来 水的 pH 值, 减少投加的酸碱量。 3. 5 中沉池 中沉池设置 2 座 , 采用竖流式沉淀池, 钢筋混凝 土结构 ,每座有效容积380 m 3 ,直径9 m ,深10. 1 m。 采 用底部排泥 ,一部分污泥回流至酸化池 , 剩余污泥排 至污泥浓缩池。 3. 6 接触氧化池 接触氧化池采用钢筋混凝土结构, 共分 2 组, 每 组分 6个廊道 , 每组尺寸为30. 2 m 16. 4 m 5. 5 m, 有效水 深4. 8 m , 有 效容积 2 370 m 3 ; 总 有效 容积 4 740 m 3 ,水力停留时间12. 6 h 。 池内安装球面微孔曝气器约 900个 ,改变各组的 曝气量,以适应不同曝气段的需氧量变化。采用首端 进水 ,池内呈推流式从池尾平顶堰溢流出水。 3. 7 二沉池 二沉池设置 2 座 , 采用幅流式沉淀池, 每座有效 容积450 m 3 , 直径14 m , 周边深度3 m, 中心深4. 4 m。 安装悬挂式中心传动刮泥机。 3. 8 滤池 滤池设置 2 座, 尺寸4. 5 m 4. 5 m 4. 2 m ,有效 水深4. 2 m。 在滤池下部设有反冲洗水池, 尺寸为 7. 0 m 4. 0 m2. 8 m,有效水深2. 22 m。 4 系统运行结果 系统经过三个月的调试运行 ,出水水质稳定, 各 项污染物指标均达排放标准, 其中 COD、BOD、SS 的 总去除率分别为 97. 8、 99. 3 、 98. 9, 具体处理结 果见表2。 表 2 工艺运行结果mg L pH 除外 项目 预处理 EC 厌氧反应器接触氧化池二沉池滤池 进水出水去除率 出水去除率 COD3 3144978572 . 585. 4 BOD1 5003008011 . 096. 3 SS800520358. 498. 3 NH3-N48343010 . 349. 4 TP12. 48 . 68301. 3284. 8 pH5～ 137. 61 5 结论 1 工程运行结果表明, 采用外循环厌氧 -接触 氧化工艺处理啤酒废水, 运行稳定且耐冲击负荷 , 出 水水质稳定, 达排放标准,适合啤酒工业的废水处理。 2 本工艺最大程度的利用了原有设施及对原有 设施进行改造, 避免了设备浪费, 使造价得到大幅度 的降低。 参考文献 [ 1] 韩洪军, 刘淑彦, 张宝杰. 水解酸化处理啤酒废水的试验研究. 哈尔滨建筑大学学报, 1999, 32 6 97 -99 [ 2] 陆海霞, 孙培德. 啤酒工业废水处理技术的新进展. 污染防治技 术, 2002 3 13-16 [ 3] 雷震东, 韩洪军, 王伟. 外循环厌氧处理工艺中布水和三相分离 的改进研究. 环境工程学报, 2007, 8 1 66 -69 [ 4] 胡纪萃, 周孟津, 左剑恶. 废水厌氧生物处理理论与技术. 北京 中国建筑工业出版社, 2002 作者通信处 杨华 150090 哈尔滨工业大学二校区六公寓 B06 516 寝室 E -mail yh5583126. com 2007- 12-10 收稿 21 环 境 工 程 2008年 12 月第 26卷第 6 期 STUDY ON ULTRASONIC DISINTEGRATION OF EXCESS SLUDGE FOR IMPROVING ITS BIO- GAS YIELD PERANCE OF TWO-PHASE ANAEROBIC DIGESTION Wu Chunde Shi Jihang7 Abstract A study was done on ultrasonic disintegration of excess sludge from a sewage treatment plant. The results indicated that soluble chemical oxygen demand was significantly increased, the removal rate of volatile solid, net bio -gas production and the rate of bio -gas production were also increased, and moreover the content of methane was increased, thusbio -gas yield perance was improved. The main factors affecting ultrasonic disintegration were sound energy density and disintegration time, and the secondary factor was ultrasound frequency. Keywords excess sludge two -phase anaerobic digestion ultrasonic disintegration methane EXPERIMENT ON OPERATIONAL PERANCE OF BIOLOGICAL SAND FILTER AT LAW TEMPERATURESu Chengyuan Zhang Jiankun Li Simin et al 10 Abstract The removal rates of organic matters and NH 4-N by a biological sand filterwere studied and the changes in biomass and microbi- al activity in the filter were analyzed at law temperature.It applied AHM for analyzing influencing factors.The removal rates of NH 4-N and CODMnwere 51 . 31 to 66. 35and 9. 18 to 16. 04 separately in biological sand filter at 5. 2℃to 10. 2℃. Microbial activity was 0. 029～ 0. 055mg hg. The biomassandmicrobial activity were decreasedby 17. 33 and56. 72when the water temperature fell down from 12. 7℃ to 5. 2℃. It applied AHM for analyzing influencing factors. The results showed thatthe temperature, substrate concentration and filter velocity were the important factors. Their weights were 0 . 318, 0. 270 and 0. 118, respectively. Keywords biological sand filter law temperature biomass microbial activity AHM THE COMPARATIVE TEST OF TREATMENT OF SLIGHTLY POLLUTED RAW WATER BY IM - MOBILIZED NITROBACTERIAHou Shuaihua Jia Baoqiu 13 Abstract A slightly polluted raw water was treated separately by immobilized nitrobacteria pellets in airlift loop reactor and bio-ceramicite reactor.It was compared the difference of their effluent inNH 4-N, NO - 2-N, CODMnand turbidity . The result showed that the bio -ceramicite re - actor s removal effect was better than that of immobilized nitrobacteria pellets in airlift loop reactor, the difference was very small. Further more, the immobilized nitrobacteria pellets in airlift loop reactor didn t need to be back washed and could run smoothly once it was activated. Immobi- lized nitrobacteria in the treatment of slightly polluted raw water has great potential. Keywords immobilized nitrobacteria ceramicite ammonia -nitrogen nitrous acid nitrogen INVESTIGATION ON THE RELATION BETWEEN CAVITATION NUMBER AND REYNOLDS NUMBER IN HYDRODYNAMIC CAVITATIONWang Huimin Sun Sanxiang 15 Abstract The orifice plates with different thickness, various holes and sizes were used as hydrodynamic cavitation generator to study the degradation effect of Rhodamine B solution. The relation between the cavitation number and the Reynolds number was set up and the experiment result was coned with that of the dimensional analysis. Keywords hydrodynamic cavitation cavitation number Reynolds number dimensional analysis TREATMENT OF PRINTING AND DYEING WASTEWATER WITHMULTIPLE MICROORGANISM Cheng Binbin Lin Bo 17 Abstract Three strains of bacterium with high flocculating rate and degradating rate were isolated from the sludge of printing and dyeing wastewater s outfall. And then the 3 strains were compounded, which was called JFFH-124. The experiments showed that JFFH-124 had higher flocculating rate and COD degradating rate. The chroma of printing dyeing wastewater was reduced from 150 to 23, the removal rate of chroma was 84. 5, and the wastewater s COD was reduced from 530 mg L to 96mg L, the removal rate of COD was 81. 9, after flocculation and deg - radation of the wastewater with JFFH -124. Keywords multiple strain microbial flocculants degradation printing dyeing wastewater TREATMENT OF BREWERY WASTEWATER BY EXTERNAL CIRCULATING ANAEROBIC TECHNIQUEHan Hongjun Yang Hua Zhao Jin et al 20 Abstract A technical rewasdone on a brewery wastewater treatment using the external circulating anaerobic -contact oxidation process. The operating result showed that the removal rates of COD, BOD andSSwere 97. 8, 99. 3 and 98. 9 respectively. The effluent couldmeet the requirements of“ Beer Industry Wastewater Discharge Standard” GB19821 -2005, and the system could run steadily and reliably. Keywords brewery wastewater external circulating anaerobic process technical re A SUMMARY OF DESIGN FOR CAST PROCESS SEWAGE TREATMENT PLANT Lin Yingzi Chen Lijun Liu Haichen et al 22 Abstract In view of a mixed sewage with high load and small volume, the designof a sewage treatment plant uses the hydrolysis -acidifica - tion andthe CAST series sewage treatment system. Throughtechnological designof various units, introduction to the arrangement of equipment and the operation data analysis, it is summarized the process characteristics and experience in technological design. Keywords sewage treatment plant hydrolysis -acidification CAST design 2 ENVIRONMENTAL ENGINEERING Vol. 26, No. 6,December,2008