1、UASB 一 SBR 工艺处理啤酒生产废水1 废水水质及排放标准桂林某啤酒有限公司目前生产能力为 25104 t/a，吨啤酒产生废水量为 78m 3，排放废水量为 6500 m3/d。废水经处理后，要求达到污水综合排放标准(GB 89781996)的一级标准，其主要水质指标见表 1。表 1 废水水质及排放标准项目 CODCr(mg/L)BOD5(mg/L) SS(mg/L) pH原水 15003000 8001600 2501200 511排放标准 100 30 70 69注：该废水中的酵母、酒糟（zao）经过回收和综合利用，故COD、BOD 含量降低。2 主要构筑物及设备UASB 池：由原有
2、的水解/酸化池改造而成，容积负荷为 8.7 kgCOD/(m3d)，水力停留时间为 7.0 h，设计水量为 6500m3/d，有效容积为 1 870m3。共分 12 组并联运行，每组的有效尺寸为 13.3 m8.5 m5.5 m。三相分离器采用南开大学环境科学与工程学院的专利技术制造。SBR 池：即原有的 SBR 池，其进水包括 UASB 池出水、低浓度废水以及锅炉房排水。SBR 池的容积负荷为 0.17 kgBOD/(m3d)，周期 T 为 12 h。其中，进水时间为 4 h，曝气时间为 6 h(曝气从进水结束前 2 h 开始)，沉淀时间为 2 h，排水时间为 1 h，闲置时间为 1 h(有
3、时视水量而变化)。SBR 池的 COD 去除率达 95%，出水的COD 浓度2030 mg/L。SBR 池分 3 组交替进水，每组的有效尺寸为 38.4 m16 m5.4 m。采用螺旋式曝气器，每个曝气器的服务面积为 1.5m2，共 297 个。构筑物一览表见表 2。表 2 构筑物一览表构筑物 结构 尺寸(m) 数量设计运行参数及备注集水井 钢混 54.6 1 集水池 钢混83.23.41 污水泵房 砖砌 684 1 UASB 钢混13.38.55.512 系列停留时间为 7 hSBR 钢混38.4165.43 系列运行周期为 12 h污泥浓缩池 钢混2.82.83.33梯形漏斗深为1.5 m
4、鼓风机房 砖砌 19.565 1 R363 型罗茨鼓.5 风机污泥脱水机房砖砌 1694.3 1DYBXB 型带式压榨脱水机3 工艺流程保留原有的 SBR 工艺，将水解/酸化反应池改造成 UASB 反应池的过程中，同时实行清污分流，将冷却水直接排放，高浓度废水先经过 UASB 池处理，出水再与低浓度废水混合进入 SBR 反应池。整个工艺流程如图 1 所示。4 实际运行效果4.1 UASB 的启动启动过程经历了污泥活性恢复、提高负荷和满负荷进水三个阶段。启动于 2000 年 5 月开始，从成都污水处理厂运来 80 t 厌氧消化脱水污泥，采用边用废水对泥饼进行溶化、稀释、搅拌，边向UASB 池内泵
5、入的方式完成接种污泥的投放。紧接着开始进水，直到池子被充满(三相分离器开始出水为止)。大约静置 1 d 以后，UASB开始产气，说明厌氧污泥的活性开始恢复。此后根据 UASB 出水的pH 值和挥发酸(VFA)浓度的变化，逐步增加进水量，直至达到满负荷。启动过程到 2000 年 11 月中旬结束。在此期间，不同进水量下的处理效果见表 3。表 3 不同进水量下的 UASB 处理效果 进水量(m 3/d)进水COD(mg/L)出水COD(mg/L)去除率(%)600 1156.0 317.4 72.01000 1795.0 673.2 62.42000 2448.0 832.0 66.02500 1
6、572.9 701. 55.43000 1739.9 613.7 64.73500 1256.4 405.9 67.75000 1971.4 459.9 76.74.2 运行情况由于厂区占地有限，UASB 之前未设调节池，进水 COD 浓度、pH值一天之内波动很大。在较强的冲击负荷下，UASB 出水有时带出一些絮状污泥，使其 COD 增高，在一定程度上影响了出水水质，但从总的运行来看，UASB 具有较强的抗废水冲击能力，处理效果稳定，出水 COD(混合液)一般在 500 mg/L 左右，pH 在 7 左右。2001 年 6月 6 日对 UASB 进行了 24 h 连续监测，所测数据包括进、出水
7、 COD浓度、pH 值，其中出水 COD 分别测混合液和上清液两种水样。图2、3 分别为 UASB 进、出水 COD 和 pH 值的 24 h 变化曲线。UASB 正常运行后，厌氧出水和锅炉废水混合后的 COD 浓度比以前大大降低，但水质波动仍然很大(COD 浓度在 4001 200 mg/L 之间)。尽管如此，SBR 的出水 COD 浓度始终保持在 2040 mg/L 之间。从实际运行来看，该系统经过改造后，SBR 反应池运行更加稳定，出水水质较好。图 4 为 SBR 反应池进、出水 COD 浓度的变化情况，整个系统监测结果见表 4。表 4 运行监测 COD 值(日平均值)mg/L表UASB
8、 SBR采样日期进水 出水 进水 出水5 月 5 日 903.2 210.5 582.3 20.05 月 6 日 1781.1 459.1 657.4 24.35 月 7 日 1971.4 791.8 1169.1 26.35 月 8 日 1660.4 450.1 1178.1 25.65 月 9 日 1832.5 521.4 1110.3 27.2注：UASB 出水有时带泥，使所测数值过高。由表 4 可以看出，满负荷运行期内，UASB 的 COD 去除率为70%75%，SBR 的 COD 去除率95%，排放水各项指标均满足设计标准。5 分析及总结将 UASB 和 SBR 两种处理单元进行组合
9、，所形成的处理工艺突出了各自处理单元的优点，使处理流程简洁，节省了运行费用，而把UASB 作为整个废水达标排放的一个预处理单元，在降低废水浓度的同时，可回收所产沼气作为能源利用。同时，由于大幅度减少了进入好氧处理阶段的有机物量，因此降低了好氧处理阶段的曝气能耗和剩余污泥产量，从而使整个废水处理过程的费用大幅度减少。采用该工艺既降低处理成本，又能产生经济效益。5.1 沼气回收UASB 池正常运行后，每天产生大量的沼气，将其回收作为热风炉的燃料，可供饲料烘干使用。UASB 去除 COD 达 7 500 kg/d，以沼气产率为 0.5m3/kgCOD 计算，UASB 产气量为 3 500m3/d(甲
10、烷含量为55%65%)。沼气的热值约为 22 680kJ/m3，煤的热值为 21 000 kJ/t 计算，则 1m3沼气的热值相当于 1 kg 原煤，这样可节煤约 4 t/d 左右，年收益约为 39.6 万元。5.2 减少处理费用节约废水处理费用SBR 池设计能力为 6 500m3/d，原实际处理水量为 4 000 m3/d，由于原工艺(水解酸化+SBR 工艺)短路，相当于原水直接进入 SBR 池，使其运行周期达 12 h 后出水才得以达标排放。随着啤酒年生产能力的提高，废水处理量也相应增加，原工艺的 SBR 池处理量要达到设计值(6 500m 3/d)并达标排放，就必须增加曝气时间。现工艺经
11、改造后，UASB(取代原水解酸化池)作为整个废水达标排放的一个预处理单元，削减了全部进水 COD 的 75%，从而降低后续 SBR 池的处理负荷，使 SBR 池在废水处理量增加的情况下，运行周期同样为 12 h，废水也能达标排放。也就是说，耗电量并没有随废水处理量的增加而增加。同原工艺相比较，每天实际节约 1 5002 500 m 3废水的处理费用，节约能耗约 21.4 万元/a。节约污泥处理费用该公司废水经过 UASB 处理后，75%的有机物被去除，使 SBR 处理负荷大大降低，产泥量相应减少。按原来的工艺计算，产泥量达17 t/d(产泥率为 0.3 kg 污泥/kgCOD，污泥含水率为 80%)，而目前产泥量只有 5 t/d(含水率为 80%)左右，只有改造前的 1/3，污泥处理费用大大减少，节约污泥处理费用约为 20 万元/a。
