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UASB—SBR工艺技术处理啤酒生产废水

返回列表发布人:tianrenhn   发布时间:2019-08-22  14:33:32

工业废水以其行业跨度之广,成份含量之复杂。成为环保领域一个特殊的版块,今天大家来了解一下UASB—SBR工艺技术处理啤酒生产废水。

1 废水水质及排放标准

某啤酒有限企业目前生产能力为25×104 t/a,吨啤酒产生废水量为7~8m3,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》(GB8978—1996)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

1500~3000

800~1600

250~1200

5~11

排放标准

≤100

≤30

≤70

6~9

注:该废水中的酵母、酒糟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

①UASB池:由原有的水解/酸化池 河南污水站运营 改造而成,容积负荷为8.7 kgCOD/(m3˙d),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 m×8.5 m×5.5 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。

②SBR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池的污泥负荷为0.17 kgBOD/(m3˙d),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1h(有时视水量而变化)。SBR池的COD去除率达95%,出水的COD浓度≤20~30 mg/L。SBR池分3组交替进水,每组的有效尺寸为38.4  m×16 m×5.4 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

¢5×4.6

1


集水池

钢混

8×3.2×3.4

1


污水泵房

砖砌

6×8×4

1


UASB

钢混

13.3×8.5×5.5

12系列

停留时间为7  h

SBR

钢混

38.4×16×5.4

3系列

运行周期为12  h

污泥浓缩池

钢混

2.8×2.8×3.3

3

梯形漏斗深为1.5  m

鼓风机房

砖砌

19.5×6×5.5

1

R363型罗茨鼓风机

污泥脱水机房

砖砌

16×9×4.3

1

DYB—XB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 河南污水站运营 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

4.1UASB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80t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1d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(m3/d)

进水COD(mg/L)

出水COD(mg/L)

去除率(%)

600

1156.0

317.4

72.0

1000

1795.0

673.2

62.4

2000

2448.0

832.0

66.0

2500

1572.9

701.

55.4

3000

1739.9

613.7

64.7

3500

1256.4

405.9

67.7

5000

1971.4

459.9

76.7

4.2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 河南污水站运营 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400~1  200mg/L之间)。尽管如此,SBR的出水COD浓度始终保持在20~40  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。

5分析及总结

将UASB和SBR两种处理单元进行组合,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 河南污水站运营 为3 500m3/d(甲烷含量为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

①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  500m3/d)并达标排放,就必须增加曝气时间。现工艺经改造后,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1 500~2 500 m3废水的处理费用,节约能耗约21.4  万元/a。

②节约污泥处理费用

该企业废水经过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元/a。来源:北国环保


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