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UASB—SBR工艺技术处理啤酒生产废水

2016-11-18 11:32:25来源:中国污水处理工程网浏览:评论:0

  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》(GB 8978—1996)的一级标准,其主要水质指标见表1。

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  2 主要构筑物及设备

  ①UASB池:由原有的水解/酸化池改造而成,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1 h(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。

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  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。

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  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。

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  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。

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  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400~1 200 mg/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。

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  表4 运行监测COD值(日平均值)mg/L

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  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,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元/a。

 

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