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聚合氯化铝厂家研究啤酒工业废水的处理

  • 啤酒废水的来源都有什么?
    啤酒厂废水主要来源有:麦芽生产过程的洗麦水、浸麦水、发芽降温喷雾水、麦槽水、洗涤水、凝固物洗涤水;糖化过程的糖化、过滤洗涤水;发酵过程的发酵罐洗涤、过滤洗涤水;罐装过程洗瓶、灭菌、破瓶啤酒及冷却水和成品车间洗涤水;生活污水主要来自办公楼、食堂、单位宿舍和浴室,每制1T成品酒,产生生活污水约1.7m3,CODcr污染物0.85kg或BOD5污染物0.5kg。
    啤酒厂排放的废水超标项目主要是COD、BOD5、SS三项。啤酒废水的水质、水量可见表5-3。由表可见,啤酒生产的废水主要来自两个方面,一是大量的冷却水(糖化、麦汁冷却、发酵等),二是大量的洗涤水、冲洗水(各种罐洗涤水、瓶洗涤水等)。由此可见,啤酒废水的特点是水量大,无毒有害,属高浓度有机废水。
  • 啤酒废水的水质如何?
    从麦芽制备开始直到成品酒出厂,每一道工序都有酒损产生。酒损率与生产厂的设备先进性、完好性和管理水平有关。酒损率越高,造成的环境污染越严重。先进厂的酒损率约为6%-8%,后进厂的洒损率可高达18%以上,一般水平啤酒厂的酒损率为10%-12%。与废水排放量一样,废水的水质在不同季节也有一定的差别,尤其是处于高峰流量时的啤酒废水,其有机物含量也处于高峰。一般地说每制1T成品酒,排出CODcr污染物约为25kg,或BOD5污染物15kg,聚合氯化铝处理后的悬浮性固体约15kg。
    国内啤酒厂进水COD多在1000mg/L-2500mg/L之间,BOD在600mg/L-1500mg/L之间。从以上各表可以看出,啤酒废水BOD与COD的比例高达0.5左右,说明这种废水具有较高的生物可降解性。啤酒废水中也含有一定量的凯氏氮和磷(见表5-3)
    啤酒废水水质指标 表5-3
    pH值
    水温/℃
    COD/(mg/L)
    BOD5/(mg/L)
    CaCO3碱度(mg/L)
    p(SS)/(mg/L)
    TN/(mg/L)
    TP/(mg/L)
    5-6
    16-30
    1000-2500
    600-1500
    400-450
    300-600
    25-85
    5-7
  • 啤酒度水处理常用的技术?
    啤酒废水具有良好的生物可降解性,处理方法主要是生物氧化法。
    鉴于啤酒废水含有大量的有机碳,而氮源含量较少,在进行传统生物氧化法时含氮量远远低于BOD5:N=100:5(质量比)的要求,致使有些啤酒厂的废水处理采用活性污泥法时,如不补充氮源则处理效果很差,甚至无法进行。在生物氧化过程中,有些微生物如球衣细菌(俗称丝状菌)、酵母菌等虽能适应高有机碳、低氮量的环境,但由于球衣细菌、酵母菌等微生物体系大、密度小,菌胶团细菌不能在活性污泥法的处理构筑物中正常生长,这也是早期活性污泥法处理啤酒废水不理想的主要原因之一。因此,早期啤酒废水在进行生物氧化处理时,通常采用生物膜法,一般可选用生物接触氧化法。生物接触氧化法利用池内填料聚集球衣细菌等微生物,使处理取得理想的效果,所以啤酒厂废水处理站的主工艺建议采用生物接触氧化法。
    啤酒废水中含有大量悬浮有机污染物,进入生物接触氧化池前应进行初级处理。初级处理装置可选用格栅和机械细筛两级处理,使悬浮有机物的去除率达80%以上。啤酒废水自然存放4h就会发生腐败,腐败的废水进入好氧处理系统会影响处理效果,因此设调节池时应考虑设预曝气装置;也可考虑不设调节池,但必须加大好氧生物处理装置的容量,使该装置具备足够的缓冲能力。
  • 什么是啤酒废水处理的接触氧化工艺?
    20世纪80年代初,啤酒废水处理主要采用好氧处理技术,如活性污泥法、高负荷生物过滤法和接触氧化法等。当时接触氧化法比活性污泥法有一定的优势,所以在啤酒废水的处理上得到了广泛的应用。由于啤酒废水进水COD浓度高,所以一般采用二级接触氧化工艺。图5-12为北京市环境保护科学研究院为北京某啤酒厂设计的典型的两级接触氧化工艺流程图。

    该二级接触氧化工艺日处理废水2000t,高峰流量200m3/h。进水水质:CCD1000mg/L,BOD600mg/L,p(SS)600mg/L。
    处理后的出水水质:COD≤60mg/L,BOD≤10mg/L,p(SS)≤30mg/L。
  • 接触氧化工艺的优点是什么?
    采用接触氧化工艺代替传统活性污泥法,可以防止高糖含量废水引起污泥膨胀的现象,并且不用投配N、P营养。用接触氧化工艺,每去除1kBOD5污染物约需空气80m3。近年来,SBR和氧化沟工艺也得到了很大程度的应用。
  • 水解-好氧的处理特点是什么?
    水解反应器对有机物的去除率,特别是聚合氯化铝对悬浮物的去除率显著高于具有相同停留时间的初沉池。由于啤酒废水中大分子、难降解有机物被转变为小分子易降解的有机物,出水的可生化性能得到改善,使得好氧处理单元的停留时间小于传统工艺。与此同时,悬浮固体物质(包括进水聚合氯化铝铁悬浮物和后续好氧处理中的剩余污泥)被水解为可溶性物质,使污泥得到处理。事实上水解池是一种以水解产酸菌为主的厌氧上流式污泥床,水解反应工艺是一种预处理工艺,其后可以采用各种好氧工艺,在各种工程中可分别采用过活性污泥法、接触氧化法、氧化沟和序批法(SBR)。因此,水解-好氧生物处理工艺是具有自己特点的一种新型处理工艺。
  • 啤酒废水处理采用水解-好氧工艺的原因是什么?
    啤酒废水中大量的污染物是溶解性的糖类、乙醇等,它们容易生物降解,一般不需要水解酸化。但从试验结果分析,在水解池最
    高COD去除率可以达到50%,当废水中包含制麦废水(浓度较低)时去除率也在30%-40%。这主要是因为啤酒废水的悬浮性有机物成分较高,水解池截留悬浮性颗粒物质,所以水解池去除了相当一部分的有机物。水解和好氧处理相结合,确实比完全好氧处理要经济一些,这也是20世纪80年代末期和90年代初期采用厌氧(水解)-好氧工艺的原因。水解-好氧工艺的典型工艺流程如图5-13所示。

    该工艺的主要特点是由于水解池有较高的去除率(30%-50%),所以将好氧工艺中二级的接触氧化工艺简化为一级接触氧化,并且能耗大幅度降低,从实际运行结果看。出水COD也有所改善。
  • 水解-好氧处理的设计参数如何?
    由于采用水解处理啤酒废水,其出水水质一般不能满足排放标准,因此可以采用不同的后处理工艺,例如,活性污泥法、接触氧化和SBR工艺等。有关的设计参数如下:
    1. 水解池的设计参数。
      ①以细格栅和沉砂池作为预处理设备。
      ②平均水力停留时间:HRT=2.5h-3.0h。
      ③Vmax=2.5m/h(持续时间不小于3.0h)。
      ④反应器深度:H=4.0m-6.0m。
      ⑤布水管密度:1m2/孔-2m2/孔。
      ⑥出水三角堰负荷:1.5L(s·m)-3.0U(s·m)。
      ⑦污泥床的高度在水面之下1.0m-1.5m。
      ⑧污泥排放口在污泥层的中上部,即在水面下2.0m-2.5m。
      ⑨在污泥龄大于15d时,污泥水解率为所去除SS的25%-50%。设计污泥系统需按冬季最不利情况考虑。
    2. 活性污泥后处理。水解工艺的好氧后处理可采用各种处理工艺,其中水解反应将啤酒废水中的大分子、难降解有机物转变为小分子易降解的有机物,出水的可生化性能得到改善,使好氧处理单元的停留时间小于传统的工艺,所以在传统好氧工艺的设计参数上可以取上限值。例如,对于传统活性污泥工艺的池容、曝气量和回流污泥比等均可按传统的活性污泥工艺设计。水解反应器对聚合氯化铝悬浮物的去除率很高,可去除80%以上的进水悬浮物,并且在水解细菌的作用下,将聚氯化铝悬浮物中的50%水解成溶解性物质,因此总的污泥产量比传统工艺流程低30%-50%。从有机物降解角度讲,水解池排泥是稳定污泥,所以好氧产生的剩余污泥可以排入水解池消化处理。水解污泥的污泥脱水性能较好。可以直接脱水,这样可以简化工艺流程,实现污水、污泥一次处理。
    3. 厌氧内循环(IC)反应器的原理是什么?
      IC反应器的工作原理是,污水直接进入反应器的底部,通过布水系统与颗粒污泥混合。在第一级高负荷的反应区内有一个污泥膨胀床,在这里COB的大部分被转化为沼气,沼气被第一级三相分离器所收集。由于采用的负荷高,产生的沼气量很大,其在上升的过程中会产生很强的提升能力,迫使污水和部分污泥通过提升管上升到反应器顶部的气液分离器中。在这个分离器中产生的气体离开反应器,而污泥与水的混合液通过下降管回到反应器的底部,从而完成了内循环的过程。从底部第一个反应室内的出水进到上部的第二个室内进行后处理,在此产生的沼气被第二层三相分离器所收集。因为COD浓度已经降低很多,所以产生的沼气量降低,因此扰动和提升作用不大,聚合氯化铝从而出水可以保持含有较低的悬浮物。
    4. IC反应器的功能单元是什么?
      由图5-14可见,IC反应器从功能上讲是由四个不同的工艺单元结合而成的,即混合区、膨胀床部分、精处理区和回流系统。
      (1)混合区。从反应器的底部进入的污水和颗粒污泥与内部气体循环所带回的出水有效地混合,造成了进水有效的稀释和均化作用。
      (2)膨胀床部分。这一区域是由包含高浓度颗粒污泥的膨胀床所构成。床的膨胀或流化是由于进水的上升流速、回流和产生的沼气所造成的。废水和污水之间有效地接触使得污泥具有高的活性,可以获得高的有机负荷和转化效率。
      (3)精处理区。在这一区域内,由于低的污泥负荷率、相对长的水力停留时间和推流的流态特性,产生了有效的后处理。另外,由于沼气产生的扰动在精处理区较低,使得生物可降解COD几乎全部去除。虽然与UASB反应器条件相比反应器总的负荷率较高,但因为内部循环流体不经过这一区域,因此在精处理区的上升流速也较低,这两点提供了最佳的固体停留。
      (4)回流系统。内部的回流是利用了气提原理,因为在上层和下层的气室间存在着压力差。回流的比例由产气量(进水COD浓度)确定,因此是自调节的。IC反应器也可配置附加的回流系统,产生的沼气可以由空压机在反应器的底部注入系统内,从而在膨胀床部分产生附加扰动。气体的供应也会增加内部水/污泥循环。内部的循环也同时造成了污泥回流,这使得系统的起动过程加快,并且可在进水有毒性的情况下采用IC反应器。
      IC反应器的特点是什么?
      IC反应器与以往厌氧处理工艺相比,有以下特点:
      ①占地面积小,一般高为16m-25m,平面面积相对很小。
      ②有机负荷高,水力停留时间短。
      ③剩余污泥少,约为进水COD的1%,且容易脱水。
      ④靠沼气的提升产生循环,不需用外部动力进行搅拌混合和使污泥回流,节省动力的消耗。但是对于间歇运行的IC反应器,为使其能够快速启动,需要设置附加的气体循环系统。
      ⑤因为生物降解后的出水为碱性,当进水酸度较高时,可以通过出水的回流使进水得到中和,减少药剂用量。
      ⑥耐冲击性强。处理效率高,COD去除率为75%-80%,BOD5去除率为80%-85%。搅拌混合和使污泥回流能节省动力的消耗。但对于间歇运行的IC反应器,为了使其能够快速启动,需要设置附加的气体循环系统。
  • 什么是好氧提气反应器(CIRCOX)?
    其工作原理如图5-15所示。反应器是由曝气区、升流区、降流区和气-固-液三相分离器组成。其工作原理是,通过底部曝气头曝气,造成升流区与降流区之间出现一定的密度差,进而推动液体(包括载体)在升流区与降流区间循环流动。大多数载体进行循环流化,少数载体随气泡上升至分离器,气体在此得到释放。分离器的工作和设计原理与厌氧三相分离器是一致的,但是不用回收释放的气体。随着气体释放,分离固体颗粒得以聚合氯化铝沉淀进入到降流区,继续参与循环流动。分离后的液体从出水堰流出。所以这一类反应器也有以好氧相分离反应器命名的,这主要是从其与厌氧UASB反应器具有共同的三相分离器这一特征考虑的。
  • 相分离反应器有何特点?
    相分离反应器不仅具有一般好氧流化床的特点,还具有以下特点:
    (1)流化性能好,反应器处于完全混合状态:反应器内大部分载体都参与循环流动,因此不存在床中载体分层现象,载体流化具有良好的均匀性,为生物膜形成提供了条件。
    (2)氧的转移效率高:由于反应器的构造特征造成大量液体循环流动,在此过程中会夹带一些细小的气泡,使气-液接触时间延长,从而提高了氧的转移效率。实测表明,空气利用率可达30%-50%。
    (3)载体流失量少,不需专门的脱膜设备:反应器独特的三相分离器可以在不增加脱膜设备的情况下保证反应器中生物载体的膜不会过度增长,同时又不会流失载体,大大简化了原来的流化床处理污水所需的辅助设备。
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