UASBCASS工艺处理啤酒废水工程设计

UASB-CASS工艺处理啤酒废水工程设计[摘要]介绍了UASB-CASS工艺处理啤酒废水的工艺设计及运行效果。工程设计规模为3000m3/d，经过3个多月的调试运行，出水CODCr≤80mg/L、BOD5≤20mg/L、氨氮≤15mg/L，SS≤70mg/L，达到《啤酒工业污染物排放标准》（GB19821—2005）。该工艺处理效果好、运行稳定、费用低、管理方便，具有推广价值。[关键词]啤酒废水；UASB；CASS；工程设计[中图分类号]X703.1[文献标识码]A[文章编号]1005-829X（2012）02-0082-03EngineeringdesignofUASB-CASSprocessfortreatingbeerwastewaterWanTianying1，JiYongfei2Abstract：ThetechnologyprocessingofUASB-CASSfortreatingbeerwastewateranditstechnologicaldesignandoperationaleffectareintroduced.Thedesigncapacityoftheprocessis3000m3/d.Afterthedebuggingoperationformorethanthreemonths，theeffluentCODCr，BOD5，ammonia-nitrogen，SSarelessthanorequalto80，20，15，70mg/L，respectively，meetingtheDischargeStandardofPollutantsinBeerIndustry（GB19821—2005）．Thisprocesshasmanyadvantages，suchaseffectivepollutantremoval，reliableoperation，lowconsumptionandeasycontrol，havingpromotionvalue．Keywords：beerwastewater；UASB；CASS；technologicaldesign啤酒工业废水包括两部分：一是高浓度有机废水，主要来自浸麦、糖化和发酵工序，CODCr为4000~10000mg/L，废水量占总量的25％~35％；二是低浓度有机废水，为制麦车间和罐装车间的浸麦水、冲洗水和成品车间洗涤水，以及来自办公楼、食堂和浴室的生活污水，CODCr为300~1000mg/L，废水量占总量的65％~75％〔1-3〕。啤酒工业废水主要含糖类、醇类等有机物，有机物浓度较高，BOD5／CODCr0.5，非常有利于生化处理，因此生化处理法在啤酒废水处理中被广泛采用〔4-5〕。1废水水质浙江舟山某啤酒公司年产啤酒20万t，废水排放量3000m3/d，废水的BOD5／CODCr约为0.6，处理后出水水质执行《啤酒工业污染物排放标准》（GB19821—2005），具体进水水质及排放标准见表1。表l废水水质及排放标准2废水处理工艺流程针对该废水特点，采用UASB-CASS工艺对其进行处理。其处理工艺流程如图1所示。图1废水处理工艺流程3主要处理构筑物和设备（1）集水井。1座，钢筋混凝土结构，设在调节池内，容积为63m3；内设旋转格栅及潜污泵，旋转格栅1台，型号为XGC-500，栅条间隙1mm，安装角度为60°，安装高度为6.5m，功率为0.75kW，耙齿选不锈钢；潜污泵2台，型号为150WQ140-7-5.5，口径150mm，流量140m3/h，扬程7m，功率5.5kW，2台可同时启动。（2）调节池。1座，钢筋混凝土结构，停留时间为8h，尺寸为12m×3m×5m。内设潜污泵2台，型号为150WQ145-15-11，口径150mm，流量145m3/h，扬程15m，功率11kW，1用1备。调节池内设曝气管进行曝气，以防止污水中的SS在调节池内沉积而造成腐败，风机1台，型号为SSR125，风量10.17m3/min，转速为1630r/min，功率11kW，扬程39.2kPa。（3）初沉池。设置斜板沉淀池1座，钢筋混凝土结构，表面负荷按照1.2m3/（m2·h）设计，停留时间为2h，尺寸为14m×9m×5m。投加PAC、PAM药剂以提高沉淀效率。初沉池置于调节池上方。（4）UASB反应器。1座，钢筋混凝土结构，反应器由进水配水系统、反应区、三相分离器、集气室及处理水排出系统组成。进水采用分枝式配水方式从UASB反应器的池底进入，反应器内设内循环系统，提高上升流速以利于颗粒污泥的形成。CODCr容积负荷取7kg/（m3·d），停留时间为10h，尺寸为14m×10m×12m（包括三相分离器），污泥回流量为100％。三相分离器为碳钢材质，其集气室缝隙部分的面积占反应器总面积的15%，集气室的高度为1.5m；在集气室内应保持气液界面以释放和收集气体，防止浮渣或泡沫层的形成；在集气室的上部设置消泡喷嘴，当处理污水有严重泡沫问题时进行消泡〔6〕；从三相分离器出来的甲烷气体由管道输送至火炬点燃烧，并留接口，以备日后利用。（5）沉淀池。结构、参数等同初沉池。（6）CASS反应器。2座，钢筋混凝土结构，尺寸为42m×7m×5m，反应器有效水深4.5m，污泥区高1.3m，缓冲区高1.2m。一个周期为7h，其中曝气5h，沉淀1h，排水1h；在反应器的进水端设置生物选择器，尺寸为2.8m×2.8m×5m；运行方式为连续进水，间歇出水，没有明显的反应阶段和闲置阶段；将主反应区的部分剩余污泥通过污泥回流泵回流至生物选择器，泵型号为100WQ-70-10-4，流量70m3/h，扬程10m，功率4kW。回流泵放在池底地坑内，地坑尺寸为1m×1m×0.3m；采用鼓风曝气，曝气量为2600m3/h，风机设2台，型号为SSR200，风量43.78m3/min，转速1150r/min，功率55kW，扬程49.0kPa。微孔曝气器1000个，直径为D250；滗水器4台，型号为PPS-500，功率0.75kW；进水量由电磁流量计控制，2座反应器可独立运行。（7）污泥浓缩池。2座，钢筋混凝土结构，尺寸为9m×4.5m×3m。（8）带式压滤机。型号为DLY-1000，带宽1m，整机功率1.1kW，外形尺寸为4.4m×1.4m×2.19m。压滤机冲洗水取自沉淀池出水，冲洗水压0.7MPa，水量为6.0m3/h。4运行效果整个工艺的启动调试分4个阶段，即污泥驯化培养阶段、颗粒污泥形成阶段、提高处理负荷阶段和颗粒污泥富集阶段。UASB反应器所用污泥取自该城市污水处理厂的消化污泥，CASS反应器所用污泥取自该城市污水处理厂的好氧污泥。经过3个多月的调试运行后，UASB反应器和CASS反应器的污泥浓度均达到设计要求。从UASB反应器底部取样口取泥观察，发现已有较多的颗粒污泥，粒径约为1~5mm，黑色；CASS反应器微生物种类丰富，镜检发现存在着大量活性的菌胶团、钟虫及轮虫，组成良好的生物相系统〔7〕。监测结果表明出水水质基本稳定，各项污染物指标均达到排放标准，具体各工段出水水质情况见表2。表2各工段处理效果mg/L因甲烷是易燃易爆气体，在UASB反应器调试前期一定要注意安全，严禁烟火。5工程投资及效益分析5.1工程投资工程占地面积1200m2，处理能力为3000m3/d，年运行时间按330个工作日计算。总投资700万元，其中土建投资317万元，设备投资（含安装）207万元，电气投资35万元，自动化控制投资35万元，其他费用106万元。5.2运行费用运行成本主要包括电费、人工费以及药剂费等，其中电费0.406元/m3，药剂费0.1元/m3，人工费0.05元/m3，折合单位污水处理成本为0.556元/m3。6结论（1）采用UASB-CASS工艺处理啤酒废水具有良好的处理效果，出水水质指标达到《啤酒工业污染物排放标准》（GB19821—2005）。整个工艺运行效果好、运行稳定、费用低、管理方便，具有推广价值。（2）污水站建成运行后，每年减少CODCr、BOD5、氨氮、SS排放量分别为2713、1960、72、911t，可大大减轻对环境水体的污染，环境效益十分显著。（3）UASB反应器前设置初沉池，保证进水SS不超过400mg/L，反应器后设置沉淀池，将污泥从沉淀池部分回流至反应器，保证了反应器内污泥浓度。前后2个沉淀池的设置保证了反应器的正常运行。（4）将UASB和CASS2种处理单元进行组合，所形成的处理工艺突出了各自的优点，而把UASB作为整个啤酒废水达标排放的一个预处理单元，在降低啤酒废水浓度的同时，可回收利用所产沼气。同时，由于大幅度减少了进入好氧处理阶段的有机物，因此降低了好氧段的曝气能耗和剩余污泥产量。而CASS反应器在进水端设置生物选择器，选择出良好的絮凝性生物，且工艺无需如前置反硝化系统那样将硝酸盐氮从硝化区回流至反硝化区，因此可省去内循环系统，脱氮效果好。（5）在各沉淀池中投加PAC、PAM药剂，显著提高沉淀效率。[参考文献][1]韩洪军，贾银川，马文成，等.外循环厌氧-好氧工艺处理啤酒废水工程设计[J].中国给水排水，2008，24（12）：34-36.[2]何素娟，陈广升，李宏伟，等.“水解酸化-生物接触氧化”处理啤酒废水工程实例[J].工业水处理，2005，25（11）：62-64.[3]李松，单胜道，陈英旭，等.A/O工艺处理啤酒废水工程设计[J].工业水处理，2009，29（2）：74-76.[4]何立惠，台明青，邓李玲，等.用厌氧+缺氧+好氧组合工艺处理啤酒废水[J].水处理技术，2006，32（2）：74-75.[5]王克浩，李东伟，周载江.两相厌氧-SBR法处理啤酒废水工程实践[J].水处理技术，2007，33（4）：78-80.[6]彭小明，卢龙，张文龙.UASB-MBR工艺在啤酒废水处理中的应用[J].给水排水，2009，35（5）：64-66.[7]时鹏辉，罗领先.UASB+CASS组合工艺处理啤酒废水[J].水处理技术，2010，36（1）：114-116.[作者简介]万田英（1981-），2006年毕业于中国矿业大学，硕士。