浅析啤酒废水水解反应的控制

1浅析HO法处理啤酒废水过程中水解酸化反应的控制——吉林华润啤酒有限公司污水处理实例（吕清莉任志强）摘要本文根据吉林华润啤酒有限公司污水处理装置的运行实践，阐述了啤酒废水处理过程中的水解酸化反应影响因素和控制方法，对于实际工作具有一定的参考价值。关键词啤酒废水水解酸化控制吉林华润啤酒有限公司污水处理装置从1999年11月份开始调试运行，通过不断改造和摸索，在水解酸化反应过程的控制方面积累了一定经验并实现了稳定运行，笔者仅就实践过程中的具体做法进行初步探讨，以期对同类工艺过程的有效控制有所补益。一、水解酸化反应装置及实际运行情况1、污水设计处理量6600m3/d，实际处理量3000~4000m3/d。水解酸化池为两组矩形池，有效容积1100m3/组，推流式进水，每组反应池有三个廊道，内设微孔曝气器进行空气搅拌并安装弹性填料，每个廊道都设有污泥回流点。2、污泥浓度2000~4000mg/L，出水pH值6.0~7.5，COD去除率30~50％，DO小于0.9mg/L，水解酸化池两组交替运行，每周切换一次。二、水解酸化反应机理废水的厌氧降解过程可以分为四个阶段，即水解阶段、发酵阶段、产乙酸阶段和产甲烷阶段。由于啤酒废水中含有大量残糖、蛋白质、脂肪、纤维素和其他有机物，极易进行水解酸化反应，我们把该反应控制在水解阶段和发酵（或酸化）反应前段，利用兼性厌氧微生物将废水中的不溶态大分子有机物分解为小分子有机物，将难以生物降解的有机物降解为易于生物降解的有机物，这些小分子的水解产物能够溶解于水并透过细胞膜为细菌所利用，部分小分子化合物在酸化菌的细胞内转化为更为简单的化合物并分泌到细胞外。啤酒废水的水解酸化反应必须严格控制反应时间，防止过度酸化，酸化反应的产物主要为挥发性脂肪酸等，本工艺就是利用生物膜和悬浮污泥中的水解酸化菌来完成水解酸化反应。2三、水解酸化反应过程的控制1、啤酒废水新鲜程度的控制。由于啤酒废水中含有大量的酵母菌、麦汁菌、乳酸菌，自然放置4小时就会酸败腐化，特别是夏季，水温超过30℃、pH值7左右的条件下，酸败腐化速度更快（小于2小时）。在这个反应过程中，虽然大分子有机物被降解得很彻底，但是大量腐殖杆菌迅速生长，会使污水变成乳白色并呈粘乳状，在引起pH值下降的同时还伴随大量霉菌的产生，严重影响水解酸化反应的正常进行，这些微生物一旦进入好氧段，对好氧系统冲击十分严重，会加剧污水的污染程度，极易导致整个系统遭到破坏。所以，啤酒废水新鲜程度的控制是整个水解酸化反应控制的关键。2、废水中颗粒物的控制啤酒废水中含有大量的玉米米颗粒、大麦粒、麦皮、酒糟等颗粒物质，同时也携带了大量复杂的高分子有机物，在水解酸化反应中，颗粒物质的粒径大小也决定了水解酸化反应速率，小颗粒及胶体有机污染物更容易被水解酸化菌分解。因此，在啤酒污水处理装置中污水的预处理很重要。在该装置的实际运行过程中，由于最初的前处理装置不完善，致使大量玉米米颗粒沉积，因污泥回流，使其在池内越积越多，最终腐败、发霉，抑制了水解酸化反应的进行，并溶出了部分污染物质，使水解酸化出水COD高于进水COD，不仅增加了好氧阶段的负荷，而且很难完全降解。改造后的装置中设置了栅隙3mm的机械格栅和栅隙0.5mm的双向流旋转细格栅，截留了75%以上的悬浮颗粒物质，减小了颗粒物质对水解酸化反应的影响。3、水力停留时间和酸化反应时间的控制本装置水解酸化池设计水力停留时间为8h，由于废水排放量的减少，实际停留时间可达到12—16h，为了缩短酸化反应时间，主要从以下几个方面控制水解酸化反应，以达到最佳状态。①超越调节池运行，即把调节池作为事故贮存池，储存高浓废水和事故废水。②水解酸化池单系列运行，并控制污泥回流点在池体中部或三分之二入口处，人为地使水解酸化反应时间缩短为2—4小时。③适当将系统出水调回以补充进水，使进水量和停留时间保持相对稳定。④当水解酸化反应过度致使pH值下降至5.5以下时，适当投加片碱，以调整出水的pH值。由下图可以看出：pH值得控制与出水COD有着一定的线性关系。pH值过低，出水COD过高，增加了后续处理单元的有机负荷，对系统的正常运行不利。30200400600800100012001400160018005.115.385.425.986.927.177.277.37.317.458.859.02pH值COD值（mg/L)水解酸化反应过程中pH值与COD含量的关系图4、温度影响的控制。夏季温度高，水解酸化反应速率快，必须缩短酸化反应时间，防止废水的自然酸败；冬季水温低，适当延长酸化反应时间，并降低搅拌强度，使水解酸化反应过程始终控制在水解和部分酸化阶段，避免因酸化过度引起pH值降低。5、搅拌强度的控制本装置采用微孔曝气器进行空气搅拌，池内安装悬挂式自由摆动填料。搅拌强度过大时，溶解氧含量升高，会导致水解酸化污泥进行好氧反应，引起污泥体积迅速上涨，造成初沉池翻泥并对填料上的生物膜产生较大的冲刷作用，使挂膜的难度增加。反之当搅拌强度过小时，污泥与污水混合状态不好，反应不充分，局部挥发酸积累，会使混合液pH值急剧下降，因此我们将DO控制在0.9mg/L以下，以保证水解酸化反应正常进行。四、结论水解酸化反应过程是水解酸化—接触氧化法（HO）处理啤酒废水工艺中极为重要的环节，要使水解酸化反应达到预期的效果，必须严格做好颗粒物浓度、酸化反应时间、反应温度和搅拌强度等关键性因素的调整和控制。在实践过程中，技术管理者必须根据自身系统的特点，进行认真的探索和分析，总结出一整套切实可行的控制方案，以使水解酸化反应过程保持稳定状态，为后续处理单元的高效运行提供保证。4参考文献1《发酵工业废水处理》王凯军、秦人伟编著，化工出版社出版,2000.62《废水厌氧处理工程》张希衡等编著，中国环境出版社出版,1995.83《低浓度污水厌氧-水解处理工艺》，国家环境保护局科技标准司、环境工程科技协调委员会主持，王凯军编著,1994.54《废水的厌氧生物处理》贺延龄编著，中国轻工业出版社出版，1998.15《城市污水处理厂运行控制及维护管理》王洪臣等编著，中国建筑工业出版社出版，2001.46《三废处理工程技术手册》废水卷化学工业出版社出版，2000.4○作者通讯处：吕清莉132021华润雪花啤酒（吉林）有限公司吉林市龙潭区华丹大街1号电话：[phone]（O）任志强132002中国石油工程设计东北分公司（吉林化工工程公司）吉林市昌邑区吉化经贸大厦0410电话：[phone]（O）