【文章內(nèi)容簡介】 30 min 的澄清液 )COD 為 500～ 600 mg/L，經(jīng)混凝氣浮處理后出水 COD 仍高達 300 mg/L，遠高于排放要求 (150 mg/L)。 但是此處理方法在設(shè)計和運行中回出現(xiàn)以下問題 ： （ 1）水解酸化池存在的問題主要是沉淀污泥不能及時排除。由于該廢水中懸浮物濃 度較高，因而池內(nèi)污泥產(chǎn)量很大，而原工藝僅在水解酸化池前端設(shè)計了污泥斗，所以池子的后部很快就淤滿了污泥。另外，隨著微生物量的增加在軟性生物填料的中間部位形成了污泥團，使得傳質(zhì)面積減小。針對污泥淤積情況，在水解酸化池前可增設(shè)一級混凝氣浮以去除水中的懸浮物，經(jīng)此改進后水解酸化池能長期、穩(wěn)定、有效地運行，其出水 COD 也從 1100～ 1200 mg/L 降至 900 ～ 1000mg/L，收到了較好的效果。不過，增設(shè)混凝氣浮增加了運行費用，而且氣浮過程中溶入的 O2還可能對水解酸化產(chǎn)生不利影響。因此，在設(shè)計采用水解酸化處理懸浮 物濃度高的污水時，可增設(shè)污泥斗的數(shù)量以便及時排除沉淀污泥。此外，為防止填料表面形成污泥團應(yīng)采用比表面積大、不結(jié)泥團的半軟性填料。 （ 2）如果廢水中污染物濃度較高或前處理效果不理想，生物接觸氧化池前端的有機物負荷較高，使得供氧相對不足，此時該處的生物膜呈灰白色，處于嚴重的缺氧狀態(tài)，而池末端成熟的好氧生物膜呈琥珀黃色。同時，水中的生物活性抑制性物質(zhì)濃度也較高，對微生物也有一定的抑制作用。這些因素使得生物接觸氧化池沒有發(fā)揮出應(yīng)有的作用，處理效果不理想。鑒于此，可一采取階段曝氣措施即 多點進水，污水沿池長多點 流入生物接觸氧化池以均分負荷，消除前端缺氧及抑制性物質(zhì)濃度較高的不利影響。改為多點進水并經(jīng)過一段時間的穩(wěn)定運行后，生物接觸氧化池的出水 (30 min 的澄清液 )COD 為 200～ 300 mg/L。再經(jīng)混凝氣浮工序處理后最終出水 COD＜ 150 mg/L(一般在 130 mg/L)，達到了排放要求。 （ 3）在調(diào)試運行過程中，生物接觸氧化池中生物膜脫落、氣泡直徑變大 (曝氣方式為微孔曝氣 )、出水渾濁、處理效果惡化的現(xiàn)象時有發(fā)生。經(jīng)研究、分析、驗證發(fā)現(xiàn)這是由于負荷波動或操作不當造成溶解氧不足而引起的。溶解氧不足使得生物膜由 好氧狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閰捬鯛顟B(tài)，其附著力下降，在空氣氣泡的攪動下生物膜大量脫落，導(dǎo)致水粘度增加、氣泡直徑增大、氧轉(zhuǎn)移效率下降，這又進一步造成缺氧，如此形成惡性循環(huán)致使處理效果惡化。 （ 4）在調(diào)試運行初期，發(fā)生這種現(xiàn)象時一般是增大供氣量以提高供氧能力來消除缺氧，結(jié)果由于氣泡攪動強度增大，造成了更大范圍的生物膜脫落、水粘度更大、氧轉(zhuǎn)移效率更低，非但沒 能提高供氧能力反而使情況更糟。正確的處理措施應(yīng)是減小曝氣量，待脫落的生物膜隨水流 流出后再逐漸增加曝氣量使溶解氧濃度恢復(fù)到原有水平，若水溫適宜則 2～ 3 d 后生物膜就可恢復(fù) 正常。 因此當采用此工藝處理啤酒廢水時要遵循下列要求： ① 采用水解酸化作為預(yù)處理工序時應(yīng)考慮懸浮物去除措施。 ② 采用推流式生物接觸氧化池時，為避免前端有機物負荷過高可采用多點進水。 ③ 應(yīng)嚴格控制溶解氧濃度，供氧不足會造成生物膜大范圍脫落，導(dǎo)致運行失敗。 5． 內(nèi)循環(huán) UASB 反應(yīng)器＋氧化溝工藝處理啤酒廢水 此工藝采用厭氧和好氧相串聯(lián)的方式，厭氧采用內(nèi)循環(huán) UASB 技術(shù)，好氧處理用地有一處狹長形池塘，為了降低土建費用，因地制宜，采用氧化溝工藝。本處理工藝的關(guān)鍵設(shè)備是 UASB 反應(yīng)器。該反應(yīng)器是利用厭氧微生物降解廢 水中的有機物，其主體分為配水系統(tǒng)，反應(yīng)區(qū)，氣、液、固三相分離系統(tǒng)，沼氣收集系統(tǒng)四個部分。厭氧微生物對水質(zhì)的要求不象好氧微生物那么寬，最佳 pH 為 － ，最佳溫度為 35℃ － 40℃ [2]，而本工程的啤酒廢水水質(zhì)超出了這個范圍。這就要求廢水進入 UASB 反應(yīng)器之前必需進行酸度和溫度的調(diào)節(jié)。這無形中增加了電器。儀表專業(yè)的設(shè)備投資和設(shè)計難度。 內(nèi)循環(huán) UASB 技術(shù)是在普通 UASB 技術(shù)的基礎(chǔ)上增加一套內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)，它包括回流水池及回流水泵。 UASB 反應(yīng)器的出水水質(zhì)一般都比較穩(wěn)定，在回流系統(tǒng)的作用下重新回到配水系統(tǒng)。這樣 一來能提高 UASB 反應(yīng)器對進水水溫、 pH 值和 COD 濃度的適應(yīng)能力，只需在 UASB 反應(yīng)器進水前對其pH 和溫度做一粗調(diào)即可。 UASB 反應(yīng)器采用環(huán)狀穿孔管配水，通過三相分離器出水，并在三相分離器的上方增加側(cè)向流絮凝反應(yīng)沉淀器，它由玻璃鋼板成 60176。 安裝而成，能在最大程度上截留三相分離出水中的顆粒污泥。 此處理工藝主要有以下特點： ① 實踐證明，采用內(nèi)循環(huán) UASB 反應(yīng)器＋氧化溝工藝處理啤酒廢水是可行的，其運行結(jié)果表明 COD 總?cè)コ矢哌_ 95％以上。 ② 由于采用的是內(nèi)循環(huán) UASB 反應(yīng)器和氧化溝工藝串聯(lián)組合的方式， 可根據(jù)啤酒生產(chǎn)的季節(jié)性、水質(zhì)和水量的情況調(diào)整 UASB 反應(yīng)器或氧化詢處理運行組合，以便進一步降低運行費用。 6． UASB+SBR 法處理啤酒廢水 本處理工藝主要包括 UASB 反應(yīng)器和 SBR 反應(yīng)器。將 UASB 和 SBR兩種處理單元進行組合，所形成的處理工藝突出了各自處理單元的優(yōu)點， 使處理流程簡潔，節(jié)省了運行費用，而把 UASB 作為整個廢水達標排放的一個預(yù)處理單元，在降低廢水濃度的同時，可回收所產(chǎn)沼氣作為能源利用。同時，由于大幅度減少了進入好氧處理階段的有機物量，因此降低了好氧處理階段的曝氣能耗和剩余污泥產(chǎn)量，從而使整個廢水處理過程的費用大幅度減少。采用該工藝既降低處理成本，又能產(chǎn)生經(jīng)濟效益。并且 UASB 池正常運行后，每天產(chǎn)生大量的沼氣，將其回收作為熱風爐的燃料，可供飼料烘干使用。 UASB 去除 COD 達7500 kg/d，以沼氣產(chǎn)率為 ， UASB 產(chǎn)氣量為 3500m3 /d(甲烷含量為 55%～ 65%)。沼氣的熱值約為 22680kJ/m3 ，煤的熱值為 21000 kJ/t 計算，則 1m3 沼氣的熱值相當于 1 kg 原煤，這樣可節(jié)煤約 4 t/d 左右，年收益約為 萬元。 UASB+SBR 法處理工藝與水解酸 化 +SBR 處理工藝相比有以下優(yōu)點： （ 1） “ UASB+SBR”工藝合理 , 實用性強。 本工藝的核心為 SBR 池，整個工藝經(jīng)歷缺氧、好氧過程，能有效控制絲狀菌的生長，防止污泥膨脹，有效去除氨氮；因反應(yīng)前、中期水中有機物濃度高，微生物處于對數(shù)生長， 處理速度快， 氧利用率高，從而降低了能耗；同時，工藝調(diào)節(jié)靈活，進水、曝氣、沉淀、排水時間可根據(jù)實際情況調(diào)節(jié)易于操作。適合不同規(guī)模的啤酒企業(yè)使用。 (2)處理流程簡單 ,安裝操作及維修很方便。待處理污水經(jīng)匯集后，泵入UASB 反應(yīng)器，其流速、進水量按設(shè)定工藝參數(shù)控制，污無需攪 拌設(shè)備，后污水自然升流至 SBR 池，間歇式曝氣沉淀后排放，工藝過程簡單。構(gòu)筑物 UASB 反應(yīng)器中沉池、 SBR 池為半地下式的鋼混結(jié)構(gòu)，曝氣裝置（除曝氣頭外）可現(xiàn)場制作，安裝制作簡單，操作控制靈活，可自控也可手動，維修保養(yǎng)也很方便。 （ 3）投資費用低，比國外同類型設(shè)備價格低 60%。 （ 4）處理能力大，處理效果好。 UASB 反應(yīng)器因反應(yīng)區(qū)聚積大量厭氧顆粒污泥，廢水與之接觸充分反應(yīng)速度快，可降解水中 80%以上的COD。反應(yīng)器頂部設(shè)置三相分離器，能及時將處理過程中形成的固 、液 、 氣分離，促進反應(yīng)進程。 SBR 池集進水、曝氣、沉 淀、排水于一體，擴大了反應(yīng)池的功能，不僅提高了處理速度而且處理效果明顯。該池可降解 90%以上的 COD 和 BOD。 （ 5）工藝成熟穩(wěn)定 ， 耐沖擊負荷 ， 水質(zhì)和水量的波動對出水影響小 ，工藝自動化程度較高 ， 運行管理和維修方便 ， 勞動定員少。 （三） . 本設(shè)計的方案確定 研究表明， UASB+SBR法 成功處理高濃度啤酒廢水的關(guān)鍵是培養(yǎng)出沉降性能良好的厭氧顆粒污泥。顆粒污泥的形成時厭氧細菌群不斷繁殖，積累結(jié)果，較多的污泥負荷有利于細菌獲得充足的營養(yǎng)基質(zhì)，故對顆粒污泥的形成和發(fā)展具有決定性的促進作用；適當高的水利負荷將長生污 泥的水利篩選，淘汰沉降性能差的絮體污泥而留下沉降性能好的污泥同時產(chǎn)生剪切力，使污泥不對流旋轉(zhuǎn)，有利于絲狀菌相互纏繞成球。此外，一定的進水堿度也是顆粒污泥形成的必要條件，因為厭氧生物的生長要求適當高的堿度，例如：產(chǎn)甲烷細菌生長的最適宜PH 值為 ～ 。一定的堿度既能維持細菌生長所需的 PH 值，又能保證足夠的平衡緩沖能力。由于啤酒廢水的堿度一般為 500～800mgL1（以 CaCO3 計），堿度不足，所以需投加姑爺碳酸鈉或氧化鈣加以補充。 應(yīng)該指出， 啤酒廢水中的乙醇是一種有效的顆?；龠M劑，它為 UASB的 成功運行提供了有利的條件 。 總之， UASB+SBR法 具有 效能高，處理費用低，電耗省，投資少，占地面積小等一系列優(yōu)點，很 適用于高濃度啤酒廢水的治理。其不足之處是 工藝先進 , 因此對管理人員的素質(zhì)要求較高。 第 三 章 啤酒廢水處理構(gòu)筑物設(shè)計與計算 第一節(jié) 格柵的設(shè)計計算 一 、 格柵的作用 格柵由一組平行的金屬柵條或篩網(wǎng)制成，安裝在廢水渠道的進口處，用于截留較大的懸浮物或漂浮物，主要對水泵起保護作用，另 外可減輕后續(xù)構(gòu)筑物的處理負荷。 二、設(shè)計參數(shù) 取中格柵；柵條間隙 d=10mm； 柵前水深 h=；過柵流速 v=； 安裝傾角α =45176。；設(shè)計流量 Q=3000m3/d= 三 、 設(shè)計計算 H 1 hh 2h 1h 1hHB 1 B 11B1 50010 002H 1tg圖2 .1 格柵 設(shè)計計算草圖 格柵設(shè)計計算草圖 （一）柵條間隙數(shù) (n) max sinQan bhv= 式中： Q 設(shè)計流量， m3/s α 格柵傾角，度 b 柵條間隙， m h 柵 前水深， m v 過柵流速， m/s 45sin35..00????n = 取 n=13 條 （二）柵槽有效寬度 (B) 設(shè)計采用φ 20 圓鋼為柵條 ,即 s= B=S(n1)+en 式中： S 格條寬度， m n 格柵 間隙數(shù) b 柵條間隙， m B=(1 31)+1 3 = （三）進水渠道漸寬部分長度 (l1) 設(shè)進水渠道內(nèi)流速為 ,則進水渠道寬 B1=, 漸寬部分展開角取為 20176。 則 l1=112 tgaBB?? 式中： B 柵槽寬度， m B1 進水渠道寬度， m 1a 進水渠展開角 度 l1=0202 tg?? = （四）柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度（ l2） l2= l1/2= = （五）過柵水頭損失（ h1） 取 k=3,β =(柵條斷面為圓形 )， v= h1 = 24 / 3( ) sin2svk dgba 式中： k 系數(shù)，水頭損失增大倍數(shù) β 系數(shù)，與斷面形狀有關(guān) S 格條寬度， m d 柵條凈隙， mm v 過柵流速， m/s α 格柵傾角，度 h1= 0234 45s i n ????????? = （六）柵槽總高度 (H) 取柵前渠道超高 h2= 柵前槽高 H1=h+h2= 則總高度 H=h+h1+h2 =++ = （七）柵槽總長度 (L) L=l1+l2+++ 145Htg176。 =++++ 45tg176。 = （八）每日柵渣量 (W) 取 W1= 則 W= 12864001000QWK??? 式中： Q 設(shè)計流量， m3/s W1 柵渣量 (m3/103m3污水 )，取 ～ ,粗 格柵用小值，細格柵用大值，中格柵用中值 W= 0 .0 3 5 0 .0 6 8 6 4 0 01 .5 1 0 0 0??? = m3/d(可采用人工清渣 ) 第