【正文】 產(chǎn)生污泥的水力篩選，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(shí)產(chǎn)生剪切力 ，使污泥不斷旋轉(zhuǎn)，有利 于絲狀菌互相纏繞成球。一定的堿度既能維持細(xì)菌生長(zhǎng)所需的 pH值，又能保證足夠的平衡緩沖能力［ 16,17］。研究表明［ 4,15］，在 UASB啟動(dòng)階段，保持進(jìn)水堿度不低于 1000 mg/l對(duì)于顆粒污泥的培養(yǎng)和反應(yīng)器在高負(fù)荷下的良好運(yùn)行十分必要。 總之， UASB具有效能高，處理費(fèi)用低，電耗省，投資少，占地面積小等一系列優(yōu)點(diǎn)，完全適用于高濃度啤酒廢水的治理。 由上可知，采用厭氧 +好氧的工藝處理啤酒廢水是比較合適的，先厭氧使微生物處理掉較多的有機(jī)物，然后接好氧工藝做后續(xù)處理，是廢水達(dá)標(biāo)排放是我們這次設(shè)計(jì)的大方向。 各種流程比較 （ 1） 酸化 — SBR法處理啤酒廢水：其主要處理設(shè)備是酸化柱和 SBR反應(yīng)器。同時(shí)，經(jīng)水解反應(yīng)后溶解性COD比例大幅度增加，有利于微生物對(duì)基質(zhì)的攝取，在微生物的代謝過(guò)程中減少了一個(gè)重要環(huán)節(jié)，這將加速有機(jī)物的降解，為后續(xù)生物處理創(chuàng)造更為有利的條件。 要想使此方法在處理啤酒廢水達(dá)到理想的效果時(shí)運(yùn)行環(huán)境要達(dá)到下列要求： 酸化 — SBR法處理中高濃度啤酒廢廢水，酸化至關(guān)重要，它具有兩個(gè)方面的作用，其一是對(duì)廢水的有機(jī)成分進(jìn)行改性，提高廢水的可生化性；其二是對(duì)有機(jī)物中易降解的污染物有不可忽視的去除作用。 酸化 — SBR法處理啤酒廢水受進(jìn)水堿度和反應(yīng)溫度的影響，最佳溫度是 24℃，最佳堿度范圍是 500～750mg/L。 （ 2） UASB— 好氧接觸氧化工藝處理啤酒廢水：此處理工藝中主要處理設(shè)備是上流式厭氧污泥床和好氧接觸氧化池，處理主要過(guò)程為：廢水經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)鼓過(guò)濾機(jī)，轉(zhuǎn)鼓過(guò)濾機(jī)對(duì) SS的 去除率達(dá) 10%以上，隨著麥殼類 有機(jī)物的去除，廢水中的有機(jī)物濃度也有所降低。由于增加了厭氧處理單元，該工藝的處理效果非常好。好氧處理 (包括好氧生物接觸氧化池和斜板沉淀池 )對(duì)廢水中 SS和 COD均有較高的去除率，這是因?yàn)閺U水經(jīng)過(guò)厭氧處理后仍含有許多易生物降解的有機(jī)物。上流式厭氧污泥床 和好氧接觸氧化池相串聯(lián)的啤酒廢水處理工藝具有處理效率高、運(yùn)行穩(wěn)定 、能耗低、容易調(diào)試和易于每年的重新啟動(dòng)等特點(diǎn)。整個(gè)工藝對(duì) COD的去除率達(dá) %，對(duì)懸浮物的去除率達(dá) %～ 98%，該工藝非常適合在啤酒廢水處理中推廣應(yīng)用。水解酸化不僅能去除部分有機(jī)污染物，而且提高了廢水的可生化性，有益于后續(xù)的好氧生物接觸氧化處理。然而，如果由于某些構(gòu)筑物的構(gòu)造設(shè)計(jì)考慮不周會(huì)影響運(yùn)行效果，致使出水水質(zhì)不理想，使生物接觸氧化池的出水 (靜沉 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(dá) 300 mg/L，遠(yuǎn)高于排放要求 (150 mg/L)。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(jì)了污泥斗，所以池子的后部很快就淤滿了污泥。針對(duì)污泥淤積情況，在水解酸化池前可增設(shè)一級(jí)混凝氣浮以去除水中的懸浮物，經(jīng)此改進(jìn)后水解酸化池能長(zhǎng)期、穩(wěn)定、有效地運(yùn)行，其出水 COD也從 1100～ 1200 mg/L降至 900 ～ 1000mg/L，收到了較好的效果。因此，在設(shè)計(jì)采用水解酸化處理懸浮物濃度高的污水時(shí)，可增設(shè)污泥斗的數(shù)量以便及時(shí)排除沉淀污泥。 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(jī)物負(fù)荷較高，使得供氧第 9 頁(yè)，共 38 頁(yè) 相對(duì)不足，此時(shí)該處的生物膜呈灰白色，處于嚴(yán)重的缺氧狀態(tài)，而池末端成熟的好氧生物膜呈琥珀黃色。這些因素使得生物接觸氧化池沒(méi)有發(fā)揮出應(yīng)有的作用，處理效果不理想。改為多點(diǎn)進(jìn)水并經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的穩(wěn)定運(yùn)行后，生物接觸氧化池的出水 (30 min的澄清液 )COD為 200～ 300 mg/L。 在調(diào)試運(yùn)行過(guò)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(shí)有發(fā)生。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(dòng)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(jìn)一步造成缺氧，如此形成惡性循環(huán)致使處理效果惡化。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。②采用推流式生物接觸氧化池時(shí)，為避免前 端有機(jī)物負(fù)荷過(guò)高可采用多點(diǎn)進(jìn)水。 （ 4） 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(zhǎng)形池塘，為了降低土建費(fèi)用，因地制宜，采用氧化溝工藝。該 反應(yīng)器是利用厭氧微生物降解廢水中的有機(jī)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(gè)部分。這就要求廢水進(jìn)入 UASB反應(yīng)器之前必需進(jìn)行酸度和溫度的調(diào)節(jié)。儀表專業(yè)的設(shè)備投資和設(shè)計(jì)難度。 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)。 UASB反應(yīng)器采用環(huán)狀穿孔管配水，通過(guò)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。 此處理工藝主要有以下特點(diǎn)：①實(shí)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(yùn)行結(jié)果表明 CODCr總?cè)コ矢哌_(dá) 95％以上。 （ 5） 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。第 10 頁(yè)，共 38 頁(yè) 同時(shí)，由于大幅度減少了進(jìn)入好氧處理階段的有機(jī)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(gè)廢水處理過(guò)程的費(fèi)用大幅度減少。并且 UASB池正常運(yùn)行后，每天產(chǎn)生大量的沼氣，將其回收作為熱風(fēng)爐的燃料，可供飼料烘干使用。沼氣的熱值約為 22 680kJ/m3，煤的熱值為 21 000 kJ/t計(jì)算，則 1m3沼氣的熱值相當(dāng)于 1 kg原煤，這樣可節(jié)煤約 4 t/d左右，年收益約為 元。 UASB取代原水解酸化池作為整個(gè)廢水達(dá)標(biāo)排放的一個(gè)預(yù)處理單元，削減了全部進(jìn)水 COD的 75%，從而降低后續(xù) SBR池的處理負(fù)荷，使 SBR池在廢水處理量增加的情況下，運(yùn)行周期同樣為 12 h，廢水也能達(dá)標(biāo)排放。同原工藝相比較，每天實(shí)際節(jié)約 1 500～ 2 500 m3廢水的處理費(fèi)用，節(jié)約能耗約 萬(wàn)元 /a。廢水經(jīng)過(guò)UASB處理后， 75%的有機(jī)物被去除，使 SBR處理負(fù)荷 大大降低，產(chǎn)泥量相應(yīng)減少。 由上可看出比較經(jīng)典的是傳統(tǒng)的水解酸化 +接觸氧化法與先進(jìn)的 UASB+SBR工藝法。 方案一為生物接觸氧化法；方案二為酸化 SBR法。 第二階段為水解酸化階段，水解、產(chǎn)酸階段的產(chǎn)物主要為小分子有機(jī)物，可生物降解性一般較好。水解酸化池對(duì) COD的去除率為 40%。接觸氧化池多極串聯(lián)，設(shè)計(jì)對(duì) COD去除率為 95%。經(jīng)過(guò)沉淀作用后，出水便可達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)排出廠區(qū)。濾液送到細(xì)格柵池子進(jìn)行處理。細(xì)格柵起初步的固液分離作用，故不設(shè)初沉池；酸化池中設(shè)填料，為細(xì)菌提供呈立體狀 的生物床，把水中的顆粒物質(zhì)和膠體物質(zhì)截留和吸附，同時(shí)在水解細(xì)菌作用下，將不溶解性有機(jī)物水解為溶解性物質(zhì)，在產(chǎn)酸菌協(xié)同作用下，將大分子物質(zhì)、難于生物降解的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為易于生物降解的小分子物質(zhì)微生物所需要的營(yíng)養(yǎng)，主要為碳水化合物、氮化合物、水、無(wú)機(jī)鹽類 (氮和磷 )及維生素。 方案二流程圖： 方案二的流程說(shuō)明： 第一階段為預(yù)處理階段，格柵 +調(diào)節(jié)池后，出水用泵直接打到水解酸化池，污水經(jīng)格柵去除較大的雜質(zhì)，經(jīng)調(diào)節(jié)池后， 水質(zhì)水量得到均化。 第三階段為 SBR反應(yīng)階段， SBR池為間歇式活性污泥池，集曝氣、沉淀于一身，進(jìn)一步降解小分子有機(jī)物，產(chǎn)泥少且不必回流污泥。 污泥處理經(jīng)濃縮池濃縮后，脫水外運(yùn)。該工藝以厭氧生化 SBR為主體。 SBR反應(yīng)池內(nèi)反應(yīng)時(shí)間約為 6h左右，水溫 20～ 25℃，污泥濃度 4000mg/L左右，出水水質(zhì)達(dá)到原 GB198212021一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)， COD總?cè)コ蚀笥?92%， BOD總?cè)コ蚀笥?98%。 第 12 頁(yè)，共 38 頁(yè) 4 污水處理方案比較 主要構(gòu)筑物設(shè)計(jì)參數(shù) 方案一 方案二 調(diào)節(jié)池停留時(shí)間 6h 6h 厭氧池容積負(fù)荷 停留時(shí)間 污泥產(chǎn)率 4h 4kgCOD/m3/d 10h 好氧池容積負(fù)荷 停留時(shí)間 污泥產(chǎn)率 11h 8h 二沉池停留時(shí)間 —— 構(gòu)筑物設(shè)計(jì)參數(shù)選擇說(shuō)明： (1) 調(diào)節(jié)池：調(diào)節(jié)池按 2200m3/d計(jì)算，停留時(shí)間設(shè)為 6h，有效水深為 4米。 (3) 好氧反應(yīng)器：方案一為接觸氧化 池，大部分的有機(jī)物在這里被降解，考慮到出水水質(zhì)的要求，停留時(shí)間較長(zhǎng)；方案二為 SBR反應(yīng)器，周期設(shè)為 8h，進(jìn)水時(shí)攪拌不曝氣，曝氣后有 2小時(shí)的攪拌時(shí)間用來(lái)去除 N、 P。 第 13 頁(yè)，共 38 頁(yè) 兩個(gè)方案主要構(gòu)筑物的比較表 主要設(shè)計(jì)參數(shù) 水解酸化 +接觸氧化工藝 UASB+SBR工藝 中格柵 中格柵 過(guò)水能力 Q=2200 m3/d（ 一 用一備） 過(guò)柵流速 v= m3/s 柵間距 10mm；柵條寬 10mm 單位柵渣 量 m3柵渣 /103 m3污水 同方案一 調(diào)節(jié)池及提升泵 調(diào)節(jié)池及提升泵 設(shè)計(jì)流量 Q=2200 m3/d 停留時(shí)間為 6h；池深 4m； 有效容積 550 m3；超高 尺寸： 12m 12m 攪拌機(jī)型號(hào)：JWH6501 提升泵揚(yáng)程 15m，流量 同方案一 提升泵揚(yáng)程 15m，流量 m3/h 水解酸化池 UASB反應(yīng)池 設(shè)計(jì)流量 Q=2200 m3/d 表面負(fù)荷 q= m3/ m2/d HRT=4h；有效水深 4m； 有效容積 370m3，超高 ， 尺寸 ： 10m 污泥產(chǎn)率 設(shè)計(jì)流量 Q=2200 m3/d 容積負(fù)荷 4kgCOD/ m3/d HRT=10h；有效水深 ； 有效容積 440 m3超高 尺寸： 4*6m 5m 污泥產(chǎn)率 水利負(fù)荷 m3/ m2/h 接觸氧化池 SBR反應(yīng)池 設(shè)計(jì)流量 Q=2200 m3/d 容積負(fù)荷 填料高度 3m；總高 HRT=11h；需氧量 15 m3/ m2 尺寸 ： 6*7m 9m 污泥產(chǎn)率 設(shè)計(jì)流量 Q=2200 m3/d 進(jìn)水 2h；周期 T=8h；設(shè) 4座 有效容積 4*445m3 SVI=100； MLSS=3000mg/l 充水比 有效水深 5m，超高 尺寸： 4*14m 7m 污泥負(fù)荷 二沉池 無(wú) 設(shè)計(jì)流量 Q=2200 m3/d，采用豎流式 表面負(fù)荷 q= m3/ m2/h HRT=；上升流速 v=：圓柱部分： Φ 圓 錐部分：錐底 Φ，傾角 55176。 第 15 頁(yè)，共 38 頁(yè) TP、 TN的去除 項(xiàng)目 水解 好氧處理 UASB好氧處理 Q=2200m3/d 進(jìn)水 TN=35mg/l TP=10mg/l 水解酸化池（ 300∶ 5∶ 1） UASB反應(yīng)器（ 250∶ 5∶ 1） 去除 BOD 350mg/l 1020mg/l 去除 N mg/l 去除 P 出水 TN mg/l 出水 TP 接觸氧化池（ 100∶ 5∶ 1） SBR反應(yīng)器（除磷 SBR） 去除 BOD 830mg/l 160 mg/l 去除 N （加 N肥） 60% 去除 P 出水 TN ≤ 5mg/l （達(dá)標(biāo)排放） ≤ （達(dá)標(biāo)排放） 出水 TP ≤ （達(dá)標(biāo)排放） ≤ （達(dá)標(biāo)排放） 由上 表可以看出兩個(gè)工藝流程對(duì) N、 P的去除均能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，方案二的出水水質(zhì)比方案一的較好 工藝方案的經(jīng)濟(jì)比較 根據(jù)這兩套流程的處理工藝，選擇合理的工藝設(shè)計(jì)參數(shù)，對(duì)兩個(gè)流程進(jìn)行工藝計(jì)算和工程投資及運(yùn)行費(fèi)用計(jì)算，分別說(shuō)明如下： 流程上的土建費(fèi)用 水解好氧工藝的土建費(fèi)用見下表 序號(hào) 構(gòu)筑物名稱 有效容積 /m3 數(shù)量 /個(gè) 土建費(fèi)用 /元 1 調(diào)節(jié)池 550 1 247500 2 水解酸化池 370 1 166500 3 接觸氧化池 1080 1 732910 4 二沉池 285 1 171000 5 儲(chǔ)泥池 33 1 16200 6 污泥濃縮池 90 1 58500 7 脫水機(jī)房 240 1 96000 8 鼓風(fēng)機(jī)房 300 1 120210 合計(jì) 1608610 UASB+SBR工藝的土建費(fèi)用見下表 序號(hào) 構(gòu)筑物名稱 規(guī)格 m3 數(shù)量 /個(gè) 土建費(fèi)用 /元 1 調(diào)節(jié)沉淀池 550 1 247500 2 UASB 440 1 374000 3 SBR 445 4 819550 4 污泥