啤酒生產廢水厭氧反應器處理設備簡介:
一、啤酒廢水的來源及特點
啤酒是以大麥和水為主要原料,大米或谷物、酒花為輔料,經過糖化和發酵制成的富含營養物質和CO2的飲料酒,酒精含量為3%-6%。啤酒生產中主要利用糧食中的淀粉,而大部分蛋白質等其他物質則殘留在麥糟及凝固物中,同時還排出酵母等副產物。啤酒行業是耗水量較大的行業,雖然各企業間有較大差別,一般說來每生產1t啤酒的耗水量為10-50t。啤酒的釀造方法隨啤酒的種類不同而異,但是大致可分為制麥芽、糖化、發酵、洗瓶及灌裝等主要工序。
啤酒廢水主要來自麥芽車間(浸麥廢水)、糖化車間(糖化,過濾洗滌廢水)、發酵車間(發酵罐洗滌,過濾洗滌廢水)、灌裝車間(洗瓶,滅菌廢水及瓶子破碎流出的啤酒)以及生產用冷卻廢水等。
啤酒工業廢水主要含糖類、醇類等有機物,有機物濃度較高,雖然無毒,但易于腐,排入差別,處于高峰流量時的啤酒廢水,有機物含量也處于高峰。
二、啤酒廢水的處理方法
鑒于啤酒廢水具有良好的生物可降解性,處理方法主要以生物法為主。由于廢水中含有大量的懸浮物,進入生物處理單元之前需要進行預處理。目前,啤酒廢水的生物處理技術主要有接觸氧化法、SBR法、厭氧-好氧聯合處理技術等。
1.接觸氧化法
接觸氧化法是20世紀80年代國內處理啤酒廢水的主要工藝,由于進水的COD濃度高,一般采用兩級接觸氧化工藝。采用接觸氧化法可以防止高糖含量廢水引起污泥膨脹的現象,并且不用投配N、P營養和污泥回流。
2.SBR法
SBR法運行方式靈活,可以根據水質水量的變化調整一個周期的各個工段的運行時間。由于整個處理過程中缺氧、充氧交替發生,限制了絲狀菌過度繁殖,同時采用限制曝氣方式,增大反應過程中的傳質梯度,故處理效果較為理想。
3.酸化-SBR工藝
這種方法在處理啤酒廢水時,厭氧反應放棄反應時間長、控制條件要求高的甲烷發酵階段,將反應控制在酸化階段,故水解池體積小,不需要收集產生的沼氣,簡化了構造,降低了造價,便于維護,且產生的剩余污泥量少。同時,經水解反應后溶解性COD比例有所增加,有利于微生物對基質的攝取,為后續好氧生物處理創造更為有利的條件。酸化-SBR法處理高濃度啤酒廢水效果比較理想,去除率可以達到95%以上,高可達99%。酸化-SBR法處理中高濃度啤酒廢水時,前置酸化工藝的運行至關重要,酸化效果的好壞直接影響SBR反應器的處理效果,而有機物的去除主要集中在SBR反應器中。酸化-SBR法處理啤酒廢水受進水堿度和反應溫度的影響,溫度是24℃ ,堿度范圍是500-750mg/L。
4.UASB-好氧接觸氧化工藝
上流式厭氧污泥床能耗低、運行穩定、出水水質好,有效地降低了好氧生化單元的處理負荷和運行能耗。好氧接觸氧化對廢水中SS和COD均有較高的去除率,這是因為廢水經過厭氧處理后仍含有許多易生物降解的有機物。上流式厭氧污泥床和好氧接觸氧化池想串聯的啤酒廢水處理工藝具有處理效率高、運行穩定、能耗低、容易調試和易于重新啟動等特點。整個工藝對COD的去除率可達95%以上,對懸浮物的去除率可達97%以上。
5.內循環UASB反應器+氧化溝工藝
UASB反應器的出水水質一般都比較穩定,通過內循環回流能提高UASB反應器對進水水溫、pH值和COD濃度的適應能力。后續的氧化溝可以得到優良的出水水質,因此這一組合工藝適合對處理出水水質要求高的場合。此外,內循環UASB反應器可根據啤酒生產的季節性、水質和水量的變化情況實時調整運行參數,能進一步降低運行費用。
三、啤酒廢水處理工程實例
(一)工程概況
某啤酒公司以大麥和大米為主要原料,輔以啤酒花和鮮酵母制造啤酒,年產啤酒10萬噸。廢水處理工程的設計規模為3500m³/d ,合146 m³/h。
(二)處理工藝
1.生產工藝及水質
該企業的啤酒生產工藝如圖3-2-5所示。廢水主要來源有糖化車間的糖化、過濾洗滌水;發酵過程的發酵罐洗滌、過濾洗滌水;罐裝過程洗瓶、滅菌及破瓶啤酒;冷卻水和成品車間洗滌水等。
設計進水水質為:COD=2500mg/L,BOD=1800 mg/L,SS=400 mg/L。
由于處理后的出水終排放的去向是城市污水管道,因此執行《污水綜合排放標準》(GB8978-1996)中的一級(新擴改)標準,即COD<100mg/L,BOD<20 mg/L,SS<20 mg/L。
2.處理工藝
本工程廢水屬中高濃度有機廢水,可生化性好,適合采用生化處理。通過工藝的選擇比較,設計中采用了厭氧UASB和好氧SBR的組合工藝。
針對廢水懸浮物較多的特點,采用格柵和固液分離機兩級預處理進行去除,避免對后續UASB的影響。
3.工藝流程
本工程工藝流程如圖三所示。廢水先經細格柵去除雜物后,經固液分離機去除麥麩等大顆粒懸浮物,后進入集水井,由潛污泵提升進入調節池,調節水量水質后經過二次提升進入UASB反應器。UASB反應器處理后的出水進入好氧SBR曝氣池。處理后達標排放。設計中UASB前設有酸堿調節設施。曝氣池產生的剩余污泥重力排入調節池,由調節池提升進入厭氧池。從厭氧UASB池排除的剩余污泥進入污泥濃縮池,經濃縮后由帶式污泥脫水機進行脫水處理。濃縮池的上清液和脫水機房清液流回集水井。脫水后的污泥外運填埋或經堆肥等處理后制成生物有機肥。
4.主要設計參數
(1)進水格柵和固液分離機設一道細格柵,柵條間隙5mm。固液分離機采用轉筒式,帶自動沖洗裝置。分離出的固體廢棄物可以同生活垃圾一同處理。
(2)集水井和調節池 集水井設有2臺潛污泵提升廢水進入調節池。調節池內設有提升泵組,將廢水提升進入UASB反應器。調節池HRT=8h。有效容積1170m³ ,結構尺寸22.0mX12.0mX5.0m。
(3)UASB反應器 有機負荷5.5kgCOD/(m³·d),有效容積1580m³,,數量2座,單池尺寸13.75m×5.65m,有效水深5.3m。設計去除效率COD85%、BOD85%、SS50%。
(4)SBR反應器 污泥負荷0.25kgCOD/(m³·d),有效容積1735m³,數量2座,單池尺寸18.33m×4.65m, 有效水深4.2m。選用膜片微孔曝氣管300根,單管長2.2m。
(5)鼓風機 SBR曝氣的氣水比10:1。風機選用SSR150型3臺,2用1備。單臺流量 13.50m³/min, 功率18.5Kw。
(6)污泥處理系統 污泥處理系統包括濃縮池,污泥脫水機和加藥系統等。濕污泥產量140m³/d。污泥濃縮池停留時間18h,有效容積105m³結構尺寸:6.0m×6.88m , 有效水深6.38m.脫水機房選用帶式壓濾脫水機1臺,帶寬1m。