UASB好氧接触氧化工艺处理啤酒废水

耿土锁
(南京大学城市资源学系，江苏南京　210093)

　　摘　要：投加充足的厌氧菌种和逐渐提高厌氧污泥床(UASB)的负荷，3个月左右UASB内就可形成生长良好的颗粒污泥并达到满负荷运行，整个系统对COD的去除率达96.6%，对SS的去除率约98%。该工艺运行稳定、处理效率高、能耗低，春季重新启动不必投加菌种，只需15～30d即可达到满负荷运行。
　　关键词：啤酒废水；上流式厌氧污泥床；好氧接触氧化池
　　中图分类号：X703
　　文献标识码：C
　　文章编号：1000-4602(2002)10-0071-02

1　废水特征

　　山东省某啤酒厂在刷罐和超滤过程中产生废水约800～1200m³/d(不包括可直接排放的洗瓶废水)，废水中COD为3000～5000 mg/L，BOD₅为2000～3000mg/L，SS一般为2000mg/L(多为碎麦壳类悬浮物)，pH值一般在4.5～5.0左右(酸性物质主要是发酵过程产生的有机酸，可生物降解，但其对厌氧菌尤其是甲烷菌有抑制作用)。废水的温度随生产季节的不同变化范围很大，每年的启动和停产阶段废水温度一般只有15～20℃，而高峰期则达35～40℃。由于生产过程是批量式的，即一罐一罐式进行的，故水质波动也较大。

2　处理工艺

　　 废水处理工艺如图1所示。

　　转鼓式过滤机用以回收水中的麦壳类物质。调节池用以均化水质，由于该厂的规模不大，所以调节池的水力停留时间很长以充分缓减水质波动对生物处理的影响，为便于废水的保温，调节池采用地下式。由于该厂地处市区，用地较紧张，所以废水厌氧处理单元和好氧处理单元分别选择了占地面积较小的上流式厌氧污泥床(见图2)和好氧接触氧化池。好氧接触氧化池脱落的生物膜在斜板沉淀池中被去除。此外，在平面布置中将厌氧池、好氧池和斜板沉淀池连成一体以最大限度地节省占地，同时又可减少废水流动的能耗。

　　转鼓过滤机尺寸为DN0.80m×2.00m，调节池尺寸为8.00m×6.00m×2.80m，UASB尺寸为8.00m×6.60m×5.00m，好氧接触氧化池尺寸为6.60m×3.60m×4.50m，斜板沉淀池尺寸为6.60m×1.2m×3.80m。

3　调试和运行

3.1　厌氧池调试
　　厌氧污泥取自某酒精厂的废水厌氧处理池，污泥的投放体积多达84m³(投加到厌氧池高度的1/3，污泥层深约为1.6m)，干物质的浓度为2%～3%。
　　开始阶段的负荷仅为0.10kgCOD/(m³·d)，且负荷增加速率慢，2周后负荷仅增加到0.12kgCOD/(m³·d)左右。调试初期的室外温度及厌氧池内水温都很低(水温只有15℃左右，最低为12℃)，这给厌氧菌种的增殖带来很不利的影响。但由于所用厌氧池结构非常合理(能够均匀布水和有效地防止厌氧菌种的流失)，抗干扰能力强，所以顺利度过了该不利阶段。
　　在投加菌种2周后，厌氧菌种逐渐适应了新的环境，所以厌氧池的负荷呈指数上升，平均每周增加30%～40%，两个半月后厌氧池的负荷达到了5.0kgCOD/(m³·d)，即实现了满负荷运行。此时，池内的厌氧颗粒污泥直径达3～5mm，活性高且沉降性能好。
　 在调试过程中需经常测定厌氧池内废水的pH值，如果它降到接近于6，则应向池中投加碳酸钠进行中和以保持废水的pH值在6.5～7。由于废水中的酸性物质为可被厌氧菌所降解的有机酸，所以在调试过程(乃至后来几年的实际运行中)中很少投加碱性物质。另外，由于啤酒废水中的营养物质丰富，故在调试和实际运行中也不必投加营养物质。
3.2　好氧池调试
　　好氧池的启动从1997年5月中旬开始，2周后好氧池的处理负荷即达到2.60kgCOD/(m³·d)以上，实现了正常运行。
3.3　处理效果
　　 该工艺的处理效果见表1。

表1　厌氧—好氧法处理啤酒废水的运行结果 水质指标 原水(mg/L) 转鼓过滤机 调节池 厌氧池 好氧部分 总去除率(%) 出水(mg/L) 去除率(%) 出水(mg /L) 去除率(%) 出水(mg/L) 去除率(%) 出水(mg/L) 去除率(%) SS 3 500～4 500 3 200～4 060 10 3 040～3 650 5～10 548～608 80～85 110～135 78～80 96.6 COD 2 600～3 100 2 520～2 950 3～5 2 270～2 510 10～15 502～568 75～80 50～80 86～90 97.3～98

　　由表1可知，转鼓过滤机对SS的 去除率达10%以上，随着麦壳类有机物的去除，废水中的有机物浓度也有所降低。调节池既有调节水质、水量的作用，还由于废水在池中的停留时间较长而有沉淀和厌氧发酵作用。由于增加了厌氧处理单元，该工艺的处理效果非常好。上流式厌氧污泥床能耗低、运行稳定、出水水质好，有效地降低了好氧生化单元的处理负荷和运行能耗(因为好氧处理单元的能耗直接和处理负荷成正比)。好氧处理(包括好氧生物接触氧化池和斜板沉淀池)对废水中SS和COD均有较高的去除率，这是因为废水经过厌氧处理后仍含有许多易生物降解的有机物。
　　该工程自1997年投产以来的运行表明，工艺处理效果好、操作简单、稳定性高。尽管冬季停产达4个月以上，但春季重新启动非常容易、恢复速度快，不到1个月就可获得很好的污泥活性和稳定的处理效果。由于啤酒厂每年4月份开始生产并逐渐增加产量，所以废水处理负荷是逐渐增加的，这利于厌氧池的恢复。

4　结语

　　上流式厌氧污泥床和好氧接触氧化池相串联的啤酒废水处理工艺具有处理效率高、运行稳定 、能耗低、容易调试和易于每年的重新启动等特点。只要投加占厌氧池体积1/3的厌氧污泥菌种，就能够保证污泥菌种的平稳增长，经过3个月的调试UASB即可达到满负荷运行。整个工艺对COD的去除率达96.6%，对悬浮物的去除率达97.3%～98%，该工艺非常适合在啤酒废水处理中推广应用。

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　　收稿日期：2002-04-12