新型接触氧化法处理啤酒生产废水

李俐敏¹，王裕金²，王秀凤²，刘浩²
（1.新乡市环境保护监测站，河南新乡 453003；2.新乡市环境保护科学研究所，河南新乡 453000）

　　摘　要：采用VTBR（垂直折流生化反应器）加气浮工艺处理啤酒废水。当CODcr及BOD₅的质量浓度分别为1500－2500mg/L和800－1500mg/L时，CODcr及BOD5的去除率均达90％以上，出水达到了排 放标准。处理费用为0.55元/m³。
　　关键词：啤酒废水；废水处理；气浮；接触氧化
　　中图分类号：X703.1；X797
　　文献标识码：A
　　文章编号：1009－2455（2002）06－0056－03

A New Contact Oxidation Process for Treatment of Wastewater from Beer Brewery
LI Li-min¹, WANG Yu-jin², WANG Xiu-feng², LIU Hao²
(1. Xinxiang Environmental Monitoring Station, Xinxiahg, 453003, China;2. Xinxiang Environmental Science Institute, Xinxiang, 453000, China)

　　Abstract: A combined process of vertical tubular biological reactor (VTBR) and air-floatation has been used to treat the wastewater from a beer brewery. When the p(CODcr) and ρ(BOD₅) in the wastewater were 1500-2500mg/L and 800--1500mg/L respectively, the removal rate of CODcr and that of BOD₅ were both above 90% and the effluent water reached the discharge standard, the cost of the treatment heing 0.55 yuan/m³.
　　Key words: wastewater from beer brewery; wastewater treatment; air-floatation; contact oxidation

　　啤酒工业废水中含有大量的有机物，CODcr的质量浓度一般为1000－2500mg/L，可生化性较好。治理的方法多是采用好氧生物处理，也可先采用厌氧处理，降低污染负荷，再用好氧生物处理。目前国内外啤酒工业废水的处理工艺较多，大致有：活性污泥法、生物转盘法、生物接触氧化法、厌氧生物法等。而本文介绍的是一种新型的生化反应器。
　　已知在常温和常压下，水中溶解氧与压力有如下关系：
　　　　　　C_s＝C_s0×p/p₀ 　　 （1）
　　式中：C_s，C_s0——压力分别为p，p0时氧在水中的饱和溶解度，mg/L。
当水中的溶解氧质量浓度低于饱和溶解度时氧的传递速率为：
　　　　　　　dC/dt=K_La×(C_s-C）（2）
　　式中：KLa——氧总转移系数，L/h；
　　　　　C——水中实际溶解氧质量浓度，mg/L。
　　由以上两式知压力越高水中溶解氧质量浓度越大，氧传递速率越快，根据这一原理我们研制出了垂直折流生化反应器（VTBR）。其主要特点为：该反应器高达10m，由于水深，与传统生物接触氧化法相比增加了氧利用率，供气量小，容积负荷高，内设导流板，可以使水在反应器中形成环流，提高了处理效率。并且占地面积小，总投资少，操作管理方便，无污泥膨胀问题、无异味污染。该装置已在河南省新乡市亚洲啤酒有限公司废水处理工程中运用。实践证明该工艺是可行的，为啤酒废水处理提供了一个成功实例。该工程被评为1999年河南省环保局主办的环境污染防治工程优秀设计一等奖。

1 废水水质水量及排放标准

　　该啤酒厂生产能力为10×10⁴t/a，废水量排放为2040m³/d，主要废水指标如表1。

表1 啤酒废水水质

取样地点 ρ(CODcr)/
(mg.L^-1) ρ(BOD₅)/
(mg.L^-1) ρ(SS)/
(mg.L^-1) pH值 麦芽车间 1500 800 100 6-7 糖化车间 4000 2000 1500 6-7 发酵车间 2000 1000 500 6-7 罐装车间 400 200 300 6-7 总排放口 2000 1100 1000 6-7

　　设计水量：2040m³/d
　　设计水质：p（CODcr）＝1500－2500mm/L；p（BOD5）＝800－1500mg/L；ρ（SS）＝1000－2500mg/L；pH＝6-7。
　　根据环保部门要求废水处理后水质必须达到以下指标：
　　　　　　ρ（CODcr）≤150mg/L；ρ(BOD₅）≤60mg/L；ρ（SS）≤200mg/L； pH=6－9。

2 废水处理工艺设计

　　废水处理工艺流程如图1所示。
　　废水首先通过微滤机去除大部分悬浮物，出水进入调节池，然后中提升泵打入VTBR反应器中进行生化处理，通过风机强制供风使废水与填料接触，维持生化反应的需氧量，VTBR反应器出水进入沉淀器，去除一部分脱落的生物膜以减轻气浮设备的处理负荷，之后流人气浮设备去除剩余的生物膜，污泥及浮渣送往污泥池浓缩后脱水。

3 主要构筑物及设备

3.1 调节池
　　由于啤酒厂所排废水水质、水量不稳定，波动大，故设调节池1座兼作提升泵集水井。外形尺寸为15m×6m×3.5m，停留时间4h。内设80WG污水泵2台，1用1备。
3.2 VTBR反应器
　　VTBR反应器利用原有废旧酒精罐改造而成，罐高10m，直径4.5m。分为并联运行的2组，每组串联5个，共计10个。均采用鼓风机供气，曝气装置为KBB－215可变孔式曝气器，内设BRT半软性生物填料，反应器外部加有一层保温材料。
　　VTBR反应器（Ⅰ）
　　容积负荷（以CODcr计）为：3kg/(m³·d），停留时间9h。
　　VTBR反应器（Ⅱ）
　　容积负荷（以CODcr计）为：2kg/（m³·d），停留时间6h。
3.3 沉淀器
　　 利用原有废旧酒精罐改造而成，钢制设备直径6m，内设斜管，有效水深3.5m，停留时间1.5h，表面水力负荷：3m³/（m²·h）。
3.4 气浮设备
　　 采用QF－100型成套气浮设备包括溶气罐、空压机、刮渣机、回流泵、释放器。溶气罐压力为0.25－0.3MPa，回流比30％－40％。
3.5 风机
　　 机房设RE－145型高压鼓风机2台，1用1备，H＝98kPa，q＝24.5m³/min，N＝75kW。

4 处理效果

　　工程由环保监测部门连续2d采样监测，其监测结果如表2。

表2 啤酒废水验收监测结果

原水 生化出水 气浮出水 ρ(CODcr)/
(mg.L^-1) ρ(BOD₅)/
(mg.L^-1) ρ(SS)/
(mg.L^-1) pH值 ρ(CODcr)/
(mg.L^-1) ρ(BOD₅)/
(mg.L^-1) ρ(SS)/
(mg.L^-1) pH值 ρ(CODcr)/
(mg.L^-1) ρ(BOD₅)/
(mg.L^-1) ρ(SS)/
(mg.L^-1) pH值 1650 846 774 5.06 208 97.8 226 7.40 90.5 19.38 137 7.60 1690 841 1417 5.98 231 109.4 197 7.40 97.2 24.52 101 7.62 1780 980 1678 5.98 221 104.3 277 7.50 114 28.24 108 7.64 1707 888 1290 5.63 220 103.8 233 7.43 101 24.05 115 7.62 2370 1475 2354 6.20 185 86.72 295 7.48 95.0 18.42 111 7.74 1570 876 2498 7.18 203 78.02 318 7.62 124 26.55 129 7.78 3490 1676 4459 6.90 253 120.6 326 7.60 123 28.22 104 7.70 2477 1342 3104 6.76 214 95.11 313 7.57 114 24.40 115 7.74 2092 1115 2197 6.20 217 99.46 273 7.50 108 24.23 115 7.68

　　由表2知，出水产（CODcr）＜150mg/L，ρ（BOD₅）＜30mg/L，ρ（SS）＜200mg/L，pH＜8，各项指标均达到了国家二级排放标准。

5 技术经济分析

　　该厂污水处理站设计水量2040m³/d，占地面积1000m²，工程总造价234万元。设备总装机功率156.12kw，运行功率78.62kw，劳动定员15人，四班三运转，处理费用0.55元/m³污水。

6 结论及经验

　　①VTBR反应器由废旧酒精罐改造而成，节省了投资。与钢筋混凝土结构相比，具有一次性投资低，运行稳定，处理效果好等特点。
　　②冬季运行时，在VTBR反应器外部加了一层保温材料，使罐中始终保持较高的温度，提高了生物的活性。
　　③因 VTBR反应器高达10m左右，水深大，所选用风机为高压风机，风压为98kPa，N＝75kw，耗电量大。

---

　　作者简介:李俐敏（1968－），女，河南新乡人，1990年毕业于南京华东工学院环境监测专业，学士学位，工程师，现为河南省新乡市环境保护监测站副站长，主要从事环境监测及废水治理研究工作，河南省新乡市和平路236号，电话（0373）3041303，[email protected]。