張振家1，周長波2，熊慶明3
(1.上海交通大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，上海200240；
2.南開大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，天津300071；3.桂林漓泉啤酒有限公司，廣西桂林541000)

　　摘 要：廣西桂林漓泉啤酒有限公司采用UASB—SBR工藝進(jìn)行廢水處理，以城市污水處理廠的厭氧消化脫水污泥為接種污泥，運行約3個月時開始形成顆粒污泥；在進(jìn)水水量、COD濃度和水溫均隨生產(chǎn)和季節(jié)變化的情況下，UASB及SBR出水的COD濃度始終穩(wěn)定在200～500 mg/L和20～30 mg/L以下；UASB所產(chǎn)生的沼氣被回收作為熱風(fēng)爐的燃料，供飼料烘干使用。實踐表明，該組合工藝處理性能可靠，投資少，運行管理簡單。
　　關(guān)鍵詞：啤酒廢水；UASB；SBR；能源回收
　　中圖分類號：X505
　　文獻(xiàn)標(biāo)識碼：C
　　文章編號：1000-4602(2001)09-0054-03

1 廢水水質(zhì)及排放標(biāo)準(zhǔn)

　　桂林漓泉啤酒有限公司目前生產(chǎn)能力為25×10⁴ t/a，噸啤酒產(chǎn)生廢水量為7～8m³，排放廢水量為6500 m³/d。廢水經(jīng)處理后，要求達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 8978—1996)的一級標(biāo)準(zhǔn)，其主要水質(zhì)指標(biāo)見表1。

表1 廢水水質(zhì)及排放標(biāo)準(zhǔn) 項目 CODCr(mg/L) BOD₅(mg/L) SS(mg/L) pH 原水 1 500～3000 800～1600 250～1200 5～11 排放標(biāo)準(zhǔn) ≤100 ≤30 ≤70 6～9 注：該廢水中的酵母、酒糟經(jīng)過回收和綜合利用，故COD、BOD含量降低。

2　主要構(gòu)筑物及設(shè)備

　?、賃ASB池：由原有的水解/酸化池改造而成，容積負(fù)荷為8.7 kgCOD/(m³·d)，水力停留時間為7.0 h，設(shè)計水量為6500m³/d，有效容積為1 870m³。共分12組并聯(lián)運行，每組的有效尺寸為13.3 m×8.5 m×5.5 m。三相分離器采用南開大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院的專利技術(shù)制造。
　　②SBR池：即原有的SBR池，其進(jìn)水包括UASB池出水、低濃度廢水以及鍋爐房排水。SBR池的污泥負(fù)荷為0.17 kgBOD/(m³·d)，周期T為12 h。其中，進(jìn)水時間為4 h，曝氣時間為6 h(曝氣從進(jìn)水結(jié)束前2 h開始)，沉淀時間為2 h，排水時間為1 h，閑置時間為1 h(有時視水量而變化)。SBR池的COD去除率達(dá)95%，出水的COD濃度≤20～30 mg/L。SBR池分3組交替進(jìn)水，每組的有效尺寸為38.4 m×16 m×5.4 m。采用螺旋式曝氣器，每個曝氣器的服務(wù)面積為1.5m²，共297個。構(gòu)筑物一覽表見表2。

表2 構(gòu)筑物一覽表 構(gòu)筑物 結(jié)構(gòu) 尺寸(m) 數(shù)量 設(shè)計運行參數(shù)及備注 集水井? 鋼混 ￠5×4.6 1 　 集水池 鋼混 8×3.2×3.4 1 　 污水泵房 磚砌 6×8×4 1 　 UASB 鋼混 13.3×8.5×5.5 12系列 停留時間為7 h SBR 鋼混 38.4×16×5.4 3系列 運行周期為12 h 污泥濃縮池 鋼混 2.8×2.8×3.3 3 梯形漏斗深為1.5 m 鼓風(fēng)機(jī)房 磚砌 19.5×6×5.5 1 R363型羅茨鼓風(fēng)機(jī) 污泥脫水機(jī)房 磚砌 16×9×4.3 1 DYB—XB型帶式壓榨脫水機(jī)

3　工藝流程

　　保留原有的SBR工藝，將水解/酸化反應(yīng)池改造成UASB反應(yīng)池的過程中，同時實行清污分流，將冷卻水直接排放，高濃度廢水先經(jīng)過UASB池處理，出水再與低濃度廢水混合進(jìn)入SBR反應(yīng)池。整個工藝流程如圖1所示。

4　實際運行效果

　

4.1　UASB的啟動
　　啟動過程經(jīng)歷了污泥活性恢復(fù)、提高負(fù)荷和滿負(fù)荷進(jìn)水三個階段。啟動于2000年5月開始，從成都污水處理廠運來80 t厭氧消化脫水污泥，采用邊用廢水對泥餅進(jìn)行溶化、稀釋、攪拌，邊向UASB池內(nèi)泵入的方式完成接種污泥的投放。緊接著開始進(jìn)水，直到池子被充滿(三相分離器開始出水為止)。大約靜置1 d以后，UASB開始產(chǎn)氣，說明厭氧污泥的活性開始恢復(fù)。此后根據(jù)UASB出水的pH值和揮發(fā)酸(VFA)濃度的變化，逐步增加進(jìn)水量，直至達(dá)到滿負(fù)荷。
　　啟動過程到2000年11月中旬結(jié)束。在此期間，不同進(jìn)水量下的處理效果見表3。

表3　不同進(jìn)水量下的UASB處理效果　 進(jìn)水量(m³/d) 進(jìn)水COD(mg/L) 出水COD(mg/L) 去除率(%) 600 1156.0 317.4 72.0 1000 1795.0 673.2 62.4 2000 2448.0 832.0 66.0 2500 1572.9 701. 55.4 3000 1739.9 613.7 64.7 3500 1256.4 405.9 67.7 5000 1971.4 459.9 76.7

4.2　運行情況
　　由于廠區(qū)占地有限，UASB之前未設(shè)調(diào)節(jié)池，進(jìn)水COD濃度、pH值一天之內(nèi)波動很大。在較強(qiáng)的沖擊負(fù)荷下，UASB出水有時帶出一些絮狀污泥，使其COD增高，在一定程度上影響了出水水質(zhì)，但從總的運行來看，UASB具有較強(qiáng)的抗廢水沖擊能力，處理效果穩(wěn)定，出水COD(混合液)一般在500 mg/L左右，pH在7左右。2001年6月6日對UASB進(jìn)行了24 h連續(xù)監(jiān)測，所測數(shù)據(jù)包括進(jìn)、出水COD濃度、pH值，其中出水COD分別測混合液和上清液兩種水樣。圖2、3分別為UASB進(jìn)、出水COD和pH值的24 h變化曲線。

　　UASB正常運行后，厭氧出水和鍋爐廢水混合后的COD濃度比以前大大降低，但水質(zhì)波動仍然很大(COD濃度在400～1 200 mg/L之間)。盡管如此，SBR的出水COD濃度始終保持在20～40 mg/L之間。從實際運行來看，該系統(tǒng)經(jīng)過改造后，SBR反應(yīng)池運行更加穩(wěn)定，出水水質(zhì)較好。圖4為SBR反應(yīng)池進(jìn)、出水COD濃度的變化情況，
整個系統(tǒng)監(jiān)測結(jié)果見表4。

表4 運行監(jiān)測COD值(日平均值)mg/L

表 采樣日期 UASB SBR 進(jìn)水 出水 進(jìn)水 出水 5月5日 903.2 210.5 582.3 20.0 5月6日 1781.1 459.1 657.4 24.3 5月7日 1971.4 791.8 1169.1 26.3 5月8日 1660.4 450.1 1178.1 25.6 5月9日 1832.5 521.4 1110.3 27.2 注：UASB出水有時帶泥，使所測數(shù)值過高。

　　由表4可以看出，滿負(fù)荷運行期內(nèi)，UASB的COD去除率為70%～75%，SBR的COD去除率＞95%，排放水各項指標(biāo)均滿足設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。

5　分析及總結(jié)

　　將UASB和SBR兩種處理單元進(jìn)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(dá)標(biāo)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(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(jì)效益。
5.1　沼氣回收
　　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(fēng)爐的燃料，可供飼料烘干使用。UASB去除COD達(dá)7 500 kg/d，以沼氣產(chǎn)率為0.5m³/kgCOD計算，UASB產(chǎn)氣量為3 500m³/d(甲烷含量為55%～65%)。沼氣的熱值約為22 680kJ/m³，煤的熱值為21 000 kJ/t計算，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39.6萬元。
5.2 減少處理費用
　 ①節(jié)約廢水處理費用
　　SBR池設(shè)計能力為6 500m³/d，原實際處理水量為4 000 m³/d，由于原工藝(水解酸化+SBR工藝)短路，相當(dāng)于原水直接進(jìn)入SBR池，使其運行周期達(dá)12 h后出水才得以達(dá)標(biāo)排放。隨著啤酒年生產(chǎn)能力的提高，廢水處理量也相應(yīng)增加，原工藝的SBR池處理量要達(dá)到設(shè)計值(6 500m³/d)并達(dá)標(biāo)排放，就必須增加曝氣時間。現(xiàn)工藝經(jīng)改造后，UASB(取代原水解酸化池)作為整個廢水達(dá)標(biāo)排放的一個預(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，運行周期同樣為12 h，廢水也能達(dá)標(biāo)排放。也就是說，耗電量并沒有隨廢水處理量的增加而增加。同原工藝相比較，每天實際節(jié)約1 500～2 500 m³廢水的處理費用，節(jié)約能耗約21.4 萬元/a。
　?、诠?jié)約污泥處理費用
　　該公司廢水經(jīng)過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。按原來的工藝計算，產(chǎn)泥量達(dá)17 t/d(產(chǎn)泥率為0.3 kg污泥/kgCOD，污泥含水率為80%)，而目前產(chǎn)泥量只有5 t/d(含水率為80%)左右，只有改造前的1/3，污泥處理費用大大減少，節(jié)約污泥處理費用約為20元/a。

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　　收稿日期：2001-06-29