接觸氧化法在啤酒生產廢水中的應用

啤酒工業廢水中含有大量的有機物，COD_cr的質量濃度一般為1000－2500mg/L，可生化性較好。治理的方法多是采用好氧生物處理，也可先采用厭氧處理，降低污染負荷，再用好氧生物處理。目前國內外啤酒工業廢水的處理工藝較多，大致有：活性污泥法、生物轉盤法、生物接觸氧化法、厭氧生物法等。而本文介紹的是一種新型的生化反應器。

已知在常溫和常壓下，水中溶解氧與壓力有如下關系：

C_s＝C_s0×p/p0 　　

式中：C_s，C_s0——壓力分別為p，p0時氧在水中的飽和溶解度，mg/L。

當水中的溶解氧質量濃度低于飽和溶解度時氧的傳遞速率為：

d_C/d_t=KLa×（Cs-C）

式中：KLa——氧總轉移系數，L/h；C——水中實際溶解氧質量濃度，mg/L

由以上兩式知壓力越高水中溶解氧質量濃度越大，氧傳遞速率越快，根據這一原理我們研制出了垂直折流生化反應器（VTBR）。其主要特點為：該反應器高達10m，由于水深，與傳統生物接觸氧化法相比增加了氧利用率，供氣量小，容積負荷高，內設導流板，可以使水在反應器中形成環流，提高了處理效率。并且占地面積小，總投資少，操作管理方便，無污泥膨脹問題、無異味污染。該裝置已在河南省新鄉市亞洲啤酒有限公司廢水處理工程中運用。實踐證明該工藝是可行的，為啤酒廢水處理提供了一個成功實例。該工程被評為1999年河南省環保局主辦的環境污染防治工程設計一等獎。

一、廢水水質水量及排放標準

該啤酒廠生產能力為10×104t/a，廢水量排放為2040m³/d，主要廢水指標如表1。

表1 啤酒廢水水質

設計水量：2040m³/d

設計水質：p（COD_cr）＝1500－2500mm/L；p（BOD₅）＝800－1500mg/L；ρ（SS）＝1000－2500mg/L；pH＝6-7。

根據環保部門要求廢水處理后水質必須達到以下指標：ρ（COD_cr）≤150mg/L；ρ（BOD₅）≤60mg/L；ρ（SS）≤200mg/L； pH=6－9。

二、廢水處理工藝設計

廢水首先通過微濾機去除大部分懸浮物，出水進入調節池，然后中提升泵打入VTBR反應器中進行生化處理，通過風機強制供風使廢水與填料接觸，維持生化反應的需氧量，VTBR反應器出水進入沉淀器，去除一部分脫落的生物膜以減輕氣浮設備的處理負荷，之后流人氣浮設備去除剩余的生物膜，污泥及浮渣送往污泥池濃縮后脫水。

三、主要構筑物及設備

3.1 調節池

由于啤酒廠所排廢水水質、水量不穩定，波動大，故設調節池1座兼作提升泵集水井。外形尺寸為15m×6m×3.5m，停留時間4h。內設80WG污水泵2臺，1用1備。

3.2 VTBR反應器

VTBR反應器利用原有廢舊酒精罐改造而成，罐高10m，直徑4.5m。分為并聯運行的2組，每組串聯5個，共計10個。均采用鼓風機供氣，曝氣裝置為KBB－215可變孔式曝氣器，內設BRT半軟性生物填料，反應器外部加有一層保溫材料。

VTBR反應器（Ⅰ）

容積負荷（以COD_cr計）為：3kg/（m³·d），停留時間9h。

VTBR反應器（Ⅱ）

容積負荷（以COD_cr計）為：2kg/（m³·d），停留時間6h。

3.3 沉淀器

利用原有廢舊酒精罐改造而成，鋼制設備直徑6m，內設斜管，有效水深3.5m，停留時間1.5h，表面水力負荷：3m³/（m²·h）。

3.4 氣浮設備

采用QF－100型成套氣浮設備包括溶氣罐、空壓機、刮渣機、回流泵、釋放器。溶氣罐壓力為0.25－0.3MPa，回流比30％－40％。

3.5 風機

機房設RE－145型高壓鼓風機2臺，1用1備，H＝98kPa，q＝24.5m³/min，N＝75kW。

四、處理效果

工程由環保監測部門連續2d采樣監測，其監測結果如表2。

 

表2 啤酒廢水驗收監測結果