啤酒工業廢水處理與利用技術研究進展
一、啤酒生產廢水概況
目前我國啤酒生產廢水主要來自麥芽車間。有浸麥廢水;糖化工段的糖化、過濾和洗滌廢水,發酵工段的發酵廢液和洗槽廢水,灌裝車間的洗瓶水、滅菌用水及瓶破碎時渣出的少量啤酒,其它廢水包括冷卻水,地面沖洗水等。各股廢水的污染物濃度詳見表1。
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由表1可知,啤酒生產廢水中含有較高濃度的有機物,主要污染物在糖化發酵廢水中,這股水的水量大,有機物含量高,是生產廢水治理的主要目標。發酵廢液中含大量酒精,可進行蛋白飼料回收,取得較高的經濟效益。同時,降低了廢水處理的有機負荷。
從表1中看出,總排廢水的BOD5/CODcr=0.74說明啤酒生產廢水的可生化性相當好。但啤酒生產的特點是周期性和規律性較強,因此,生產廢水排放也是與之相對應的,水質、水量波動大,瞬時性強,針對這些特點采用,在設計中選擇合適的工藝參數,充分體現SBR法優點,達到運行靈活、操作方便、適應水質、水量的變化,確保處理后出水水質穩定,達標排放。
二、SBR工藝流程及運行程序
1.廢水處理工藝流程
根據原水水質情況和要求處理的深度,并結合處理工藝流程為下圖所示:
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2.SBR反應工藝
該工藝是設計處理流程中的核心部分。
SBR法系集調節、生物降解和終沉排水等功能于一池的污水生化處理工藝,無污泥回流系統。與傳統的連續式活性污泥法處理系統(CFS法)相比,可省去調節池、沉淀池和污泥回流設備,并具有如下特點:
(1)運行效果穩定,由于水在理想的靜止狀態下沉淀,時間短、效率高、出水水質好;
(2)生化反應推動力大,池內厭氧、好氧處于交替狀態,因此凈化速率高;
(3)耐水量和有機負荷沖擊:池內滯留1/3以上水,有稀釋、緩沖作用;
(4)工藝過程中的各工序可根據水質、水量進行調節,運行靈活;
(5)處理設備少、構造簡單,便于操作和維護管理;
(6)由于反應池內DO及BODs濃度梯度的存在,好氧與厭氧反應可交替運行,有效地控制活性污泥膨脹;
(7)應用(yong)電(dian)動(dong)閥、液位計、自動(dong)計時(shi)器及可編(bian)程(cheng)序(xu)控制器可使SBR反應過(guo)程(cheng)實現自動(dong)化。
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由于SBR法具有以上這些優點和獨特的簡單工藝處理流程,近年來得到迅速推廣,并不斷得到改進、完善,使其成為目前世界上污水處理技術中的熱門工藝,目前已有相當數量SBR工藝在世界各國成功地進行。同樣,在國內近幾年來也得到了迅速興起和發展。天津、江蘇、廣東、云南、福建等地方,均有成功的工程實例和正在興建中的工程項目。
SBR反應工藝的設計根據上述特點和水質、水量結合各廠實際情況。SBR反應池運行周期、反應池數、反應期的曝氣時間可靈活掌握,亦可在充水期的后期或結束時再進行曝氣,以便使反應池內能夠形成基質濃度梯度和抑制污泥膨脹。
每組SBR反應池運行的控制程序;
充分采用電動進水閥按時間和液位自動切換電動閥的開啟與關閉;反應采用電動進氣閥按時間自動切換電動閥的開啟與關閉;
沉淀采用時間進行控制;
排水采用專用潷水器按液位進行控制。
為達到上述控制要求,在SBR反應池系統中均設置了進水、進氣和排泥電動閥、相應的液位和泥位的顯示與控制裝置,采用PLC可編程序控制器,依程序,按時間和液位實現全過程自動控制。
3.主要技術經濟指標
SBR工藝與傳統的活性污泥法相比較,在相同的水量、水質和處理出水水質的前提下,其一次性基建投資可節省25%左右,占地面積可減少30%,運行費用可降低20-30%。由此可以看出,SBR工藝應用于啤酒生產廢水處理有其顯著的經濟意義和獨特優勢。
4.主要工程實例
幾年來本公司采用SBR工藝和生物接觸氧化法處理啤酒生產廢水已經有很多工程,其中采用SBR工藝的工程有燕京啤酒集團總廠(南廠)、桂林啤酒廠、淮南啤酒廠和甘肅某啤酒廠等多項啤酒廢水處理工程。現簡介如下兩個工程實例。
4.1 SBR工藝處理啤酒廢水工程實例
燕京啤酒集團南廠(總廠)處理工程
設計規模 日處理水量15000m3
設計水質
原水水質 CODcr=1800mg/L BODs=1000mg/L SS=460mg/L
處理后水質達到北京市一級排放標準,即:
CODcr≤60mg/L BODs≤20mg/L SS≤50mg/L
設計工藝流程
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設計各處理單元處理效果預測如下:
預處理工藝(調節水解酸化工藝):
CODcr 1800→1260mg/L 去除率30%
BODs 1000→850mg/L 去除率15%
SS 460 →276mg/L 去除率40%
SBR工藝:
CODcr 1260→94mg/L 去除率92.5%
BODs 850 →26mg/L 去除率97%
SS 276 →55mg/L 去除率80%
微絮凝過濾工藝:
CODcr 94→56mg/L 去除率40%
BODs 26→18mg/L 去除率30%
SS 55→28mg/L 去除率50%
各項技術經濟指標:
總投資 2400萬元(注:與要求一級排放標準有關)
噸水投資指標 1600元/m3水(注:與要求一級排放標準有關)
占地面積 0.7m2/m3
耗電指標 0.86度/m3水
藥劑耗量指標 0.056kg/m3水
噸水處理運行成本 0.71元/m3水(不含折舊費)
噸水處理總成本 0.91元/m3水(含折舊費)
每瓶啤酒成本(ben)增加費用 0.004元(yuan)人民幣(bi)
桂林啤酒廠廢水處理工程
設計規模 日處理水量6000m3
設計水質
原水水質 CODcr=1500mg/L BODs=800mg/L
處理后水質達到國家一級排放標準,即:
CODcr≤100mg/L BODs≤30mg/L
設計工藝流程
各處理單元處理效果預測如下:
預處理工藝(調節水解酸化工藝):
CODcr 1500→1050mg/L 去除率30%
BODs 800 →640mg/L 去除率20%
SBR工藝:
CODcr 1050→98mg/L 去除率91%
BODs 640 →29mg/L 去除率95%
各項技術經濟指標:
工程總投資 800萬元
噸水投資指標 1330元/m3水
占地面積指標 0.64m2/m3水
耗電指標 0.73度/m3水
藥劑耗量指標 0.001kg/m3水
噸水處理運行成本 0.59元/m3水(不含折舊費)
噸水處理總成本 0.68元/m3水(含折舊費)
每瓶啤酒成本費增加 0.005元人民幣
中國最大的啤酒廢水處理工程(北京燕京啤酒集團公司)
出水:CODcr≤60mg/l
水質:BOD5≤30mg/l

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