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某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，要求達到《污水綜合排放標準》(GB 8978—1996)的一級標準，其主要水質(zhì)指標見(jiàn)表1。

項目	CODCr(mg/L)	BOD5(mg/L)	SS(mg/L)	pH
原水	1500～3000	800～1600	250～1200	5～11
排放標準	≤100	≤30	≤70	6～9
注：該廢水中的酵母、酒糟經(jīng)過(guò)回收和綜合利用，故COD、BOD含量降低。

2　主要構筑物及設備

　?、賃ASB池：由原有的水解/酸化池改造而成，容積負荷為8.7 kgCOD/(m³·d)，水力停留時(shí)間為7.0 h，設計水量為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(kāi)大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院的專(zhuān)利技術(shù)制造。
　?、赟BR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池的污泥負荷為0.17 kgBOD/(m³·d)，周期T為12 h。其中，進(jìn)水時(shí)間為4 h，曝氣時(shí)間為6 h(曝氣從進(jìn)水結束前2 h開(kāi)始)，沉淀時(shí)間為2 h，排水時(shí)間為1 h，閑置時(shí)間為1 h(有時(shí)視水量而變化)。SBR池的COD去除率達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(gè)曝氣器的服務(wù)面積為1.5m²，共297個(gè)。構筑物一覽表見(jiàn)表2。

構筑物	結構	尺寸(m)	數量	設計運行參數及備注
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(shí)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)機房	磚砌	19.5×6×5.5	1	R363型羅茨鼓風(fēng)機
污泥脫水機房	磚砌	16×9×4.3	1	DYB—XB型帶式壓榨脫水機

3　工藝流程

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

4　實(shí)際運行效果

　

4.1　UASB的啟動(dòng)
　　啟動(dòng)過(guò)程經(jīng)歷了污泥活性恢復、提高負荷和滿(mǎn)負荷進(jìn)水三個(gè)階段。啟動(dòng)于2000年5月開(kāi)始，從成都污水處理廠(chǎng)運來(lái)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池內泵入的方式完成接種污泥的投放。緊接著(zhù)開(kāi)始進(jìn)水，直到池子被充滿(mǎn)(三相分離器開(kāi)始出水為止)。大約靜置1 d以后，UASB開(kāi)始產(chǎn)氣，說(shuō)明厭氧污泥的活性開(kāi)始恢復。此后根據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，直至達到滿(mǎn)負荷。
　　啟動(dòng)過(guò)程到2000年11月中旬結束。在此期間，不同進(jìn)水量下的處理效果見(jiàn)表3。

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(chǎng)區占地有限，UASB之前未設調節池，進(jìn)水COD濃度、pH值一天之內波動(dòng)很大。在較強的沖擊負荷下，UASB出水有時(shí)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(lái)看，UASB具有較強的抗廢水沖擊能力，處理效果穩定，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連續監測，所測數據包括進(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(xiàn)。

　　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(dòng)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(shí)際運行來(lái)看，該系統經(jīng)過(guò)改造后，SBR反應池運行更加穩定，出水水質(zhì)較好。圖4為SBR反應池進(jìn)、出水COD濃度的變化情況，整個(gè)系統監測結果見(jiàn)表4。

表4 運行監測COD值(日平均值)mg/L

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(shí)帶泥，使所測數值過(guò)高。

　　由表4可以看出，滿(mǎn)負荷運行期內，UASB的COD去除率為70%～75%，SBR的COD去除率＞95%，排放水各項指標均滿(mǎn)足設計標準。

5　分析及總結

　　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(diǎn)，使處理流程簡(jiǎn)潔，節省了運行費用，而把UASB作為整個(gè)廢水達標排放的一個(gè)預處理單元，在降低廢水濃度的同時(shí)，可回收所產(chǎn)沼氣作為能源利用。同時(shí)，由于大幅度減少了進(jìn)入好氧處理階段的有機物量，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(gè)廢水處理過(guò)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沼氣的熱值相當于1 kg原煤，這樣可節煤約4 t/d左右，年收益約為39.6萬(wàn)元。
5.2 減少處理費用
　 ①節約廢水處理費用
　　SBR池設計能力為6 500m³/d，原實(shí)際處理水量為4 000 m³/d，由于原工藝(水解酸化+SBR工藝)短路，相當于原水直接進(jìn)入SBR池，使其運行周期達12 h后出水才得以達標排放。隨著(zhù)啤酒年生產(chǎn)能力的提高，廢水處理量也相應增加，原工藝的SBR池處理量要達到設計值(6 500m³/d)并達標排放，就必須增加曝氣時(shí)間?，F工藝經(jīng)改造后，UASB(取代原水解酸化池)作為整個(gè)廢水達標排放的一個(gè)預處理單元，削減了全部進(jìn)水COD的75%，從而降低后續SBR池的處理負荷，使SBR池在廢水處理量增加的情況下，運行周期同樣為12 h，廢水也能達標排放。也就是說(shuō)，耗電量并沒(méi)有隨廢水處理量的增加而增加。同原工藝相比較，每天實(shí)際節約1 500～2 500 m³廢水的處理費用，節約能耗約21.4 萬(wàn)元/a。
　?、诠澕s污泥處理費用
　　該公司廢水經(jīng)過(guò)UASB處理后，75%的有機物被去除，使SBR處理負荷大大降低，產(chǎn)泥量相應減少。按原來(lái)的工藝計算，產(chǎn)泥量達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，節約污泥處理費用約為20元/a。