酿造业高浓度有机废水处理工艺 李小明 电话：13807311454 8822424 Email:xmli@hnu.net.cn 酿造业高浓度有机废水处理工艺 李小明 湖南大学环境科学与工程系 二00二年八月

微生物 酿造业废水特点 啤酒废水处理工艺 白酒废水处理工艺 内容 絮凝剂

我国是世界闻名的酿酒大国，酿酒业的发展异常迅速。万吨；1994年的酿酒总量为2233万吨；其中啤酒为1414万吨。 目前，我国白酒产量居世界之首，啤酒产量也位居世界前三位。

一、酿造业废水特点 1 啤酒废水特点： 啤酒废水属中等浓度有机废水, 生产1吨啤酒可排出废水15～30吨， 1 啤酒废水特点： 啤酒废水属中等浓度有机废水, 生产1吨啤酒可排出废水15～30吨， 啤酒废水的ＣＯＤ约为1000～2500mg/L ＢＯＤ５:450～600mg/L 啤酒水生化性好，可用生化技术处理

2 酿造业中的酒精废水 属高浓度有机废水 每生产1吨酒精将排放废液13～16吨(以玉米或薯干为原料) COD为40000～50000mg/L 1990年全国酒精生产厂家600家,每年排放ＣＯＤ总量达70万吨，ＢＯＤ总量在40万吨以上，一个厂便可以污染一条河，污染情况十分严重。

二、啤酒废水处理工艺及特点 1 处理工艺 A处理工艺 I: 水解酸化、接触氧化、汽浮 加氨氮 格栅 调节池 酸化池 污泥 浓缩池 污泥 脱水 汽浮池 接触氧化池 达标排放 泥饼外运

处理工艺I特点 不设初沉池,利用细格栅起初步固液分离作用; 酸化池中不加填料; 选用加药反应气浮池,对悬浮物的去除效率高,可达80-90%,而一般沉淀池仅为40%左右; 气浮池的HRT约为30min，其他沉淀池的HRT为1.2-2.0ｈ,因此,气浮池占地面积小; 该工艺设备投资相对较大,操作管理复杂。 应用实例:河南开封啤酒厂、青岛湖岛啤酒厂、厦门冷冻厂啤酒厂等, 运行稳定,废水处理均达标排放。

B 处理工艺II :水解酸化、接触氧化、汽浮 微生物 B 处理工艺II :水解酸化、接触氧化、汽浮 高浓度废水 格栅 沉砂池 调节池 UASB 水解池 调节池 接触氧化池 汽浮池 低浓度废水 达标排放 污泥 浓缩池 污泥 脱水 泥饼外运 絮凝剂

处理工艺II特点 利用ＵＡＳＢ对高浓度有机废水进行单独处理,能够回收能源,减轻运行费用。 山东三孔啤酒厂采用该工艺,整个系统运行稳定,出水水质全部达标,并且低于设计水质标准 。

C 处理工艺 III: IC-CIRCOX工艺 啤酒废水 IC 反应器 沼气 旋转滤网 缓冲槽 预酸化槽 CIRCOX 反应器 斜管沉淀池 回用 出水池 达标排放 污泥 脱水 泥饼外运

ＩＣ反应器ＩＣ(ＩｎｔｅｒｎａｌＣｙｃｌｅ) 即内循环反应器,出现于80年代中期,由上下两个UASB反应器组成,下部为高负荷区,上部为低负荷区,利用沼气上升带动污泥循环,引进IC反应器,其COD去除率稳定在80%左右,启动周期仅需65d.耐高COD负荷,VFA冲击后能很快恢复. 沼气 出水 气体上山管 泥水下降管 进水

CIRCOX(封闭式空气提升好氧)反应器 双层立式筒体(外层为下降筒体,内层为上升筒体),水由底部进入反应器,与压缩空气一起从内层筒体(也称上升管)向上流,使进水与微生物充分接触,微生物粘附在载体(细砂类物质)表面,形成生物膜,使活性污泥有良好的沉降性能,不易被出水带离反应器而在系统内循环,筒体的上部做成“帽状”(直径放大约1/3左右),气、水和污泥的混合液进入反应器上部“帽状”的三相分离区分离;气体从上面离开反应器,澄清水从出水口流出,污泥经过沉降区返回到反应器底部。

沼气 CIRCOX反应器 三相分离器 出水 内筒 外筒 反应区 出水

IC-CIRCOX工艺特点 反应器为立式结构,故占地面积小,同时沼气收集也方便，生物气纯度高,可以作为燃料加以利用。 有机负荷高,水力停留时间短 剩余污泥产生量小,污泥密度大,含水率低,且易脱水处理 系统依靠沼气提升产生循环,不需要动力,因此,节省运行费用 出水为碱性,当进水酸度较高时,可以通过回流和进水,减少了药剂的使用量 耐冲击负荷能力强,处理效率高

IC-CIRCOX工艺特点 ＩＣ反应器适合于高浓度有机废水的处理,ＣＩＲＣＯＸ则适用于低浓度啤酒废水和城市污水的处理,二者串联起来是优化的组合,能够体现 占地面积小 无臭气排放 剩余污泥少 处理效率高 上海富仕达酿酒公司(荷兰),华润啤酒有限公司,多年来运行平稳,出水水质全部达标。

D 处理工艺IV :水解酸化、SBR 啤酒废水 调节池 格栅 泵 水解酸化池 污泥脱水 反应池 污泥 浓缩池 SBR池 达标排放 泥饼外运

处理工艺IV特点 构筑物简单、省去沉淀池 沉淀水环境条件好,近似理想沉淀池 避免了污泥的膨胀问题,整个工艺经历了厌氧、好氧、缺氧三个过程,对丝状菌的生长有抑制作用,同时对水中Ｎ、Ｐ的去除有明显的作用 系统运行稳定,污染物去除效率高 系统的耐冲击负荷能力强。

E 处理工艺V :CASS工艺循环式活性污泥法 泵 格栅 CASS反应池 污泥 浓缩池 污泥脱水 泥饼外运 调节池 污泥回流泵 啤酒废水 达标排放

CASS(Cyclic Activated Sludge System)) 三个阶段: 进水、曝气、回流阶段; 沉淀(进水)阶段; 滗水、排泥阶段.

CASS工艺工艺特点 ＣＡＳＳ反应池可分为三个区:生物选择区、预反应区、主反应区。在生物选择区不曝气,回流污泥中的微生物大量吸附水中的有机物;预反应区采取半限制性曝气,溶解氧保持在0.5ｍｇ/ｌ左右,使该区存在反消化的可能;主反应区进行强制性曝气,使有机物和氨氮进行氧化和硝化。

CASS工艺工艺特点 充分发挥微生物的吸附作用,创造反硝化的条件,对水中的ＣＯＤ、ＮＨ3-Ｎ有很好的去除效果。 其不足之处为,操作管理要求相对较高,首次运行调试时间较长

2 工艺特点分析 （1）处理技术的先进性方面 后级好氧生物处理可以分为生物膜法和活性污泥法,上述5种工艺种1、2、3属于生物膜法,4、5属于活性污泥法; 上述工艺又可以分为传统工艺法(工艺1、2、4属之)和新技术应用工艺(工艺3、5属之)。在工艺选择方面,有条件的要尽可能考虑采用新工艺。

（2）处理设施的投资方面 工艺1-3由于采用的技术的原因,生物膜要不断更新,因此沉淀池是必需的,而工艺4、5属于活性污泥的范畴, 工艺中SBR和CASS技术可以将处理过的水直接排放，剩余污泥直接进入污泥浓缩池，因此不用单独设二沉池，减少了工程的造价和节省了占地面积。

（3）处理工艺的适应性方面 生物接触氧化法加气浮法具有抗冲击负荷能力强的特点,但如果设计或运行不当,填料易产生堵塞,而且投资较高; UASB法既节能又产能,但也存在着单独使用出水水质不好的缺点; 厌氧内循环法(CASS)占地面积小,处理效率高是其优点,但其处理能力小、一次性投资大是它的不足之处; SBR法投资省,工艺过程简单,容易实现计算机自动控制,但运行程序、操作程序复杂、曝气装置容易堵塞,选用时对此要充分考虑。

3啤酒废水处理技术展望 开发清洁生产工艺,加强管理,尽量减少废水排放. 应尽量开发采用占地少,处理效率高的反应器 针对啤酒废水COD值高,可生化性强的特点,考虑能源紧张的形势,主要应采用厌氧生物法 啤酒废水中富含多种有用物质, 应尽量回收有用的固体物质,经加工后用作饲料添加剂或药品 啤酒废水有害无毒,适当采用一些物理化学法(如膜处理),可望得到出水回用,节约水源的效果.

三、酒精工业废水处理工艺及特点 糟液分离回用法 培养饲料酵母法 厌氧—好氧处理法

1 糟液分离回用法 由于废液中有机物含量高,直接排入江河将严重污染生态环境,而且浪费了大量的有机物资源.酒精糟液分离回用法投资少、工艺设备简单、投产快及效益好. 常用的设备有沉降式卧螺离心机和微孔过滤机,应根据具体情况因地制宜地选用

2 培养饲料酵母法 酒精废液含有微生物所需要的营养物质,这些物质被微生物利用后,一方面可以得到有用的产品(如酵母或其他真菌菌体),另一方面可以降低废水中的污染物(大部分被微生物所利用), 培养饲料酵母法是治理这类废水的一种较好方法.但是酒精废液中培养饲料酵母的营养成分不全或不足,需外加一定量物质,而且不能存在过高的悬浮物,故应进行固液分离,具体治理流程如图1.该技术特点是综合利用资源,变废为宝,废水污染负荷可去除40%,但是一次性投资较大.

3 厌氧—好氧处理法 是目前应用最广泛的方法之一,该法投资少、见效快. 一般地说,该法分两步进行:第一步,厌氧;第二步,好氧.

（1）厌氧工艺 升流式厌氧污泥床反应器(ＵＡＳＢ)、 厌氧滤池(ＡＦ)、 厌氧附着膜膨胀床(ＡＡＦＥＢ)、 厌氧流化床(ＡＦＢ) ＵＡＨＢ(ＵｐｆｌｏｗＡｎａｅｒｏｂｉｃＨｙｂｒｉｄＢｅｄ)反应器。 其共同特点是具有较高的容积负荷率和较短的水力停留时间,从而具有很好的处理效果

上流式复合床UAHB(upflow anaerobic hybrid bed)是将ＵＡＳＢ与厌氧生物滤床相结合，称之为它在污泥床层与三相分离器之间加入填料层，具有利用厌氧生物滤床收集悬浮污泥的特点,既提高了出水水质,又可改善传统ＵＡＳＢ反应器悬浮污泥床层处理效率低的问题

（2）好氧工艺 分为活性污泥法和生物膜法两大类. 活性污泥法的研究自1912年开始,至今有80余年的历史,如传统法、渐减曝气法、完全混合法、分步曝气、变形曝气、接触稳定、延时曝气、克劳斯法、纯氧曝气法、ＳＢＲ法等. 生物膜法的主要特点是微生物附着在介质“滤料”表面上,形成生物膜,使污水得到净化,生物膜法从本质上与土壤处理的过程相似,是污水灌溉和土壤处理的人工化和强化.生物膜法包括生物滤池法、生物转盘法和生物接触氧化法等

对于高浓度有机废水(一般指COD>2000 mg/L, BOD>1000mg/L),直接采用好氧处理在经济上是不合算的,它需要大量的投资和占地,能耗也较高,通常都要结合厌氧生物处理工艺.好氧处理是指在有氧的情况下,借助好氧微生物的作用来进行,一般适用于处理中、低浓度的有机废水。

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