UASB+CASS方法處理啤酒廠廢水工程實例

曹小練

(山西省城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計研究院，山西太原 030020)

0 引言

太原高新區(qū)某啤酒實業(yè)有限公司為擴大生產(chǎn)規(guī)模，做大做強骨干企業(yè)，提高企業(yè)市場競爭力和占有率，擬實施清潔生產(chǎn)。因規(guī)模擴大，經(jīng)測算，廢水處理規(guī)模約每天2000多噸，但考慮到后期再次擴大規(guī)模時的排水量，設(shè)計時必須留有余地。根據(jù)國家有關(guān)規(guī)定，廢水處理應(yīng)實施“三同時”，執(zhí)行地方標準《水污染排放標準》，經(jīng)處理達標后排放。

1 廢水水量與水質(zhì)

生產(chǎn)啤酒的主要原料是大麥、大米、酒花等。在啤酒生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量的廢水，主要由來自麥芽車間(浸麥廢水)，糖化車間(糖化、過濾洗滌廢水)，發(fā)酵車間(發(fā)酵罐洗滌水、過濾洗滌廢水)，罐裝車間(洗瓶水、滅菌廢水、破瓶損耗的啤酒)以及生產(chǎn)冷卻廢水、地面沖洗水等。

啤酒工業(yè)廢水主要含糖類、醇類等有機物，有機物濃度較高，雖然無毒，但易于腐敗，排入水體要消耗大量的溶解氧，對水體環(huán)境造成嚴重危害。啤酒廢水的水質(zhì)和水量在不同季節(jié)有一定差別，處于高峰流量時的啤酒廢水，有機物含量也處于高峰。

啤酒廢水是無菌廢水，也是容易被微生物降解的廢水，其BOD/COD值一般在0.5～0.6之間，可生化性良好。

依據(jù)提供的數(shù)據(jù)及同類企業(yè)廢水水質(zhì)資料，確定進水水質(zhì)見表1。

表1 進水水質(zhì)

廢水量:2400t/d。

2 工藝流程

鑒于啤酒廢水的BOD，COD含量比較高，采用常規(guī)的處理方法達不到良好的處理效果，所以采用厭氧+好氧的處理方式，太原高新區(qū)啤酒廢水處理廠采用UASB+CASS的工藝流程，見圖1。

啤酒廢水通過排水管網(wǎng)到達粗格柵，去除較大的懸浮物質(zhì)，再用微濾機去除較小的懸浮物質(zhì)，然后到達調(diào)節(jié)池對水量和水質(zhì)進行一個調(diào)節(jié)，處理后的水到達泵房對污水進行提升，提升后的水到達厭氧反應(yīng)池，最后再到好氧反應(yīng)池，最后出水到沉淀池，經(jīng)過沉淀池的水要經(jīng)過加氯消毒，才能達到地方排放標準。在厭氧反應(yīng)過程中要排出沼氣，同時在好氧階段需要鼓風機對生物接觸氧化池進行鼓起。UASB反應(yīng)池和沉淀池排出的污泥進入集泥井，然后經(jīng)過污泥濃縮，污泥脫水將污泥處理。

本工程的核心處理部分是UASB+CASS的處理單元，UASB(Up-flow Anaerobic Sludge Bed)升流式厭氧污泥床，UASB由污泥反應(yīng)區(qū)、氣液固三相分離器(包括沉淀區(qū))和氣室三部分組成。在底部反應(yīng)區(qū)內(nèi)存留大量厭氧污泥，具有良好的沉淀性能和凝聚性能的污泥在下部形成污泥層。要處理的污水從厭氧污泥床底部流入與污泥層中污泥進行混合接觸，污泥中的微生物分解污水中的有機物，把它轉(zhuǎn)化為沼氣。沼氣碰到分離器下部的反射板時，折向反射板的四周，然后穿過水層進入氣室，集中在氣室沼氣，用導管導出，固液混合液經(jīng)過反射進入三相分離器的沉淀區(qū)，污水中的污泥發(fā)生絮凝，并沉降。使反應(yīng)區(qū)內(nèi)積累大量的污泥，與污泥分離后的處理出水從沉淀區(qū)溢流堰上部溢出，然后排出污泥床。

3 出水水質(zhì)

經(jīng)過近一個月的連續(xù)觀察，出水水質(zhì)達到地方標準《水污染排放標準》，見表2。

表2 出水水質(zhì)

4 去除率計算

5 主要參數(shù)

1)格柵。

格柵柵前水深h=0.3m，過柵水頭損失h1=0.018m，柵前渠道超高 h2=0.3m，柵槽總高 H=0.618m，柵條間隙寬度 b=0.015m，柵條傾角取 α=60°，過柵流速 v=0.3m/s，格柵間隙 n=20，柵條寬s=0.01m，柵槽寬B=0.49m，進水渠道漸寬部分長度L1=0.26m，柵槽與出水渠道連接處的漸寬部分長度L2=0.13m，柵槽總長L=2.24m。

2)調(diào)節(jié)池。

調(diào)節(jié)池的有效容積取8 h水量，流量按最大時流量計算。有效容積V=800m3，設(shè)計有效水深H=4.00m，平面面積 A=200m2，設(shè)計長度 L=25.00m，設(shè)計寬度B=8.00m，調(diào)節(jié)池外形尺寸為:L×B×H=25.00m×8.00m×4.00m。選用4臺 SJBI型攪拌器，功率為1.20 kW，攪拌機轉(zhuǎn)速為20.2r/min，外形尺寸為1400m×910m×4940m，重量544kg。

3)污水提升泵站。

泵站尺寸:L×B×H=10.0m×5.0m×10.0m，水泵選型及參數(shù):上海凱泉泵業(yè)的泵型號:KQL125/150-3/4，流量14.50-24.20-28.90，泵揚程 7.30-6.30-5.40，功率 3.0 kW，重109.0 kg，長550.0m，寬210.0，高 235.0，H1=680.0，H2=300.0，B1=290.0，B3=290.0，本設(shè)計采用三臺水泵，兩用一備。

4)UASB反應(yīng)器。

UASB反應(yīng)器有效容積為:V有效=840m3，采用正方形池子，B=L=13m，反應(yīng)器的有效高度 h=5m，反應(yīng)器的總?cè)莘e V=1014m3，水利停留時間(HRT)，水利負荷率(Vr):

5)CASS系統(tǒng)。

每座池體的有效容積:V=256m3，H=3m，每層1m，則濾池總面積:F=85.33m2;每格濾池面積:f=21.5m2，方形池子:L=B=4.638，取4.7m;池子高 H=3m，h1=0.65m，h2=0.5m，h3=0.3m，h4=0.5m，H0=5.2m。

6)最終沉淀池。

中心管流速 V0=0.03m/s，中心管面積:f=1.2m2，中心管直徑:d0=1.24m，則中心管喇叭口與反射板之間的間隙高度:h3=0.34m，取0.35m;沉淀池部分有效面積:F=72m2，沉淀池直徑:D=9.65m，沉淀池有效水深:h2=3 600vt=3 600×0.0005×2=3.6m，污泥池每日產(chǎn)生污泥量為:W=16.64m3，圓錐部分容積:V2=116.6m3，設(shè)沉淀池超高 h5=0.3m，緩沖層高度 h4=0.3m，H=9.17m。

7)消毒池。

加氯量W=0.5kg/h，加氯機臺數(shù)按最大用量計，至少兩臺，兩用一備，本設(shè)計選三臺2J-2型轉(zhuǎn)子真空加氯機。消毒池尺寸為:L×B×H=5m×5m×2m。

6 結(jié)語

本工程投資500萬元，水處理成本0.8元/t。

該工藝設(shè)備簡單、工程造價低、運行成本低、可操作性強、實施簡單、廢水處理后可達到排放標準，適合啤酒廠廢水的處理。

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