浅谈啤酒废水处理工艺

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浅谈啤酒废水处理工艺:组合工艺在啤酒废水处理工程中的应用

摘要:介绍UBF-CASS处理啤酒废水的工艺流程、主要设计参数、运行效果、经济参数、相关经验。运行结果表明，该工艺出水水质达到《啤酒工业污染物排放标准》中的表1标准。该工艺具有适应性强、启动快、运行稳定、产泥量少、处理效果好等优点。

关键词:啤酒废水;UBFCASS;组合工艺;啤酒废水

大多采用厌氧—好氧联合生化降解工艺来处理。目前比较常见的厌氧工艺为UASB，该工艺可以承受比较高的负荷，但初次启动难度大，费时费力。大多数啤酒厂一般都在气温较低的初春开始生产，使UASB的启动时间更长。本文结合河北某啤酒有限公司啤酒废水处理工程实例，讨论采用厌氧复合床（UBF）反应器对啤酒废水进行厌氧处理，经过多年的实际运行证明，UBF反应器初次启动速度快，运行稳定性强。厌氧出水再经SBR改良型工艺周期循环活性污泥法（CASS）处理，出水水质相当稳定。CASS是在SBR的进水端增加了1个生物选择器，实现了连续进水（沉淀期、排水期仍可连续进水），间歇排水。CASS工艺集反应、沉淀、排水于一体，还具有一定的脱氮除磷效果。经UBF-CASS组合工艺处理后出水能够稳定达到《啤酒工业污染物排放标准》（JB19821—2005）中的表1标准。

1废水来源及水量水质

该公司啤酒年产3万t，位于河北省北部靠近渤海湾，春季温度较低，厌氧启动较为困难。其废水主要包括浸麦废水、糖化废水、废酵母液、洗涤废水等。废水主要含可生物降解的有机物及一定量的SS，有机成分主要包括糖、可溶性淀粉、蛋白质等有机物，可生化性比较好。废水处理站设计水量3000m3/d，CODcr为2000mg/L，BOD5为1000mg/L，SS为800mg/L，pH为6～8。处理后的水质达到《啤酒工业污染物排放标准》（JB19821—2005）中的表1标准要求，即CODcr≤80mg/L，BOD5≤20mg/L，SS≤70mg/L，氨氮≤15mg/L，TP≤3mg/L，pH值为6～9。

2处理工艺及构筑物

2.1工艺流程

废水首先经格栅、预沉池进行物化预处理。然后进入酸化调节池，均质均量，同时发生一定程度的水解酸化作用以减轻后续处理负荷。经以上初步处理后，得到稳定的进水水质水量，连续进入UBF反应器厌氧处理，出水自流进入CASS反应池进行好氧处理。CASS部分污泥回流至水解酸化池处理。污泥浓缩池上清液、压滤机滤液返回酸化调节池再次进入处理程序。干泥外运做农肥。具体工艺流程见图1。

2.2主要处理构筑物

（1）预沉池。废水中含有硅藻土等易沉杂质，须经沉淀去除。设预沉池1座（12.8m×8.8m×3.0m），分2格，交替运行，钢混结构。（2）酸化调节池。生产过程中，各车间废水间歇排放，各股废水水质水量均变化较大。该池在调节水质水量的同时，还能对废水进行水解酸化预处理，减轻后续设施工作压力，同时能够对好氧污泥进行减量化处理。钢混地下结构（30.7m×11.7m×3.5m），HRT为10h。内设潜污泵2台，1用1备，另设空气搅拌装置1套。（3）UBF反应器。2座，钢制结构（10.0m×8.5m）。设计参数：常温运行，HRT为10.5h，容积负荷为4.0kgCOD/m3•d。采用大阻力布水系统，内挂软性填料。为保证池内厌氧状态，并防止臭气散逸，在UBF反应器上方采用集气装置密封，出气管设水封碱洗除臭装置。（4）CASS池。矩形CASS反应池1座4格，钢混地上结构（29.4m×（7.4m×4格）×5.0m）。设计参数：污泥浓度3kgMLSS/m3，BOD污泥负荷0.15kg/kg.d，运行周期12h。采用微孔曝气方式，供气量为40m3/min。

3调试与运行效果

培菌工作：UBF反应器及CASS池接种菌种取自本地城市污水处理厂剩余污泥。当时当地气温较低，但因废水水温在25～30℃范围内，故无需对进入UBF反应器的废水增温。UBF调试初期采用间歇式进水，1个月后改为连续进水，容积负荷逐步提高到2.5kgCOD/m3.d，2个月后达到设计负荷，调试期间不定期地向UBF反应器投加适量的营养盐。CASS采用闷曝法进行调试，反应池接种污泥与废水混合稀释后，连续小气量闷曝1周后，每天进水2次，每次停止曝气后沉淀2h，排出部分上清液。厌氧系统经过3个多月的运行调试后进入稳定运行阶段，好氧系统经过1个多月就达到稳定。经当地监测站监测，该系统出水水质为：CODcr55～70mg/L，BOD512～16mg/L，SS25～55mg/L，氨氮6～8mg/L，TP1.5～2mg/L，PH值为6～9，可达《啤酒工业污染物排放标准》中的表1标准，并通过当地环保局验收。

4主要经济技术指标

废水处理站废水处理站装机容量为135kW，日均运行功率为60kW/h，t水电耗为0.48kW/h，电费以0.6元/（kW•h）计，则电耗约为0.29元/m3。工作人员6人，工资以3000元/人•月计，则人工费为0.18元/m3，另计维修费等约0.23元/m3，废水直接处理费用约为0.7元/m3。5经验与讨论（1）UBF反应器为系统的稳定低耗运行提供保证，启动时间短，处理效果好，特别适合中小型啤酒厂低温快速启动生产的要求。（2）UBF反应器中设有填料层，生物膜在填料上附着，可以有效拦截污泥，防止了污泥流失现象，使厌氧处理效果稳定。（3）CASS作为后续好氧处理工艺，兼具SBR优点，可根据进水水质调整时间和排水比，操作灵活简便，省去了沉淀池及污泥回流设备，进一步简化了管理，降低了工程投资，在实际应用中具有明显优势。（4）CASS生物选择器能选择培育絮凝性细菌，使活性污泥在生物选择器中经历一个高负荷的吸附阶段，随后在主反应区进行较低负荷的基质降解阶段，能很好完成基质降解的全过程和污泥再生。（5）CASS池剩余污泥回流入酸化调节池进行减量消化处理，力求做到少污泥或无污泥，运行结果表明系统排放剩余污泥量很少。

作者:国洋 刘善培 单位:荆门市环境保护监测站 荆楚理工学院

浅谈啤酒废水处理工艺:啤酒废水处理工艺

摘要：我国是啤酒生产大国，啤酒废水已成为较高有机物污染大户，因此，对啤酒废水进行处理达标后排放已显得十分重要。介绍了5种较成熟的啤酒废水处理工艺(流程)方案，简述了各自的特点和优缺点，并对5种工艺方案进行了初步分析。

关键词：啤酒废水生化 水解酸化接触氧化 厌氧内循环

概述

80年代以来，我国啤酒工业得到迅速发展，到目前我国啤酒生产厂已有800多家，据1996年统计我国啤酒产量达1 650万t，既成为世界啤酒生产大国，又成为较高浓度有机物污染大户，啤酒废水的排放和对环境的污染已成为突出问题，引起了各有关部门的重视。

啤酒废水的主要成分和来源是：制麦、糖化、果胶、发酵(残渣)、蛋白化合物，包装车间等有机物和少量无机盐类。其水质及变幅范围一般为：pH=5.5～7.0(显微酸性)，水温为20～25℃，CODCr=1200～2300mg/L, BOD5=700～1400mg/L, SS=300～600mg/L, TN=30～70mg/L。水量为每生产1t啤酒废水排放量为10～20m3,平均约15m3，目前全国啤酒废水年排放量在2.5亿m3以上。

“七五”以来，我国对啤酒废水的处理工艺和技术进行了大量的研究和探索，特别是轻工业系统的设计院和科研单位，对啤酒废水的处理进行了各方面的试验、研究和实践，取得了行之有效的成功经验，逐渐形成了以生化为主、生化与物化相结合的处理工艺。生化法中常用的有活性污泥法、生物膜?法、厌氧?与好氧相结合法、水解酸化与SBR相组合等各种处理工艺。这些处理方法与工艺各有其特点和不足之处，但各自都有较为成功的经验。目前还有不少新的处理方法和工艺优化组合正在试验和研究，有的已取得了理想的成效，不久将应用于实践中。

啤酒废水的主要特点之一是BOD5/CODCr值高，一般在50%及以上，非常有利于生化处理，同时生化处理与普通物化法、化学法相比较：一是处理工艺比较成熟；二是处理效率高，CODCr、BOD5去除率高，一般可达80%～90%以上；三是处理成本低(运行费用省)。因此生物处理在啤酒废水处理中，得到了充分重视和广泛采用。现把目前啤酒废水处理中相对比较成熟的生物处理工艺，进行一些阐述和比较。

1 处理工艺

该处理工艺是轻工部设计院为代表的推荐采用方案，河南开封啤酒厂、青岛湖岛啤酒厂、厦门冷冻厂啤酒厂等均采用此处理工艺流程，处理后均达标排放。细格栅起初步的固液分离作用，故不设初沉池；酸化池中设填料，为细菌提供呈立体状的生物床，把水中的颗粒物质和胶体物质截留和吸附，同时在水解细菌作用下，将不溶解性有机物水解为溶解性物质，在产酸菌协同作用下，将大分子物质、难于生物降解的物质转化为易于生物降解的小分子物质。物化法中选用加药反应气浮池的理由主要为三点：一是悬浮物等去除率高，普通沉淀池去除率仅为30%左右，竖流式沉淀池为40%～50%，而气浮可达80%～90%；二是气浮污泥含水率为97%～98%，气浮排渣可直接进行脱水处理，而其它沉淀池的污泥含水率达99%以上；三是气浮池气浮水力停留时间短，约30min左右，而其它沉淀池的水力停留时间1.5～2h,故气浮池体积小，减少占地面积。但气浮处理需要增设一套空压机、压力溶气罐、回流水泵等组成的辅助系统(图1中未绘出)，操作管理相对较复杂。

微生物所需要的营养，主要为碳水化合物、氮化合物、水、无机盐类(氮和磷)及维生素。通常要求BOD∶N∶P=15∶5∶1,为满足此要求，故在接触氧化池前投加氨氮。

1.2 处理工艺方案2

处理工艺方案2与处理工艺方案1在主体处理系统上基本上是相同的，都是水解酸化、接触氧化和气浮池，主要不同点：一是高浓度废水先采用UASB(上流式厌氧污泥床)预处理后再进入低浓度废水调节池，进行主体处理系统；二是主体处理系统调节池前增设了沉砂池和分离机(高浓度废水预处理系统中调节池前也增设了沉砂池和分离机)。

该工艺用在山东省三孔啤酒有限公司废水处理中，高浓度有机废水水量水质为:Q1 = 500 m3/d; CODCr:5000mg/L; BOD5:2500mg/L; SS:3000mg/L。低浓度有机废水：Q2=3500m3/d; CODCr:500mg/L; BOD5: 250mg/L; SS:500mg/L。Q=Q1+Q2=4000m3/d。

设计按当时的GB8978—88现有企业栏标准，即：CODCr≤150mg/L; BOD5≤60mg/L; SS≤100mg/L;pH=6～9。

UASB进出水水质和混合水经主体处理系统的进出水水质见表1和表2。可见处理后的出水水质好于设计采用的标准值，全部达标排放。

表1UASB进出水水质

表2混合水经主体处理进出水水质

把高浓度有机废水先单独进行预处理，反映了两个主要特点：一是采用厌氧生物处理中的UASB反应器，它具有截留污泥量大，颗粒化程度好，处理高浓度有机废水能力强等特点。该反应器采用中温发酵，内部具有热交换装置，结构较紧凑，温度、碱度、负荷等由微机控制；二是高浓度废水集中进行厌氧处理，产生沼气量大，可以集中使用。该反应器设计容积负荷为6.0kg/(m3·d),去除lkgCOD产生VSS0.082kg,产生沼气0.52m3,则1天可产生1000多m3沼气。

1.3 处理工艺方案3

IC(厌氧内循环)反应器根据UASB的原理，80年代中由荷兰帕克(PAQUES)公司开发成功。它由混合区、污泥膨胀床、精处理区和循环系统四个部分组成。它与其它厌氧处理工艺相比有以下特点：

(1)因反应器为立式结构，高度为16～25m,故占地面积小，同时沼气收集也方便。

(2)有机负荷高，水力停留时间短，它与其它厌氧处理工艺的有机负荷和水力停留时间比较见表3。

表3各种厌氧处理工艺的有机负荷与水力停留时间

(3)剩余污泥少，约为进水COD的1%，且容易脱水。

(4)靠沼气的提升产生循环，不需要外部动力进行搅拌混合和使污泥回流，节省动力消耗。

(5)因生物降解后的出水为碱性，当进水酸度较高时，可通过出水的回流使进水中和，减少药剂使用量。

(6)耐冲击负荷性能强，处理效率高，COD去除率为75%～80%,BOD去除率为80%～85%。

(7)生物气纯度高(CH4为70%～80%，CO2为20%～30%，其它有机物为1%～5%)，可作燃料加以利用。

CIRCOX(封闭式空气提升好氧)反应器为双层立式筒体(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。

CIRCOX反应器与其它好氧处理工艺相比，有以下特点：

(1)高度与直径比大，故占地面积小。

(2)有机负荷与微生物浓度高，有机负荷为4～10kgCOD/(m3·d),微生物浓度15～30 kgVSS / m3。

(3)水力停留时间短，一般为0.5～4h。

(4)剩余污泥少，小于进水COD的5%；污泥回流在同一反应器内完成，不需要外加动力。

(5)因该反应器为封闭系统，可以容易地控制污水中易挥发物质，可根据需要设置生物过滤器或活性炭过滤器处理废气。

(6)因反应器内液体的流速很高，约为50m／h，载体通过相互碰撞摩擦而自动脱膜，不需要另设脱膜装置；同时污水中的悬浮物很容易从反应器内冲出，允许进水悬浮物的浓度较高，不需设预沉池。

(7)因活性污泥在反应器内循环，泥龄很高，污泥中可产生一些生长速度很慢的硝化细菌等，故CIRCOX反应器适合于处理含氮化合物及其它难降解的化合物。

IC反应器应用于高浓度有机废水处理，CIRCOX适用于低浓度的啤酒生产废水和城市污水处理，两者串连起来是优化的组合，体现了占地面积小，无臭气排放，污泥量少和处理效率高的优点。1995年上海富仕达酿酒公司引进了帕克公司的专利技术处理啤酒生产废水(工艺流程如图3所示)，已建成投产，处理能力4800m3/d，进、出水水质见表4。

表4上海富仕达公司啤酒废水处理站进出水水质

图3中，旋转滤网的出水管上设温度和pH在线测定仪表，当温度和pH的测定值满足控制要求时，废水就进入缓冲槽，否则排至应急槽，再用泵提升到旋转滤网进水管内。缓冲槽内设淹没式搅拌机，使废水均质并防止沉淀。设预酸化槽的目的为：一是使有机物部分降解为挥发性脂肪酸；二是调节营养比例；三是调节pH值。

1.4 处理工艺方案4

该工艺以水解酸化-SBR为主体。水解酸化池内设填料(球形填料)，水力停留时间为4h左右(利用厌氧过程的前阶段)，COD去除率30%～40%，pH值4.8～5.2。SBR反应池内反应时间约为6h左右，水温20～25℃，污泥浓度4 000mg/L左右，出水水质达到原GB8978—88一级排放标准，COD总去除率>92%，BOD总去除率>98%。

SBR处理工艺的特点是集生物降解和终沉排水等功能于一体，与传统的连续式活性污泥法(CFS)相比，可省去沉淀池和污泥回流设施，具有运行稳定，净化效率高，耐冲击负荷，避免污泥膨胀，便于操作管理等特点。

1.5 处理工艺方案5(见图5)

图5CASS反应池为主体处理工艺

CASS与CAST相似，是一种循环式活性污泥法，CASS反应池的运行一般包括三个阶段：进水、曝气、回流阶段；沉淀阶段；滗水、排泥阶段。周期为4～12h，根据需要设定。CASS反应池一般用隔墙分隔成三个区：生物选择区、预反应区、主反应区。生物选择区内不进行曝气，类似于SBR法中的限制性曝气阶段。在该区内，回流污泥中的微生物大量吸附废水中的有机物，能较迅速有效地降低废水中有机物浓度；预反应区采取半限制性曝气，溶解氧保持在0.5mg／L左右，使该区存在着反硝化进程的可能；主反应区进行强制鼓风曝气，使有机物及氨氮得到生化与硝化。

该处理工艺用于安徽某啤酒废水处理中，CASS反应池运行周期8h，其中进水、曝气、回流时间6h，进水、沉淀时间1h，滗水、排泥时间1h。处理水量3500m3／d，进水水质为：CODCr: 800～1 500mg／L； BOD5:400～800mg／L； SS300～600mg/L。根据测试，处理后的出水：CODCr: 63～120mg／L; BOD5:41～58mg/L; pH:6.7～8.3。当然还有其它处理工艺，如单独采用好氧法和单独采用厌氧法(包括UASB反应器)等，但并不具有代表性，故不作详述和介绍。

2 处理工艺浅析

就上述介绍的具有一定代表性的啤酒废水处理工艺谈些粗略看法和分析。

(1)根据啤酒废水BOD5／CODCr大的特点，上述5个处理工艺方案的共同点，均以生物处理为主体，而且基本上均以前级为厌氧(水解酸化为主)，后级为好氧处理，所不同的为：一是后级好氧生化处理分为生物接触氧化法(生物膜法)和活性污泥法(微生物呈悬浮状态)；是在厌氧和好氧生物处理中，又分为成熟的传统方法(工艺1、2、4)和较新技术应用的方法(如工艺2中预处理用UASB，工艺3中IC和CIRCOX及工艺5中的CASS法)。但有一个共同点是可以肯定的：啤酒废水(混合水)采用厌氧(水解酸化)生物处理与好氧生物处理相结合(为主体)的处理工艺是成熟、可靠的工艺，是可以接受和被采用的。

(2)总的来说，厌氧(水解酸化)与好氧为主体的处理工艺，产生的污泥量较少，但上述5个处理工艺中也有区别，处理工艺1～3在好氧生物处理后均设沉淀设施(工艺1和2为气浮池，工艺3为斜管沉淀池)；而处理工艺4和5，在好氧生物处理后不设沉淀池，污泥量很少，大多数内部消化，故污泥直接进入污泥浓缩池，进行污泥的处理与处置。从上述5个处理工艺分析，工艺1～3好氧生物处理采用的是生物膜法(前两个是生物接触氧化法，第三个CIRCOX反应器是好氧生物流化床原理发展而来，微生物粘附在细砂类载体物表面，形成生物膜)，生物膜要进行新、老更替，老的膜剥落后需要经沉淀后去除(当然同时也去除悬浮物等)，故氧化(好氧)生物处理后要设沉淀设施。后两种好氧生物处理均属活性污泥法范畴，SBR集生物降解和终沉排水于一体，污泥浓缩在SBR池下面，省去了沉淀池；CASS反应池污泥用回流泵回流(循环式活性污泥法)，产泥少、污泥直接进污泥浓缩池，不设沉淀池。可见后两种工艺省去了沉淀设施，减少了沉淀池的造价和占地面积。可以这样说：好氧生物处理采用生物膜法，后面要设沉淀池，其处理工艺由生化和物化相结合；好氧生物处理采用SBR和CASS反应池的，后面可不设沉淀池，其处理工艺省去了物化处理，由单一的生化处理组成。

(3)处理工艺2中，把高浓度有机废水采用UASB进行预处理后再进入总调节池，与低浓度有机废水进行混合，再进入主体处理工艺系统。从表1数据可见，高浓度有机废水采用厌氧处理中的UASB反应器进行处理，效果是好的，CODCr、BOD5、SS等去除率均较高，因此它不仅可用于高浓度啤酒废水的处理，也可用于豆制品等其它高浓度有机废水的处理。有资料报道，啤酒废水处理中，高浓度废水采用UASB反应器进行预处理，混合废水进入AS(活性污泥法)处理(称为UASB+AS法)与全部直接进入AS法处理比较，UASB+AS法比AS法节省曝气电费68%，节省污泥处理费59%，沼气还可利用；与SBR法比较，运行费和污泥处理费也比SBR低。1996年11月7日日本的《日经产业经济新闻》报道，朝日啤酒公司将在1999年以前更新其所属日本国内的全部啤酒厂废水处理设备，全部采用UASB+AS法工艺。因此，我国的啤酒废水处理工艺中，应重视采用UASB技术。

(4)总的来说，啤酒废水采用厌氧(水解酸化)预处理，再进行好氧处理是比较理想的，但上述5个处理工艺方案中，也各有所不同。如处理工艺方案2处理后的出水水质远好于排放标准，这对于水资源紧缺的地方来说，稍加深度处理后即可回用，对于回用水水质要求不高的地方来说，可直接回用(如绿化、浇马路等)。又如处理工艺方案5采用CASS反应器，调试相对较麻烦、时间可能较长；操作管理要严密妥当，否则有可能产生污泥膨胀；滗水器的下降速度要与水面的下降速度基本相同，否则可能扰动已沉淀的污泥层等。同时从处理后的出水水质来看，处理工艺方案5的出水CODCr常大于100mg/L，BOD5常大于50mg/L，比其它4个工艺方案差，如果排放标准较高些，则采用此工艺要慎重。

(5)处理工艺方案的比较，在处理效果好，达到国家规定的排放标准前提下还有投资、运行费用、管理操作，占地面积等诸方面，因因素很多，情况复杂，故无法进行全面、系统地论述。上述介绍与浅析仅供参考，不妥之处，欢迎指正。

浅谈啤酒废水处理工艺:啤酒废水处理工艺调试

摘要：河南某啤酒实业有限公司污水处理工程于2004年3月份开始调试。经过为期三个月的调试和试运行，现有废水经污水处理厂处理后出水水质达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)表4二级标准和当地总量控制的要求。调试期间，操作人员认真负责，对操作人员也进行了技术培训，于2004年7月份圆满完成了污水处理站的调试工作。调试人员对污水处理站的试运行切实做到了控制、观察、记录和分析试验工作，对于提高污水处理站技术管理水平、运行水平有积极的现实意义。

关键词：啤酒废水 工艺调试 活性污泥的培养

引言

河南某啤酒实业有限公司污水处理工程于2004年3月份开始调试。经过为期三个月的调试和试运行，现有废水经污水处理厂处理后出水水质达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)表4二级标准和当地总量控制的要求。调试期间，操作人员认真负责，对操作人员也进行了技术培训，于2004年7月份圆满完成了污水处理站的调试工作。调试人员对污水处理站的试运行切实做到了控制、观察、记录和分析试验工作，对于提高污水处理站技术管理水平、运行水平有积极的现实意义。

1.1 污水来源

根据该厂啤酒生产工艺，废水主要来源有：麦芽生产过程的洗麦水、浸麦水、发芽降温喷雾水、麦槽水、洗涤水、凝固物洗涤水；糖化过程的糖化、过滤洗涤水；发酵过程的发酵罐洗涤、过滤洗涤水；罐装过程洗瓶、灭菌及破瓶啤酒；冷却水和成品车间洗涤水；以及来自办公楼、食堂和浴室的生活污水。

生产废水为每天24小时连续排放。

1.2 污水处理规模

该污水处理站处理规模按照最高日流量1500 m3/d，其中高浓度废水量500 m3/d，中低浓度废水量1000 m3/d。

1.3 污水水质

该污水处理站设计进水水质如下：

高浓度废水

CODCr 4000mg/l

BOD5 2000mg/l

SS 400mg/l

PH 6－9

中低浓度废水

CODCr 500mg/l

BOD5 200mg/l

SS 400mg/l

PH 6－9

1.4 处理后水质要求

根据厂方的要求，外排废水应达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)二级标准。其具体指标如下：

CODCr≤150mg/l

BOD5≤60mg/l

SS≤150mg/l

PH 6～9

其中CODCr指标不大于100mg/l。

2 污水处理工艺简介

该工程采用厌氧＋好氧为主的生化处理工艺。

厌氧生化法是指在无分子氧条件下通过厌氧微生物的作用，将废水中的各种复杂有机物分解转化为甲烷和二氧化碳等物质的过程，该工艺可用于中高浓度的有机废水处理。该工艺在国内外有较多的成功实例。

该厌氧处理工艺采用UASB反应器，底部设布水装置，顶部设三相分离器和集水排水装置。

高浓度废水单独进行厌氧处理后，与中低浓度废水混合进行好氧处理。

好氧生化法有较多的工艺，本工程采用CASS生物反应器。

CASS生物反应器是SBR工艺的一种改良型工艺。

在序批式反应器系统（Sequencing Batch Reactor简称SBR法）中，曝气池、二沉池合二为一，在单一反应池内利用活性污泥完成废水的生物处理和固液分离，SBR是废水活性污泥生化处理系统的先驱，然而直到最近几年随着监控与测试技术的飞速发展，这一技术才得以完全更新并被美国环境保护署（US EPA）推荐为一项低投资、低操作成本及低维修费用，高效益的环境处理新技术。据EPA调查，在废水流量一定时，选择SBR要比传统的活性污泥法处理费用节省许多，这一点已被大量的工程实例所证实，特别是在啤酒废水处理工程中得到了广泛应用。

工艺运行方式

SBR工艺主体构筑物由SBR反应池组成，SBR反应池的运行操作由进水、反应、沉淀、滗水和待机五个阶段组成。

进水期：废水进入反应池。?

反应期：废水进入反应池中发生生化反应，在这阶段可以只混合不曝气，或既混合又曝气，使废水处在反复的好氧—缺氧中，反应期的长短一般由进水水质及所要求的处理程度而定。

沉降期：在此阶段反应器内混合液进行固液分离，因该阶段在完全静止条件下进行，表面水力和固体负荷低，沉淀效率高于一般沉淀池的沉淀效率。

排水期：当沉淀阶段结束，设置在反应池末端的滗水器开动，将上清液缓缓滗出池外，当池水位降到低水位时停止滗水。

待机期：在每池滗水后完成了一个运行周期，在实际操作中，滗水所需时间往往小于理论最大时间，故滗水完成后两周期间闲置时间就是待机期，该阶段可视废水的水质、水量和处理要求决定其长短或取消。在此阶段可以从反应池排除剩余活性污泥。反应池排出的剩余污泥泥龄长，已基本稳定。

SBR法与其它活性污泥处理技术比较有以下优点：

SBR系统以一组反应池取代了传统方法及其它变型方法中的初次沉淀池、曝气池及二次沉淀池，整体结构紧凑简单，无需复杂的管线传输，系统操作简单且更具有灵活性。

SBR反应池具有调节池均质的作用，可最大限度地承受高峰BOD5浓度及有毒化学物质对系统的影响。

在废水流量低于设计值时，SBR系统可以调节液位计的设定值使用反应池部分容积，或调节反应时间，从而避免了不必要的电耗。其它生物处理方法则无这样的功能。

因为对于每个反应单体而言出水是间断的，在高负荷时活性污泥不会流失，因而可以保持SBR系统在高负荷时的处理效率。而其它的生物处理方法在高流量负荷时经常会出现活性污泥流失的问题。

SBR在固液分离时整体水体接近完全静止状态，不会发生短流现象，同时，在沉淀阶段整个SBR反应池容积都用于固液分离，较小的活性污泥颗粒都可得到有效的固液分离，因此，SBR的出水质量高于其它的生物处理方法。

易产生污泥膨胀的丝状细菌在SBR反应池中因反应条件的不断的循环变化而得到有效的抑制。而污泥膨胀问题是其它活性污泥方法中很常见且很难控制的问题之一。

CASS是利用活性污泥基质再生理论，将生物选择器与间歇式活性污泥法加以有机结合研究开发的新型高效好氧生物处理技术。

CASS主要具有以下特征：

根据生物选择性原理，利用位于反应器前端的预反应区作为生物选择器对进水中有机物进行快速吸附和吸收作用，提高了去除效率增强了系统运行的稳定性；

可变容积的运行提高了系统对水质水量变化的适应性和操作的灵活性；

根据生物反应动力学原理，使废水在反应器内的流动呈现出整体推流而在不同区域内为完全混合的复杂流态，不仅保证了稳定的处理效果，而且提高了容积利用率；

通过对反应速率的控制，使反应器以缺氧-好氧状态周期循环运行，微生物种类多，生化作用强，运行费用低；

在好氧条件下，在机物被降解的同时，污水中有机氮被异养菌氧化为氨氮，在供氧充足的条件下，氨氮再被硝化菌氧化成硝态氮，产生的能量用于合成新的硝化菌细胞。在缺氧条件下，反硝化细菌利用NO3-，通过混和液回流到缺氧段，在缺氧条件下，反硝化细菌利用NO3-作为最终电子受体，氧化水中有机物，用于产能和增殖。与此同时，硝酸盐被异化还原成氮气，从水中逸出，从而达到除氮的目的。

通过同时硝化/反硝化实现脱氮必须连续测定池子主曝气区的溶解氧数值，并加以控制调节，在曝气阶段需要不断调节溶解氧水平，在曝气开始时，溶解氧控制在较低的水平（约0.2-0.5mgO2/L），直到在曝气阶段结束前，才使溶解氧达到最高水平（约2-3mgO2/L）。

这种运行方式无需如前置反硝化系统那样需要将硝酸盐氮从硝化区回流至反硝化区，因此可省去内循环系统，而且在CASS系统中，也不需要单独设置一个缺氧运行阶段以进行反硝化。

在主曝气区进行上述过程时，在选择器中，大量吸收的易降解物质得到水解并转移至细胞内，从而提高了后续主曝气区内微生物的呼吸速率，加速了整个过程的进行。

工艺结构简单，投资费用省，而且运行管理方便；

采用组合式模块结构，布置紧凑，占地面积小；

可以采用稳定的自动化控制和先进的探测仪器和设备，以保证出水水质达到《污水综合排放标准》（GB8978-1996）表4二级标准和当地环保部门的要求。

3 工艺流程说明

高浓度废水经格栅、格网拦截大的杂质后进入调节池，在调节池均质均量后，由污水泵提升进入UASB 反应器，UASB 反应器出水自流至中低浓度废水调节池，完全混合后用泵提升进入CASS反应器进行好氧处理，出水达标排放。

UASB反应器产生的污泥自流进入污泥浓缩池，CASS反应器产生的生化污泥部分回流至预反应区，剩余污泥进入污泥浓缩池，浓缩后的污泥排入污泥干化场处理，上清液回流至调节池与原水一并处理。工艺流程图见图4-1。

4 活性污泥的培养

4.1 污泥的培养与驯化

活性污泥的培养与驯化可归纳为异步培驯法、同步培驯法和接种培驯法。异步培驯法即先培养后驯化；同步法则培养、驯化同时进行或交替进行；接种法则利用其他污水处理厂的剩余污泥进行培养驯化。本污水处理厂主要采用接种法，这样既能提高驯化效果，又能缩短培养驯化的时间，从而缩短调试时间。

该工程工艺调试初期主要从郸城金丹乳酸厂引进厌氧颗粒污泥，从舞钢造纸厂引入好氧剩余污泥，作为种泥进行培养。同时投加大量的麦麸、尿素等作为调试初期的营养物质，利于污泥的快速生长。

前期UASB反应器采用间歇脉冲进水方式，适当补充高浓度啤酒废水，提高菌种对啤酒废水的适应能力。

培养驯化初期在CASS反应池中加入少量的中低浓度废水进行曝气，并适当添加营养物质，在培养的过程中逐渐增加进水量，使活性污泥生物群体逐渐适应现有水质状况，具有较好的生物活性和絮凝性。

4.2 整体试运行

当整体运行条件基本具备后，污水处理站于6月份开始进行满负荷进水试运行。