張振家1，周長波2，熊慶明3
(1.上海交通大學環境科學與工程學院，上海200240；
2.南開大學環境科學與工程學院，天津300071；3.桂林漓泉啤酒有限公司，廣西桂林541000)

　　摘 要：廣西桂林漓泉啤酒有限公司采用UASB—SBR工藝進行廢水處理，以城市污水處理廠的厭氧消化脫水污泥為接種污泥，運行約3個月時開始形成顆粒污泥；在進水水量、COD濃度和水溫均隨生產和季節變化的情況下，UASB及SBR出水的COD濃度始終穩定在200～500 mg/L和20～30 mg/L以下；UASB所產生的沼氣被回收作為熱風爐的燃料，供飼料烘干使用。實踐表明，該組合工藝處理性能可靠，投資少，運行管理簡單。
　　關鍵詞：啤酒廢水；UASB；SBR；能源回收
　　中圖分類號：X505
　　文獻標識碼：C
　　文章編號：1000-4602(2001)09-0054-03

1 廢水水質及排放標準

　　桂林漓泉啤酒有限公司目前生產能力為25×10⁴ t/a，噸啤酒產生廢水量為7～8m³，排放廢水量為6500 m³/d。廢水經處理后，要求達到《污水綜合排放標準》(GB 8978—1996)的一級標準，其主要水質指標見表1。

表1 廢水水質及排放標準 項目 CODCr(mg/L) BOD₅(mg/L) SS(mg/L) pH 原水 1 500～3000 800～1600 250～1200 5～11 排放標準 ≤100 ≤30 ≤70 6～9 注：該廢水中的酵母、酒糟經過回收和綜合利用，故COD、BOD含量降低。

2　主要構筑物及設備

　　①UASB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大學環境科學與工程學院的專利技術制造。
　　②SBR池：即原有的SBR池，其進水包括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，進水時間為4 h，曝氣時間為6 h(曝氣從進水結束前2 h開始)，沉淀時間為2 h，排水時間為1 h，閑置時間為1 h(有時視水量而變化)。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，每個曝氣器的服務面積為1.5m²，共297個。構筑物一覽表見表2。

表2 構筑物一覽表 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 鼓風機房 磚砌 19.5×6×5.5 1 R363型羅茨鼓風機 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反應池的過程中，同時實行清污分流，將冷卻水直接排放，高濃度廢水先經過UASB池處理，出水再與低濃度廢水混合進入SBR反應池。整個工藝流程如圖1所示。

4　實際運行效果

　

4.1　UASB的啟動
　　啟動過程經歷了污泥活性恢復、提高負荷和滿負荷進水三個階段。啟動于2000年5月開始，從成都污水處理廠運來80 t厭氧消化脫水污泥，采用邊用廢水對泥餅進行溶化、稀釋、攪拌，邊向UASB池內泵入的方式完成接種污泥的投放。緊接著開始進水，直到池子被充滿(三相分離器開始出水為止)。大約靜置1 d以后，UASB開始產氣，說明厭氧污泥的活性開始恢復。此后根據UASB出水的pH值和揮發酸(VFA)濃度的變化，逐步增加進水量，直至達到滿負荷。
　　啟動過程到2000年11月中旬結束。在此期間，不同進水量下的處理效果見表3。

表3　不同進水量下的UASB處理效果　 進水量(m³/d) 進水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
　　由于廠區占地有限，UASB之前未設調節池，進水COD濃度、pH值一天之內波動很大。在較強的沖擊負荷下，UASB出水有時帶出一些絮狀污泥，使其COD增高，在一定程度上影響了出水水質，但從總的運行來看，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進行了24 h連續監測，所測數據包括進、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、出水COD和pH值的24 h變化曲線。

　　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，但水質波動仍然很大(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。從實際運行來看，該系統經過改造后，SBR反應池運行更加穩定，出水水質較好。圖4為SBR反應池進、出水COD濃度的變化情況，
整個系統監測結果見表4。

表4 運行監測COD值(日平均值)mg/L

表 采樣日期 UASB SBR 進水 出水 進水 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出水有時帶泥，使所測數值過高。

　　由表4可以看出，滿負荷運行期內，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足設計標準。

5　分析及總結

　　將UASB和SBR兩種處理單元進行組合，所形成的處理工藝突出了各自處理單元的優點，使處理流程簡潔，節省了運行費用，而把UASB作為整個廢水達標排放的一個預處理單元，在降低廢水濃度的同時，可回收所產沼氣作為能源利用。同時，由于大幅度減少了進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量，從而使整個廢水處理過程的費用大幅度減少。采用該工藝既降低處理成本，又能產生經濟效益。
5.1　沼氣回收
　　UASB池正常運行后，每天產生大量的沼氣，將其回收作為熱風爐的燃料，可供飼料烘干使用。UASB去除COD達7 500 kg/d，以沼氣產率為0.5m³/kgCOD計算，UASB產氣量為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，相當于原水直接進入SBR池，使其運行周期達12 h后出水才得以達標排放。隨著啤酒年生產能力的提高，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，就必須增加曝氣時間。現工藝經改造后，UASB(取代原水解酸化池)作為整個廢水達標排放的一個預處理單元，削減了全部進水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，耗電量并沒有隨廢水處理量的增加而增加。同原工藝相比較，每天實際節約1 500～2 500 m³廢水的處理費用，節約能耗約21.4 萬元/a。
　　②節約污泥處理費用
　　該公司廢水經過UASB處理后，75%的有機物被去除，使SBR處理負荷大大降低，產泥量相應減少。按原來的工藝計算，產泥量達17 t/d(產泥率為0.3 kg污泥/kgCOD，污泥含水率為80%)，而目前產泥量只有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。

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　　收稿日期：2001-06-29