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0536-2228378污水的來源與特性分析
啤酒制做是以大麥和大米為主要原料,輔之以啤酒花和鮮酵母,經較長時間的發酵釀造而成。生產過程是先將大麥制成麥芽。將麥芽粉碎與糊化的大米用溫水混合進行糖化,糖化結束后立即過濾,除去麥糟,麥汁經煮沸定型后除去酒花糟,然后冷卻與澄清。澄清的麥汁冷卻至6.5-8.0℃,接種酵母,進行發酵。發酵分主發酵與后發酵,主發酵是將糖轉化成乙醇和二氧化碳;后發酵是將主酵嫩酒送至后發酵罐低溫貯藏,以完成殘糖的zui后發酵,澄清啤酒,促進成熟。經后發酵的成熟酒,經過濾或分離除去殘余酵母和蛋白質。過濾后的成品酒,即生啤酒;殺菌后的啤酒即熟啤酒。
啤酒廢水是屬于較高濃度的有機污染廢水,啤酒廠廢水的主要來源有:麥芽生產過程的洗麥水、浸麥水、發芽降溫噴霧水、麥槽水、洗滌水、凝固物洗滌水;糖化過程的糖化、過濾洗滌水;發酵過程的發酵罐洗滌水、過濾洗滌水;灌裝過程的洗瓶、滅菌、破瓶啤酒;冷卻水和成品車間沖洗地面水;生產、生活區的生活污水。廢水呈黃褐色,主要含糖類、醇類有機物,其中在浸泡大麥過程中溶出戊糖、蔗糖、果膠、礦物鹽及外皮中的纖維素、蛋白朊、單寧、苦味質等,而其他車間的外排廢水除含糖類外,還含有多種氨基酸、醇、維生素、酵母菌、啤酒花、纖維素、麥糟等有機物和少量無機鹽類。因生產規模、設備和管理而異,一般啤酒生產廢水的化學需氧量(COD)為1000-2500mg/L左右,生化需氧量(BOD)為600-1500mg/L左右。
污水的特點可概括如下:
1、屬于較高濃度的有機污染廢水,無毒有害,主要污染物易于分解,具有良好的生物可降解性,適合厭氧生物處理;
2、排污點多,且多為間歇式排放,水質水量波動性大,存在事故沖擊;
3、啤酒污水是氮營養物(NH3)較低的污水,單純的好氧生化處理工藝常發生污泥膨脹,影響出水水質。適合采用厭氧生物處理解決缺氮的問題。
4、啤酒污水排放量具有非常大的季節不均勻性,往往造成旺季超負荷運行而使水質不易達標;而淡季必須采用滿負荷同樣裝置而使運行費偏高。適合采用厭氧生物處理和好氧接觸氧化工藝的工藝組合,因為操作的靈活性,可以很好的解決上述矛盾。
二、工藝流程的確定
根據對國內外啤酒行業廢水治理狀況的調查與研究,啤酒行業廢水治理主要采用以下幾種方法:(1)采用清潔生產工藝,比如:做好酒糟的預分離,既可以減少污水處理的負荷,又能回收酒糟,用作飼料,提高效益;如回收廢酵母泥制取調味品; (2)污水綜合利用,例如污水處理后用于污泥脫水機濾布沖洗、鍋爐房沖渣用水、沖洗地面和綠化,節省資源,減少水資源浪費。 (3)在以上兩種方法采用的前提下,進行廢水的綜合處理。
上個世紀八十年代以來,國內外對啤酒廢水處理進行了大量的實驗、研究和生產性應用,有相當成效。如在,由荷蘭Lettinga教授研究開發的EGSB(上升式厭氧污泥床)技術、由丹麥Kruger開發應用的氧化溝技術等。在國內,對EGSB、水解酸化工藝、接觸氧化工藝、SBR工藝、CASS工藝等諸多技術進行了生產應用,積累了經驗。
對于啤酒廢水來講,目前國內處理方法主要有兩大類,即物化法和生化法。物化處理主要在于廢水中雜質、懸浮物的去除,方法有格柵、水力篩、轉篩、沉淀、混凝沉淀或氣浮、超濾、電解等。主要是利用向水中投加藥劑,通過絮凝、沉淀達到去除污染物的目的;生化處理主要根據廢水水質的不同,確定采用單一好氧或厭氧與好氧相結合的方法,其中好氧處理有好氧塘、活性污泥法、接觸氧化法、生物濾池、生物轉盤、Captor法等多種形式,而厭氧處理主要有厭氧塘、厭氧濾池、普通厭氧池、厭氧接觸反應器、UASB、EGSB等。依靠微生物自身的代謝能力,將水中的污染物zui終氧化分解為CO2和水,達到清潔水質的目的。
根據對國內外啤酒污水處理技術工藝的分析,先排除采用單一物化處理的方法。主要原因在于:一是單一物化方法處理的運行費用高,單位污水運行費用高達1.5-4.5元/噸水以上;二是單一物化方法處理中產生的污泥量大,占廢水水量的25~30%,而且該種污泥脫水性能差,基本不能進行污泥脫水,從而給實際運行帶來了的困難。生化法由于依賴于微生物,故只需提供微生物所需要的生存環境及條件,如曝氣供氧,故運行費用只為基本的動力消耗,而污水的厭氧處理在消除污染的同時還可以帶來一定的沼氣收益,帶來效益。
根據對國內某啤酒有限公司啤酒生產廢水的水質分析結果,其可生化性BOD5/COD大于0.6,可生化性好,中等濃度,營養配比平衡,非常適于進行生化處理的無毒有機廢水;加之啤酒廢水隨季節和晝夜變化水質變化較大,負荷沖擊較強;并且廢水的溫度在30~40℃,屬準中溫和中溫廢水,加之項目所在地常年氣溫較高,故應采用以厭氧生物處理為主的廢水治理工藝。并且考慮到國內外啤酒污水治理的實際工程經驗,決定采用厭氧+好氧生物處理工藝。
經過各種工藝對比, EGSB厭氧-好氧污水處理技術為方案, EGSB厭氧-好氧污水處理技術已經在一些工業污水處理工程應用,處理*。
采用以上的組合具有以下優點:
1、厭氧系統有機負荷高,對比同等廢水COD去除率較好;
2、厭氧系統抗沖擊負荷能力強;
3、厭氧系統容積產氣率高,能耗很低;
4、整個系統*自控,設置自動防酸化保護系統,不會出現酸化現象;
5、厭氧系統占地小,為其它厭氧系統的40%左右;
6、好氧系統采用膜法生物處理工藝,微生物菌群豐富,系統運行穩定,利用基質能力強,出水水質較好,且系統啟動容易;
7、生物填料對氣泡的二次切割作用,氧的利用率高;
8、好氧系統自動控制,管理容易;
9、由于生物填料的作用,好氧系統不易出現污泥膨脹現象。
根據提供的廢水水質資料,確定采用格柵除去大的漂浮物,如瓶蓋、樹枝、塑料袋、手套等;再用細密的機械轉篩攔截麥皮、麥根、糖化糟、廢酒花、破碎顆粒等小的雜物;由于啤酒廢水pH值在5-12之間變化,故在廢水進入厭氧系統前不需要對廢水的PH值進行調整。由于啤酒污水中N、P等營養充足平衡,不需設置N、P營養源投加系統。
根據工程經驗,由于啤酒廢水排放過程中有時會事故性排放洗瓶廢水,洗瓶廢水的堿性很強,pH在10以上,如果將此廢水直接進入生化處理系統將嚴重的抑制微生物,從而使處理系統無法正常運行達標。故必須設置事故池,以消除事故廢水對系統的影響??筛鶕{節池在線PH計的監測結果,考慮將其泵入事故調節池中,然后在緩慢加回調節池即可。污水zui后進入厭氧+好氧生物處理系統中達到污染物的進一步去除。經過好氧處理后廢水可以達到《啤酒工業污染物排放標準》(GB19821-2005)中啤酒企業排放標準的水質要求。
為達到《污水再生利用工程設計規范:城鎮雜用水水質控制指標》(GB50335-2002)中的嚴格要求,需在好氧生化處理工藝后設置深度處理工藝。