李俐敏¹，王裕金²，王秀鳳²，劉浩²
（1.新鄉(xiāng)市環(huán)境保護(hù)監(jiān)測站，河南新鄉(xiāng) 453003；2.新鄉(xiāng)市環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究所，河南新鄉(xiāng) 453000）

　　摘　要：采用VTBR（垂直折流生化反應(yīng)器）加氣浮工藝處理啤酒廢水。當(dāng)CODcr及BOD₅的質(zhì)量濃度分別為1500－2500mg/L和800－1500mg/L時(shí)，CODcr及BOD5的去除率均達(dá)90％以上，出水達(dá)到了排 放標(biāo)準(zhǔn)。處理費(fèi)用為0.55元/m³。
　　關(guān)鍵詞：啤酒廢水；廢水處理；氣??；接觸氧化
　　中圖分類號：X703.1；X797
　　文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A
　　文章編號：1009－2455（2002）06－0056－03

A New Contact Oxidation Process for Treatment of Wastewater from Beer Brewery
LI Li-min¹, WANG Yu-jin², WANG Xiu-feng², LIU Hao²
(1. Xinxiang Environmental Monitoring Station, Xinxiahg, 453003, China;2. Xinxiang Environmental Science Institute, Xinxiang, 453000, China)

　　Abstract: A combined process of vertical tubular biological reactor (VTBR) and air-floatation has been used to treat the wastewater from a beer brewery. When the p(CODcr) and ρ(BOD₅) in the wastewater were 1500-2500mg/L and 800--1500mg/L respectively, the removal rate of CODcr and that of BOD₅ were both above 90% and the effluent water reached the discharge standard, the cost of the treatment heing 0.55 yuan/m³.
　　Key words: wastewater from beer brewery; wastewater treatment; air-floatation; contact oxidation

　　啤酒工業(yè)廢水中含有大量的有機(jī)物，CODcr的質(zhì)量濃度一般為1000－2500mg/L，可生化性較好。治理的方法多是采用好氧生物處理，也可先采用厭氧處理，降低污染負(fù)荷，再用好氧生物處理。目前國內(nèi)外啤酒工業(yè)廢水的處理工藝較多，大致有：活性污泥法、生物轉(zhuǎn)盤法、生物接觸氧化法、厭氧生物法等。而本文介紹的是一種新型的生化反應(yīng)器。
　　已知在常溫和常壓下，水中溶解氧與壓力有如下關(guān)系：
　　　　　　C_s＝C_s0×p/p₀ 　　 （1）
　　式中：C_s，C_s0——壓力分別為p，p0時(shí)氧在水中的飽和溶解度，mg/L。
當(dāng)水中的溶解氧質(zhì)量濃度低于飽和溶解度時(shí)氧的傳遞速率為：
　　　　　　　dC/dt=K_La×(C_s-C）（2）
　　式中：KLa——氧總轉(zhuǎn)移系數(shù)，L/h；
　　　　　C——水中實(shí)際溶解氧質(zhì)量濃度，mg/L。
　　由以上兩式知壓力越高水中溶解氧質(zhì)量濃度越大，氧傳遞速率越快，根據(jù)這一原理我們研制出了垂直折流生化反應(yīng)器（VTBR）。其主要特點(diǎn)為：該反應(yīng)器高達(dá)10m，由于水深，與傳統(tǒng)生物接觸氧化法相比增加了氧利用率，供氣量小，容積負(fù)荷高，內(nèi)設(shè)導(dǎo)流板，可以使水在反應(yīng)器中形成環(huán)流，提高了處理效率。并且占地面積小，總投資少，操作管理方便，無污泥膨脹問題、無異味污染。該裝置已在河南省新鄉(xiāng)市亞洲啤酒有限公司廢水處理工程中運(yùn)用。實(shí)踐證明該工藝是可行的，為啤酒廢水處理提供了一個(gè)成功實(shí)例。該工程被評為1999年河南省環(huán)保局主辦的環(huán)境污染防治工程優(yōu)秀設(shè)計(jì)一等獎(jiǎng)。

1 廢水水質(zhì)水量及排放標(biāo)準(zhǔn)

　　該啤酒廠生產(chǎn)能力為10×10⁴t/a，廢水量排放為2040m³/d，主要廢水指標(biāo)如表1。

表1 啤酒廢水水質(zhì)

取樣地點(diǎn) ρ(CODcr)/
(mg.L^-1) ρ(BOD₅)/
(mg.L^-1) ρ(SS)/
(mg.L^-1) pH值 麥芽車間 1500 800 100 6-7 糖化車間 4000 2000 1500 6-7 發(fā)酵車間 2000 1000 500 6-7 罐裝車間 400 200 300 6-7 總排放口 2000 1100 1000 6-7

　　設(shè)計(jì)水量：2040m³/d
　　設(shè)計(jì)水質(zhì)：p（CODcr）＝1500－2500mm/L；p（BOD5）＝800－1500mg/L；ρ（SS）＝1000－2500mg/L；pH＝6-7。
　　根據(jù)環(huán)保部門要求廢水處理后水質(zhì)必須達(dá)到以下指標(biāo)：
　　　　　　ρ（CODcr）≤150mg/L；ρ(BOD₅）≤60mg/L；ρ（SS）≤200mg/L； pH=6－9。

2 廢水處理工藝設(shè)計(jì)

　　廢水處理工藝流程如圖1所示。
　　廢水首先通過微濾機(jī)去除大部分懸浮物，出水進(jìn)入調(diào)節(jié)池，然后中提升泵打入VTBR反應(yīng)器中進(jìn)行生化處理，通過風(fēng)機(jī)強(qiáng)制供風(fēng)使廢水與填料接觸，維持生化反應(yīng)的需氧量，VTBR反應(yīng)器出水進(jìn)入沉淀器，去除一部分脫落的生物膜以減輕氣浮設(shè)備的處理負(fù)荷，之后流人氣浮設(shè)備去除剩余的生物膜，污泥及浮渣送往污泥池濃縮后脫水。

3 主要構(gòu)筑物及設(shè)備

3.1 調(diào)節(jié)池
　　由于啤酒廠所排廢水水質(zhì)、水量不穩(wěn)定，波動大，故設(shè)調(diào)節(jié)池1座兼作提升泵集水井。外形尺寸為15m×6m×3.5m，停留時(shí)間4h。內(nèi)設(shè)80WG污水泵2臺，1用1備。
3.2 VTBR反應(yīng)器
　　VTBR反應(yīng)器利用原有廢舊酒精罐改造而成，罐高10m，直徑4.5m。分為并聯(lián)運(yùn)行的2組，每組串聯(lián)5個(gè)，共計(jì)10個(gè)。均采用鼓風(fēng)機(jī)供氣，曝氣裝置為KBB－215可變孔式曝氣器，內(nèi)設(shè)BRT半軟性生物填料，反應(yīng)器外部加有一層保溫材料。
　　VTBR反應(yīng)器（Ⅰ）
　　容積負(fù)荷（以CODcr計(jì)）為：3kg/(m³·d），停留時(shí)間9h。
　　VTBR反應(yīng)器（Ⅱ）
　　容積負(fù)荷（以CODcr計(jì)）為：2kg/（m³·d），停留時(shí)間6h。
3.3 沉淀器
　　 利用原有廢舊酒精罐改造而成，鋼制設(shè)備直徑6m，內(nèi)設(shè)斜管，有效水深3.5m，停留時(shí)間1.5h，表面水力負(fù)荷：3m³/（m²·h）。
3.4 氣浮設(shè)備
　　 采用QF－100型成套氣浮設(shè)備包括溶氣罐、空壓機(jī)、刮渣機(jī)、回流泵、釋放器。溶氣罐壓力為0.25－0.3MPa，回流比30％－40％。
3.5 風(fēng)機(jī)
　　 機(jī)房設(shè)RE－145型高壓鼓風(fēng)機(jī)2臺，1用1備，H＝98kPa，q＝24.5m³/min，N＝75kW。

4 處理效果

　　工程由環(huán)保監(jiān)測部門連續(xù)2d采樣監(jiān)測，其監(jiān)測結(jié)果如表2。

表2 啤酒廢水驗(yàn)收監(jiān)測結(jié)果

原水 生化出水 氣浮出水 ρ(CODcr)/
(mg.L^-1) ρ(BOD₅)/
(mg.L^-1) ρ(SS)/
(mg.L^-1) pH值 ρ(CODcr)/
(mg.L^-1) ρ(BOD₅)/
(mg.L^-1) ρ(SS)/
(mg.L^-1) pH值 ρ(CODcr)/
(mg.L^-1) ρ(BOD₅)/
(mg.L^-1) ρ(SS)/
(mg.L^-1) pH值 1650 846 774 5.06 208 97.8 226 7.40 90.5 19.38 137 7.60 1690 841 1417 5.98 231 109.4 197 7.40 97.2 24.52 101 7.62 1780 980 1678 5.98 221 104.3 277 7.50 114 28.24 108 7.64 1707 888 1290 5.63 220 103.8 233 7.43 101 24.05 115 7.62 2370 1475 2354 6.20 185 86.72 295 7.48 95.0 18.42 111 7.74 1570 876 2498 7.18 203 78.02 318 7.62 124 26.55 129 7.78 3490 1676 4459 6.90 253 120.6 326 7.60 123 28.22 104 7.70 2477 1342 3104 6.76 214 95.11 313 7.57 114 24.40 115 7.74 2092 1115 2197 6.20 217 99.46 273 7.50 108 24.23 115 7.68

　　由表2知，出水產(chǎn)（CODcr）＜150mg/L，ρ（BOD₅）＜30mg/L，ρ（SS）＜200mg/L，pH＜8，各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到了國家二級排放標(biāo)準(zhǔn)。

5 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析

　　該廠污水處理站設(shè)計(jì)水量2040m³/d，占地面積1000m²，工程總造價(jià)234萬元。設(shè)備總裝機(jī)功率156.12kw，運(yùn)行功率78.62kw，勞動定員15人，四班三運(yùn)轉(zhuǎn)，處理費(fèi)用0.55元/m³污水。

6 結(jié)論及經(jīng)驗(yàn)

　?、賄TBR反應(yīng)器由廢舊酒精罐改造而成，節(jié)省了投資。與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比，具有一次性投資低，運(yùn)行穩(wěn)定，處理效果好等特點(diǎn)。
　　②冬季運(yùn)行時(shí)，在VTBR反應(yīng)器外部加了一層保溫材料，使罐中始終保持較高的溫度，提高了生物的活性。
　?、垡?VTBR反應(yīng)器高達(dá)10m左右，水深大，所選用風(fēng)機(jī)為高壓風(fēng)機(jī)，風(fēng)壓為98kPa，N＝75kw，耗電量大。

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　　作者簡介:李俐敏（1968－），女，河南新鄉(xiāng)人，1990年畢業(yè)于南京華東工學(xué)院環(huán)境監(jiān)測專業(yè)，學(xué)士學(xué)位，工程師，現(xiàn)為河南省新鄉(xiāng)市環(huán)境保護(hù)監(jiān)測站副站長，主要從事環(huán)境監(jiān)測及廢水治理研究工作，河南省新鄉(xiāng)市和平路236號，電話（0373）3041303，LLm200@371.net。