河南某啤酒廠廢水處理工藝調試
河南某啤酒實業(yè)有限公司污水處理工程于2004年3月份開始調試。經過為期三個月的調試和試運行，現(xiàn)有廢水經污水處理廠處理后出水水質達到《污水綜合排放標準》(GB8978-1996)二級標準和當?shù)乜偭靠刂频囊。調試期間，操作人員認真負責，對操作人員也進行了技術培訓，于2004年7月份圓滿完成了污水處理站的調試工作。調試人員對污水處理站的試運行切實做到了控制、觀察、記錄和分析試驗工作，對于提高污水處理站技術管理水平、運行水平有積極的現(xiàn)實意義。
1.1污水來源
根據該廠啤酒生產工藝，廢水主要來源有：麥芽生產過程的洗麥水、浸麥水、發(fā)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(fā)酵過程的發(fā)酵罐洗滌、過濾洗滌水；罐裝過程洗瓶、滅菌及破瓶啤酒；冷卻水和成品車間洗滌水；以及來自辦公樓、食堂和浴室的生活污水。
生產廢水為每天24小時連續(xù)排放。
1.2污水處理規(guī)模
該污水處理站處理規(guī)模按照最高日流量1500m3/d，其中高濃度廢水量500m3/d，中低濃度廢水量1000m3/d。
1.3污水水質
該污水處理站設計進水水質如下：
高濃度廢水
CODCr4000mg/l
BOD52000mg/l
SS400mg/l
PH6－9
中低濃度廢水
CODCr500mg/l
BOD5200mg/l
SS400mg/l
PH6－9
1.4處理后水質要求
根據廠方的要求，外排廢水應達到《污水綜合排放標準》(GB8978-1996)二級標準。其具體指標如下：
CODCr≤150mg/l
BOD5≤60mg/l
SS≤150mg/l
PH6～9
其中CODCr指標不大于100mg/l。
2污水處理工藝簡介
該工程采用厭氧＋好氧為主的生化處理工藝。
厭氧生化法是指在無分子氧條件下通過厭氧微生物的作用，將廢水中的各種復雜有機物分解轉化為甲烷和二氧化碳等物質的過程，該工藝可用于中高濃度的有機廢水處理。該工藝在國內外有較多的成功實例。
該厭氧處理工藝采用UASB反應器，底部設布水裝置，頂部設三相分離器和集水排水裝置。
高濃度廢水單獨進行厭氧處理后，與中低濃度廢水混合進行好氧處理。
好氧生化法有較多的工藝，本工程采用CASS生物反應器。
CASS生物反應器是SBR工藝的一種改良型工藝。
在序批式反應器系統(tǒng)（SequencingBatchReactor簡稱SBR法）中，曝氣池、二沉池合二為一，在單一反應池內利用活性污泥完成廢水的生物處理和固液分離，SBR是廢水活性污泥生化處理系統(tǒng)的先驅，然而直到最近幾年隨著監(jiān)控與測試技術的飛速發(fā)展，這一技術才得以完全更新并被美國環(huán)境保護署（USEPA）推薦為一項低投資、低操作成本及低維修費用，高效益的環(huán)境處理新技術。據EPA調查，在廢水流量一定時，選擇SBR要比傳統(tǒng)的活性污泥法處理費用節(jié)省許多，這一點已被大量的工程實例所證實，特別是在啤酒廢水處理工程中得到了廣泛應用。
工藝運行方式
SBR工藝主體構筑物由SBR反應池組成，SBR反應池的運行操作由進水、反應、沉淀、潷水和待機五個階段組成。
進水期：廢水進入反應池。
反應期：廢水進入反應池中發(fā)生生化反應，在這階段可以只混合不曝氣，或既混合又曝氣，使廢水處在反復的好氧—缺氧中，反應期的長短一般由進水水質及所要求的處理程度而定。
沉降期：在此階段反應器內混合液進行固液分離，因該階段在完全靜止條件下進行，表面水力和固體負荷低，沉淀效率高于一般沉淀池的沉淀效率。
排水期：當沉淀階段結束，設置在反應池末端的潷水器開動，將上清液緩緩潷出池外，當池水位降到低水位時停止?jié)?/p>
待機期：在每池潷水后完成了一個運行周期，在實際操作中，潷水所需時間往往小于理論最大時間，故潷水完成后兩周期間閑置時間就是待機期，該階段可視廢水的水質、水量和處理要求決定其長短或取消。在此階段可以從反應池排除剩余活性污泥。反應池排出的剩余污泥泥齡長，已基本穩(wěn)定。
SBR法與其它活性污泥處理技術比較有以下優(yōu)點：
SBR系統(tǒng)以一組反應池取代了傳統(tǒng)方法及其它變型方法中的初次沉淀池、曝氣池及二次沉淀池，整體結構緊湊簡單，無需復雜的管線傳輸，系統(tǒng)操作簡單且更具有靈活性。
SBR反應池具有調節(jié)池均質的作用，可最大限度地承受高峰BOD5濃度及有毒化學物質對系統(tǒng)的影響。
在廢水流量低于設計值時，SBR系統(tǒng)可以調節(jié)液位計的設定值使用反應池部分容積，或調節(jié)反應時間，從而避免了不必要的電耗。其它生物處理方法則無這樣的功能。
因為對于每個反應單體而言出水是間斷的，在高負荷時活性污泥不會流失，因而可以保持SBR系統(tǒng)在高負荷時的處理效率。而其它的生物處理方法在高流量負荷時經常會出現(xiàn)活性污泥流失的問題。
SBR在固液分離時整體水體接近完全靜止狀態(tài)，不會發(fā)生短流現(xiàn)象，同時，在沉淀階段整個SBR反應池容積都用于固液分離，較小的活性污泥顆粒都可得到有效的固液分離，因此，SBR的出水質量高于其它的生物處理方法。
易產生污泥膨脹的絲狀細菌在SBR反應池中因反應條件的不斷的循環(huán)變化而得到有效的抑制。而污泥膨脹問題是其它活性污泥方法中很常見且很難控制的問題之一。
CASS是利用活性污泥基質再生理論，將生物選擇器與間歇式活性污泥法加以有機結合研究開發(fā)的新型高效好氧生物處理技術。
CASS主要具有以下特征：
根據生物選擇性原理，利用位于反應器前端的預反應區(qū)作為生物選擇器對進水中有機物進行快速吸附和吸收作用，提高了去除效率增強了系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性；
可變容積的運行提高了系統(tǒng)對水質水量變化的適應性和操作的靈活性；
根據生物反應動力學原理，使廢水在反應器內的流動呈現(xiàn)出整體推流而在不同區(qū)域內為完全混合的復雜流態(tài)，不僅保證了穩(wěn)定的處理效果，而且提高了容積利用率；
通過對反應速率的控制，使反應器以缺氧-好氧狀態(tài)周期循環(huán)運行，微生物種類多，生化作用強，運行費用低；
在好氧條件下，在機物被降解的同時，污水中有機氮被異養(yǎng)菌氧化為氨氮，在供氧充足的條件下，氨氮再被硝化菌氧化成硝態(tài)氮，產生的能量用于合成新的硝化菌細胞。在缺氧條件下，反硝化細菌利用NO3-，通過混和液回流到缺氧段，在缺氧條件下，反硝化細菌利用NO3-作為最終電子受體，氧化水中有機物，用于產能和增殖。與此同時，硝酸鹽被異化還原成氮氣，從水中逸出，從而達到除氮的目的。
通過同時硝化/反硝化實現(xiàn)脫氮必須連續(xù)測定池子主曝氣區(qū)的溶解氧數(shù)值，并加以控制調節(jié)，在曝氣階段需要不斷調節(jié)溶解氧水平，在曝氣開始時，溶解氧控制在較低的水平（約0.2-0.5mgO2/L），直到在曝氣階段結束前，才使溶解氧達到最高水平（約2-3mgO2/L）。
這種運行方式無需如前置反硝化系統(tǒng)那樣需要將硝酸鹽氮從硝化區(qū)回流至反硝化區(qū)，因此可省去內循環(huán)系統(tǒng)，而且在CASS系統(tǒng)中，也不需要單獨設置一個缺氧運行階段以進行反硝化。
在主曝氣區(qū)進行上述過程時，在選擇器中，大量吸收的易降解物質得到水解并轉移至細胞內，從而提高了后續(xù)主曝氣區(qū)內微生物的呼吸速率，加速了整個過程的進行。
工藝結構簡單，投資費用省，而且運行管理方便；
采用組合式模塊結構，布置緊湊，占地面積；
可以采用穩(wěn)定的自動化控制和先進的探測儀器和設備，以保證出水水質達到《污水綜合排放標準》（GB8978-1996）表4二級標準和當?shù)丨h(huán)保部門的要求。
3工藝流程說明
高濃度廢水經格柵、格網攔截大的雜質后進入調節(jié)池，在調節(jié)池均質均量后，由污水泵提升進入UASB反應器，UASB反應器出水自流至中低濃度廢水調節(jié)池，完全混合后用泵提升進入CASS反應器進行好氧處理，出水達標排放。
UASB反應器產生的污泥自流進入污泥濃縮池，CASS反應器產生的生化污泥部分回流至預反應區(qū)，剩余污泥進入污泥濃縮池，濃縮后的污泥排入污泥干化場處理，上清液回流至調節(jié)池與原水一并處理。4活性污泥的培養(yǎng)
4.1污泥的培養(yǎng)與馴化
活性污泥的培養(yǎng)與馴化可歸納為異步培馴法、同步培馴法和接種培馴法。異步培馴法即先培養(yǎng)后馴化；同步法則培養(yǎng)、馴化同時進行或交替進行；接種法則利用其他污水處理廠的剩余污泥進行培養(yǎng)馴化。本污水處理廠主要采用接種法，這樣既能提高馴化效果，又能縮短培養(yǎng)馴化的時間，從而縮短調試時間。
該工程工藝調試初期主要從鄲城金丹乳酸廠引進厭氧顆粒污泥，從舞鋼造紙廠引入好氧剩余污泥，作為種泥進行培養(yǎng)。同時投加大量的麥麩、尿素等作為調試初期的營養(yǎng)物質，利于污泥的快速生長。
前期UASB反應器采用間歇脈沖進水方式，適當補充高濃度啤酒廢水，提高菌種對啤酒廢水的適應能力。
培養(yǎng)馴化初期在CASS反應池中加入少量的中低濃度廢水進行曝氣，并適當添加營養(yǎng)物質，在培養(yǎng)的過程中逐漸增加進水量，使活性污泥生物群體逐漸適應現(xiàn)有水質狀況，具有較好的生物活性和絮凝性。
4.2整體試運行
當整體運行條件基本具備后，污水處理站于6月份開始進行滿負荷進水試運行。
4.3水質分析
試運行期間，我們特委托縣環(huán)境監(jiān)測站對外排廢水進行了監(jiān)測，監(jiān)測結果見表1。
表1縣環(huán)境監(jiān)測站監(jiān)測數(shù)據統(tǒng)計（單位mg/l，pH除外）
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另外，對污水處理廠總出水渠道的水樣進行為期兩個多月的連續(xù)監(jiān)測，本次選取具有代表性的幾組實測數(shù)據進行水質分析，其各項指標見表2。
表2調試期間自測結果舉例（單位mg/l）
注：以上結果為現(xiàn)場自測結果。 |
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由上表可知，經過污水處理廠處理后的排放水水質已達到了《污水綜合排放標準》(GB8978-1996)表4二級標準和當?shù)丨h(huán)保部門的要求。
4.4異，F(xiàn)象及處理方法
在運行過程中曾出現(xiàn)污泥膨脹和發(fā)黑現(xiàn)象。經檢測，主要是溶解氧不足。通過取樣分析判斷，導致溶解氧不足的直接原因是厭氧出水夾帶的H2S毒性氣體對好氧菌造成了抑制。后改變運行方式，啟動調節(jié)池的預曝氣作用，這種現(xiàn)象很快消失，污泥開始增長，運行穩(wěn)定至今。
4.5運行成本
經統(tǒng)計和計算，污水處理直接運行成本為0.29元/噸水（含電費、人工費）。
5.調試總結
經過3個月的調試運行，在滿負荷運行的情況下，污水處理站各構筑物、設備均能滿足設計要求，鼓風機、潛污泵等設施以及整個系統(tǒng)運行正常、穩(wěn)定。
經過連續(xù)監(jiān)測分析，主要污染物COD排放濃度均值22.84mg/l，遠低于標準（70mg/l）的要求，達標率100％。處理規(guī)模和出水水質均能達到設計要求。
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