工程說明

摘   要:根據(jù)啤酒廢水的特點，考察了采用膜生物反應器(MBR)技術(shù)深度處理啤酒廢水過程中的水質(zhì)指標與備運行參數(shù)，并對污泥濃度進行測定，從而對污泥負荷以及膜污染狀況進行研究，工程運行結(jié)果表明：在進水COD_cr 642～1626mg/L、NH4⁺ -N 15～35mg/L、TP 0.6～14mg/L、TN 19.5-41.1mg/L情況下，MBR產(chǎn)水COD_Cr<50mg/L、NH4⁺ -N <5mg/L、TP<0.3mg/L、TN<2.3mg/L。水質(zhì)達到國家景觀用水標準(GB/T18921-2002)；好氧池DO控制在2～4mg/L，可有效提高氨氮的去除率；適當調(diào)整排泥量。使膜池污泥質(zhì)量濃度維持在6～8g/L可緩解膜污染速度。

關(guān)鍵詞:啤酒廢水；膜生物反應器；膜污染

啤酒工業(yè)廢水主要含糖類、醇類等有機物，有機物濃度較高，雖然無毒，但易于腐敗，排入水體要消耗大量的溶解氧。對水體環(huán)境造成嚴重危害。啤酒廢水中BOD₅/COD_cr >0.5，非常有利于生化處理，與普通物化法、化學法相比較，生化處理工藝比較成熟，COD_cr 、BOD₅去除率可達80%一90%，處理成本低。因此生化處理法在啤酒廢水處理中被廣泛采用^[1] 。針對天津某啤酒廠廢水的水質(zhì)特點，采用MBR處理工藝，設計處理能力為4000t/d的廢水處理裝置。考核工程運行60d內(nèi)運行數(shù)據(jù)，主要考核指標：每日對MBR進出水的COD_cr 、氨氮、pH以及MBR好氧池和膜池的污泥濃度等指標進行測試，檢測生化效果：通過調(diào)節(jié)MBR工藝運行參數(shù)，優(yōu)化污泥性狀，從而減少膜污染，延長膜清洗周期，降低運行成本，使生化工藝和膜系統(tǒng)工藝達到最佳效果。

1工程介紹

根據(jù)該啤酒廠廢水的特點采用UASB工藝進行預處理，將COD_cr 。由2000～2500mg/L降至500~1000mg/L，然后進入MBR系統(tǒng)進行深度處理，出水各項指標達到景觀用水標準。處理規(guī)模4000t/d，額定出水流量為104 m3/h。根據(jù)進水水質(zhì)和出水水質(zhì)要求，采用工藝流程如圖1。

(1) 工藝特點。采用多段AO+MBR工藝能有效降解啤酒廢水中的氨氮和有機物。缺氧段和活性污泥回流系統(tǒng)可提高氨氮硝化效果。系統(tǒng)在硝化和反硝化的作用下，達到脫氮的功能。生物除磷工藝設置有好氧區(qū)和厭氧區(qū)：在厭氧區(qū)，儲磷微生物將水體中的溶解性可生物降解基質(zhì)轉(zhuǎn)化為體內(nèi)的碳源.并消耗胞內(nèi)貯存的聚磷酸鹽，同時向水體釋放正磷酸鹽;在好氧區(qū)，儲磷微生物消耗胞內(nèi)儲存的碳源。并將溶解性的無機磷轉(zhuǎn)化為胞內(nèi)貯存的聚磷酸鹽，從而達到除磷的功能旺^[2] 。膜的高效截流作用使污泥濃度達到較高水平，增加去除氨氮和有機物的效果，提高產(chǎn)水水質(zhì)。

(2) 系統(tǒng)構(gòu)成。系統(tǒng)包括生化系統(tǒng)、膜過濾系統(tǒng)、膜清洗系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、機電系統(tǒng)等。生化系統(tǒng)包括缺氧和好氧階段，污泥回流及排泥系統(tǒng).水質(zhì)參數(shù)測試系統(tǒng)等。通過在線檢測溶解氧、pH等指標來調(diào)節(jié)曝氣量和前置工藝的加藥量。

(3) 膜組件。采用天津膜天膜科技有限公司制造的外壓中空纖維浸沒式膜組件.膜材質(zhì)為聚偏氟乙烯(PVDF)，可耐次氯酸鈉、二氧化氯、臭氧等氧化劑，使用壽命長，可用NaC10和鹽酸作為殺菌和膜清洗劑。膜工作壓力l0～50kPa，運行壓力較低，能耗低。產(chǎn)水采用開8min、停2min、自動控制的運行方式。

(4) 原水水質(zhì)。MBR進水來自UASB系統(tǒng)出水。污水處理原水水量4000m3/d，COD_cr 為2000～2500mg/L，經(jīng)過前期UASB工藝處理后，MBR進水COD_cr 平均為1000mg/L左右、NH4⁺ -N 為15～35mg/L、TP為O.6～14mg/L、TN為19.541.1mg/L、pH為7.2～7.6、堿度為827～1233mg/L、電導率1710～2610 uS/cm。

(5)出水水質(zhì)要求。該廢水經(jīng)過處理后，要求達到國家頒布的《城市污水再生利用景觀環(huán)境用水水質(zhì)》(G18921--2002)。主要出水控制指標：COD_cr ≤440mg/L、BOD₅≤10mg/L、SS≤10mg/L、氨氮≤5mg/L、TP≤0.5mg/L、TN≤10mg/L。

2系統(tǒng)運行效果

2.1進出水水質(zhì)指標及分析

2.1.1對COD_cr 的去除效果

系統(tǒng)對COD_cr 去除效果見圖2所示。

COD_cr 去除機理：經(jīng)UASB預處理后啤酒廢水的COD_cr 平均可降低到1000mL左右?？山到庥袡C物在MBR的好氧階段利用好氧菌的快速增殖降解功能被分解，一部分有機碳用于合成新細胞物質(zhì)，其余部分被氧化成二氧化碳和水實現(xiàn)COD的去除。另外利用微濾膜的泥水分離作用，截留了一部分大分子有機物，也達到去除COD_cr 的效果。

分25次對進出水水質(zhì)進行測試，平均2d測1次，包括COD_cr 、氨氮、TP、TN等。MBR系統(tǒng)進水CODcr最高為1626mg/L，最低為642mg/L，平均為1018.95mg/L，出水平均COD_cr 為40.20mg/L，最低為4mg/L，去除率96.05%。第13—17次測試產(chǎn)水COD_cr 略高于50mg/L，是由于啤酒生產(chǎn)設備維修，沒有廢水產(chǎn)生。MBR系統(tǒng)停止運行一周，啟動階段污泥濃度低以及微生物對水質(zhì)的不適應，處理效率下降所致，但再次運行后COD_cr 逐步下降，經(jīng)過一周恢復，在進水水質(zhì)波動的情況下，產(chǎn)水水質(zhì)穩(wěn)定，MBR表現(xiàn)出很強的耐沖擊負荷能力。

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作者介紹：劉建立1，楊新寧1，戴海平2，柯永文1。（1.天津工業(yè)大學中空纖維膜材料與膜過程教育部重點實驗室；2.天津膜天膜科技有限公司）

工程圖片