1 工程概況
華北某地區(qū)新建啤酒項目日排廢水 3000m3/d，按照廢水排放要求， 需要企業(yè)配套相應(yīng)污水處理裝置對其進(jìn)行處理。按廢水量為 125m3/h 的方案進(jìn)行設(shè)計，工程采用 UASB+MSBR工藝處理啤酒廢水，廢水經(jīng)處理后達(dá)到國家《啤酒工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB19821－2005)中的排放標(biāo)準(zhǔn)。廢水水質(zhì)及排放標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計見表 1。
2 工藝流程及主要構(gòu)筑物
2.1 廢水處理工藝流程圖
2.2 工藝流程說明
（1）流程綜述
生產(chǎn)廢水首先經(jīng)機(jī)械格柵去除廢水中大的漂浮物、懸浮物后，流入集水井，廢水經(jīng)短暫的停留后，經(jīng)細(xì)格柵過濾去除廢水中麥糟、酵母等產(chǎn)生的固形物，減少后續(xù)處理負(fù)荷。廢水經(jīng)細(xì)格柵過濾后進(jìn)入酸化調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)水量、均衡水質(zhì)后，由提升泵打入UASB 反應(yīng)池，水流以推流形式自下而上，廢水在此與污泥床及污泥懸浮層中的厭氧微生物可以充分混合接觸而進(jìn)行厭氧分解，由厭氧分解產(chǎn)生大量沼氣，產(chǎn)生的微小沼氣氣泡經(jīng)過不斷的積累、混合、反應(yīng)而形成較大的氣泡，最后整個污泥床層通過氣泡上升的作用可得到良好的混合。廢水經(jīng)厭氧分解去除絕大部分有機(jī)物后流入MSBR 池，廢水中剩余的絕大部分COD、BOD5、氨氮、磷等有機(jī)污染物在此被進(jìn)一步分解去除，出水進(jìn)入砂濾池，濾清水進(jìn)清水池，達(dá)標(biāo)排放或回用。
（2）MSBR 系統(tǒng)流程說明
① COD 去除過程：UASB 上清水首先進(jìn)入兼氧池，廢水中殘存的大分子在此完成水解酸化過程；隨后進(jìn)入主曝氣區(qū)（生物接觸氧化池），有機(jī)物在此被好氧分解，出水進(jìn)入兼有曝氣及沉淀作用的SBR 池，澄清后進(jìn)入砂濾池。
② 氨氮和磷的去除過程：廢水進(jìn)入兼氧池，由回流活性污泥中的聚磷菌完成充分放磷過程后，混合液再進(jìn)入下一個兼氧池繼續(xù)反硝化過程；反硝化后的污水接下來進(jìn)入好氧池，有機(jī)物經(jīng)好氧過程充分降解，此時的活性污泥再進(jìn)入SBR 池，污水經(jīng)澄清后排放；此時另一邊的SBR 池一方面可進(jìn)行反硝化和硝化，另一方面也可進(jìn)行靜置預(yù)沉淀。經(jīng)過兩個SBR 池的反應(yīng)，廢水不僅可以進(jìn)行反硝化也可以因先消耗掉回流污泥中的溶解氧和硝酸鹽，為之后污水的缺氧放磷提供更為有利的環(huán)境。通過以上過程可以得知，MSBR 是同時進(jìn)行生物脫氮除磷的污水處理工藝。
③ 污泥處理及砂濾池反洗
SBR 池中的污泥應(yīng)定期回流至兼性池、UASB 或酸化調(diào)節(jié)池，多余部分排入污泥濃縮池，濃縮處理后上清水進(jìn)酸化調(diào)節(jié)池。濃污泥由污泥泵打入脫水機(jī)進(jìn)行脫水處理，脫水后的污泥應(yīng)填埋或進(jìn)行固化處理，濾出水返回酸化調(diào)節(jié)池再處理。
2.3 主要構(gòu)筑物的作用及設(shè)計參數(shù)
（1）格柵集水井：用于去除廢水中的雜質(zhì)，廢水經(jīng)短暫的停留，經(jīng)轉(zhuǎn)細(xì)格柵至酸化調(diào)節(jié)池。
主要設(shè)計參數(shù)：
設(shè)計水量：125m3/h，有效停留時間：15min，池子外形尺寸：4.74m×2.5m×5.0m（地下），數(shù)量：1 座，
（2）廢水酸化調(diào)節(jié)池：用于調(diào)節(jié)廢水的水質(zhì)、水量，并有一定的酸化水解作用。
主要設(shè)計參數(shù)：
設(shè)計水量：125m3/h，有效停留時間：6 小時，池子外形尺寸：16.0m×10.m×5.0m（地下），數(shù)量：1 座，
（3） UASB 反應(yīng)池：主要用于去除廢水中有機(jī)物（COD），并產(chǎn)生部分沼氣。
主要設(shè)計參數(shù)：
設(shè)計水量：125m3/h，有效停留時間：10 小時，池子外形尺寸：10.0m×10.0m×7.5m（半地上），COD 容積負(fù)荷：5kgCOD/m3h、COD 去除率 75%，數(shù)量：2 座
（4） MSBR 池：主要用于進(jìn)一步去除廢水中COD、BOD5、氮和磷等。
主要設(shè)計參數(shù)：設(shè)計水量：125m3/h
有效停留時間：10.6 小時，其中兼氧池 3.2 小時，主曝氣池（接觸氧化池）3.4 小時，SBR 池各 4 小時（一用一備）。
池子外形尺寸：13.10m×37.15m×（5.0～6.25）m
其中兼氧池：3.2m×5.50m×6.25m，主曝氣池：10.0m
×3.08m×5.0m，
SBR 池 1：4.7m×11.25m×5.0m，
SBR 池 2：4.7m×11.25m×5.0m，
數(shù)量：1 座，
（5）砂濾池：進(jìn)一步去除廢水中的懸浮物。主要設(shè)計參數(shù)：
設(shè)計水量：125m3/h
池子外形尺寸：3.2m×13.1m×4.0m（半地上）數(shù)量：1 座
（6）污泥濃縮池：用于儲存和濃縮污泥。主要設(shè)計參數(shù)：
池子外形尺寸：4.74m×2.5m×5.0m（半地上）數(shù)量：2 座
2.4 各處理單元運(yùn)行參數(shù)及效率結(jié)果
2.5 工藝特點及優(yōu)越性
（1） UASB 反應(yīng)器的主要特點[2]是把厭氧消化與三相分離（含沼氣、廢水、污泥）融為一體，結(jié)構(gòu)緊湊，污泥濃度高，可達(dá) 20～40g/L，可承載的有機(jī)容積負(fù)荷大，并且水流停留時間短。解決了傳統(tǒng)厭氧反應(yīng)器效率低、體積大的缺點。
（2） MSBR 工藝是連續(xù)流與序批操作相結(jié)合的新型生物脫氮除磷技術(shù)，由連續(xù)流的 A/O 池串連兩個間歇運(yùn)行的SBR池構(gòu)成，系統(tǒng)可連續(xù)進(jìn)水和出水（兩個SBR 池交替），一方面與后續(xù)處理工藝的銜接更順暢，COD 去除率可達(dá) 90%，另一方面克服了活性污泥易發(fā)生膨脹等缺點。
（3）選擇 UASB+MSBR 工藝，污泥產(chǎn)量少，不設(shè)沉淀池，占地面積小，工程造價低，流程簡單操作管理方便，自動化程度高。
（4）采用 UASB 工藝處理啤酒廢水，回收沼氣用于烘干酒糟節(jié)能且環(huán)保，不僅最大限度利用了沼氣熱能，還給企業(yè)創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益。
3 處理效果
經(jīng)過半年的工業(yè)運(yùn)行后，測得的數(shù)據(jù)表明：整套系統(tǒng)處理效果穩(wěn)定，出水水質(zhì)完全可達(dá)到國家《啤酒工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB19821－2005)中的排放標(biāo)準(zhǔn)，技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析：本方案運(yùn)行費(fèi)用為 0.43 元/m3水（在不考慮沼氣回收效益的情況下）。考慮沼氣回收噸水收益 2.03 元。
4 結(jié) 論
（1）采用UASB+MSBR 工藝處理啤酒廢水，工藝運(yùn)行穩(wěn)定，處理水質(zhì)效果良好，各單元處理構(gòu)筑物對有機(jī)物的去除率，均符合設(shè)計要求，最終出水可達(dá)國家《啤酒工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB19821－2005)中的排放標(biāo)準(zhǔn).
（2）采用 UASB 工藝處理啤酒廢水，回收沼氣用于烘干酒糟即節(jié)能又環(huán)保，不僅最大限度利用了沼氣熱能，還給企業(yè)創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益。
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