（环境科学专业论文）啤酒厂废水处理方法的比较及产气条件的优化.pdf

啤酒厂废水处理方法的比较及产气条件的优化 的正交实验，得出了采用厌氧生物法处理该厂废水时，温度、p h 值、 泥水比和处理时间对产气量大小的影响次序和最佳产气条件。为该厂 下一步的改造提供了有力的支持。 关键词：啤酒厂废水；u a s b 生物接触氧化工艺；最佳产气条件；沼 气 蒸兰塑垩 一 c o m p a r i s o no fp u r if y i n gb r e w e r ye f f l u e n tp r o c e s sa n d o p t i m i z a t i o no fp r o d u c i n gg a sc o n d i t i o n w a n gy i q i a n g ( e n v i r o n m e n t a li m p r o v e m e n t ) d i r e c t e db yy ih u i l a n ，p r o p h d a b s t r a c t t a i y u a nt i a n l o n gb e e ra n db e v e r a g el i m i t e dl i a b i l i t yc o m p a n y i s o n eb e e re n t e r p r i s el o c a t e da tt a i y u a nc i t y , w h i c hp r o d u c e5 0 0 0 0t o n so f b e e rp e ry e a r p r o c e d u r eo fh y d r o l y s i s a c i d a t eb i o c o n t a c to x i d a t i v e e f f l u e n tt r e a t i n gh a sb e e ne m p l o y e dt op u r i f yi t se f f l u e n t ( w a s t ew a t e r ) f o r t h er e u s e ，w h i c hc a r li m p r o v ea n dp u f f f y15 0 0t o n so fe f f l u e n td u r i n go n e d a y i no r d e rt od e c r e a s ei t sp r o d u c i n gc o s t ，a n ds t r e n g t hi t sc o m p e t i t i v e a b i l i t y , b yc o m p a r i n gc o m m o n l y u s e dp r o c e d u r e ，t h i st h e s i ss u g g e s t st h a t t h e yt r a n s f o r mt h e i re f f l u e n t p u r i f y i n gp r o c e s s i n t ou a s bb i o ”c o n t a c t o x i d a t i v ep r o c e s s ，a n da d da s y s t e mt oc o l l e c t m a r s hg a sf o rf u r t h e ru s e 。 as e r i e so fe f f l u e n t p r o c e s s i n gm e t h o d sc o m m o n l yu s e da r o u n dt h e w o r l dw e r ei n t r o d u c e di nt h i st h e s i s ，a sw e l la ss o m ep u r i 每i n ge f f l u e n t p r o c e s s o fb r e w e r yi no u rc o u n t r yc o m p a r e dw i t he a c ho t h e r ，i t r e a s o n a b l ys h o w e dt h a tu a s b b i o c o n t a c to x i d a t i o np r o c e s si so r t ek i n d o fm o r em a t u r et e c h n o l o g yi no u rc o u n t r y , w h i c hh a sl o w e rr u n n i n gc o s t a n dm o r es t e a d yi m p r o v e d w a t e rq u a l i t y , a l t h o u g hi ti sn e i t h e rt h em o s t a d v a n c e dn o rt h eb e s ti m p r o v i n gm e t h o di nt h ew o r l d f o rt a i y u a n 3 嫜滔厂瘦水处理方法的托鞍及产气条件豹优纯 t i a n l o n gb e e ra n db e v e r a g el i m i t e dl i a b i l i t yc o m p a n y , t h ep r o c e s sa l s o h a so t h e ra d v a n t a g e s ，s u c ha s s i m p l i c i t y i n t r a n s f o r m i n g ，h i g h e r u t i l i z a t i o nr a t i oe t c a c c o r d i n gt ot h ep r o c e d u r eo fu a s b b i o c o n t a c to x i d a t i o np r o c e s s ， e f f l u e n tf r o mt a i y a u nt i a n l o n gb e e ra n db e v e r a g ef a c t o r yh a sb e e n t r e a t e da n di m p r o v e d ，a n dt h ea m o u n to fm a r s hg a sp r o d u c e dd u r i n gt h e a n a e r o b i cb i o l o g i c a lp r o c e s sw a sd e t e c t e du n d e rd i f f e r e n tc o n d i t i o n s i n t h ee n d ，o n e o p t i m i z a t i o n c o n d i t i o nf o r p r o d u c i n gm a r s hg a s w a s o b t m n e dd u r i n ge f f l u e n tp u r i f y i n gt h r o u g ha n a e r o b i cb i o l o g i c a lp r o c e s s k e yw o r d s ：b r e w e r ye f f l u e n t ；u a s bb i o c o n t a c to x i d a t i o np r o c e s s i n g ； o p t i m i z a t i o nc o n d i t i o n ；m a r s hg a s 4 第一章废承娃理技术概述 第一章废水处理技术概述 1 。1 废水处理技术概述 蘧豢经浚戆发矮察又翻宝懑承乎秘箍毫，今天熬入嚣穗l 寒越关注蜜己貔生存 环境，丽人炎活动对环境的破坏已到了非常严重的稷媵。所以清洁生产、无污染 排放已成为人们对人类生产活动的新要求。生产废水愚人类生产活动中污染物排 放的主要形式之一，因而对废水处理技术的研究也就变得越来越重要，越来越热 门了。 凌隶楚瓒波术裁是采螽各耪羧零手段，薅褒东中麓含翡污染兹矮分瓷去除、 回收利用，戏将其转化为无害物质，使水质得到净化的技术。按照处理的原理， 废水处理技术可分为：物理处理法，化学处理法和生物处理法等。废水的物理处 理法是利用物理作用分离废水中的污染物质的方法。常用的有：筛滤法、沉淀法、 气浮法、过滤法葶瑾反渗透法等。凌承瑟纯学处理法是剿雳佬学反应，分离、转纯、 回收菠东中备耱形态的污染殇餍瓣方法。常用的方法有：中和、瀛凝、惫麓、氧 化还原、萃取、吸附、离子交换和电渗析等。废水的生物处理法是利用微生物的 代谢作用，使废水中的污染物转化为无害物质的方法。 1 ，1 ，1 废水她蠼中常用名词与代霹 生凌嘉畿鬣( b i o c h e m i c a lo x y g e nd e m a n d ，筵褥b o d ) ，一救是攒震承在 2 0 。c 的温度，s 天的时间，微生物分解该废水中的有枫物所需的含氧量，以b o d 5 表示，单位鼹：m g l 。 化学需飘艟( c h e m i c a lo x y g e nd e m a n d ，简称c o d ) 。一般是指在接触剂的 存在下，瘸黧铬酸钾与疲水共沸，氯纯褒水中全都可氧化靛物质时所需的戴量， 瑷c o d c r 表示，攀位是：瑾g 疋。 悬浮固体( s u s p e n ds o l i d ) ，指废水中所含的悬浮围彤物，以s s 表示，单位 是：m g l 。 混合液燃浮固体浓度，它表示活性污泥数量的指标，单位：g 几，简称m l s s 。 混合液撵发性强箨浓度，表示溪犍污淀数量熬攒豁，单位：g l ，麓豫m l v s s 。 污涯体积，它是指淀承混合液在1 0 0 m i 量篱中，静止沉淀3 0 分钝露，污泥 所占的体积，简称s v 。 污泥容积指数，本项指标物蠛意义是曝气池出口处混合液经3 0 m i n 静沉后， 每克于污泥所形成的沉淀污泥辨占的容积，单位为m l g ，简称s v i 。 啤帮厂菠承羚理方法鲍毙较盈产气条件豹谯纯 污泥受衙：它是指单位活饿污泥，在单位时间熙所除去的污染物的鬟，简称 n s 。它在微生物代谢方面的含义就是f m 的比值，即营养物或有机底物量( f ) 与微生物羹( m ) 的比值，是活性污混微生物增殖速率的重要影响因素。单位是： k g c o d ( b o d ) ( k g 污提。 吝禚受褥( n v ) ：它是据擎德臻气治容窳在擎健越漓两所去除翡污染穆酾量， 一般以c o d 绒b o d 表示。单位k g ( m 3 d ) 污泥龄( t s ) ：是指曝气池中污泥总量与每日排放的污泥量之比值，单位是天 ( d ) 。也就烂指污泥在池中的停留时间。 l ，1 2 疫球瓣狻淫楚理法 在废承处理中，物理法占裔十分重要的遣位。与箕它方法相眈具蠢汶备简单、 成本低、管理方便、处理效果稳定等优点。利用它可以去除废水中的漂浮物、悬 浮物、沙子、不溶性盐和油类物质。物理法主要用于废水的预处理和深度处理。 常用的方法有以下且种： ( 一麓豫 在废水处理中，必须及时去除堵塞水泵、管道及阀门的漂浮物，保证后续处 理设施的碱常运行。工程中常用的方法就是筛除。w 用一组或多组平行的金属栅 条与框架组成格栅，倾斜安装在进水的渠道里，或藏站集水池的进口处，或取水 口迸水蠛，蠲予裁疆承中褪大鹣漂浮勃。也可以选簿不鼹橱瓣豹金属网秘孔眼尺 寸不溺静辩潮来筛除废承中豹漾浮彩。 ( 二) 煎力分离 重力分离法是依靠废水中懋浮物的密度与废水不同的特点，来去除废水中的 悬浮物的。霆力分离法分为沉淀和气浮两种。当懋浮物密度大于废水时，我们利 爱重努漉辫佟羯蹩霆癸颡粒从痰承孛去豫簿豹方法羧是沉淀，有时选叫漆澹或浓 缩。根掇度承中悬浮裼的含薰斧拜颗粒特性，我稍可以分别采魇鸯由沉降、凝聚沉 降、区域沉降和压缩沉降等。溺懋浮物的相对密度小于废水时，我们可以用上浮 或气浮法慢懋浮物上升到水面厢去除。所谓气浮就是被空气过饱和的废水，在减 压时空气以缎微的气泡释放出来，从蔼佼疲水中的杂质颗粒被气泡带出水两的方 法。它熬浚了杂震颥蕴上浮逮凌、缨薤了豫去它翻翡时嗣。 ( 三) 离心分离 离心分离是利用物体在高遵旋转时产生的离心力，使废水中密度大的物质甩 到外围，质量小的则留在内围，然后让它们从不同的出口导出，从而使废水净化 第一章泼承处理技末概谜 的方法。常用的设备有压力式水力旋流器、重力式水力旋流器和离心机。 ( 四) 过滤 过滤就鼹利用介质除去废水中的颗粒或胶体状物质的方法。常用的设备有滤 遣和扳框式莲滤貔等。 1 1 3 废水翡能学处理法 在废水处理中，废水里的一然无机物和一些难以生物降解的有机锄，利用化 学方法进行处理往往是一种既经济又简便的方法。工程中常用的方法有： ( 一) 中和法 我爱恕酸含量夫于3 强r 5 静含鼗凌隶穆为褒羧承，蹩碱含量丈予1 一3 夔 废水成为废碱水。对于废酸水和废碱水应尽量加以网牧利用。对于低浓度的酸废 水和碱废水，因回收价值不大，一般采用中和法处理。常用的中和法有：酸、碱 废水互相中和，投药中和，过滤中和等。 ( 二) 化学沉淀 亿学沉淀法建据囱废承中毅麓菜些化学药裁，蕊之与菠承中夔污染甥发生壹 接的化学反应，形成难溶的固体颗粒，然后进行固液分离，从而把污染物除去的 一种方法。它是除去废水中危害极大的重金属最为黧缨的方法。常用的沉淀剂有： 石灰，苛性钠，碳酸钠，硫化氯，碳酸钡等。 ( 三) 溉凝 废承中一鍪微小的悬浮戆嵇肢体象凄，壶子粒铰小在承中长期绦持分散悬 浮状态，根难自然下沉。如果在废水中投加混凝剂，利用混凝剂具有的聪缩双电 层作用、吸附架桥作用、吸附电中和作用和沉淀物网捕作用等，使这些微小的悬 浮物和胶体杂质形成较大的颗粒戏絮凝体焉从废水中除去，这就是混凝。 ( 嚣 甑纯嚣还滠 氧化积还原就是将废水中酌些溶解性污染镌，包括无丰凡物和有祝物，遂过 化学反应过程中的氧化和还原，将其转化为无害或毒害性不大的新物质，或转化 成容易从水中分离排除的形态，从而达到处理的目的的废水处理法。常用的氧化 和还器法葛：空气或纯氧氧化法、臭氧氧化法、氯氡化法、湿式氧化法、蔫锰酸 蕊氧毒艺法等。 由予废水中的污染物是多种多样的，要达到经济合理的处理效累，往往需要 采用几种方法的组合。特别是夜处理啤酒厂排放的离浓度有机废水中，物理和化 学的方法都怒起辅助作用，主毅还是依靠生物处理法来完成。 啤酒厂废水处理方法的比较及产气条件的优化 1 2 废水的生物处理法 在各种废水，特别是啤酒厂废水中，大部分的污染物都可以被微生物利用、 转化，即可以利用生物处理法进行处理。而且生物处理法与化学法、物理法相比 具有：运行费用低、效率高、二次污染少甚至可以达到无害化等优点，所以废水 的生物处理法就成为工业化处理各种废水的主要方法。 废水的生物处理法也叫废水的生物化学处理法，它是指在一定的水环境条件 下，利用微生物自身的代谢作用，将废水中的污染物有效地除去或转化为无害的 物质，从而使废水得以净化的一种废水处理方法。 根据微生物生长对氧的需求不同，废水的生物处理法可以分为：废水的好氧 生物处理法、废水的生物膜处理法和废水的厌氧生物处理法。废水的好氧生物处 理法就是利用活性污泥中好氧微生物的生命活动来除去或转化废水中的污染物， 从而使废水得以净化的方法。废水的生物膜处理法就是利用附着在固体表面的生 物膜对废水中污染物进行代谢和转化，使废水得以净化的方法。而废水的厌氧生 物处理法则是利用活性污泥中的厌氧微生物的生命活动来除去或转化废水中的 污染物，从而使废水得以净化的方法。 1 2 ，1 废水的好氧生物处理法 在废水的好氧生物处理中，废水中的污染物一部分作为其生长和繁殖等生命 活动的能量，并最终被氧化为c 0 2 、h 2 0 及n h 3 等无机物；另一部分则被微生 物转化为合成新细胞需要的物质。通过这些途径，微生物将废水中的污染物除去。 废水的好氧生物处理过程可以用图1 1 来表示。 随水排出热 图卜1 有机物的好氧分解过程 由此可见，当废水营养物质充足时，即微生物既能获得足够的能量，又能大 量地合成新的细胞原生质，使微生物不断生长，废水中的有机物不断降低，从而 使废水得到净化。但当废水中的营养物质缺乏，即废水中有机物降低到一定程度 时，微生物只能依靠细胞内储藏的物质，甚至把原生质也作为继续活动的营养物 质加以利用，以获得维持生命活动所需要的最低限度的能量，这种在需氧环境下 第牵玻承整理技术糍述 细菌的自身氯化过程称为内源呼n 殷过程。可见，要保证在好氧环境下微皇| 三物对废 水有理想的处理效果，就必须保证废水中有足够数燃的营养物质。 利用活性污泥处理废水，是种使用时间最长、应用范围最广的废水好氧处 理方法。所镶活涟污混，通常藏楚攮含畜大量经过人工弱纯翡，曩亲赴矮凌承静 微生物群体的污泥。活性污混有爵氧活性污澹移厌辍活往污疆，我们常淡的活性 污泥一般就是指好氧活性污泥。而活性污泥法就是使活性污泥在定的祭件下， 如适宜的空气供应、温度、p h 值和足够的营养等，和废水充分接触，活性污泥 中的微生物生生不息，循环往艇，从两使废水褥到净化的方法。在常用的活性污 涯法中，瑟翅戆活往污涯是爨戆爨浮狻态藕，懿为“聚浮式活性污淀浚”。近年 来，出现了所谓的“固定式活性污沉法”，它是攒在曝气池中设置了填料，作为 生物膜的裁体，利用生物膜上微生物的作用，或生物膜和悬浮在废水中的活性污 泥的联合作用，使废水得到净化的方法，这种方法也称为生物膜法。活性污泥法 在实际使髑中旁：接瀛式活性污淀法、除段曝气活性污娓法、吸掰寸再生活性污泥 法、延簿繇气式涯往污泥法、藏受旃活往污澹法、完垒澹台式活淫污涎浚簿癸墅。 推流式活性污泥法，又称为传统活性污泥法或桥准活性污泥法。在摊流式活 性污泥法中，曝气池表面呈长方形，在曝气和水力撼动下，曝气池中的废水均匀 地从池首端进入，从池尾端流出，前段的废水与后段的废水不发生混合。由于该 法在曝气漶中存在浓疫搽凄，所以壤东降瓣反应豹撼动力太，兹率赢。但楚交于 采用沿波长均匀供氧，会出现漶营曝气不足，池怒供气过量酶瑶象，增嬲了动力 费用。 阶段曝气活性污泥法是将废水沿池长多点进水，有机负荷分布均匀，使需氧 量均化，毙服了推流式需氧不均匀弊病的一种废水处理方法。该方法的优点是： 蕤蹇空气聪趱率，疆毫洼子戆王馋戆力，逶曩各秘菠豳东凄。萁缺点跫，送东若 得不到充分混合，会引起处理效祭的下降。 吸附再生活性污泥法是将潴性污泥对有机物降解的两个过程一吸附和代谢， 分别在各自反应器内进行的种腹水处理方法。废水中的活性污泥在褥生池得到 充分再生，具有了很强的活性。然后与废承同步遗入嗷驸池中，两者在吸瓣池中 充分搂熊。袋承孛大帮分污粢躲羧活经污淀嚣蔽瓣，季霉警净倔赘褒承在二次沉淀 池中与活性污泥分离。由二次沉淀池分离出来的活饿污泥进入再生池，在这里将 所吸附的污染物代谢，使有机物降解，微生物增骥。在这里活性污泥的活性、吸 附功能得到充分恢复，然后再与废水一同进入吸附池。该方法的优点照：废水 辞淫；菠呔娥理方法熬毙较及产气条转瓣撬纯 与活性污混在吸附池的接触时间较短，所以吸附池裙积较小。由于再生池接纳的 仅是浓度较高的回流污泥，因此，再生池的容积亦小。吸附池与再生池容积之和 仍低于传统法曝气池容积。该方法能承受一定的冲击负荷，当吸附、池的活性污 泥遭到教坏辩，哥由嚣生潼痰弱活性污嚣予以羚教。臻点是：凌承处理效巢低予 传统活瞧污漉法，且对含溶鳃瞧有机物高的废水，处理效果差。 延时曝气式活性污泥法是在利用活性污泥处理废水时，延长曝气反应时间 ( 一般都在2 4 小时以上) 的种废水处理方法。用它处理的废水b o d s s 负荷 非常低，污淀在池内长期处于内源n 乎吸，所以剩余污淀量很少，且稳定，无须再 逮季亍厌氯楚瑷。该方法还具有焚整的承覆稳定性蔫，对于嚣疫隶隶藏、承量变证 有较强的适成性，无须设初次沉淀池等优点。该法的主要缺点是，曝气时间长， 池容量大，潼建费用和运行费用高，占地面积大等。 高负荷活性污泥法又称短时曝气法或不完全活性污泥法。该方法的特点是负 荷率离，曝气对间短，对废水的处理效果差，一般b o d 5 豹去除率不越过7 5 。 在系统移曝气泡的稳造方瑟，本法与传统活淫污淀法基本相同。 完全溉合式活性污泥法是废水进入曝气池后与池中原有的混合液完全混合， 也就是说，在曝气池中所有部位的生物反应都是样的一种废水处理方法。完全 混合式活性污泥法的优点是：由于池中混合液对废水有稀释作用，所以承受冲 击负菰的麓力强。由于全懑瓣鬣豹震求量麴圈，t | 秀戳节终动力。缺点蹩：连续 主氇进承、蠢永，可能造藏短路，影响处理效栗；易发生污泥膨胀。该法忿理的东 质一般不如摊流式活性污泥法。 1 2 2 废水的生物膜处理法 所谓，主物膜是指生长在圆体支承物表面，主要濑好气微生物组成的黏膜。它 有生袁溪缝，链设夔、鼗餮、簿戆葶瑟转纯污染鞠。凌承瓣生凌簇整理鼓术羲是嚣 用生物膜中微生物的生命活动，使废水与生物膜接触，进行固液褶始物质交换， 从而使废水中的污染物得以降解、转化，微生物自身得以生长繁殖，最终废水得 以净化的种废水处理方法。 与活数污涅法媚比，生物璇法具有以下优点：对废永豹承质、水擞豹适应 睦强，豢馋涎稳定经好。不会发生污覆膨鼗，运弦管理方便。交予微生耱是 附着在固体表面上，这样即使檄代期长的微生物，也能保证在膜中有一定的分布， 这样膜中的微生物种群丰富，有利于废水的处理。因为有一些高营养级的微生 物存在，可以使较多的污染物转化为能量，所以剩余的污泥量少。生物膜法的缺 6 第一章废水处理技术概述 点是：生物膜的生物活性难以人为控制，因此在运行方面灵活性差。载体材 料的比表面积小，故设备的溶积负荷有限，空间利用率低。 生物膜法的类型很多，按生物膜与废水的接触方式不同，可分为：填充式和 浸渍式两类。在填充式生物膜中，废水和空气沿固定的填料或转动的盘子表面流 过，与生物膜接触。典型的设备有：生物滤池和生物转盘。在浸渍式生物膜法中， 生物膜载体完全浸没在水中，通过鼓风曝气供氧。如载体固定称为接触氧化法， 如载体流化则称为生物流化床。 f 一) 填充式生物膜法 ( 1 ) 生物滤池 生物滤池从结构特征和净化功能看可分为普通生物滤池、高负荷生物滤池和 塔式生物滤池三类。 普通生物滤池 普通生物滤池由池体、滤料、布水装置和排水系统组成。普通生物滤池多为 方形或矩形，池体用砖石砌成。滤料是生物滤池的主体，理想的滤料应具有较大 的比表面积和空隙率，并有一定的强度和耐腐蚀能力。工程中一般采用碎石、卵 石、炉渣等作为滤料。普通生物滤池b o d 5 去除率高，一般在9 5 以上，性能稳 定，易管理，运行费用低。但所能承受的负荷低，占地面积大，滤料易堵塞，从 而影响环境卫生。 高负荷生物滤池 高负荷生物滤池采用大直径滤料，废水负荷高，微生物代谢快，生物膜生长 迅速，但由于水量大，冲刷力强，可将已脱落或将要脱落的生物膜冲刷下来，随 水流出池外，从而避免了滤池堵塞，保证了卫生条件。同时还使生物膜的厚度保 持一定，随季节消长幅度较小。由于该法的水力负荷较高，因此废水净化程度较 普通生物滤池低，而污泥量则多于普通生物滤池。为了提高它的处理效率，在运 行上采用处理水回流等措施来实现。 塔式生物滤池 塔式生物滤池是在床式生物滤池的基础上发展起来的，是一种新型的大处理 量的生物滤池，滤料采用空隙率大的轻质塑料，滤层厚度大，从而提高了抽风能 力和废水处理能力。塔式生物滤池的进水负荷特别大，比高负荷生物滤池大几倍， 比普通生物滤池大很多倍。自动冲刷能力强，只要滤料填装合理，不会出现滤层 堵塞现象。另外它还有占地面积小，管理方便，工作性能稳定，投资和运行费用 啤鹱厂废瘩她蘧方法的斑较及产气条静瓣镰纯 低的优点。它还可以采用密封塔结构，避免废水中撵发性物质造成二次污染。但 塔式生物滤池出水中，废物浓艘较高，常还含有游离细菌，所以它适合做二次处 理串联系统中的第一级处理设舔，也可以在对废水处理要求不高时单独使用。而 豆要求麓避风羹大，在最不裂瓣永文条搏下往往嚣黉实行瓿辕通风。 ( 2 ) 生裼转盘 生物转搬是种新颖的废水处理装置，又称浸没式生物滤池。它的工作原理 与生物滤池撼本相同，但构造却完全不一样。生物转擞是由固定在一根辙上的许 多闽距很小的圆盘或多角形盘片组成。盘片可以悬乎板的也可以是波纹板的，也 考瘸平叛弱波纹扳缝合靛。袁垮煮接连一半嚣瑷浸浚在半嚣落、筵髟或礴形懿氧 化槽内。在电机的带动下，盘片缎在槽内缓馒转动，废水在槽内流遭，水流方向 与转轴方向鞭直，槽底设有排混管，以控制废水中的悬浮物浓度。生物转盘通过 出水回流来稀释进水，通过控制一定的盘面转速来完成生物膜的冲刷。 生物转掇法的优点是：搡侈简单，生物膜与废水酌接触对阀可以通过溺整转 盘转速霸以羧鞠，敖逶虚凌承受稳交伲靛力强。繁缺点是：转盘枣垂精造徐毫， 机械转动部件容易损坏，投资鞍筒。目前国内主裂用于处理水量不大，而含污染 物浓度较商的场合。 ( 二) 漫渍式生物膜法 ( 1 ) 生物接魅氧纯邀 生物接黻氧纯法是在曝气漶中设置填辩稼为生物貘静载体，羟过充袋翡泼承 以一定的流遵流过填料，与生物膜接触，生物膜和爨浮活性污泥中的微，主物联合 作用，实现污水净化的方法。遨种方法是介于活性污泥法和生物滤池法两者之间 的生物处瑷法，所以又稼为接触曝气法或淹没式生物滤池。由于它兼具有两釉方 法戆蕊点，掰以发震蔻途穰广。 生物接触氧化法中的主要设备是接触氧化涟。它有分流式和宣流式两种渣 型。在分流式中，废水的充氧、废水与填料的接触分别在不同的间隔壁进行。在 充氧间隔谶行剧烈曝气和充氧，在装填料的间隔照，废水缓缓向下流经填料，这 有利于生物豹生长。废水反复遴过充氧积接触两个过程，水中氧气充足，但废水 在凄辩润滚凌溪，净蓐l 力夺，生物簇受薪疆，暴潼豢，逶磊予b o d 受麓低豹 主 况。在直流式中，由于是在填料底部鼓风曝气，使壤料区产生向上的水流，生物 膜受上升水流和气流的冲刷，脱落更新快，活性好，不易堵塞。 接触氧化池的填料分硬、软两种。硬填料具有比表面积大、空隙率离、质量 第一章废水处理技术概述 轻、强度高、表面光滑、生物膜易脱落等优点。其缺点是：填料易堵塞。软填料 是一种新型填料，用化纤材料解成束绳状联结，或结成球状。它具有比表面积大、 生物膜附着力强、接触效率高等优点，而且纤维束随水飘动，不易堵塞，所以它 被广泛应用于废水处理中。 ( 2 ) 生物流化床 生物流化床是根据化学工程中的流化床技术开创的。生物流化床是以粒径小 于l m m 的砂、焦炭、活性炭一类的颗粒材料为载体，填充于设备中，充氧的废 水自上而下流动，使载体流态化。生物膜附着在载体表面，由于载体粒径小，比 表面积高达2 0 0 0 3 0 0 0 m 2 m 3 ，能够维持较高浓度的生物量，折算成m l s s 可达 1 0 1 5 9 l 以上。由于载体流态化，可使废水和生物膜充分接触，强化了传质过 程，载体相互之间的碰撞、摩擦，促进了生物膜的更新，可有效防止流化床被生 物膜堵塞，因此生物流化床具有负荷高，b o d 5 容积负荷高达7 k g ( m 3 d ) ，处理效 果好、占地少的特点，在造纸行业应用效果好。 1 2 3 废水的厌氧生物处理法 废水的厌氧生物处理方法是在厌氧条件下，利用厌氧微生物的生命活动过 程，使废水( 或污泥) 中的污染物降解或转化为较简单的无害物质的过程，也称 为厌氧消化。厌氧生物处理过程见图1 - 2 。 新细胞 有机物+ 产酸细菌 能量+ 有机酸、醇、 及c 0 2 、h 2 0 、n h 3 新细胞 c 0 2 、n h 4 、能量 图卜2 有机物的厌氧分解过程 废水的厌氧生物处理过程是一个相当复杂的生物化学过程，主要依靠水解产 酸细菌、产氢产乙酸细菌、同型产乙酸菌群和产甲烷细菌等四大类细菌的联合作 用来完成。因此污染物的厌氧分解过程分为三个连续的阶段。首先是水解酸化阶 段，废水中的污染物( 大部分为有机物) 在细菌胞外酶的作用下水解为简单的、 小分子有机物，然后进入胞内，进一步水解为有机酸、醇、醛、酮等，并产生新 细胞。第二阶段为产氢产乙酸阶段，在产氢产乙酸细菌的作用下，第一阶段产生 的各种有机酸分解转化为乙酸和氢气，同时产生二氧化碳。第三阶段是产甲烷阶 段，产甲烷菌将前面两阶段产生的乙酸、乙酸盐、二氧化碳和氢气转化为甲烷。 堕塑 一 瞧一等 ， 啤酒厂废水处理方法的比较及产气条件的优化 此过程由两组生理上不同的产甲烷菌完成，一组是把氢和二氧化碳转化成甲烷， 另一组是从乙酸或乙酸盐脱羧产生甲烷，前者占总量的1 3 ，后者占总量的2 3 。 这个过程可用图1 - 3 表示： 囤卜3 厌氧生物处理过程 在这三个阶段中，反应速度依废水的性质而不同。对含纤维素、半纤维素、 果胶和脂类等污染物为主的废水，水解阶段往往成为速度的限制步骤。简单的糖 类、淀粉、氨基酸和一般的蛋白质均能被微生物迅速分解，对含这类有机物为主 的废水，产甲烷阶段通常成为速度限制步骤。虽然厌氧消化过程分为以上三个阶 段，但在厌氧反应器中，这三个阶段是同时进行的，并保持某种程度的动态平衡， 这种动态平衡一旦被p h 值、温度、有机负荷等5 t - j j h 因素所破坏，则首先使甲烷 生产阶段受到抑制，从而导致低级脂肪酸积累和厌氧进程的异样变化，严重时还 会使整个厌氧消化过程受到破坏。在过去，废水的厌氧生物处理方法主要采用普 通的消化池，存在需要的水力停留时间长，能承受的有机负荷低等缺点，在很大 程度上限制了它在废水处理中的应用。进入2 0 世纪7 0 年代后，随着能源短缺问 题的日益突出，废水的厌氧生物处理方法受到了重视，并开发出了各种各样的新 型处理工艺和设备，很大地提高了厌氧活性污泥在反应器内的停留时间，使处理 时间大大缩短，处理效率大大提高。现在废水的厌氧生物处理法不仅可以处理中 低浓度的有机废水，而且可以处理有机污泥和高浓度的有机废水，包括城市废水。 废水的厌氧生物处理法具有以下优点：适用范围广。它可用来处理各种各 样的废水。耗能低。该法不需要曝气，故处理过程中耗能低，而且还产生沼气。 剩余的污泥量少，且污泥的浓缩、脱水性好。在处理过程中，由于微生物生 长慢，所以氮、磷营养的需要量少。该法还有一定的杀菌作用，可以杀死废水 和污泥中的寄生虫卵和病毒等。厌氧活性污泥可以长期储存，厌氧反应器可以 季节性或间歇性运转，在停止运行一段时间后，能迅速启动。但它也有一些缺点： 第一章废水处理技术概述 由于它的微生物增殖缓慢，因此它的启动和处理时间比较长。经该法处理的 废水往往达不到排放标准，需要进一步处理，所以在它的后面一般串联有好氧处 理工艺。该法的操作控制因素较复杂和严格，对有毒有害物质的影响较敏感。 下面我们介绍一些典型的废水厌氧生物处理设备。 ( 一) 普通厌氧消化池 普通厌氧消化池为密闭的圆柱形，被使用的时间已很长。废水可以间歇或连 续地进入池中，消化后的污泥和废水分别由消化池的底部和上部排出，而沼气则 由顶部排出。底部呈圆锥形顶部有盖。普通厌氧消化池的优点是：能直接处理悬 浮固体含量较高或颗粒较大的废水，消化反应和固液分离在同一个池内进行，结 构简单。缺点是：无法保持或补充厌氧活性污泥，消化池内难以保持大量的微生 物。 ( 二) 厌氧接触工艺 为了克服普通厌氧消化池的缺陷，我们可以在普通厌氧消化池后设置一沉淀 池，将污泥沉淀后回流到消化池中。但在沉淀池中直接进行固液分离有一定的困 难。一是因为污泥上附着有大量的微小沼气泡，使污泥不易下沉。还因为混合液 中的污泥在沉淀过程中仍具有产甲烷的能力，从而也妨碍了污泥的沉降。因此从 厌氧消化池出来的混合液，在进入沉淀池前要进行脱气处理。 厌氧接触法的特点是：消化池内污泥浓度高，耐冲击力强。消化池的容 积负荷较普通消化池高。可以直接处理悬浮固体含量较高或颗粒较大的废水， 不会发生堵塞。 ( 三) 上流式厌氧生物反应器( u a s b ) 上流式厌氧生物反应器( u p f l o w a n a e r o b i cs l u d g eb l a n k e t ) 简称为u a s b 反 应器。其结构如图1 - 4 所示 布水器 图卜4 上流式厌氧生物反应器 l l 啤酒厂废水处理方法的比较及产气条件的优化 u a s b 反应器上部有气、液、固三相分流器，下部为污泥悬浮区和污泥床， 废水从反应器底部流入，上升流动到反应器顶部后从出水槽流出。混合液在沉淀 区进行固液分离，污泥可自行回流到污泥床区，所以污泥床区可保持很高的污泥 浓度，而产生的沼气由气室收集，再由沼气管流入沼气柜。u a s b 反应器还可阱 实现污泥颗粒化，颗粒污泥具有很好的沉降性能和很高的产甲烷性能。污泥颗粒 化后，反应器内污泥的泥龄一般在3 0 天以上，而反应器的水力停留时间却较短， 所以u a s b 反应器有很高的容积负荷。u a s b 反应器内不设搅拌器，上升水流和 沼气产生的气流足可满足搅拌的要求，所以u a s b 反应器的构造简单，便于操 作运行。 ( 四) 厌氧生物滤池( a f ) 和复合床反应器( u b f ) 厌氧生物滤池( a n a e r o b i cf i l t e r ，简称a f ) 也可叫做厌氧固定膜反应器。它 一般呈圆形，池内装有填料，池底和池顶密封。厌氧微生物附着在填料表面，当 废水通过填料层时，废水中的污染物与填料上的厌氧生物膜接触，废水中的污染 物被降解，并产生沼气。沼气从池顶排出，滤池中的生物膜不断地进行新陈代谢， 脱落下来的膜随出水流出池外。厌氧生物滤池的特点是：它的比表面积较大， 池中微生物数量高，生物膜的停留时间长，可承受的容积负荷高，耐冲击负荷能 力强。微生物以附着生长为主，不易流失，因此不需要污泥回流和搅拌、发备。 启动或停止行动后再启动比前述厌氧工艺所用时间短。但它也有一些缺点：当 处理含悬浮物多的废水时易发生堵塞，尤其是在进水部位。另外滤池的清洗也还 没有简单有效的方法。 工程中还常常将升流式厌氧污泥床和厌氧滤池结合在一起，被称为复合床反 应器( u p f l o wb l a n k e tf i l t e r ，简称u b f ) 。它一般是将厌氧滤池放在污泥床的上 部，认为这种结构可发挥升流式厌氧污泥床和厌氧滤池反应器的优点，改善运行 效果。 ( 五) 厌氧流化床和厌氧膨胀床 所谓厌氧流化床和厌氧膨胀床就是在床内填充一些细小的固体颗粒作为生 物膜的载体，废水从底部进入后向上流动，如果是使床内载体略加松动，载体间 空隙增加但仍保持相互接触的反应器称为膨胀床：如果上升的流速很快，从而使 载体在床内自由运动而不相互接触的反应器则称为流化床。它们的特点是：比 表面积大，可承受的负荷较大，水力停留时间短，有较好的耐冲击能力。不易 堵塞。床内生物固体停留时间较长，运行稳定，剩余污泥量少。但它也有一些 第一激废承娃理技枣概述 缺点：如能耗大，系统设计、避行要求高等。 ( 六) 两相厌氧消化系统 由于废水的厌氧生物处理可大致分为水解酸化阶段和产甲烷阶段，所以两相 获氧滔纯系缝采瘸了两个相互独立的反应器( 产酸反应器和产甲烷反应器) 审联 运行，寒分剐满足这两夺除段审不潮微生物静皇理褥毪，克服了萃辖反应器工艺 中两类微生物的协调平衡的矛褥，以达到较好的处理效果。它的优点是：可承 受相当高的有机负荷。由于绘产甲烷菌创造了良好的生长环境，因此竣工艺的 甲烷产量离。承受冲击负荷的能力强。还有利于在水解酸化阶段除去对产甲 蒺萤有簿裁蠛毒害馋矮韵镑覆，势哥壳鼹隶籍反应对淡氧反应速凄夔辍割。 啤滔厂痰承齄瑾方法麴铤较爱产气条转瓣谯纯 第二章啤酒厂废水处理方法及比较 近年亲，我国已发展成为擞界啤滔生产大国。掇绞计，每生产一盹啤滔产生 1 2 2 0 穗痰拳。凌承争含畜大爨瓣簿溪酸造遂程中黪裂产瑟和疲弃兹。蔽然它不 舍有毒物质，但如果将其誊接摊敞，很容易造成江溺湖海的水体富营养化。为了 保护环境，节约水源，必须对它进行处理，实现选标排放。 2 1 啤酒厂废水处理方法 塞予冬噻溪厂废隶蓑 敖- 曩不弼，疲承处理设藐蕊遥终时蘩不嗣，蔼各个时期 中废水处琏懿技术承平也不同。宓瓣之各啤滔厂的箕它实际情提不同，鞠肉各个啤 酒厂采用的废水处理技术各不相同。下面就有代表地介绍几种啤酒厂废水处理的 方法。 2 ，1 1 高浓度活性污泥处理啤灏废水 ( 一) 疲承承囊、零量及辩教檬准 北京华都啤酒厂年产啤酒6 5 万吨，废水处理鬟 为2 1 0 0 m 3 d ，采用商浓度活 性污泥废水处理工艺。设计进水水质及排放标准如淡2 - 1 ： 表2 - 1 北京华都啤酒厂进水水质指标 ( 二) 处理工艺 由予该厂簿滔瘦隶孛c o d e ，焦较毫，要使它缀一步持氧楚理嚣达拣，瀑气 涟中需保捺较高的污泥浓度。尤其是在曝气溘酋璇，耀这里的受荷最蕊，所以必 须保证要有高浓度的活性污泥。为达到这一e t 的，该厂采取了以下措施：在调 节池中鼓入空气，保证水质较均匀，污水的溶解氯德较高；曝气池设计成三段 推流式，强化酋端曝气，保诞酋端池中豹d o ( 溶瓣氧) 在3 - 5 m g l ：二沉池 返瑟夔污滋全部透a 蓥嚣；毅辩蓑 泛，傈迁瀑气漶在低兹疆羚下运露：当发 生污混膨胀时，采用在回流污淀中加氯( 加氯量为l o 1 5 r a g l ) 的方法控制； 在曝气池中设d o 自动显示仪，控制曝气池的d o 。高浓度活性污泥法处理废水 流程见图2 1 。 第二章蹿滔厂痊拳整理方法及耽较 该流程实际运行过程中，将部分沉淀池污泥回流刘调节池中，曝气褥生后再 进入曝气池，稍利于抑制污泥膨胀和提高废水处理效率。 泵空气h 2 s 0 4 菠承争糇媾撵 缁穆援噍承一承妻簿争嘉 一去l 涎 l 灭菌剂空气 排放灭菌池一沉淀池。卜曝气池。 l 璺垫受堡 ， ( 聚雨蝾醮胺) p a a r 髓瘩辊嚣涎， 运 图2 - i商浓度活性污泥法处理废水流程 ( 三) 运行结果 ( 1 ) 1 9 9 4 1 9 9 9 年废水处理效果见表2 2 。 波2 - 2 痰隶娃理效暴 正誊运行4 港嚣下，褒拳襞运捺敬稼难。 ( 2 ) 运行中存在的问题 当p h 值小于6 或大于9 的废水进入活性污讽池时，会影响处理效果，出 水c o d c ，有可能达到1 5 0 m g l ； 夏季容易发生污泥膨胀； 夜阕l ；l ；l 予弱 隶量枣，褒承浓发嵩，窭汞不易达糠，需迸行本凌求溪调节。 ( 四) 主簧技术经济指标 废水处理站占地面积为3 2 7 0 m 2 ，相对于每天的废水处理量，吨水占地18 2 m 2 。废水处理站实行四班三运转，每班3 人，加上站长1 人，化验员1 人共1 4 大。 废承处壤站建设总授资5 0 0 万元。投资较高的琢戮是脱水杌、曝气头、东力 筛、自控等设备均从国外进口。 废水处理站年运行费用约1 0 0 万元，其中电费6 1 万元，每立方米废水处理 费用1 五8 元，处理每立方米废东耗电1 9 3 k w h 。 啤酒厂发承掩蠼方法款比较及产气条佟镌缆纯 该啤酒废水采用高浓度活性污泥法处理能够实现达标排放；工程实践证明， 整个工艺流穰具有运行稳定，抗冲击能力强，处理效果好、出水水质好簿优点。 2 1 2s b r 渗处理啤酒废水 s b r 法羲怒痔撬式活睦污淀法( s e q u e n c i n gb a t c hr e a c t o r ，篱穆s b r ) ，也 称为闻歌式滔瞧污泥法。它是在鳞决了如自动控制等系列技术问题厝，发葳起 来的一种好氯活性污泥废水处理方法。它的特点是：可在一个池内完成氧化、消 化、脱氮除磷等过程，容易实现推流的效果( 特别魑在处理量小的场合) ，出水 水质稳定，缀济性能好。下面是利用s b r 法处理啤滔废水的实例。 ( 一) 凌承求蘧、东量及l l 敖标准 无锡啤灏厂废水排敏量约8 0 0 t d ，采露s b r 法处灌废水。设计迸水水赝和排 放标准如表2 3 ： 表2 - 3 无锡啤溺厂s b r 法处理废水1 戡进山水水质指标 ( 二) 处理工艺 啤酒生产废水由车间排出厨，经排水沟通过格栅沉渣井、然后进入初沉调节 池，去除玻水中浮渣，调节水艨承羹，水力箨整时闽8 h 。其沆程见图2 2 。 图2o - 2s b r 法废水处理流糨而惹 s b r 爱应池是本工艺流程中关键的废承处理构筑物。平面尺寸6 ，0 r e x 6 0 m ， 有效承深5 黻，一荚4 令s b r 反应港，交替操季参运行，果蠲懿懿窘琵磐鼓风 曝气，曝气时间3 到4 小时，、沉淀时问3 到4 小时。 ( 三) 遂行结果 首先对4 个s b r 反应池中活性污泥进行培养、驯化和一些必要的调整后就 第二章津灏厂褒承照瑾方法及鞍 可转入正常运行。 经过四个月的调试运行，对该系统的曝气时间，沉降时间等实际工芑祭件进 行测定，确定最佳操作工艺条件如下： 进承时潮：5 0 r a i n ；瀑气辩润：4 h ； 沉淀时闽：3 l a ；孛褡东时闻：1h ； 污泥沉降比( s v ) ：3 5 一4 0 污泥浓度( m l s s ) ：2g l 3 9 l 。 试运行情况基本符合实验结果和设计要求。根据环境监测站连续两天的现场 采样监测结果，各项指标均达到翻家摊放标准( 其结果主要指平均值) 。 采弱s b r 法处理簿溪凌承簿，葵龚鍪豢 睾工艺镪挺进承、充氧反应、沉淀、 排水、空载待祝等五道工序。丽这五遒工序是在同一反应池内完成的，邋样就扩 大了反应池的功能，省去了沉淀池，并且泥水分离悬在完全静止的理想状态下进 行的，所以沉淀性能好。整个工艺经历了厌氧、好氯、缺氧三个过程，嗣时采用 限制曝气操佟工艺，缩短进承时闷，有效地抑割了丝状麓的生长，防止污淀澎涨。 霆) 烹黉菠零经济撵舔 工程总投资8 9 3 4 万元。相对于每天的废水处理懿，吨水固定资产孝斤f 日成本 o 2 5 元；吨水耗电o 4 6 k w h ( 以电价0 5 元k w h 计，折合人民币o 2 3 元) 。 工程实践证明：整个工艺具有投资省，处理效果好，工艺简单，运行稳定， 姥耗少等特点，是趣理工选有瓤痰承鹣一条毅途径。 2 1 3a b 工慧处理啤酒痿柬 a b 法废水处理工艺是指吸附一生物降