啤酒廢水處理生物接觸氧化技術(shù)

　　1、廢水的來源及特征

　　啤酒廢水主要產(chǎn)生與麥芽制作和釀造過程，麥芽工序廢水來自大麥洗滌和浸泡過程。麥芽浸泡時(shí)，水溶物擴(kuò)散于水中。除浸泡外，釀造過程廢水是啤酒產(chǎn)量的20～30倍。啤酒廢水主要污染物及含量分別為：BOD5=840mg/l，CODcr=1120mg/l，SS=549mg/l，PH=5.5～7.2，BOD/COD=0.75可生化性良好，適用于生物處理。

　　2、試驗(yàn)裝置

　　(1)生物接觸氧化池采用φ100mm、高2000mm的有機(jī)玻璃柱，有效高度1000mm，有效體積24.1L，其中A段8.03L，0段16.6L。采用底部進(jìn)水，溢流出水形式。

　　(2)填料選用江蘇宜興環(huán)保設(shè)備廠生產(chǎn)的立體組合半軟性填料，φ=90mm，上下固定，填料層高度為1000mm。

　　(3)曝氣裝置：采用砂芯曝氣器，Z一0.036空氣壓縮機(jī)供氣，用LZB-3型空氣轉(zhuǎn)子流量計(jì)控制流量。

　　(4)用兩臺(tái)ZJ-10-2型計(jì)量泵進(jìn)水和控制回流水。

　　(5)恒溫控制器和加熱器各一套。

　　3、生物膜的培養(yǎng)和馴化

　　填料的微生物膜培養(yǎng)，用啤酒廠廢水站二沉池的活性污泥接種培養(yǎng)。將污泥均勻分布于柱內(nèi)，連續(xù)曝氣24h，使部分活性污泥附著在填料上生長，未能附著污泥自柱內(nèi)排出。這時(shí)進(jìn)水濃度按廢水：自來水=1：3進(jìn)水，控制在較低負(fù)荷下運(yùn)行，并定期采樣分析。兩天后纖維表面已長出一層生物膜，COD去除率已達(dá)到50%以上。統(tǒng)計(jì)表明原生動(dòng)物數(shù)量較多，并且由低級(jí)向高級(jí)發(fā)展，出現(xiàn)了較多鐘蟲。然后逐步提高廢水濃度，進(jìn)一步培養(yǎng)訓(xùn)化生物，生物膜逐漸加厚。兩周后，出水清澈，COD去除率大于70%，表明馴化己成功，即投人正常運(yùn)轉(zhuǎn)，開始條件試驗(yàn)。

　　4、結(jié)果與討論

　　4.1 廢水停留時(shí)間對(duì)凈化效果的影響

　　若將生物接觸氧化法作為一個(gè)微生物反映來考慮，則BOD去除速度BOD呈一次反應(yīng)式，即;

　　上式兩邊積分后得：

　　式中：t―――接觸停留時(shí)間(h)

　　LO――進(jìn)水BOD濃度(mg/l)

　　Le(mg/l)

　　k?K――比例常數(shù)

　　從式(2)可以看出：首先，按能停留時(shí)間同處理效果在相同的進(jìn)水條件下，若接觸停留時(shí)間愈長，則處理水BOD值愈低，處理效果愈好;反之亦然。這是因?yàn)?，微生物?duì)有機(jī)物的轉(zhuǎn)化過程同微生物體內(nèi)的化學(xué)過程緊緊地聯(lián)系著。無論是將復(fù)雜的有機(jī)物分解氧化成簡單的無機(jī)物，還是將比較簡單的無機(jī)物合成復(fù)雜的細(xì)胞物質(zhì)，都需要一定時(shí)間。特別是被吸附與附著在生物膜上的有機(jī)物經(jīng)氧化分解細(xì)胞合成作用全部轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定物質(zhì)(有機(jī)物無機(jī)化)所需時(shí)間較長，一般為數(shù)小時(shí)乃至數(shù)十天。因此，處理效果對(duì)接觸停留時(shí)間的依賴性很大。

　　其次，接觸停留時(shí)間同所采用的處理工藝流程有關(guān)。

　　為了求得最合理的停留時(shí)間，廢水在裝置內(nèi)的停留時(shí)間對(duì)凈化效果的影響試驗(yàn)。結(jié)果見表1。

　　試驗(yàn)條件：COD為890-1304mg/lPH=7.1

　　溫度=200℃DO=4～5mgh

　　由表1可見，隨著廢水在池內(nèi)的停留時(shí)間增加，CODcr去除率也增加。在上述試驗(yàn)條件下，接觸停留間大于18h，CODcr的去降率可達(dá)到預(yù)期的目的，當(dāng)接觸氧化時(shí)間達(dá)到23hr時(shí)，CODcr去除率可達(dá)到96.7%，考慮到增加經(jīng)濟(jì)性，選用停留時(shí)間為15～18hr。

　　4.2 進(jìn)水濃度對(duì)處理效果的影響

　　由于啤酒廢水的水質(zhì)水量變化較大，因此掌握理想的COD去處率，從而研究COD去除率隨進(jìn)水濃度的變化規(guī)律，以求得最佳進(jìn)水濃度的范圍，進(jìn)行了各種濃度的進(jìn)水試驗(yàn)，結(jié)果如圖1所示。

　　由圖1見，COD去除率在一定范圍內(nèi)隨著進(jìn)水濃度的增加而增加。當(dāng)進(jìn)水濃度COD超過1881mg/L時(shí)，COD去除率隨進(jìn)水濃度的增加而下降。在本試驗(yàn)選定的條件下，最佳進(jìn)水濃度為CODcr1800mg/L。一旦進(jìn)水濃度發(fā)生變化時(shí)，可適當(dāng)調(diào)整停留時(shí)間。

　　4.3 氣水比對(duì)凈化效果的影響

　　溶解氧是好氧菌生存的必要條件，在好氧生物接觸氧化法中必須提供空氣，以使生物接觸氧化池中有足夠的氧。試驗(yàn)采用ZB-0.036型空氣壓縮機(jī)通過砂芯曝氣器向氧化柱供氧，由LZB-3型空氣轉(zhuǎn)子流量計(jì)控制，研究了氣水比對(duì)凈化效果的影響，結(jié)果見表2、表3。

　　試驗(yàn)條件，停留時(shí)間18hr、溫度20℃。

　　表2表明用生物接觸氧化池處理啤酒廢水，需要的氣水比必須大于20：1，考慮到動(dòng)力消耗，生物膜穩(wěn)定性和處理效果，建議采用20～40：1。

　　由表3可見，PH為中性偏堿最好，在酸性條件下，會(huì)嚴(yán)重影響微生物的生命活動(dòng)。

　　溫度也是影響微生物生長和繁殖的重要因素。因?yàn)榻M成生物膜的微生物是多種多樣的，因此各自的最適宜溫度，就整個(gè)微生物群體?D生物膜對(duì)溫度的適應(yīng)范圍較廣。試驗(yàn)表明，在一定范圍內(nèi)，COD去除中，隨著處理溫度升高后增加，當(dāng)處理溫度為15℃~28℃之間時(shí)，COD去除率達(dá)到70%以上。但溫度較高條件下，需要增加溶解氧，否則由于微生物快速繁殖消耗溶解而降低其活性。

　　由于一臺(tái)計(jì)量泵在試驗(yàn)中損壞，系統(tǒng)以一級(jí)好氧生物處理進(jìn)行，廢水直接進(jìn)入O柱，其COD平均去除率為69.8%，比A-O子系統(tǒng)處理效果低23.9%左右，表明了A-O子系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)。

　　4.4 有關(guān)問題討論

　　4.4.1 溶解氧的控制

　　水中濃解氧直接影響生物膜的流行性、微生物的繁殖、水質(zhì)處理效果。試驗(yàn)表明，在缺氧柱中DO一般以0.5左右為宜，在好氧柱內(nèi)DO控制在3-4MG/L。

　　4.4.2 生物相的鏡檢

　　生物相觀察的目的是通過微生物的數(shù)量、種類、型態(tài)來判斷生物膜活性，掌握水質(zhì)處理效果，以使及時(shí)調(diào)整運(yùn)行參數(shù)。

　　一般在水質(zhì)處理正常情況下，原生物以有柄的固著型纖毛蟲類占主導(dǎo)地位，如鐘蟲類等枝蟲，孟纖蟲。如大量出現(xiàn)后生物輪蟲類，說明處理水質(zhì)差，池中碳源不足;纖蟲大量出現(xiàn)說明碳源過量;鐘蟲無柄且頭頂氣泡，說明池中溶解氧過高。

　　試驗(yàn)研究結(jié)果表明，運(yùn)用生物接觸氧化法處理啤酒工業(yè)廢水是可行的。采用A-O工藝可以提高處理效率。處理的最佳工藝條件是：接觸停留時(shí)間18h，進(jìn)水濃度1100MG/LCOD左右，氣水比20-25：1，PH值7-8，溫度28℃。(來源：甘肅省生態(tài)環(huán)境科學(xué)設(shè)計(jì)研究院)