1、引用本文李曉婷. UASB+CASS組合工藝處理啤酒廢水工程實例J 工業水處理, 2016, 36(3): 93-96.Li Xiaoting. Case study on the combined process,UASB+CASS for the treatment of beer wastewaterJ INDUSTRIAL WATER TREATMENT, 2016, 36(3): 93-96.UASB+CASS組合工藝處理啤酒廢水工程實例李曉婷    摘要：通過對啤酒生產制作廢水特點的綜合分析,結合原有污水處理站工藝及多家同類污水站的實踐經驗,

2、提出采用UASB+CASS組合工藝處理啤酒廢水。運行結果表明:出水COD、BOD5、SS、NH3-N均滿足啤酒工業污染物排放標準(GB 19821-2005)一級標準,出水動植物油、陰離子表面活性劑滿足污水綜合排放標準(GB 8978-1996)一級標準,采用該組合工藝處理啤酒生產廢水,在技術和經濟上可行。關鍵詞： 啤酒廢水    升流式厭氧污泥床    循環式活性污泥法    Case study on the combined process,UASB+CASS

3、 for the treatment of beer wastewaterLi Xiaoting    Abstract: Based on the comprehensive analysis of the characteristics of the wastewater from beer production, combining with the original technology in water treatment stations and a number of practical experiences of similar was

4、te-water plants, it is proposed that the combined process, UASB+CASS, is to be used for the treatment of beer waste-water.The running results show that all the effluent COD, BOD5, SS, and NH3-N can meet the requirements specified in Level l of the Discharge Standard of Pollutants for Beer Industry(G

5、B 19821-2005).The effluent, animal and plant oils, and anionic surfactant can meet the requirements specified in Level l of Integrated Wastewater Discharge Standard(GB 8978-1996).Using the combined process for the treatment of wastewater from beer production is technically and economically feasible.

6、Key words: beer wastewater    upflow anaerobic sludge bed    cyclic activated sludge method    江西某啤酒廠是一家以大麥芽、酒花、酵母、釀造用水為主要原料，以玉米、大米、大麥、小麥、糖類等為輔助原料1，生產及精加工飽含二氧化碳的低酒精度酒的生產企業，企業生產過程中產生的廢水由原有廢水處理站采用水解酸化+接觸氧化組合工藝進行凈化處理?，F企業因擴大生產規模，增加排放的污水總量遠

7、遠超過現有污水處理站原始設計處理能力，導致廢水中所含污染物降解去除效果持續降低，出水水質不斷惡化且不能達到排放標準，故對現有污水處理站進行擴建改造，確保污水經系統處理后出水排放各項污染物指標均能達到國家啤酒工業污染物排放標準（GB 198212005）、污水綜合排放標準（GB 89781996）中的一級排放標準。1 廢水水質分析1.1 廢水主要組成及特點啤酒生產主要是以大麥和大米為主要原料，輔之以啤酒花及鮮酵母，經過長時間的發酵釀造而成。該廢水屬于中高濃度的有機污染廢水，廢水的主要來源有：麥芽生產過程的洗麥水、浸麥水、發芽降溫噴霧水、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

8、酵過程的發酵罐洗滌水、過濾洗滌水；罐裝過程的洗瓶、滅菌、破瓶啤酒；冷卻水和成品車間沖洗地面水；生產、生活區的生活污水2,3。啤酒廢水含有大量的有機碳、懸浮有機污染物，但氮源污染物質較少，其COD、SS、BOD5濃度均較高，pH 11.013.0，同時含有一定量的動植物油、陰離子表面活性劑。啤酒廢水屬于有害無毒的有機廢水，但是很容易腐壞，一旦排入水體會消耗受納水體內大量的溶解氧，對周圍水體環境造成嚴重的危害4。1.2 廢水水質及水量工程設計流量為5 000 m3/d，本項目廢水有機物濃度較高，懸浮有機污染物含量較高，主要含有大量的麥皮、渣皮等，在生產制作過程中廢水排放不均勻，水質水量波動較大，但

9、該類廢水的可生化性良好，有毒物質較少，營養配比適中4。廢水水質及排放標準見表1。表1 廢水水質及排放標準項目COD/(mg·L-1)BOD5/(mg·L-1)SS/(mg·L-1)pHNH3-N/(mg·L-1)廢水水質2 5003 50022025030040011.013.03555排放標準10020706.09.015表選項 2 廢水處理工藝2.1 廢水處理主體工藝的選擇目前國內外常用的啤酒廢水處理方法主要包括生化處理法、物化與生化相結合的處理辦法。具體有水解酸化+SBR法、UASB+好氧接觸氧化法、新型獨立接觸氧化法、生物接觸

10、氧化法、內循環UASB反應器+氧化溝法、UASB+SBR法等5。結合該公司啤酒廢水的水質及排放狀況，且兼顧因地制宜等因素，確定采用內循環UASB反應器+好氧CASS反應器組合工藝進行處理，工藝流程見圖1。>圖1 工藝流程圖選項 2.2 工藝流程說明（1）污水、污泥部分。各生產環節產生的污水經廠區管網匯集到污水處理站的格柵集水井，經過提升泵提升并經過水力篩的攔截，將破碎商標紙、麥殼等雜物隔除，隔除雜質后的污水進入調節池后采用液下攪拌進行水質、水量的調節，同時在調節池的前端還設置了事故池，根據集水井的在線pH計測定的pH，當綜合污水pH大于9時，開啟泵出水管線上去事故池的

11、電動閥門，關閉去水篩的電動閥門；當pH小于9時，則關閉去水管線上去事故池的電動閥門，同時開啟去水篩的電動閥門。調節池中的污水經過均質、均量后由調節泵提升至UASB中進行厭氧分解。厭氧出水靠重力自流入CASS池，在CASS池內進行進水、反應、沉淀、排水、閑置5個工序，沉淀池污泥、反應器剩余污泥由污泥泵提升入污泥濃縮池后再進行帶式壓濾機脫水，脫水后污泥外運或者制作磚塊加以利用。（2）空氣部分。由羅茨鼓風機在CASS池底部連續鼓入進行好氧反應所需的空氣，同時往調節池中定期鼓入空氣，確保池內不會淤積污泥。（3）儀器、儀表、自控及配電部分。主要包括液位控制儀、流量計、pH在線儀、泵與風機自動切換裝置、報

12、警裝置等。3 主要構筑物及配套設備技術參數（1）格柵集水井。1座，地下式砼結構，設計尺寸12.5 m×2.5 m×3.5 m，有效水深1.5 m，設計過水量250 m3/h，過柵流速5 m/s；配套集水井提升泵兩臺，型號CP（T）515-200沉水式污物泵，流量300 m3/h，揚程11 m，功率5 kW。（2）調節池。1座，鋼混結構，設計尺寸15 m×12 m×6 m，有效容積900 m3，HRT=4 h；配套設備包括GL-150型水力篩2臺，篩筒縫隙0.81.0 mm，材質SS304；LPF配套浮球液位計1套；曝氣量為3.0 m3/（m2·

13、h）的環狀式水下空氣混合裝置1套；LDE-65型電磁流量計1套；KDV-23L型酸計量泵1臺；KDV-23L型堿計量泵1臺；ABB ACS140-1K1-1型計量變頻器2臺。（3）UASB反應器。1座，鋼混結構，設計尺寸23.5 m×14.0 m×8.2 m，有效水深7.5 m，有效容積1 785 m3，反應區水力停留時間HRT=8.6 h，反應器水力停留時間HRT=11.8 h，COD容積負荷7.0kg/（m3·d）。該裝置主要由污泥床區、污泥懸浮區和沉降區三部分組成，廢水由泵輸送進入，自下而上經過反應器，對廢水中的高濃度有機物從酸化至甲烷化平衡完成，使系統運行

14、負荷高而且不易發生酸化現象，經過反應器反應后，產生過量的沼氣則由火炬燃燒處理。配套設備包括：出水斜板沉淀池（與UASB反應器合建）2座，鋼混結構，單池設計尺寸6.0 m×11.5 m×8.2 m；厭氧布水器20套，材質不銹鋼SS304，型號YHWJ-1；厭氧三相分離器20套，材質玻璃鋼，尺寸6.5 m×2.0 m×1.5 m，型號YHTS-1；水封罐1臺，材質不銹鋼SS304，尺寸D 1.2 m×2.3 m；氣水分離器1臺，材質不銹鋼SS304，尺寸D 1.2 m×2.3 m；pH計（帶溫度計）2套，規格alph-

15、pH800；二級提升泵2臺（1用1備），型號G-320-200（4P），流量210 m3/h，揚程10 m，功率11 kW；厭氧進水泵2臺（1用1備），型號G-330-250（4P），流量400 m3/h，揚程10 m，功率18.5 kW；電磁流量計1臺，規格BURKERT 8045 DN250；玻璃鋼罩4個，尺寸3 m×0.8 m×0.5 m；臭氧洗滌器1套，規格BIOFILTER-1500，處理風量1 500 m3/h；臭氧收集風機1臺，型號4-71 3.15A，風量2 000 m3/h，全壓1 600 Pa，功率1.5 kW（防爆電機）；溫度控制器2套，型號OMRON

16、 pt100 0.0+200 。（4）CASS池。1座，3組，鋼混結構，單組設計尺寸27 m×8.3 m×6.0 m，有效水深5 m，總有效容積3 200 m3，名義水力停留時間HRT=15.36 h，污泥負荷（以BOD5/MLVSS計）0.15 kg/（kg·d），污泥質量濃度3 000 mg/L，潷水率30%。對于該啤酒廢水，在經過UASB厭氧生物處理后，有機污染物濃度仍然較高，利用CASS池可以在同一個周期內通過調節曝氣量以改變運行方式，極大限度地提高有機污染物去除率，保證較好的出水水質，尤其是對于一些難降解物質，可以在CASS池中通過缺氧-好氧的循環作用得

17、到良好的去除效果。配套設備包括：鼓風機4臺（3用1備），型號SSR-125，供風量18.3 m3/min，升壓49 kPa，電機功率22 kW；微孔曝氣頭1 600個，尺寸D=240 mm，服務面積0.3 m2，單個出風量1.53.0 m3/h；潷水器3臺，型號SHB-350，潷水量350 m3/h，電機功率1.5 kW；污泥回流泵3臺，型號CP（T）51.5-65，流量25 m3/h，揚程10 m，電機功率1.5 kW。（5）污泥濃縮池。1座，鋼混結構，設計尺寸3.5 m×2.5 m×4.5 m，配套G35-1型螺桿泵2臺，XAYJ40/800-UB型廂式壓濾機1套，污泥

18、抽吸泵2臺。 （6）綜合操作間。1座（利用原有），地上磚混結構加彩鋼瓦，設計尺寸為8.0 m×6.0 m×3.0 m。4 工程啟動及運行4.1 UASB反應器本次調試所接種的污泥取自某城市污水處理廠的脫水硝化污泥，開始階段首先將UASB反應器內的溫度控制在30 左右，進水量控制在50 m3/h左右，進水方式為白天進水、夜間停止進水。同時及時清理UASB反應器液面上由污泥帶入的懸浮雜物，并且注意觀察液面，避免反應器內的接種污泥流失。一旦出水中帶有大量污泥，則必須停止進水，同時密切監控UASB反應器的進水總量、進出水pH、溫度，整個啟動階段pH需控制在6.58.0之間6，隨后逐

19、步增大進水量，并控制反應器揮發酸質量濃度不高于2.5 mg/L，對COD每天定時取樣監測，當反應器出水COD去除率能穩定達到80%左右時，再逐漸加大進水流量，大約經過90 d左右的調試啟動，UASB反應器啟動調試成功并可正常運行。4.2 CASS反應池常規CASS反應池主要組成部分為生物選擇區、兼氧區、好氧區7。CASS反應池實質上屬于間歇式處理反應器，此反應器可以通過調節曝氣量使得反應器內不斷進行曝氣與非曝氣交替循環過程，如此，UASB反應器出水在CASS池內按一定的周期及階段得到進一步的深度處理。CASS池內污水處理循環主要包括進水/曝氣/污泥回流階段完成生物降解過程、非曝氣/污泥沉淀階段

20、泥水分離過程、潷水/剩余污泥排放階段上清液排出過程、閑置階段恢復污泥活性過程。一個完整的循環操作周期由上述四個階段組成，可根據污水水量及所含有機污染物濃度的高低，靈活選擇運轉形式周期（每周期的運作時間可選6、8、12 h等）。在CASS反應池調試初期，需先往CASS池內泵入少量的中低濃度有機廢水進行預曝氣處理，同時往池內投加一定量的營養物質（營養物質比例按照C、N、P的質量比為10051計）8，并且由池內污泥沉降比的變化曲線來不斷調整CASS反應池內的污泥負荷。隨后便開始慢慢加大進水水量，使CASS反應池內的好氧活性污泥微生物種群可以逐步適應待處理的啤酒廢水。大約經過25 d的處理后，CASS

21、反應池內污泥沉降比可穩步增長至20%以上。進行實驗室鏡像檢測可以發現，此時CASS池內微生物種群種類豐富，存在著大量的活性菌膠團、鐘蟲及輪蟲9，此現象表明，CASS反應池內已經形成了良好的生物相體系，活性污泥菌膠團結構致密、沉降速率快、泥水分離速度快，上清液出水清澈透明，水質狀況良好，說明CASS反應池內的生物種群已經適應了本項目需處理的啤酒廢水，馴化菌種的培養過程已經基本成功。CASS反應池處理負荷在經過60 d左右的調試啟動后可完全達到設計能力，全系統能夠運行穩定。4.3 潷水器潷水器是CASS處理法的重要設備，本項目采用的旋轉式潷水器運行穩定可靠，負荷大、潷水深度行程大，可操控性好。4.

22、4 運行效果廢水處理效果如表2所示。表2 工程運行監測結果項目pHCOD/(mg·L-1)BOD5/(mg·L-1)SS/(mg·L-1)氨氮/(mg·L-1)原水平均進水11.013.03 00025030045調節池出口7.198.932 75522619640UASB出口7.758.45523.538.426615CASS出口8.148.2849.15.613.70.685表選項 由表2可以看出，該工程對COD、BOD、SS、氨氮的總體去除率可分別達到98.4%、97.8%、95.4%、98.5%。5 經濟指標及環境效益分析（1

23、）工程造價。該工程總投資為319.26萬元，其中土建費34.89萬元，設備材料費256.15萬元，其他設計、安裝、運輸及調試等間接費用12.99萬元。（2）運行成本。單位廢水的處理成本約為1.48元/m3（不計設備折舊、維修費用），其中電費0.58元/m3，人工費0.33元/m3（污水處理站操作人員按10人計），藥劑費合計0.57元/m3（HCl投加質量濃度按100 mg/L計、PAC投加質量濃度按100 mg/L計、PAM投加質量濃度按5.0 mg/L計）。（3）環境效益。污水處理站改建運行投入使用后，企業每年可減少COD約3 896.64 t、BOD5約322.74 t、SS約377.78

24、 t，大量減排的污染物質對改善周圍水體環境能夠起到非常關鍵的作用。6 結論（1）采用內循環UASB反應器+好氧CASS反應器組合工藝處理啤酒廢水可以取得很好的處理效果。采用該工藝處理本項目啤酒廢水，系統穩定運行期間COD、BOD5、SS、氨氮平均去除率分別達98.4%、97.8%、95.4%、98.5%，系統出水水質能夠穩定達到國家啤酒工業污染物排放標準（GB 198212005）及污水綜合排放標準（GB 89781996）中的一級排放標準要求。（2）UASB反應器是整個組合處理工藝的核心組成部分，具有較高的COD容積負荷，啟動運行調試的關鍵在于反應器內厭氧顆粒污泥良好沉降性能的培養，而培養厭氧顆粒污泥群的前提條件是為其提供良好的營養環境、維持適宜的進水酸堿度及適時地調整進水水力負荷，同時UASB反應系統運行平穩，具有很強的耐沖擊負荷能力，高效低耗、結構緊湊、占地面積小、剩余污泥產量少、操作管理簡便等顯著特點。（3）CASS是SBR工藝的改良型。它既涵蓋了傳統SBR工藝的優點，同時運行管理更加方便、基建投資更省、抗沖擊負荷能力更強。對于