啤酒废水处理生物接触氧化技术

来源：2021-09-30浏览量：1078

1、废水的来源及特征

啤酒废水主要产生与麦芽制作和酿造过程，麦芽工序废水来自大麦洗涤和浸泡过程。麦芽浸泡时，水溶物扩散于水中。除浸泡外，酿造过程废水是啤酒产量的20～30倍。啤酒废水主要污染物及含量分别为：BOD5=840mg/l，CODcr=1120mg/l，SS=549mg/l，PH=5.5～7.2，BOD/COD=0.75可生化性良好，适用于生物处理。

2、试验装置

(1)生物接触氧化池采用φ100mm、高2000mm的有机玻璃柱，有效高度1000mm，有效体积24.1L，其中A段8.03L，0段16.6L。采用底部进水，溢流出水形式。

(2)填料选用江苏宜兴环保设备厂生产的立体组合半软性填料，φ=90mm，上下固定，填料层高度为1000mm。

(3)曝气装置：采用砂芯曝气器，Z一0.036空气压缩机供气，用LZB-3型空气转子流量计控制流量。

(4)用两台ZJ-10-2型计量泵进水和控制回流水。

(5)恒温控制器和加热器各一套。

3、生物膜的培养和驯化

填料的微生物膜培养，用啤酒厂废水站二沉池的活性污泥接种培养。将污泥均匀分布于柱内，连续曝气24h，使部分活性污泥附着在填料上生长，未能附着污泥自柱内排出。这时进水浓度按废水：自来水=1：3进水，控制在较低负荷下运行，并定期采样分析。两天后纤维表面已长出一层生物膜，COD去除率已达到50%以上。统计表明原生动物数量较多，并且由低级向高级发展，出现了较多钟虫。然后逐步提高废水浓度，进一步培养训化生物，生物膜逐渐加厚。两周后，出水清澈，COD去除率大于70%，表明驯化己成功，即投人正常运转，开始条件试验。

4、结果与讨论

4.1 废水停留时间对净化效果的影响

若将生物接触氧化法作为一个微生物反映来考虑，则BOD去除速度BOD呈一次反应式，即;

上式两边积分后得：

式中：t———接触停留时间(h)

LO——进水BOD浓度(mg/l)

Le(mg/l)

k·K——比例常数

从式(2)可以看出：首先，按能停留时间同处理效果在相同的进水条件下，若接触停留时间愈长，则处理水BOD值愈低，处理效果愈好;反之亦然。这是因为，微生物对有机物的转化过程同微生物体内的化学过程紧紧地联系着。无论是将复杂的有机物分解氧化成简单的无机物，还是将比较简单的无机物合成复杂的细胞物质，都需要一定时间。特别是被吸附与附着在生物膜上的有机物经氧化分解细胞合成作用全部转化为稳定物质(有机物无机化)所需时间较长，一般为数小时乃至数十天。因此，处理效果对接触停留时间的依赖性很大。

其次，接触停留时间同所采用的处理工艺流程有关。

为了求得最合理的停留时间，废水在装置内的停留时间对净化效果的影响试验。结果见表1。

试验条件：COD为890-1304mg/lPH=7.1

温度=200℃DO=4～5mgh

由表1可见，随着废水在池内的停留时间增加，CODcr去除率也增加。在上述试验条件下，接触停留间大于18h，CODcr的去降率可达到预期的目的，当接触氧化时间达到23hr时，CODcr去除率可达到96.7%，考虑到增加经济性，选用停留时间为15～18hr。

4.2 进水浓度对处理效果的影响

由于啤酒废水的水质水量变化较大，因此掌握理想的COD去处率，从而研究COD去除率随进水浓度的变化规律，以求得最佳进水浓度的范围，进行了各种浓度的进水试验，结果如图1所示。

由图1见，COD去除率在一定范围内随着进水浓度的增加而增加。当进水浓度COD超过1881mg/L时，COD去除率随进水浓度的增加而下降。在本试验选定的条件下，最佳进水浓度为CODcr1800mg/L。一旦进水浓度发生变化时，可适当调整停留时间。

4.3 气水比对净化效果的影响

溶解氧是好氧菌生存的必要条件，在好氧生物接触氧化法中必须提供空气，以使生物接触氧化池中有足够的氧。试验采用ZB-0.036型空气压缩机通过砂芯曝气器向氧化柱供氧，由LZB-3型空气转子流量计控制，研究了气水比对净化效果的影响，结果见表2、表3。

试验条件，停留时间18hr、温度20℃。

表2表明用生物接触氧化池处理啤酒废水，需要的气水比必须大于20：1，考虑到动力消耗，生物膜稳定性和处理效果，建议采用20～40：1。

由表3可见，PH为中性偏碱最好，在酸性条件下，会严重影响微生物的生命活动。

温度也是影响微生物生长和繁殖的重要因素。因为组成生物膜的微生物是多种多样的，因此各自的最适宜温度，就整个微生物群体―生物膜对温度的适应范围较广。试验表明，在一定范围内，COD去除中，随着处理温度升高后增加，当处理温度为15℃~28℃之间时，COD去除率达到70%以上。但温度较高条件下，需要增加溶解氧，否则由于微生物快速繁殖消耗溶解而降低其活性。

由于一台计量泵在试验中损坏，系统以一级好氧生物处理进行，废水直接进入O柱，其COD平均去除率为69.8%，比A-O子系统处理效果低23.9%左右，表明了A-O子系统的优点。

4.4 有关问题讨论

4.4.1 溶解氧的控制

水中浓解氧直接影响生物膜的流行性、微生物的繁殖、水质处理效果。试验表明，在缺氧柱中DO一般以0.5左右为宜，在好氧柱内DO控制在3-4MG/L。

4.4.2 生物相的镜检

生物相观察的目的是通过微生物的数量、种类、型态来判断生物膜活性，掌握水质处理效果，以使及时调整运行参数。

一般在水质处理正常情况下，原生物以有柄的固着型纤毛虫类占主导地位，如钟虫类等枝虫，孟纤虫。如大量出现后生物轮虫类，说明处理水质差，池中碳源不足;纤虫大量出现说明碳源过量;钟虫无柄且头顶气泡，说明池中溶解氧过高。

试验研究结果表明，运用生物接触氧化法处理啤酒工业废水是可行的。采用A-O工艺可以提高处理效率。处理的最佳工艺条件是：接触停留时间18h，进水浓度1100MG/LCOD左右，气水比20-25：1，PH值7-8，温度28℃。