喀麦隆啤酒废水厌氧生物处理的研究_郑平

文章编号:0254-0096(2001)02-0230-06喀麦隆啤酒废水厌氧生物处理的研究郑平1,梅玲玲2,FognoJeanClaude3(1.浙江大学环境工程系,杭州310029;2.浙江省卫生防疫站,杭州310009;3.雅温得第一大学,雅温得0738喀麦隆)摘要:为了经济有效地控制喀麦隆啤酒厂的有机废水污染,选用上流式厌氧污泥床(UASB)反应器,进行了常温厌氧生物处理的试验。结果表明,当地平均气温22.6℃,足以维持反应器的正常工作;但应采取措施降低温度的昼夜波动。糖化废水、发醇废水和啤酒过滤废水混合处理的效果优于各自单独处理。处理混合废水时,适宜的进水COD浓度为11000mg/L左右,适宜的容积COD负荷为12.50g/(L·d),适宜的水力停留时间为1天。在此条件下,COD去除率可达89%以上,容积COD去除率11.76g/(L·d),容积沼气产率4.06L/(L·d)。试验证实,采用常温UASB工艺是可行的。关键词:啤酒废水;厌氧处理;UASB反应器中图分类号:TK6文献标识码:A喀麦隆地处非洲中部,年均气温较高,啤酒十分畅销。为了满足当地消费需求,全国建有4个啤酒厂,其中一个位于首都雅温得,年产2万t。生产啤酒的原料主要是大麦,当地不种大麦,原料完全依赖进口。为了降低成本,生产中辅料玉米的添加量高达30%以上。所排废水不仅量大,COD浓度也高。啤酒厂废水的直接排放已造成附近小河的严重污染,并激起周围居民的强烈不满。受教育部的委派,我们于1997年赴雅温得第一大学执行中喀高教合作项目,对雅温得啤酒厂进行了实地考察。据介绍,该厂日排废水1200t,其中高浓度废水(COD6000～18000mg/L)450t,主要来自糖化、发酵和过滤工序。鉴于此,作者对污染负荷最大的高浓度废水作了常温厌氧生物处理的试验,以期用较少的投资来缓解污染问题。1材料与方法1.1试验装置与条件供试上流式厌氧污泥床(UASB)反应器选用有机玻璃管加工制成,进水口设在底部。总容积1.50L,液相容积1.25L,气相容积0.25L。反应器在常温下运行试验。装置与流程见图1。1.2啤酒废水水样取自雅温得啤酒厂糖化、发酵和过滤车间,其理化性质见表1。图1UASB反应器装置与流程Fig.1UASBreactoranditsflowdiagram1.3接种污泥接种污泥取自喀麦隆雅温得第一大学污水处理厂的二沉池,好氧活性污泥经纱布过滤后用作实验UASB反应器的接种物。1.4分析项目与方法1)化学需氧量(COD)重铬酸钾氧化法[1];2)生化需氧量(BOD5)稀释接种法[1];3)总固体(TS)和挥发性固体(VS)标准法[1];4)凯氏氮(TKN)蒸馏滴定法[1];5)总磷(TP)钼蓝比色法[1];6)产气量BSD-0.5湿式气体流量计;7)气体成分102-G型气相色谱仪,载气氮气,担第22卷第2期2001年4月太阳能学报ACTAENERGIAESOLARISSINICAVol.22,No.2Apr.,2001收稿日期:2000-04-27体GDX-103[2];8)挥发性脂肪酸(VFA)比色法[2];9)pH值pHS-2型酸度计。表1水样的部分理化性质Table1Physicalandchemicalpropertiesofbrewerywastewater废水类型温度/℃pHTS/mg·L-1VS/mg·L-1COD/mg·L-1BOD5/mg·L-1TKN/mg·L-1TP/mg·L-1糖化1003.3～5.2210～302140～2156222～78433101～470555～7415～22发酵42.3～5.3298～411213～29610370～1881146705～47552486～9937～48过滤43.0～6.150～10135～695455～78203273～492711～155～7混合＊室温3.3～5.778～24355～18511118～126735560～656349～6215～23＊糖化、发酵和过滤废水的混合液2结果与讨论2.1反应器的启动由于没有厌氧活性污泥,实验室UASB反应器采用处理生活污水的二沉池好氧活性污泥接种。供试接种污泥具有相当高的厌氧转化活性,将啤酒糖化废水泵入反应器,不久即可看到产气现象。在随后7周中,进水COD浓度控制在3032～3854mg/L,出水COD浓度为117～449mg/L,COD去除率稳定在86%以上;出水VFA维持在较低的水平(图2)。反应器的容积COD负荷从1.76增至10.68g/(L·d),容积COD去除率从1.70增至9.22g/(L·d),容积沼气产率从0.54增至3.31L/(L·d)(图3),沼气的甲烷含量为68%～74%。UASB反应器工作状况良好。1.进水COD;2.出水C