外文翻译-热带气候下UASB反应器处理无过滤啤酒废水的研究.doc

1、目 录1 引言22 材料与方法321 反应器系统322 分析方法33 结果与讨论531 无过滤啤酒废水组成5 32 UASB反应器的性能64 结论101. Introduction122. Materials and methods142.1. The reactor system used142.2. Analytical methods143. Results and discussion163.1. Opaque beer brewery effluent composition163.2. Performance of the UASB clarigester174. Conclusi

2、on22References2324热带气候下UASB反应器处理无过滤啤酒废水的研究W. Parawiraa, I. Kuditab, M. G. Nyandorohb and R. Zvauyaa摘要对生产性UASB反应器处理无过滤啤酒废水的研究已进行了两年。该反应器体积为500m3， 水停留时间约为24h。研究目的是根据处理效率评估UASB处理无过滤啤酒废水的性能。未经处理的无过滤啤酒废水中悬浮物较多、有机物浓度较高，在排入城市污水处理厂之前必须进行预处理。UASB反应器COD平均去除率为57 ，总固体和可沉降固体的去除率分别为50 和90。由于UASB反应器能积累氮、磷营养物，因而出水的

3、氮、磷含量高于进水。研究结果表明，室温下采用UASB反应器处理无过滤啤酒废水，出水能达到污水排放标准。关键词： 厌氧消化，UASB ，无过滤啤酒废水，COD(化学需氧量)1 引言啤酒废水常用好氧法和厌氧法来处理。Zvauya等人采用中温好氧处理工艺处理无过滤啤酒废水。由于啤酒废水属于中高浓度有机废水，需要大量曝气。同时，好氧法也会产生大量的剩余污泥，需要另外处置，这就相应增加了污水处理的成本。Auster-mann-Haun和Seyfried采用UASB系统处理啤酒废水，结果比好氧处理系统更加环保和高效。厌氧法具有以下几个显著优点：无需曝气，能耗较低；部分有机物转化为甲烷，可作为能源；剩余污泥

4、产量较少，处置费用较低。有机污染物在大量厌氧微生物菌群共同作用下降解，其过程分为四个阶段：水解、酸化、产乙酸和产甲烷阶段。这些厌氧微生物，包括酸化菌、产乙酸菌和甲烷菌组成互养关系。近年来，由于啤酒废水的特性适合厌氧法，因此广泛应用于啤酒废水处理中。然而，厌氧法也存在着一些问题：厌氧反应器初次启动过程缓慢； 因为厌氧过程是由大量不同类属的、相互制约的微生物菌群共同作用，厌氧处理过程不太稳定，难于控制。啤酒废水水质复杂、波动较大，而厌氧处理对水质波动尤为敏感。与生活污水相比，许多低pH、高有机负荷的工业废水采用厌氧法尚有疑问。但只要操作正确、监控得当，UASB反应器运行仍比较可靠。UASB污水处理

5、系统运行的可靠性依赖于设计人员提供可靠的控制程序和操作人员的全面监控，尽量避免系统过负荷。虽然非洲国家大多数无过滤啤酒企业都属于大型企业，但很少有几家企业愿意处理其废水。本研究采用哈拉雷市最大的无过滤啤酒厂Zimbabwe新安装的UASB反应器，来评估其处理效果。2 材料与方法21 反应器系统该反应器材质为混凝土，体积为500m3，平均有机负荷为6kgCOD(m3d)。该厂污水处理系统包括集水池、筛滤(孔径05mm)、均衡池和UASB反应器。筛滤除去废水中大的悬浮物。均衡池用于均匀有机负荷、pH和啤酒间歇生产造成的水质波动，同时也稀释酿造过程中产生的有毒和抑制性化合物的浓度。在均衡池内投加尿素

6、和正磷酸盐，以补充氮和磷等营养元素，保持废水中COD：N：P的比例为100：5：1。若废水呈酸性(pH=3363)，则加碱调节进水DH值至中性。均衡池出水进入UASB反应器的底部，然后与气体一起从反应器顶部流出。在372 的温度范围内，UASB反应器采用活性污泥接种。污泥的培养驯化期为3个月，其间采用间歇进水，系统水力停留时间约为24h，但随进水情况变化而略有所差异。采用COD和PV评估UASB系统的性能。22 分析方法每月均对进水和出水采样，两天后出分析报告。采样方式为采集均样，24h为一个采样周期，每小时采样一次。测试所有水质指标以分析该日系统进出水的水质情况。(表2.1)是具体检测程序，

7、本文所采用的数据均为月平均值。pH、COD、高锰酸盐指数、总固体TS、总悬浮物TSS、可沉降固体、总溶解性固体SS等指标的分析采用标准方法。磷酸根和总氮采用德国Merck公司的Nova 60分光光度计测试，其检测方法遵照使用说明。表2.1 检测程序监控项目样品类型分析频率啤酒废水（原废水，集水池）24h均样COD,PV,总硝基氮，磷酸盐，pH，总固体，沉淀物。每周三次UASB进水（平衡器出水）瞬时样/24h均样COD,PV,总固体，沉淀物，氮，磷酸盐每周三次UASB出水瞬时样/24h均样COD,PV,pH ,总固体，沉淀物，氮，磷酸盐每周三次3 结果与讨论31 无过滤啤酒废水组成未经处理的无过

8、滤啤酒废水(原水)主要成分见(表2)。由于原水氮、磷含量较低，不足以提供厌氧菌生存所需的营养，因而按COD：N：P：100：5：1的比例向原水添加尿素和磷酸钾。据Ochieng等人报道：氮、磷含量丰富的啤酒废水比一般啤酒废水的COD去除率高。因原水呈酸性，故添加纯碱调节其pH为中性。当地政府允许的废水排放浓度见(表2)由(表3.1)可以看出，未经处理的无过滤啤酒废水的水质指标不能达标，其有机物和悬浮物浓度较高，而营养物含量较低，适于用厌氧法处理。此类废水类似于一般啤酒废水，都是有机污染物含量较高，而营养物含量较低。啤酒间歇生产特性造成了废水水质波动较大，因而COD浓度变化较大，很难有一个叵定的

9、有机负荷，这就需要采用适宜的污水处理系统。本套UASB反应器采用活性污泥接种，取代了常用的絮状污泥或消化污泥，这主要是因为其内含有大量的甲烷菌，很容易繁殖。更为重要的是其生物活性强于消化污泥。表3.1 处理前无过滤啤酒废水水质参数数值范围平均浓度标准偏差（30个样品）哈拉雷市允许排放浓度pH3.306.304.50.66.89.0COD(mg/l)8240200001253542783000总悬浮物（mg/l）290130002841175600总固体（mg/l）5100875072011606总溶解性固体（mg/l）2020-5940452019272000沉淀物（mg/l）90-40027

10、426810总氮（mg/l）0.01960.03360.0230.007400总磷酸盐（mg/l）16124595210高锰酸盐指数（mg/l）28790062723230温度（）25352838032 UASB反应器的性能在这两年内，无过滤啤酒废水的UASB系统的性能见(图1)。该污泥处理系统的最终出水pH为6573。前三个月，UASB反应器出水的COD仍然较高，这可能是由于进水含有大量腐败啤酒是原因之一。第四个月起，由于在集水池去除了大部分的悬浮物，UASB反应器的性能明显改善。第5月、第6月和第11月，腐败啤酒造成反应器出水COD浓度偏高；此外，泵出现机械故障也严重影响了整套污水处理系统

11、。从第l2月开始，COD去除率明显提高，这主要是第11月增加了一套孔径为05mm的细筛，减少了进入厌氧反应器的总固体量。第一道筛滤孔径为10mm。在这两年内，该套UASB系统COD平均去除率为57。Aysten-nann-Haun和Seyfried利用UASB反应器处理过滤啤酒废水的中试研究表明，其COD去除率可达80。室温下UASB反应器的一项小试实验表明，其COD去除率高达89，也就是说，UASB反应器的性能一般都能改善。进水COD 口出水CODCOD允许排放浓度(3gL) , COD去除率有机负荷可用PV(高锰酸盐指数)表示见(图2)。当地政府采用高锰酸盐方法测试有机负荷，但采用重铬酸盐

12、回流滴定的方法优于高锰酸盐方法，因此可用这两种方法测试COD。研究期间，PV去除率为3070 ，平均为62。从第14个月开始，反应器出水的PV基本降至允许排放浓度80mgL。第17个月起，反应器处理效率有了明显改善，其COD和PV各见(图1)和(图2)。反应器进水减少是其原因之一。此外，反应器内接种污泥驯化、逐步适应来水水质也可能是一个原因。(图3)说明了UASB反应器总氮浓度的变化情况。一般来说，无过滤啤酒废水的氮含量较低，必须补充氮源来满足厌氧菌的生长需要。出水的总氮并不超标(400mgL)，但由于总氮会造成下游水体的富营养化，并对甲烷菌具有一定毒性，因此必须监控该项指标。UASB反应器出

13、水中总磷含量较高，高于当地政府的允许排放浓度(见图4)，这主要是由于在均衡池内添加了三价磷酸盐补充营养。据文献报道，由于UASB系统不能产生大量的污泥，因而对氮和磷的去除率较低。氮是厌氧菌生长必须的营养元素，在生物反应器内如果没有积累有机物，进水和出水的总氮应该持平。氮和磷是水体的营养元素，其富营养化将引起藻类植物的过度繁殖。在后12个月，总磷相对较低。总固体和可沉降固体的减少情况分别见(图5)和(图6)。UASB反应器的总固体平均去除率为50。在起初的10个月内，总固体去除率低于40 ，而从第11个月开始，其去除率有了明显的改善，提升到60 8o。这主要是由于在第11月安装了一套孔径为05m

14、m的细筛。可沉降固体去除率为87 9r7 ，平均为90。可沉降固体是啤酒废水的一个难题，需要在处理过程中监控。由于COD和总固体的平均去除率分别为57和50 ，因而必须改善UASB反应器的性能。碱的不断添加，不仅增加了处理成本，而且也让生物系统极易失衡或者崩溃。这就需要寻找一个低廉的替代品来改善系统的缓冲能力。这套500m3处理系统产生的沼气并没有收集和检测，而是未经燃烧直接排放到大气中。为更好地发展啤酒废水处理工艺，沼气的回收利用有着广阔的发展空间。4 结论本研究中，UASB反应器可将啤酒废水的有机负荷降低到允许排放浓度以下。对啤酒厂而言，更大收益在于厌氧过程产生的甲烷气，它既可作为蒸汽锅炉的燃料，也可通过发电机转化为电能。由此可以断定，啤酒厂内设置一套厌氧污水处理系统有其经济上的吸引力，同时，在这个能源缺乏、价格高昂的年代，这必将成为符合环保高要求的最佳选择。A study of industrial anaerobic treatment of opaque beer brewery wastewater in a tropical climate using a full-scale UASB reactor seeded with activated sludge W. Parawiraa, I. Kuditab, M.