光合污泥在啤酒废水处理中的应用

张翠英

(巴中市环境监测中心站， 四川 巴中 636000)



光合污泥在啤酒废水处理中的应用

张翠英

(巴中市环境监测中心站， 四川 巴中 636000)

利用酸化—两级光合污泥—砂滤工艺处理啤酒废水，通过比较是否酸化、光合污泥和普通活性污泥的处理效果，得到最优的处理工艺。实验结果表明：该工艺能有效处理啤酒废水，CODCr去除率达96.3%，比未酸化工艺CODCr去除率提高近5%，比普通活性污泥法CODCr去除率提高10%以上。各工艺平行试验显示，各工艺出水水质较稳定，试验结果可靠。

酸化；啤酒废水；CODCr;光合污泥

啤酒废水主要来自麦芽车间、糖化车间、发酵车间、灌装车间以及生产用冷却废水等。废水一般呈酸性，水温在20～25℃，CODCr在1200～2300mg/L, BOD5在700～1400mg/L,总磷在30～70mg/L。每生产1t啤酒废水排放量为10～20m3,平均约15m3。啤酒废水虽无毒，但易于腐败，排入水体要消耗大量的溶解氧，对水体环境造成严重危害[1]。啤酒废水的主要特点之一是BOD5/CODCr值高，一般在50%以上，非常利于生化处理。光合细菌(Photosynthetic Bacteria)简称PSB，是由一群具有原始光能合成体系、能在厌氧条件下进行不放氧光合作用的原核生物组成[2]。由于PSB能耐受高浓度有机物, 具有去除和分解有机物能力, 因此被用来处理高浓度有机废水。将光合细菌接种到普通活性污泥中进行驯化培养，由于光合细菌主要利用小分子物质，对大分子物质利用效率很低，需对废水进行酸化处理，将啤酒废水中的大分子有机物酸化水解为小分子，为光合污泥对小分子有机物的吸收降解提供良好的基质条件[3]。

1 材料与方法(Materials and Methods)

1.1 光合细菌、活性污泥及酸化菌液

原光合细菌由北京美添佳生物菌肥制品有限公司提供，每毫升含光合细菌数约4×108个。

活性污泥由城市生活污水处理厂提供。混合液悬浮固体(MLSS)浓度4000mg/L左右，污泥沉降比(SV%)为25%。

将光合细菌菌液和活性污泥按1∶9的体积比进行混合，然后用啤酒废水对光合细菌和活性污泥混合液(后称光和污泥)进行驯化。

酸化菌液：由10g酵母粉溶解于1000mL水中充分溶解而成，每一周期按照5‰的比例投加到实验水样中。

1.2 实验水样

啤酒废水，来自某啤酒厂，其CODCr为2000mg/L左右，BOD5为700～900mg/L，氨氮为40～70mg/L，SS为300～600mg/L，CODCr与BOD5比值较高，适宜采用生物方法进行处理。

1.3 主要测试项目及相关仪器

CODCr：标准重铬酸钾法测定[4]。

2 实验内容及步骤

2.1 实验工艺流程(图1)

2.2 实验工艺及参数表

(1) 调节沉淀池

对浸麦工段、糖化、发酵和装罐过程中产生的废水进行收集，调节进入后处理阶段的水量和水质。

(2) 预酸化处理

对1号和3号反应器投加1.1中的酸化菌液，2号不投加，保持各反应器的温度基本一致，厌氧酸化时间为6h，pH值在5.5～7.0，微好氧酸化阶段控制反应器溶解氧在1～2mg/L。

(3) 光合细菌和火星污泥反应阶段

在1号和2号反应器分别接种经驯化后的光合细菌和活性污泥，3号接种普通活性污泥，水力停留时间分别控制在8h和6h，进水pH值控在7.5～8.0，采用白天自然光照，夜间日光灯照射，控制光照强度为3000Lx，第一个周期向反应器各加入体积比为10%的光合细菌和活性污泥，以后各周期添加比控制在1%，通过沉淀池的污泥回流即可，不再投加光合细菌和活性污泥。出水经沉淀后进入下沉淀处理阶段。

表1 对照实验参数

实验工艺进水CODCr/(mg/L)废水量/mL酸化与否污泥类别PSB液/mL污泥曝气时间/h酸化-光合污泥工艺20642000酸化光合污泥208未酸化工艺光合污泥工艺20642000未酸化光合污泥208酸化-普通活性污泥工艺20642000酸化活性污泥08

(4) 沉淀阶段

两级光合污泥处理后的出水经沉淀后进入砂滤工序。

(5)砂滤阶段

为了进一步降低色度，去除废水中悬浮物质，将光合污泥沉淀后的出水引入砂滤池，进一步去除废水中的色度、悬浮物质和少量有机物后排放。

3 结果及讨论

3.1 酸化工序对光合污泥处理啤酒废水的影响

为进一步了解酸化与否对光合污泥处理啤酒废水的影响，试验取2个2.5L的反应器，1号反应器投加20mL光合细菌菌液，2号反应器加入20mL自来水作为对照，后续处理工艺及温度、光照均保持一致。具体见表2。

表2 不同处理工艺CODCr变化情况 (mg/L)

表2中工艺CODCr变化情况显示：经酸化处理的废水在酸化结束后CODCr有所上升，而未经酸化处理的废水CODCr降低了57mg/L，主要是由于加入酸化细菌后酸化菌液自身对CODCr的贡献，未经酸化处理废水加入自来水对废水进行了稀释，使CODCr略有下降。废水经酸化处理后，在两级光合污泥处理出水和沉砂池水质两个工段出水水质明显优于未经酸化处理工艺。两种工艺CODCr去除率分别为96.5%和91.1%，经酸化处理工艺CODCr去除率提高了5.4%。同时还可以看出，废水经酸化后在光合污泥段CODCr去除率为93.4%，未经酸化的废水在光和污泥段CODCr去除率为84.3%，酸化工艺CODCr去除率提高近10%。这是由于光合细菌主要利用小分子物质，对大分子物质利用效率很低，因此，在废水进入光合污泥反应器前进行酸化处理，使废水中的大分子化合物通过酸化作用降解成为小分子物质，为光合细菌反应提供良好的基质条件[5]。

3.2 光合污泥与普通活性污泥处理啤酒废水的情况

为进一步了解光合污泥与普通活性污泥处理啤酒废水的效果差异，试验取2个2.5L的反应器，1号反应器投加经啤酒废水驯化的光合污泥，3号反应器加入普通的活性污泥作为对照，后续处理工艺及温度、光照均保持一致。具体处理方式及结果见表3。

不同污泥处理工艺CODCr变化情况显示：光合污泥处理工艺废水出水水质明显优于普通活性污泥工艺。光合污泥处理工艺废水CODCr去除率为96.5%，而普通活性污泥废水CODCr去除率为85.7%， CODCr去除率提高10%以上。同时，从出水水质看，光合污泥处理工艺废水CODCr达到了《GB19821-2004 啤酒工业污染物排放标准》规定的要求，而普通活性污泥无法达到相应的排水要求。由于啤酒废水中大量有机大分子物质经酸化处理后被降解为小分子物质，光合细菌主要利用废水中的小分子物质，酸化工艺为光合细菌提供了良好的基质条件[6]。而普通活性污泥的废水去除效率较低，且在一定时段后，废水CODCr不再随时间的延长而明显下降。因此，光合污泥工艺处理啤酒废水明显优于普通活性污泥工艺。

表3 不同污泥处理工艺CODCr变化情况 (mg/L)

3.3 各工艺平行试验结果情况

为进一步说清楚光合污泥工艺处理啤酒废水的明显作用，试验对酸化-光合污泥工艺、未酸化工艺光合污泥和酸化-普通活性污泥工艺进行了3组平行试验，试验周期为4个月。对其结果进行统计分析，具体情况见表4。

表4 不同处理工艺平行试验CODCr变化情况 (mg/L)

3种工艺平行试验显示，酸化-光合污泥工艺和砂滤段出水水质明显优于未酸化光合污泥工艺和酸化-普通活性污泥工艺，且各工艺出水水质较稳定。

4 结论

(1) 与未经酸化处理的废水相比，酸化工序能有效水解啤酒废水中大分子有机物为小分子物质，为光合细菌提供营养基质。经酸化工序废水CODCr降解率较未经酸化光合污泥工序提高近5%。

(2)光合污泥工艺废水CODCr去除率为96.3%，而普通活性污泥废水CODCr去除率为86.2%，光合污泥处理工艺废水CODCr去除率明显提高10%以上。光合污泥能有效处理啤酒废水中CODCr。

(3)各工艺平行试验显示，各工艺出水水质较稳定，试验结果可靠。

(4)利用酸化—两级光合污泥—砂滤工艺能高效处理该类苯胺废水，整个工艺CODCr去除率达96.3 %。

[1] 徐怀东,钟月华,伍勇,等. 我国啤酒废水处理工艺进展[J].四川环境,2003，22(3)：27-32.

[2] 东秀珠,蔡妙英.常见细菌系统鉴定手册[M].北京:科学出版社,2001.

[3] 程树培,崔益斌,申为民,等.外循环气升反应器中光合细菌处理味精废水的研究[J].环境科学,1993 (2):6-10.

[4] 国家环境保护局,本书编委会.水和废水检测分析方法[M].北京:中国环境科学出版社,1989.

[5]杨云龙,薛嵘,吴国庆.固定化PSB 处理亚硫酸钠造纸废水[J].中国环境科学,2001,21(4) :351-354.

[6]同帜,李海红,崔双科.有使光合细菌处理有机废水的研究[J].陕西科技大学学报,2005(3):28-31.

Application of Photosynthetic Sludge in Treating Beer Brewery Wastewater

ZHANG Cui-ying

(Bazhong Environmental monitoring central station, Bazhong Sichuan 636000 ,China)

The research used acidification and two stage photosynthetic sludge and sand filtration process to treat beer brewery wastewater. By comparing the treatment results of acidification、photosynthetic sludge, and ordinary active sludge, the best way to treat the wastewater was identified. The results showed that the above process could effectively treat beer wastewater. Its removal rate of CODCrreached 96.3%, which increased nearly 5% than the unacidification process and was more than 10% comparing with the conventional activated sludge process. Additionally, the tests indicated that the results were dependable.

acidification; beer brewery wastewater; CODCr; photosynthetic sludge

2016-04-01

张翠英(1973-)，女，专科，工程师，主要从事环境监测工作。

X703

A

1673-9655(2016)06-0075-03