淺談啤酒廠污水系統(tǒng)節(jié)能降耗管理

梁燕清

（1.桂林電子科技大學(xué)，廣西 桂林 541004；2.廣西珠江啤酒有限公司，南寧 530105）

年生產(chǎn)啤酒能力20萬(wàn)kL的啤酒廠，其污水處理設(shè)計(jì)規(guī)模為4000 m3/d，受設(shè)備設(shè)施、廢水特質(zhì)等影響，污水站電耗、化工消耗未能達(dá)到預(yù)期效果。因此，迫切需要在現(xiàn)有基礎(chǔ)上，配合生產(chǎn)，合理利用現(xiàn)有設(shè)備，提升設(shè)備效率，利用啤酒廢水特性，進(jìn)一步探討節(jié)能降耗的方法。

1 污水處理流程分析

本污水處理工程采用厭氧-好氧處理的工藝路線，如圖1所示，廢水在集水井中收集后，實(shí)施固液分離及水量、水溫調(diào)節(jié)等物化處理過(guò)程，隨后在UASB PLUS厭氧反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行厭氧處理，其出水進(jìn)入傳統(tǒng)活性污泥系統(tǒng)進(jìn)一步處理以去除剩余的可生物降解COD（化學(xué)需氧量），最后經(jīng)二沉池完成污泥與清水分離，最終清水檢測(cè)達(dá)標(biāo)后排放。

圖1 污水處理流程（圖中☆為廢水監(jiān)測(cè)點(diǎn)）

2 污水節(jié)能降耗控制

污水站綜合廢水主要來(lái)源于糖化、發(fā)酵、過(guò)濾、灌裝過(guò)程洗滌水、殘酒、洗瓶機(jī)廢堿水及工廠辦公室食堂生活污水等，排放水中含有極高的BOD（生化需氧量）和COD，pH酸堿度不一，一般為4～11[1]。因此，必須要經(jīng)以上工藝流程進(jìn)行污水處理后達(dá)標(biāo)排放。污水站消耗指標(biāo)為電耗、水耗、酸耗、堿耗及絮凝劑消耗。水耗一般產(chǎn)生于檢驗(yàn)及夏季涼水塔，損耗小，優(yōu)化空間??；絮凝劑則用于水與雜質(zhì)分離，加速絮凝沉降，難以節(jié)省。因此，本文重點(diǎn)研究如何在現(xiàn)有設(shè)備的基礎(chǔ)上降低酸堿消耗及電耗。

2.1 降低酸堿消耗

根據(jù)各車間生產(chǎn)的差異，包裝車間排放的廢堿、設(shè)備洗滌水等均為堿性廢水，四站車間離子再生時(shí)產(chǎn)生的廢水為弱酸，釀造部糖化投料期間排放廢水均呈酸性，厭氧好氧系統(tǒng)均對(duì)處理水的pH要求為6～9，調(diào)節(jié)池及預(yù)酸化池則是完成pH調(diào)節(jié)的重要步驟。因此，降低污水站負(fù)荷，加強(qiáng)對(duì)各車間和生產(chǎn)單位的源頭控制，有事半功倍的效果[2]。綜合分析生產(chǎn)源頭廢水，最大限度調(diào)配公司不同pH廢水的排放，減少污水站酸堿投入量就顯得尤為重要。

2.1.1 各部門加強(qiáng)溝通，統(tǒng)籌安排

包裝車間必須提前至少2 d通知污水站大洗時(shí)間，分批排入污水，避免污水處理負(fù)荷猛增[3]。在此期間，釀造部及四站盡可能減少酸性廢水的排放。污水站及時(shí)將現(xiàn)有廢水處理完畢，騰出儲(chǔ)存空間以備包裝廢堿水的排放。釀造車間投料過(guò)程排放大量酸性廢水，生產(chǎn)安排則結(jié)合糖化投料時(shí)間進(jìn)行包裝大洗，最大限度中和廢水。

2.2.2 技改設(shè)備，提高廢水緩沖量

生產(chǎn)不飽滿時(shí)，生產(chǎn)線處于一停一用狀態(tài)。生產(chǎn)過(guò)程中需要大洗的生產(chǎn)線，可將污水站暫時(shí)無(wú)法處理的廢堿水泵至另一條備用線洗瓶機(jī)進(jìn)行緩沖，日常廢水處理過(guò)程中逐步稀釋處理。鍋爐廢堿罐增設(shè)排廢堿口至污水站，當(dāng)綜合廢水過(guò)酸時(shí)，可直接用于調(diào)節(jié)至中和。

2.2.3 工藝優(yōu)化

對(duì)酸堿使用操作進(jìn)行工藝優(yōu)化，如優(yōu)化釀造發(fā)酵罐清洗工藝、洗瓶機(jī)堿液循環(huán)利用等。

2.2.4 制度先行

制定廢酸、廢堿排放管理規(guī)定、污水應(yīng)急預(yù)案等，做到酸堿有序排放。

圖2 2017年9-12月污水酸堿耗用量

由圖2可以看出，采取以上措施后，2017年11月起，污水酸堿耗用量大幅下降，尤其是12月，效果十分明顯。

2.2 降低電耗

污水站耗電量最大的設(shè)備為曝氣過(guò)程使用的鼓風(fēng)機(jī)。為能獲得滿意的有機(jī)污染物轉(zhuǎn)化率，必須控制好兩個(gè)參數(shù)：為保證能提供足夠的氧給微生物，曝氣池中必須保證有足夠的溶解氧濃度，正常情況下溶解氧濃度達(dá)到1～3 mg/L即可滿足要求；曝氣池中也必須保持足夠的活性污泥濃度以獲得滿意的轉(zhuǎn)化能力，視不同的水質(zhì)情況，污泥的TSS（固體懸浮物）濃度通常保持在4～5 g/L。因此，在確保溶解氧濃度及污泥濃度的前提下，可根據(jù)污水狀況開啟鼓風(fēng)機(jī)，具體措施如下。

一是技改鼓風(fēng)機(jī)，將定頻鼓風(fēng)機(jī)改為變頻，根據(jù)實(shí)際工況開啟鼓風(fēng)機(jī)，高效節(jié)能。二是制定污水開停鼓風(fēng)機(jī)單點(diǎn)課程：總排口出水COD在80 mg/L以下，反應(yīng)器出水COD在450 mg/L以下，曝氣池進(jìn)水量在30 m3/h以下，溶解氧在指標(biāo)范圍內(nèi)且污泥不發(fā)黑的情況下，鼓風(fēng)機(jī)可開啟7 h停止1 h。摸索停產(chǎn)時(shí)，鼓風(fēng)機(jī)開停操作規(guī)程。經(jīng)研究，生產(chǎn)停產(chǎn)3 d及以上，鼓風(fēng)機(jī)可2 d運(yùn)行1 h。這樣既確保了好氧系統(tǒng)的正常運(yùn)行，又大大降低了電耗。

2.3 其他

最大限度使用厭氧系統(tǒng)，減少曝氣池負(fù)荷是降低能物耗的關(guān)鍵。因生產(chǎn)工況不同，啤酒廢水中含有過(guò)量的過(guò)氧化物、Al3+、硫酸根、亞硫酸根等對(duì)厭氧反應(yīng)器有害的因子。因厭氧反應(yīng)器為UASB PLUS反應(yīng)器，對(duì)上水質(zhì)量有嚴(yán)格要求：Al3+＜50 mg/L，過(guò)氧化物=0，亞硫酸根＜10 mg/L，硫酸根＜500 mg/L，pH=6.8～8，溫度＜40℃。啤酒生產(chǎn)過(guò)程中，部分有害離子無(wú)法去除，因此必須要對(duì)污水來(lái)源進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)可能導(dǎo)致厭氧泥中毒的有害廢水進(jìn)行稀釋或考慮集中通過(guò)曝氣池處理來(lái)保證厭氧反應(yīng)器正常運(yùn)行，從而去除大量COD，一般情況下，厭氧系統(tǒng)去除率超過(guò)70%[4]。這就大大減少了電耗的投入及剩余污泥的產(chǎn)量。污水是否上反應(yīng)器的電耗對(duì)比如表1、表2所示。

表1 污水是否上反應(yīng)器的電耗對(duì)比（不上反應(yīng)器）

表2 污水是否上反應(yīng)器的電耗對(duì)比（上反應(yīng)器）

根據(jù)表1表2分析總結(jié)可得，上厭氧反應(yīng)器后，平均處理每噸污水節(jié)省用電0.5 kW·h。

3 結(jié)語(yǔ)

污水站的優(yōu)化運(yùn)行控制，有助于達(dá)到降低電耗和化工消耗的目的，其長(zhǎng)期目標(biāo)是通過(guò)合理安排生產(chǎn)，采用先進(jìn)的環(huán)保工藝，減少污水量。另外，企業(yè)要把能物消耗指標(biāo)納入相關(guān)人員的績(jī)效指標(biāo)中，充分調(diào)動(dòng)員工的能動(dòng)性，使其不斷創(chuàng)新，從細(xì)節(jié)做起，做到精準(zhǔn)控制[5]。這樣才能降低能耗和物耗，提升管理水平，獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。

參考文獻(xiàn)

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3 韓勤英，喬降華，胡戰(zhàn)友.綜合治理，保污水處理達(dá)標(biāo)[J].啤酒科技，2011，（6）：51-53.

4 劉文偉，江 娟，黃騰蛟，等.UASB+延時(shí)曝氣+混凝沉淀處理DMBA生產(chǎn)廢水[J].中國(guó)給水排水，2017，33（12）：108-111.

5 盧振付，朱春蓉.啤酒企業(yè)清潔生產(chǎn)及廢水處理工程分析[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2010，（29）：105.