啤酒污泥碳源回收利用的试验研究

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近年来随着我国啤酒产量增加,啤酒废水总量持续增长,啤酒废水达标排放及啤酒污泥安全处置等问题已受到环保部门、企业自身和社会的广泛关注。本研究针对啤酒污泥有机物及氮磷浓度较高的特点,通过控制反应条件,在试验室开展了啤酒污泥水解酸化回收碳源的研究,探索了啤酒污泥资源化利用的新途径。  本研究先对啤酒污泥进行驯化,然后通过调整驯化污泥投加比、pH值及搅拌速度等条件,将啤酒污泥厌氧消化控制在水解酸化阶段,研究挥发性脂肪酸(VFAs)的产生及溶解性COD、氮磷的释放情况。结果表明,啤酒污泥可自发产酸,10d左右出现产酸高峰,最大值为336mg/L。投加驯化污泥可大幅提高啤酒污泥的产酸效率,使污泥产酸高峰提前,当投加量为40%左右时,5~8d后即达到产酸最大值947mg/L。调节pH值至10,啤酒污泥产酸总量增加。不同pH值下,啤酒污泥产酸类型不同,酸性条件下发酵产物主要为乙醇,中性条件下发酵产物主要为正丁酸,碱性条件下发酵产物主要为乙酸。搅拌可明显增加污泥产酸能力,但过高的搅拌速度不利于VFAs在上清液中富集,试验表明,50~70rpm是比较合适的搅拌速度。  采用鸟粪石法对污泥水解上清液中磷进行了回收试验。结果表明,MgCl2可作为较合适的镁源,5~10min后各指标浓度基本达到稳定。碱性条件有利于鸟粪石形成,pH值为9~10是鸟粪石形成的理想pH,当pH值过高时,鸟粪石形成受到抑制。SEM电镜照片显示,回收的鸟粪石晶体较小,在20~400μm左右,多为不规则的长柱形。  将污泥水解酸化产生的VFAs回用为污水生物处理的外加碳源,比较了无外加碳源、外加乙酸及污泥水解酸化液三种情况下A2/O工艺的处理效果。结果表明乙酸为外碳源时处理效果最好,但成本较高,COD、氨氮、TN、TP去除率分别达到93%、95%、81%、74%。添加啤酒污泥发酵上清液为外加碳源时,COD、氨氮、TN、TP去除率分别达到87%、93%、73%、52%,比较可知,啤酒污泥发酵上清液可作为一种低成本、环境友好的外加碳源。
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