UASB-接觸氧化工藝在酒精廢水處理中的應用
1 前言
兗州興達酒廠以薯干為原料發酵生產酒精，酒精產量5000t/a，其中每生產1t酒精約產生15m3高濃度酒槽廢水，廢水量180m3/d左右。酒糟液中含有4%~5%的固形物，主要是植物組織中的纖維素、半纖維素、多聚糖類、蛋白質及酵母細胞等。由于酒糟中的固形物屬非惰性材料，菌體難以長期附著并形成優勢，顆粒污泥不易形成，需將酒糟廢液沉降，經板框壓濾機過濾后再進行生化處理。本研究采用上流式厭氧污泥床(UASB)和生物接觸氧化法，保證了處理指標的達標排放。污染物去除率均在99%以上，設備運行穩定，處理效果顯著。經過1a多的生產運行，出水各項指標均達到設計要求。
2 工藝流程及設計參數
研究所采用的廢水水質見表1，處理工藝流程見附圖。
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根據環保要求，廢水處理后應達到《污水綜合排放標準》(GB8978-96)二級標準，即CODCr≤300mg/L，BOD5≤100mg/L，SS≤150mg/L。
酒糟生產廢水從生產車間排出后，由板框壓濾機壓濾進行酒糟提取，可去除80%以上的懸浮物(即酒糟，曬干作為飼料出售給養殖廠)。濾液經多級格柵網過濾后去除大顆粒的懸浮物，再進入調節池內，均衡水量水質。酒精廢水的CODCr雖高，但廢水的可生化性好，BOD5/CODCr約為0.6。廢水溫度控制在35~37℃，經脈沖器均勻進入UASB反應器底部，保證厭氧污泥床污泥呈懸浮狀態。經生物厭氧污泥床的生化反應，分解廢水中的大部分有機物。有機物被分解成CH4、CO2和H2S等氣體外排，并經脫硫后回收利用。分解后的低分子量有機物隨上清液進入曝氣調節池，其主要功能是去除厭氧出水中的有害氣體，增加廢水中的溶解氧，為好氧處理創造有利條件，然后經灌裝車間洗瓶水及地面沖洗水稀釋后進入生物接觸氧化池再次生化處理。在生物接觸氧化池內被活性好氧微生物分解，使水中的有機物降至最低。生物接觸氧化池出水進入氣浮池進行固液分離，出水達標排放。氣浮池部分污泥自流入曝氣調節池。UASB反應器和生物接觸氧化池的剩余污泥進入污泥儲存池進行進一步消化，消化后污泥外運作肥料。UASB反應器溫度控制在35℃左右，每池有效容積120m3，共2池。生物接觸氧化池為2座，每座有效容積80m3，空氣由SSR羅茨鼓風機供給，曝氣采用可變孔曝氣軟管，內置懸浮填料，填料層高3.5m，設計氣水比30∶1。氣浮池采用加壓溶氣氣浮，水力停留時間20min，回流比30%。
3 運行效果
經連續3d監測，本處理工藝出水各污染物去除率均能達到設計要求，監測結果見表4。
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4 結果與討論
(1)針對薯干酒精廢水較難處理的特點，采用UASB反應器+生物接觸氧化池+氣浮工藝，經治理工程實踐證明不僅是可行的，同時也為酒糟廢水治理找到了一條新途徑。
(2)UASB反應器設備簡單，運行方便，不需填料，建設成本低，污泥量少，易于管理，并且，CODCr容積負荷高，可達到15kg/m3•d左右，水力停留時間短，池容小，顆粒污泥濃度高，處理效果好。
(3)調試運行過程中，UASB反應器必須具有足夠的厭氧顆粒污泥，才能達到預期效果。隨著顆粒污泥的逐漸成熟，污泥床厚度的增加，抗沖擊負荷增強，進水pH4.5左右，系統仍穩定運行。
(4)生物接觸氧化池運行穩定，不產生污泥膨脹，但在調試期間和運行初期，由于生物膜量不足，需進行污泥回流，才能保證出水水質穩定。
(5)本工程從啟動運行至今已1a多，設施運行良好，UASB反應器污泥床增厚，生化池掛膜成熟，不需污泥回流。
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