水解酸化-UASB處理高濃度釀酒廢水
摘要：采用水解酸化-UASB法處理濃度較高的釀酒廢水，能夠很好地降低累積有害物質(zhì)的程度，使其與我國的排放標(biāo)準(zhǔn)一致，F(xiàn)階段，許多酒廠均利用了這種方法進(jìn)行廢水處理。為此，本文主要針對高濃度釀酒廢水，研究了水解酸化-UASB這種處理方法，僅供參考。
關(guān)鍵詞：釀酒；廢水；UASB處理技術(shù)
我國擁有悠久的傳統(tǒng)酒文化，但在釀酒的過程中，鍋底排出米漿廢水中的有機(jī)物濃度卻非常高，其廢水屬于高濃度釀酒廢水。在傳統(tǒng)的污水處理中，一般利用常規(guī)的物化方法加以處理，但效果不顯著。本文以黃酒為例，結(jié)合其生產(chǎn)中排出的高濃度米漿的特點(diǎn)，應(yīng)用了水解酸化-UASB這種處理方法。這種污水處理方法具有十分明顯的效果，且出水與相應(yīng)排放標(biāo)準(zhǔn)一致。
1 確定廢水處理工藝
如表1所示為黃酒生產(chǎn)中排出的廢水情況。
表1 黃酒廢水水質(zhì)
為了將污水處理系統(tǒng)的作業(yè)效率提高，節(jié)省投資，降低系統(tǒng)運(yùn)行成本與能耗，針對高低濃度廢水，采取了分流處理。其工藝流程見圖1。
圖1 處理廢水的工藝流程圖
2 設(shè)計(jì)并啟動(dòng)水解酸化池
在設(shè)計(jì)污水處理工程時(shí)，重點(diǎn)設(shè)置了水解酸化池。在池中水力的作用下，高濃度廢水停留時(shí)間24小時(shí)。為了保證水解酸化池中的酸化菌群足夠多、去除效果較理想，在該池加掛了立體彈性填料。實(shí)際上，約過10天立體彈性填料便會(huì)具有較理想的掛膜效果，尤其會(huì)顯著提高CODCr的去除率，約20天后將達(dá)到峰值（見表2）。酸化池的布水被設(shè)計(jì)為推流式，以便將死角減少，并將保溫層添加在池外，以提升酸化水解溫度。設(shè)計(jì)的酸化池（見圖2）能調(diào)節(jié)水力、除渣沉淀，而且還可用作厭氧進(jìn)料池。這樣既將污水處理設(shè)備減少了，又減小了工程造價(jià)。
圖2 設(shè)計(jì)的酸化池圖
表2 去除CODCr的結(jié)果
在水解酸化池，以自然富集的形式培養(yǎng)微生物和細(xì)菌。因?yàn)槌刂杏性O(shè)置立體彈性填料，所以，以頻繁升降水位的手段來富集酸化菌。培養(yǎng)約10天后，酸化菌膜便掛滿了彈性填料，隨之也提高了CODCr去除率，池中CODCr的去除率位于20%～30%，具有較好的效果。水解酸化池除了將廢水中不溶的或顆粒較大的復(fù)雜有機(jī)物有效水解變?yōu)榭扇苄缘暮唵斡袡C(jī)物外，還提高了廢水的pH值，從4.5提至5.0～5.5，這有利于下一步進(jìn)行廢水的厭氧消化。
3 設(shè)計(jì)與調(diào)試厭氧消化罐
針對厭氧消化，應(yīng)用了UASB（上流式厭氧污泥床）工藝。在這個(gè)池中，有設(shè)置布出水系統(tǒng)、回流污水系統(tǒng)、三相分離器等。罐體是圓形的，由設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)可知，宜控制罐徑高比為1∶0.9～1∶1.2，本研究中以1∶0.95為罐的徑高比？刂扑桓叨鹊陀11米，以多點(diǎn)的方式為厭氧進(jìn)水和布水，各個(gè)布水頭服務(wù)范圍在5m2以下，通常約為4m2。將循環(huán)布水系統(tǒng)單獨(dú)增設(shè)在厭氧罐體，且方式為切向。將混合罐設(shè)置在厭氧消化罐外。在混合罐，混合從上一個(gè)池泵入的廢水和回流厭氧水后，廢水進(jìn)到厭氧消化罐內(nèi)。這樣方便調(diào)節(jié)進(jìn)入?yún)捬跸迺r(shí)廢水的pH值和CODCr濃度。
通過調(diào)試厭氧消化，富集和馴化厭氧菌。因?yàn)槿狈νN污水處理的厭氧污泥，所以一般將企業(yè)排污溝渠污泥等厭氧污泥作為該系統(tǒng)的厭氧消化污泥。在建造完污水處理設(shè)施以前，展開富集馴化。即在厭氧消化污泥中，定期將黃酒廢水加入，并常常攪拌，且廢水量從少到多加入，并由低到高改變廢水濃度，培養(yǎng)馴化約15天，在完成污水處理工程時(shí)，厭氧污泥的適應(yīng)性和活性便可以與要求一致。接種厭氧污泥的量的體積比約為30%（固體含量為3%）。在啟動(dòng)厭氧時(shí)，先將水加入，使厭氧消化罐中的水位為滿水位，再將待處理的廢水泵入，從0.5kg/m3•d漸漸增大CODCr負(fù)荷，每次加0.5kg/m3•d，且保持4～5天，通過約30天的調(diào)試，就可以達(dá)到CODCr的滿負(fù)荷（6.79kg/m3•d）。厭氧消化罐溫度也隨有機(jī)負(fù)荷的增加而提高，當(dāng)負(fù)荷不高時(shí)，每天可約升5℃，當(dāng)升至30℃以后，控制升溫速度為1℃/天，最終控制溫度為38±2℃。
因?yàn)閺U水具有很高的濃度和較低的pH值，所以在進(jìn)料時(shí)，應(yīng)將回流泵打開，在混合罐，使其和酸化水進(jìn)行混合后，才進(jìn)到厭氧消化罐，從而能對廢水的pH和CODCr濃度進(jìn)行調(diào)節(jié)，以避免對活性污泥造成較大的沖擊，而罐內(nèi)也不至于有酸化反應(yīng)發(fā)生，最終將厭氧效果提高。在該環(huán)節(jié)不進(jìn)料時(shí)，將回流泵打開，內(nèi)部循環(huán)開始，罐內(nèi)攪動(dòng)被加強(qiáng)。
在工程實(shí)踐中，回流實(shí)施的出水管一般有以下2種方式：①出水循環(huán)在上部的三相分離器；②出水循環(huán)在下部的三相分離器。應(yīng)用顯示，前一種方式更有助于顆；瘏捬跷勰啵珔s會(huì)有所擾動(dòng)沉淀區(qū)。而后一種方式就沒有此不足。所以，在厭氧進(jìn)行進(jìn)水時(shí)，宜采用后一種方式，但在未進(jìn)水時(shí)，宜采用前一種方式。因?yàn)樵趨捬跸，進(jìn)行內(nèi)部回流循環(huán)時(shí)，厭氧出水不存在，所以對于三相分離器，設(shè)計(jì)僅按厭氧進(jìn)水時(shí)的情況便可。
相關(guān)實(shí)踐顯示，將進(jìn)水流量加大（回流水量比），提升速度和水力，結(jié)合出水循環(huán)在上部三相分離器的方式，能將顆；勰嗟倪M(jìn)程加快。此外，不定時(shí)地將少量石灰加入進(jìn)水中，也更有助于形成顆；勰唷
4 設(shè)計(jì)與調(diào)試SBR池
經(jīng)過厭氧消化后，高濃度廢水中BOD5的去除率已超過98%，大幅降低了廢水的可生化性。進(jìn)入SBR池前，厭氧出水會(huì)在中間水池與低濃度廢水進(jìn)行混合，將污水的生化性改善后，混合廢水才進(jìn)入SBR池。最終處理效果顯示，各項(xiàng)出水指標(biāo)都與國家《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》中的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)一致。該設(shè)計(jì)已廣泛應(yīng)用在多家釀酒廠，運(yùn)行情況顯示，都與環(huán)保要求一致。
5 經(jīng)驗(yàn)與結(jié)論
（1）通過水解酸化池對高濃度釀酒廢水進(jìn)行處理，既能避免沖擊厭氧消化，又能大幅增強(qiáng)厭氧處理效果。
（2）通過UASB工藝對高濃度廢水進(jìn)行處理，既能夠?qū)⑦\(yùn)行成本降低，又能回收能源，降低能源支出，1t廢水的處理能生產(chǎn)約11m3的沼氣。
（3）通過厭氧回流設(shè)施，能減少用于調(diào)節(jié)pH藥劑的使用，以降低該系統(tǒng)的運(yùn)行成本，調(diào)節(jié)進(jìn)水pH約為6.5，便不會(huì)沖擊厭氧消化；回流設(shè)施能對進(jìn)水的CODCr濃度進(jìn)行調(diào)節(jié)，以減少局部沖擊污泥。實(shí)踐顯示，如果進(jìn)水CODCr約為10000mg/L，便不再嚴(yán)重沖擊厭氧消化；回流設(shè)施能加快顆；勰嗟倪M(jìn)程，以提升處理效率。
6 結(jié) 語
總之，實(shí)踐顯示，該工程設(shè)計(jì)可靠、先進(jìn)，且合理、經(jīng)濟(jì)，具有顯著的環(huán)境效益和社會(huì)效益。所以，水解酸化-UASB法用于高濃度釀酒廢水的處理切實(shí)可行，且效果較理想。
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