UASB-SBR-陶粒过滤工艺处理白酒污水
时间：2007-02-06 来源： 作者：
引言
白酒污水属于高浓度有机污水，CODCr值一般在15000 mg/L左右，污水主要来源于浸泡、酿造等生产过程，主要污染物有糖类、醇类、维生素等。我国对白酒污水治理起步晚，90年代，厌氧生化技术得到了广泛的重视和应用。实践证明：上流式厌氧污泥床UASB、序批式活性污泥法SBR、陶粒过滤组合工艺是处理白酒污水较为理想的方法。该工艺投资省、运行费用低、运行稳定、操作管理方便，是一种较为理想的白酒污水处理新技术。
1 污水来源及组成
湖南省某白酒厂以高梁为主要原料，地窖发酵生产白酒，产量为24kt/a。酿酒工艺过程中产生的高浓度有机污水分别为高梁浸泡水、甑脚水、窖底水、地面冲洗水，污水排放量为1200 m3/d。污水各项水质指标见表1。根据当地环保局的要求，污水处理站的排放标准执行《污水综合排放标准GB8978-1996》二级标准。
表1 污水水质及出水水质要求
项目 高染浸泡水 甑脚水
CODcr/(mgBOD5/(mgSS/(mg..L-1) 10000
.L-1) 1482
L-1) 534
pH 5.48 3.54 4.26 5.67 色度/倍 200
水温/℃
20-35
42453 27673 8101 400 100
窖底水 172831 地面冲洗水 设计水质 出水标准
70074 19466 800 20
11132 1229 2243 180 20
15000 9500 720 5 350 20-35
≤150 ≤30 ≤150 6-9 ≤80 ≤40
2 工艺流程
根据白酒污水浓度高、色度高的特点，采用厌氧、好氧、脱色组合流程，该工艺流程有利于降低运行费用，解决了污水处理站建得起用不起的问题。
厌氧阶段采用上流式厌氧污泥床UaSB，处理成本为好氧法的1/3［1］。
好氧阶段采用序批式活性污泥法SBR。SBR工艺的每一个周期按污染物浓度高低可划分为进水期、高浓度反应期、低浓度反应期、闲置期，各阶段由于营养物含量、溶解氧等环境条件的区别，加速了微生物种类的选择与驯化，因此各阶段均得到优势菌种的净化作用。沉淀、排水时处于静止状态，可以避免短路、异重流影响泥水分离效果，出水水质优于一般二沉池。SBR工艺的每一个周期，从时间上讲，池内任一空间为推流式，而池内某一时刻的水流状态又是完全混合式。
脱色采用陶粒过滤，陶粒滤料质轻、表面积大、有足够的机械强度、水头损失小、吸附力强，价格较活性炭便宜，适宜于脱色等处理。
车间高浓度污水由厂区污水管道收集后，经粗、细格栅去除污水中的漂浮物和大的悬浮物，然后进入水解酸化池进行预处理。为改善UASB的进水条件，水解酸化池出水进入平流式沉淀池沉淀，污水沉淀后进入UASB，去除大部分有机物，出水至SBR污泥反应池，在其中将有机物彻底降解，最后进入陶粒滤池，降低色度。污水处理工艺如图１所示。
3 主要构筑物技术参数
3.1 调节池
用于调节8h的污水水量和水质。调节池内设穿孔曝气管，气水体积比为4∶1，以防止污泥在池内沉淀。停留时间HRT=8.1h，调节池总尺寸为16m×10m×3m，有效水深为2.5m。共分2格，采用钢筋混凝土结构。污水自流至水解酸化池。 3.2 水解酸化池、沉淀池
水解酸化池起预处理的作用，可减轻后续UASB的负荷。在产酸菌的作用下，将难降解的大分子有机物转化为易降解的小分子有机物。停留时间HRT＝4 h，总尺寸为16 m×7 m×2.5 m，有效水深为2 m，共分两格，采用钢筋混凝土结构。为防止悬浮物沉淀，设4台水下搅拌机，型号为SJ-50。水解酸化池出水自流至平流式沉淀池，平流式沉淀池共分2格，每格沉淀池尺寸为8 m×2 m×2.8 m，沉淀池出水由2台潜水泵100ＱW65-15-5.5提升至UaSB
反应池。
3.3 UASB反应池
UASB反应池共分为尺寸相同的4格，并联运行，总尺寸为15 m×15 m×6 m，有效容积为1282.5 m3，CODCr的容积负荷为14 kg/（m3·d），采用钢筋混凝土结构，内置生物填料2 m高。进水采用均匀布水系统，出水设置钢结构三相分离器，三相分离器为设备厂家专利技术设备。 3.4 SBR反应池
SBR反应池共分为尺寸相同的2格，并联运行，每格日运行3个周期，每格SBR有效容积为540m3。SBR反应池总尺寸为15m×8m×4.5 m。采用钢筋混凝土结构。BOD5污泥负荷为0.30kg/（kg［vss］·d），SＶI值为100 mL/g左右，沉降后污泥高度为2.5 m。SBR反应池运行周期为8h，其中进水4h，曝气4h，沉淀0.5h，排水和闲置1.5 h。进水一半后开始曝气。进水结束、曝气开始及排水结束由池内水位控制；曝气结束、排水开始由时间控制。充氧采用穿孔管鼓风曝气。排水采用机械式滗水器。进水由两个电动蝶阀切换控制。 3.5 陶粒过滤
滤池共设2格，交替使用。每格尺寸为3.5 m×2.5 m，有效过滤面积为7.5 m2，滤速为8 m/h，过滤周期为8h。滤料为陶粒，粒径为4～8 mm，滤层厚度0.8 m，承托层0.45 m，滤料层上水深为1.75 m，滤池总高为3.3 m。采用管式大阻力配水系统，反冲洗强度为14 L/（s·m2），冲洗时间为6 min，选用2台反冲洗水泵，型号为200ＱW400-10-22，交替使用。 3.6 污泥浓缩池
污泥浓缩池共设2座，并联运行，每座尺寸为Φ6.0 m×4.5 m。污泥固体负荷为60 kg/（m2·d），浓缩时间为12 h。 3.7 污泥脱水间
设带式压滤机1台，型号为CPF1000S7。污泥浓缩后污泥含水率为95％，滤饼含水率为70％。带式压滤机处理能力为8m3/（h·m）。污泥脱水间尺寸为12 m×9 m×6 m。 3.8 鼓风机房
采用萝茨鼓风机，所需风量为Ｑ＝20 m3/min，选用2台L43LD型萝茨鼓风机，交替使用，每台功率为30kW。鼓风机房尺寸为6.6 m×4.5 m×5 m。
4 实际运行效果及分析
4.1 运行调试
本套工艺的主要调试工作是UASB厌氧污泥床颗粒污泥的驯化、培养和SBR序批式活性污泥的驯化、培养。按调试方案，采用间歇式培养方法。厌氧、好氧菌种取自某味精厂污水处理站。按设计负荷1/4、2/4、3/4、4/4四个负荷阶段逐步提高运行负荷。调试时每天都进行常规水质项目分析监测，每个负荷阶段在CODCr去除率稳定一段时间后，才可提高负荷。调试过程中测得的一组典型处理数据如表2、表3所示。
表2 调试过程中CODcr测试值
负荷阶段 调节池 UASB出水 1/4 2/4 3/4 4/4
13543 2185.7 13519 2690.6 14013 14705
1394 1347
SBR出水 217（重点调试UASB） 193（重点调试UASB）
125 122
4.2
经过50d左右的运行，基本完成1/4、2/4、3/4三个负荷段的过渡，随后进入满负荷运行。经过前三个阶段的培养和驯化，SBR反应池内污泥已基本成熟，微生物数量较多，污泥浓度为4.5 g/L左右，SＶI值为100mL/g左右，污泥可沉降性能好，出水水质好。而UASB反应池内污泥的成熟时间长，在3/4负荷阶段结束时仍为絮状污泥，需进一步培养。经过80d的运行后，UASB反应池污泥颗粒化程度高，结构密实，沉降性能好，污泥颗粒直径为2mm左右，此时UASB反应池产气稳定，出水呈浅黑色，悬浮物少，去除效果明显。 环保部门连续监测结果表明，各项污染物的排放指标均达“标”，详见表4。
表4 监测结果
BOD5/
测试时间
进水
99520 15013 99521 14987
出水 115 108
进水 出水 进水 出水 9502 25.2 720.9 9493 23 719.2
70 50
进水 6 5.9
CODcr/(mg.L-1) （mg.
L-1)
SS/(mg.L-1)
pH
色度/倍
水温/℃
出进出进水 水 水 水
出水
7 349 71 29 23 29.
6.8 351 67 23.1
5 29.
7 348 70 23
2 ≤80
≤40
99522 15006 排放标准
112 9501 24.7 720.5 67 6.1
≤150 ≤30 ≤150 6-9
5 结语
①采用本工艺技术路线，突出了两类生化处理技术的优势，具有运行费用低，每吨污水的处理费用为0.5元左右（不含设备折旧），厌氧阶段和好氧阶段几乎无需人工操作，操作管理方便等特点。
②UaSB反应池前设置水解酸化、沉淀等预处理构筑物减轻了UaSB反应池的处理负荷，可减少布水系统堵塞的可能性。
③采用UaSB处理白酒污水，可以大幅度地减轻好氧处理阶段的负荷，降低处理设施土建投资和实际运行费用（节能）。
④SBR工艺的每一个周期按污染物浓度高低可划分为进水期、高浓度反应期、低浓度反应期、闲置期，各阶段均得到优势菌种的净化作用，可以避免短路、异重流影响泥水分离效果，出水水质优于一般二沉池。
⑤陶粒滤料质轻、表面积大、有足够的机械强度、水头损失小、吸附力强，价格较活性炭便宜，适宜于脱色等处理。