水解酸化UASB處理高濃度釀酒廢水

　　我國擁有悠久的傳統酒文化，但在釀酒的過程中，鍋底排出米漿廢水中的有機物濃度卻非常高，其廢水屬于高濃度釀酒廢水。在傳統的污水處理中，一般利用常規的物化方法加以處理，但效果不顯著。本文以黃酒為例，結合其生產中排出的高濃度米漿的特點，應用了水解酸化-UASB這種處理方法。這種污水處理方法具有十分明顯的效果，且出水與相應排放標準一致。

　　1 確定廢水處理工藝

　　如表1所示為黃酒生產中排出的廢水情況。

表1 黃酒廢水水質

　　為了將污水處理系統的作業效率提高，節省投資，降低系統運行成本與能耗，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 設計并啟動水解酸化池

　　在設計污水處理工程時，重點設置了水解酸化池。在池中水力的作用下，高濃度廢水停留時間24小時。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。實際上，約過10天立體彈性填料便會具有較理想的掛膜效果，尤其會顯著提高CODCr的去除率，約20天后將達到峰值（見表2）。酸化池的布水被設計為推流式，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。設計的酸化池（見圖2）能調節水力、除渣沉淀，而且還可用作厭氧進料池。這樣既將污水處理設備減少了，又減小了工程造價。

圖2 設計的酸化池圖

表2 去除CODCr的結果

　　在水解酸化池，以自然富集的形式培養微生物和細菌。因為池中有設置立體彈性填料，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雜有機物有效水解變為可溶性的簡單有機物外，還提高了廢水的pH值，從4.5提至5.0～5.5，這有利于下一步進行廢水的厭氧消化。

　　3 設計與調試厭氧消化罐

　　針對厭氧消化，應用了UASB（上流式厭氧污泥床）工藝。在這個池中，有設置布出水系統、回流污水系統、三相分離器等。罐體是圓形的，由設計經驗可知，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。控制水位高度低于11米，以多點的方式為厭氧進水和布水，各個布水頭服務范圍在5m2以下，通常約為4m2。將循環布水系統單獨增設在厭氧罐體，且方式為切向。將混合罐設置在厭氧消化罐外。在混合罐，混合從上一個池泵入的廢水和回流厭氧水后，廢水進到厭氧消化罐內。這樣方便調節進入厭氧消化罐時廢水的pH值和CODCr濃度。

　　通過調試厭氧消化，富集和馴化厭氧菌。因為缺乏同種污水處理的厭氧污泥，所以一般將企業排污溝渠污泥等厭氧污泥作為該系統的厭氧消化污泥。在建造完污水處理設施以前，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，培養馴化約15天，在完成污水處理工程時，厭氧污泥的適應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%）。在啟動厭氧時，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負荷，每次加0.5kg/m3?d，且保持4～5天，通過約30天的調試，就可以達到CODCr的滿負荷（6.79kg/m3?d）。厭氧消化罐溫度也隨有機負荷的增加而提高，當負荷不高時，每天可約升5℃，當升至30℃以后，控制升溫速度為1℃/天，最終控制溫度為38±2℃。

　　因為廢水具有很高的濃度和較低的pH值，所以在進料時，應將回流泵打開，在混合罐，使其和酸化水進行混合后，才進到厭氧消化罐，從而能對廢水的pH和CODCr濃度進行調節，以避免對活性污泥造成較大的沖擊，而罐內也不至于有酸化反應發生，最終將厭氧效果提高。在該環節不進料時，將回流泵打開，內部循環開始，罐內攪動被加強。

　　在工程實踐中，回流實施的出水管一般有以下2種方式：①出水循環在上部的三相分離器；②出水循環在下部的三相分離器。應用顯示，前一種方式更有助于顆粒化厭氧污泥，但卻會有所擾動沉淀區。而后一種方式就沒有此不足。所以，在厭氧進行進水時，宜采用后一種方式，但在未進水時，宜采用前一種方式。因為在厭氧消化罐，進行內部回流循環時，厭氧出水不存在，所以對于三相分離器，設計僅按厭氧進水時的情況便可。

　　相關實踐顯示，將進水流量加大（回流水量比），提升速度和水力，結合出水循環在上部三相分離器的方式，能將顆粒化污泥的進程加快。此外，不定時地將少量石灰加入進水中，也更有助于形成顆粒化污泥。

　　4 設計與調試SBR池

　　經過厭氧消化后，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。進入SBR池前，厭氧出水會在中間水池與低濃度廢水進行混合，將污水的生化性改善后，混合廢水才進入SBR池。最終處理效果顯示，各項出水指標都與國家《污水綜合排放標準》中的二級標準一致。該設計已廣泛應用在多家釀酒廠，運行情況顯示，都與環保要求一致。

　　5 經驗與結論

　　（1）通過水解酸化池對高濃度釀酒廢水進行處理，既能避免沖擊厭氧消化，又能大幅增強厭氧處理效果。

　　（2）通過UASB工藝對高濃度廢水進行處理，既能夠將運行成本降低，又能回收能源，降低能源支出，1t廢水的處理能生產約11m3的沼氣。

　　（3）通過厭氧回流設施，能減少用于調節pH藥劑的使用，以降低該系統的運行成本，調節進水pH約為6.5，便不會沖擊厭氧消化；回流設施能對進水的CODCr濃度進行調節，以減少局部沖擊污泥。實踐顯示，如果進水CODCr約為10000mg/L，便不再嚴重沖擊厭氧消化；回流設施能加快顆粒化污泥的進程，以提升處理效率。

　　6 結 語

　　總之，實踐顯示，該工程設計可靠、先進，且合理、經濟，具有顯著的環境效益和社會效益。所以，水解酸化-UASB法用于高濃度釀酒廢水的處理切實可行，且效果較理想。