水解酸化-UASB-AB工藝在處理酒糟廢水中的應用

謝江 李開軍(西南交通大學地球科學與環境工程學院，四川成都610031)

水解酸化-UASB-AB工藝在處理酒糟廢水中的應用

謝江 李開軍(西南交通大學地球科學與環境工程學院，四川成都610031)

針對酒糟廢水具有高濃度、可生化性好等特點，采用水解酸化-UASB-AB工藝處理酒糟廢水。本文介紹了工藝流程、工藝參數、運行情況和經濟指標，工藝經過一年多的實際運行表明，廢水CODcr由39874～40750mg/L降至203～221mg/L，BOD5由14985～15599 mg/L降至72～92mg/L，SS由25875～26278mg/L降至99～111mg/L，pH由3.9～4.4升至7.2～8.0，出水水質能達到《污水綜合排放標準》(GB 8978-1996)中的二級標準。

酒糟廢水；水解酸化；UASB；AB

酒糟廢水中高濃度的可生物降解的有機物多以碳水化合物及其降解產物為主，可生化性好，適宜采用厭氧加好氧相結合的處理工藝[1]。針對酒糟廢水的特點，采用水解酸化-UASB-AB工藝對四川某白酒釀造企業產生的酒糟廢水進行處理。通過一年多的運行，實踐證明采用該工藝處理酒糟廢水穩定可靠、經濟實用。

1 工程概況

1.1 進水水質

該企業產生的廢水量為700m3/d，根據當地環保部門的要求，廢水排放執行《污水綜合排放標準》(GB 8978-1996)中的二級排放標準。具體的進出水水質見表1。

表1 進出水水質參數

1.2 工藝流程

針對酒糟廢水具有高濃度、可生化性好等特點，采用水解酸化-UASB-AB組合工藝對其進行處理，具體工藝流程見圖1。

圖1

1.3 主要處理構筑物及設備

（1）固液分離。工程采用2臺旋轉式固液分離機對酒糟廢水進行固液分離，型號為ZGC1000，配套電機功率為2 kW。固液分離能夠去除較大部分的SS，還能去除一部分的COD，經過固液分離后的濾糟是一種高蛋白營養物質，可回收作為動物飼料出售，能產生一定的經濟效益。

（2）水解酸化池。工程設置1座水解酸化池，設計表面水力負荷為1.3 m3/m2.h，設計尺寸為6 m×4.5 m×4.5 m，有效容積為108 m3，HRT為2.5 h。池體設計成矩形，采用半地下式，鋼筋混凝土結構；池內填料采用立體彈性填料，填料布置在池內設置的角鋼上；池底部設計按多槽形式設計，有利于布水均勻與克服死區，采用穿孔管進水配水方式，出水孔口處需設置45°導流板。

（3）UASB反應器。工程設計2座UASB反應器。設計容積負荷為12 kgCOD/m3.d，設計尺寸為14m×8m×5.5m，單個有效容積為560 m3，HRT為7h。反應器設置為半地下式，頂面加蓋保溫，采用鋼筋混凝土結構。反應器共設14個三相分離器，采用穿孔管配水，鋸齒形出水槽。UASB反應器正常運行后，UASB產沼氣量為4 153 m3/d(甲烷含量為55%～65%)。兩臺反應器各設置一個水封罐，水封罐出來的沼氣進入氣水分離器，通過沼氣貯柜收集從分離器出來的沼氣，收集到的沼氣作為廠區鍋爐燃料。

（4）A段和B段曝氣池。AB法不設初沉池，設置A段和B段曝氣池，A段及B段各設沉淀池，污泥回流至A、B兩段曝氣池，客觀上形成兩個獨立的系統[2]。本工程的曝氣池采用普通曝氣池，設A段和B段曝氣池各一座，均采用單廊道式推流式，采用半地下式。其中：A段曝氣池污泥負荷為6kgBOD5/(kgMLVSS.d)，尺寸為4.5×3×3.3，有效容積為40.5m3，HRT為1.3h，A段曝氣池供氣量178.3 m3/h；B段曝氣池池污泥負荷為0.5 kgBOD5/(kgMLVSS.d)，尺寸為10×5×3.5，有效容積為150 m3，HRT為5.1 h，B段曝氣池供氣量400 m3/h。

（5）中沉池和二沉池。工程采用豎流式沉淀池，池形設計成圓形，設中沉池和二沉池各一座，均采用半地下式，鋼筋混凝土結構。其中：中沉池的表面水力負荷為2.0 m3/m2.h，池體直徑為4.5m，池體總高度為7.5m，有效水深4.0m；二沉池的表面水力負荷為1.0 m3/m2.h，池體直徑為6.1m，池體總高度為7.4m，有效水深3.0m。

（6）污泥濃縮池。工程污泥主要產自UASB反應器、中沉池、二沉池。工程設1座重力式濃縮池，池體直徑為6.5m，總高度為4.7m，采用半地下式，鋼筋混凝土結構。

（7）污泥脫干。工程在污泥脫干車間設置2臺DY1000帶式壓濾機，配套投配系統和加藥系統，組成2套脫水系統，污泥經脫水后，由螺旋輸送機運送到室外的污泥堆放場。

2 工程調試及運行

2.1 水解酸化池的調試及運行

該工程于2008年5月建成投入使用。水解酸化池不僅能把廢水中復雜的不溶性和大顆粒有機物水解成可溶性和簡單的有機物，并且廢水的pH值反而有所提高，對下一步廢水的厭氧消化極為有利[3]。工程在水解酸化池內加掛彈性立體填料，以確保水解酸化池內有足夠的酸化菌群和較好的去除效果。水解酸化池內酸化菌培養采用自然富集的方式進行，根據實際運行，彈性立體填料在15d左右就有較好的掛膜效果，CODCr去除率顯著提高，20d左右達到峰值。

2.2 UASB反應器的調試及運行

UASB反應器的啟動過程可分為3個階段：污泥馴化期、提高負荷期和滿負荷運行期[4]。

UASB反應器開始投加某城市污水處理廠中的消化污泥。工程啟動在夏天進行，UASB采取中溫發酵，接種污泥量為6.0 kgvss/m3，采取連續進水，定期在污泥中加入酒糟廢水，同時經常進行攪拌，加入的廢水水量逐漸由少到多。經過近一個月的培養馴化，厭氧污泥的活性逐漸適應性并達到了要求。

在UASB啟動過程中先加入水，使反應器內水位達到滿水位狀態，然后泵入需處理的廢水，通過加入NaOH將pH調節至中性。CODCr容積負荷從0.5kg/m3.d逐漸提高，容積負荷每次提升0.5kg/m3.d，每提高一次容積負荷，需穩定3～5d，經過近3個月的調試，CODCr容積負荷達到設計的滿負荷狀態，即12kg/m3.d。在啟動調試過程中，通過電磁流量計監測，從而調節閥門的大小，較好地控制了進水量。當反應器達到滿容積負荷時，從反應器底部取泥發現有細小黑色顆粒污泥。穩定運行3個月后，取泥發現污泥已實現顆粒化，污泥顆粒色黑且光滑，形狀近似球狀，粒徑主要分布在0.8～1.3mm之間。穩定運行后CODCr去除率超過80%，pH值7.0～8.0，厭氧出水的CODCr比較穩定。

2.3 AB（兩段曝氣）的調試及運行

UASB反應器出水進入A段曝氣池與中沉池回流的污泥充分混合后進行曝氣，曝氣強度呈階梯狀降低以便細菌能完全利用，從而能有效消化去除COD，廢水在A段以高負荷運行，泥齡較短，水力停留時間為1.3h。A段出水進入中沉池進行污泥沉降。中沉池出水進入B段曝氣池利用生物膜對廢水進一步消化，B段曝氣池池體積相對較大、鼓風風壓較小，以滿足生物膜處理較慢且膜片易脫落的特點，B段污泥負荷較低，泥齡較長，廢水在池中水力停留時間為5.1h。B段出水進入二沉池，生物膜片在二沉池中除去脫落。CODcr在A段的去除60%～65%，在B段的去除率在80%～85%。

3 處理效果

該工程經過半年的連續運行，出水水質穩定并優于設計要求。從2008年10月開始對出水進行連續監測，每2個月監測一次。監測結果見表2。

由表2看出，經過處理后廢水出水水質的CODCr降至203～251mg/L、BOD5降至72～92mg/L、SS降至97～112mg/L，pH由3.9～4.4 L至7.2～8.0 L，各項指標去除率均在99%以上，出水水質能達到《污水綜合排放標準》(GB 8978-1996)中的二級標準。

4 結論

（1）經過一年多的運行表明，采用水解酸化-UASB–AB工藝處理酒糟廢水效果良好，CODCr、BOD5、SS的去除率均在99%以上，出水水質能達到《污水綜合排放標準》(GB8978-1996)中的二級標準。

表2 出水水質監測結果

（2）對高濃度廢水進行水解酸化預處理，能保證UASB反應器進水水質穩定，有利于后續處理設施的穩定連續運行。

（3）固液分離機后的糟渣可作為高蛋白動物飼料外售，UASB產生的沼氣經收集后作為鍋爐中燃燒。工程運行能獲得了顯著的經濟效益。

[1]胡紀萃.廢水厭氧生物處理理論與技術[M].北京:中國建筑工業出版社,2002.

[2]年躍剛,顧國維.A B工藝的運行機理[J].給水排水,1995.7(10):5-7.

[3]黃武.水解酸化-UASB處理高濃度釀酒廢水.[J]環境工程,2001.10(5):50-51.

[4]張傳兵.李東艷.王慧芳.UASB反應器處理啤酒廢水啟動運行研究.[J]水處理技術,2010.7(36):43-45.