酒厂高浓度有机废水处理工程设计

朱永全，曾凡中
（中国工程物理研究院环保中心，四川 绵阳 621900）

　　摘　要：采用“水解酸化—UASB－SBR”组合工艺处理酒厂高浓度酿酒有机废水，在进水COD_cr和SS分别为10000mg/L和700mg/L的情况下，出水平均值分别达到100mg/L和70mg/L，COD_cr和SS的去除率为99.5％和95％。钢筋混凝土制三相分离器及新型滗水器防腐性能好，结构简单。
　　关键词：酿酒；废水处理；水解酸化；厌氧；好氧；工程设计
　　中图分类号：X797
　　文献标识码：B
　　文章编号：1009－2455（2001）01－0032－02

概述

　　某公司的酒厂是以高梁、小麦等为原料，采用传统的酿造和制曲工艺制成曲酒，年产酒量2000t。生产过程中排放的废水有：
生产废水：酿酒底锅水302m³/d，冲洗晾堂水72m³/d，蒸酒冷却水2775m³/d，锅炉房排水77m³/d，洗瓶水1700m³/d。待处理废水包括酿酒底锅水和冲洗晾堂水。
　　设计水量：400m³/d，24h运行，16m³/h。
　　设计水质见表1：

　　设计标准：废水治理工程出水水质执行中华人民共和国国家标准《污水综合排放标准》GB 8978－1996 Ⅲ类水域一级标准。

1 工艺设计、主要构筑物及设备

　　1.1 处理系统设计目标
　　根据原水水质、水量和处理后排放标准，处理系统的设计指标见表2：

　　1.2 工艺选择
　　酿酒底锅水属高浓度有机废水^[1]，其特点是：COD_cr高，PH低，色度较高，间断排放，负荷波动较大。废水来源于蒸煮工段，含有少量漏出的酿酒原料：高梁、谷壳等。废水BOD₅/COD_cr的比值约0.45，可生化性较好。冲洗晾堂水也是间断排放，两种废水混合后，COD_cr平均值为10000mg/L。废水中的污染物属第Ⅱ类污染物。
　　根据废水性质，我们采用了三个处理单元去除污染物：第一单元采用格栅脱渣，去除废水中粗颗粒的悬浮物，可回收作为饲料或肥料；第二单元采用脱色和水解酸化预处理，提高废水的可生化性^[2]，同时沉淀去除悬浮物，通过物化作用脱色。第三单元采用厌氧、好氧、兼氧生化处理，彻底降解有机物。厌氧采用上流式厌氧流化床反应器（UASB）^[3]，好氧采用间歇式活性污泥反应池（SBR）^[4]，整个处理系统耐冲击负荷能力强。
　　1.3 工艺流程
　　工艺设计流程如图1。

　　1.4 构筑物及设备
　　①固液分离机：选用GYFJ300型回转式格栅分离机，栅间隙2mm，其主要功能是回收废液中的高梁和谷壳，降低悬浮物浓度。
　　②调节池（8m×4m×4.85m）：V_总＝310m³，t=13h。两池轮流使用，调节池的主要作用是均化水质、水量。调节池出水用潜污泵（65WQ－15－47）提升至水解酸化池，并部分回流，池中设置射流曝气器，防止悬浮物在池底沉淀，也使部分有机物降解。
　　③水解酸化池：分4格，每格尺寸为4.8m×8m×3.8m，V_总=583m³，t=30h。其主要功能是小分子化作用，促使污水中多糖等大分子有机物转化为小分子有机酸、有机醇、有机醛等物质，提高废水的BOD/COD比值，增强废水可生化性^[5]，调节废水pH值，以利后续处理。
　　在水解酸化池第一格设微电解装置以利脱色，在后三格设球形填料，填充容积为30m³。
　　④厌氧池：UASB共4池，每池尺寸为9.0m×4.5m×9.0m，V_总=364m³，t=3.0d，容积负荷：3.34kgCOD/(m³·d)。采用上流式厌氧污泥床，钢筋混凝土结构，半地下式。经水解酸化后的废水SS极低，废水中的有机物呈溶解或胶体状态。厌氧反应器在常温条件下产氢产乙酸菌将废水水解酸化产生的各种有机酸转化成乙酸、H2和CO2；产甲烷菌将乙酸、乙酸盐、H2和CO2等转化成甲烷，回收脱硫后作为清洁能源。
　　在UASB池内设置管道泵65SG30－8，使悬浮污泥层进行内循环，每池循环水量40m³/h，并添加填料，提高污泥浓度。配置钢筋混凝土制三相分离器，保证了设备的防腐要求。
　　⑤好氧池：SBR池共4池，每池尺寸为12.0m×4.0m×5.0m，V_总=240m³，t=12.96h，容积负荷：1.25kgCOD/(m³·d)．供氧量：27.63kg/(周期·池)。SBR池是废水好氧、兼氧处理的主要构筑物，系钢筋混凝土结构，半地下式。废水进入好氧阶段通过三羧酸循环，使高分子有机物彻底降解，污泥回流至厌氧阶段进行厌氧稳定。
　　SBR运行方式：运行周期T=6.0h，每池一天运行4周期，周期为：
　　进水：1.5h
　　曝气：4.0h（进水的同时进行曝气）
　　沉淀：1.0h
　　滗水：0.5h（排水的同时可排泥）
　　闲置：0.5h
　　供氧方式：采用射流曝气器，每台射流曝气器充氧能力为3.46kg/h。
　　SBR池内设置专用滗水器，进水、曝气、沉淀、滗水、闲置全部自控运行，操作方便。
　　⑥氧化塘：利用空余低地设置氧化塘，塘内种植水生生物，出水口设置砂滤池，确保出水质量。
　　⑦沼气柜：沼气产量约1000m³/d，沼气经水封、脱硫后暂存在300m³的气柜内，供锅炉房使用。
　　⑧集泥井：设计污泥产量约48m³/d，每天排泥一次，设置钢筋混凝土集泥井一座，集泥井容积V=40m³，选用50QW-15-1.5潜污泵输送污泥至污泥干化池（5.0m×4.0m×2.8m），共4池。干化后污泥送锅炉房焚烧或送城市垃圾处理场综合处理。

2 主要技术经济指标

　　废水治理工程设计主要经济指标见表3：

3 技术经济、社会效益分析

　　设计采用物化和生化相结合的工艺，不投药，最大限度地减少污泥产生量，并采取必要措施从而避免了产生二次污染。使用“水解酸化—UASB—SBR”工艺，可靠性好，耐负荷冲击能力强，投资省，占地少，运行能耗低。废水处理主要工艺单元化，有利于企业发展后污水量增加时废水处理站的改扩建。
　　综上所述，本工程设计采用的技术先进可靠，技术经济合理，有明显的社会环境效益。

参考文献：
　　[1]北京环境技术与设备研究中心，等．三废处理工程技术手册[M]．废水卷.北京：化学工业出版社，1999.19－35．
　　[2]王凯军．低浓度污水厌氧—水解处理工艺[M]．北京：中国环境科学出版社，1991
　　[3]孙立贤．高浓度有机废水厌氧处理技术[M]，北京：中国环境科学出版社，1991．
　　[4][5]沈耀良，王宝贞．废水生物处理新技术理论与应用[M]．北京：中国环境科学出版社，1999.333－357．

作者简介：
　　朱永全（1941－），男，高级工程师，任总工程师，联系电话0816-2480626
　　曾凡中（1971－），男，工程师。