UASB-SBR-陶粒過濾工藝處理白酒污水
白酒污水屬于高濃度有機污水，CODCr值一般在15000 mg/L左右，污水主要來源于浸泡、釀造等生產過程，主要污染物有糖類、醇類、維生素等。我國對白酒污水治理起步晚，90年代，厭氧生化技術得到了廣泛的重視和應用。實踐證明：上流式厭氧污泥床UASB、序批式活性污泥法SBR、陶粒過濾組合工藝是處理白酒污水較為理想的方法。該工藝投資省、運行費用低、運行穩定、操作管理方便，是一種較為理想的白酒污水處理新技術。
1 污水來源及組成
湖南省某白酒廠以高梁為主要原料，地窖發酵生產白酒，產量為24kt/a。釀酒工藝過程中產生的高濃度有機污水分別為高梁浸泡水、甑腳水、窖底水、地面沖洗水，污水排放量為1200 m3/d。污水各項水質指標見表1。根據當地環保局的要求，污水處理站的排放標準執行《污水綜合排放標準GB8978-1996》二級標準。
表1 污水水質及出水水質要求
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2 工藝流程
根據白酒污水濃度高、色度高的特點，采用厭氧、好氧、脫色組合流程，該工藝流程有利于降低運行費用，解決了污水處理站建得起用不起的問題。
厭氧階段采用上流式厭氧污泥床UaSB，處理成本為好氧法的1/3。
好氧階段采用序批式活性污泥法SBR。SBR工藝的每一個周期按污染物濃度高低可劃分為進水期、高濃度反應期、低濃度反應期、閑置期，各階段由于營養物含量、溶解氧等環境條件的區別，加速了微生物種類的選擇與馴化，因此各階段均得到優勢菌種的凈化作用。沉淀、排水時處于靜止狀態，可以避免短路、異重流影響泥水分離效果，出水水質優于一般二沉池。SBR工藝的每一個周期，從時間上講，池內任一空間為推流式，而池內某一時刻的水流狀態又是完全混合式。
脫色采用陶粒過濾，陶粒濾料質輕、表面積大、有足夠的機械強度、水頭損失小、吸附力強，價格較活性炭便宜，適宜于脫色等處理。
車間高濃度污水由廠區污水管道收集后，經粗、細格柵去除污水中的漂浮物和大的懸浮物，然后進入水解酸化池進行預處理。為改善UASB的進水條件，水解酸化池出水進入平流式沉淀池沉淀，污水沉淀后進入UASB，去除大部分有機物，出水至SBR污泥反應池，在其中將有機物徹底降解，最后進入陶粒濾池，降低色度。污水處理工藝如圖1所示。
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3 主要構筑物技術參數
3.1 調節池
用于調節8h的污水水量和水質。調節池內設穿孔曝氣管，氣水體積比為4∶1，以防止污泥在池內沉淀。停留時間HRT=8.1h，調節池總尺寸為16m×10m×3m，有效水深為2.5m。共分2格，采用鋼筋混凝土結構。污水自流至水解酸化池。
3.2 水解酸化池、沉淀池
水解酸化池起預處理的作用，可減輕后續UASB的負荷。在產酸菌的作用下，將難降解的大分子有機物轉化為易降解的小分子有機物。停留時間HRT＝4 h，總尺寸為16 m×7 m×2.5 m，有效水深為2 m，共分兩格，采用鋼筋混凝土結構。為防止懸浮物沉淀，設4臺水下攪拌機，型號為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，每格沉淀池尺寸為8 m×2 m×2.8 m，沉淀池出水由2臺潛水泵100 ＱW65-15-5.5提升至UaSB反應池。
3.3 UaSB反應池
UASB反應池共分為尺寸相同的4格，并聯運行，總尺寸為15 m×15 m×6 m，有效容積為1282.5 m3，CODCr的容積負荷為14 kg/（m3·d），采用鋼筋混凝土結構，內置生物填料2 m高。進水采用均勻布水系統，出水設置鋼結構三相分離器，三相分離器為設備廠家專利技術設備。
3.4 SBR反應池
SBR反應池共分為尺寸相同的2格，并聯運行，每格日運行3個周期，每格SBR有效容積為540m3。SBR反應池總尺寸為15m×8m×4.5 m。采用鋼筋混凝土結構。BOD5污泥負荷為0.30kg/（kg［vss］·d），SＶI值為100 mL/g左右，沉降后污泥高度為2.5 m。SBR反應池運行周期為8h，其中進水4h，曝氣4h，沉淀0.5h，排水和閑置1.5 h。進水一半后開始曝氣。進水結束、曝氣開始及排水結束由池內水位控制；曝氣結束、排水開始由時間控制。充氧采用穿孔管鼓風曝氣。排水采用機械式潷水器。進水由兩個電動蝶閥切換控制。
3.5 陶粒過濾
濾池共設2格，交替使用。每格尺寸為3.5 m×2.5 m，有效過濾面積為7.5 m2，濾速為8 m/h，過濾周期為8h。濾料為陶粒，粒徑為4～8 mm，濾層厚度0.8 m，承托層0.45 m，濾料層上水深為1.75 m，濾池總高為3.3 m。采用管式大阻力配水系統，反沖洗強度為14 L/（s·m2），沖洗時間為6 min，選用2臺反沖洗水泵，型號為200ＱW400-10-22，交替使用。
3.6 污泥濃縮池
污泥濃縮池共設2座，并聯運行，每座尺寸為Φ6.0 m×4.5 m。污泥固體負荷為60 kg/（m2·d），濃縮時間為12 h。
3.7 污泥脫水間
設帶式壓濾機1臺，型號為CPF1000S7。污泥濃縮后污泥含水率為95％，濾餅含水率為70％。帶式壓濾機處理能力為8m3/（h·m）。污泥脫水間尺寸為12 m×9 m×6 m。
3.8 鼓風機房
采用蘿茨鼓風機，所需風量為Ｑ＝20 m3/min，選用2臺L43LD型蘿茨鼓風機，交替使用，每臺功率為30kW。鼓風機房尺寸為6.6 m×4.5 m×5 m。
4 實際運行效果及分析
4.1 運行調試
本套工藝的主要調試工作是UASB厭氧污泥床顆粒污泥的馴化、培養和SBR序批式活性污泥的馴化、培養。按調試方案，采用間歇式培養方法。厭氧、好氧菌種取自某味精廠污水處理站。按設計負荷1/4、2/4、3/4、4/4四個負荷階段逐步提高運行負荷。調試時每天都進行常規水質項目分析監測，每個負荷階段在CODCr去除率穩定一段時間后，才可提高負荷。調試過程中測得的一組典型處理數據如表2、表3所示。
表2 調試過程中CODcr測試值
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4.2 工藝運行
經過50d左右的運行，基本完成1/4、2/4、3/4三個負荷段的過渡，隨后進入滿負荷運行。經過前三個階段的培養和馴化，SBR反應池內污泥已基本成熟，微生物數量較多，污泥濃度為4.5 g/L左右，SＶI值為100mL/g左右，污泥可沉降性能好，出水水質好。而UASB反應池內污泥的成熟時間長，在3/4負荷階段結束時仍為絮狀污泥，需進一步培養。經過80d的運行后，UASB反應池污泥顆粒化程度高，結構密實，沉降性能好，污泥顆粒直徑為2mm左右，此時UASB反應池產氣穩定，出水呈淺黑色，懸浮物少，去除效果明顯。
環保部門連續監測結果表明，各項污染物的排放指標均達“標”，詳見表3。
表3 監測結果
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5 結語
①采用本工藝技術路線，突出了兩類生化處理技術的優勢，具有運行費用低，每噸污水的處理費用為0.5元左右（不含設備折舊），厭氧階段和好氧階段幾乎無需人工操作，操作管理方便等特點。
②UaSB反應池前設置水解酸化、沉淀等預處理構筑物減輕了UaSB反應池的處理負荷，可減少布水系統堵塞的可能性。
③采用UaSB處理白酒污水，可以大幅度地減輕好氧處理階段的負荷，降低處理設施土建投資和實際運行費用（節能）。
④SBR工藝的每一個周期按污染物濃度高低可劃分為進水期、高濃度反應期、低濃度反應期、閑置期，各階段均得到優勢菌種的凈化作用，可以避免短路、異重流影響泥水分離效果，出水水質優于一般二沉池。
⑤陶粒濾料質輕、表面積大、有足夠的機械強度、水頭損失小、吸附力強，價格較活性炭便宜，適宜于脫色等處理。
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