水解酸化-UASB处理高浓度酿酒废水

摘要:采用水解酸化-UASB法处理浓度较高的酿酒废水,能够很好地降低累积有害物质的程度,使其与我国的排放标准一致。现阶段,许多酒厂均利用了这种方法进行废水处理。为此,本文主要针对高浓度酿酒废水,研究了水解酸化-UASB这种处理方法,仅供参考。
 
关键词:酿酒;废水;UASB处理技术
 
我国拥有悠久的传统酒文化,但在酿酒的过程中,锅底排出米浆废水中的有机物浓度却非常高,其废水属于高浓度酿酒废水。在传统的污水处理中,一般利用常规的物化方法加以处理,但效果不显著。本文以黄酒为例,结合其生产中排出的高浓度米浆的特点,应用了水解酸化-UASB这种处理方法。这种污水处理方法具有十分明显的效果,且出水与相应排放标准一致。
 
1 确定废水处理工艺
 
如表1所示为黄酒生产中排出的废水情况。
表1 黄酒废水水质
为了将污水处理系统的作业效率提高,节省投资,降低系统运行成本与能耗,针对高低浓度废水,采取了分流处理。其工艺流程见图1。
图1 处理废水的工艺流程图
 
2 设计并启动水解酸化池
 
在设计污水处理工程时,重点设置了水解酸化池。在池中水力的作用下,高浓度废水停留时间24小时。为了保证水解酸化池中的酸化菌群足够多、去除效果较理想,在该池加挂了立体弹性填料。实际上,约过10天立体弹性填料便会具有较理想的挂膜效果,尤其会显著提高CODCr的去除率,约20天后将达到峰值(见表2)。酸化池的布水被设计为推流式,以便将死角减少,并将保温层添加在池外,以提升酸化水解温度。设计的酸化池(见图2)能调节水力、除渣沉淀,而且还可用作厌氧进料池。这样既将污水处理设备减少了,又减小了工程造价。
图2 设计的酸化池图
 
表2 去除CODCr的结果
在水解酸化池,以自然富集的形式培养微生物和细菌。因为池中有设置立体弹性填料,所以,以频繁升降水位的手段来富集酸化菌。培养约10天后,酸化菌膜便挂满了弹性填料,随之也提高了CODCr去除率,池中CODCr的去除率位于20%~30%,具有较好的效果。水解酸化池除了将废水中不溶的或颗粒较大的复杂有机物有效水解变为可溶性的简单有机物外,还提高了废水的pH值,从4.5提至5.0~5.5,这有利于下一步进行废水的厌氧消化。
 
3 设计与调试厌氧消化罐
 
针对厌氧消化,应用了UASB(上流式厌氧污泥床)工艺。在这个池中,有设置布出水系统、回流污水系统、三相分离器等。罐体是圆形的,由设计经验可知,宜控制罐径高比为1∶0.9~1∶1.2,本研究中以1∶0.95为罐的径高比。控制水位高度低于11米,以多点的方式为厌氧进水和布水,各个布水头服务范围在5m2以下,通常约为4m2。将循环布水系统单独增设在厌氧罐体,且方式为切向。将混合罐设置在厌氧消化罐外。在混合罐,混合从上一个池泵入的废水和回流厌氧水后,废水进到厌氧消化罐内。这样方便调节进入厌氧消化罐时废水的pH值和CODCr浓度。
 
通过调试厌氧消化,富集和驯化厌氧菌。因为缺乏同种污水处理的厌氧污泥,所以一般将企业排污沟渠污泥等厌氧污泥作为该系统的厌氧消化污泥。在建造完污水处理设施以前,展开富集驯化。即在厌氧消化污泥中,定期将黄酒废水加入,并常常搅拌,且废水量从少到多加入,并由低到高改变废水浓度,培养驯化约15天,在完成污水处理工程时,厌氧污泥的适应性和活性便可以与要求一致。接种厌氧污泥的量的体积比约为30%(固体含量为3%)。在启动厌氧时,先将水加入,使厌氧消化罐中的水位为满水位,再将待处理的废水泵入,从0.5kg/m3•d渐渐增大CODCr负荷,每次加0.5kg/m3•d,且保持4~5天,通过约30天的调试,就可以达到CODCr的满负荷(6.79kg/m3•d)。厌氧消化罐温度也随有机负荷的增加而提高,当负荷不高时,每天可约升5℃,当升至30℃以后,控制升温速度为1℃/天,最终控制温度为38±2℃。
 
因为废水具有很高的浓度和较低的pH值,所以在进料时,应将回流泵打开,在混合罐,使其和酸化水进行混合后,才进到厌氧消化罐,从而能对废水的pH和CODCr浓度进行调节,以避免对活性污泥造成较大的冲击,而罐内也不至于有酸化反应发生,最终将厌氧效果提高。在该环节不进料时,将回流泵打开,内部循环开始,罐内搅动被加强。
 
在工程实践中,回流实施的出水管一般有以下2种方式:①出水循环在上部的三相分离器;②出水循环在下部的三相分离器。应用显示,前一种方式更有助于颗粒化厌氧污泥,但却会有所扰动沉淀区。而后一种方式就没有此不足。所以,在厌氧进行进水时,宜采用后一种方式,但在未进水时,宜采用前一种方式。因为在厌氧消化罐,进行内部回流循环时,厌氧出水不存在,所以对于三相分离器,设计仅按厌氧进水时的情况便可。
 
相关实践显示,将进水流量加大(回流水量比),提升速度和水力,结合出水循环在上部三相分离器的方式,能将颗粒化污泥的进程加快。此外,不定时地将少量石灰加入进水中,也更有助于形成颗粒化污泥。
 
4 设计与调试SBR池
 
经过厌氧消化后,高浓度废水中BOD5的去除率已超过98%,大幅降低了废水的可生化性。进入SBR池前,厌氧出水会在中间水池与低浓度废水进行混合,将污水的生化性改善后,混合废水才进入SBR池。最终处理效果显示,各项出水指标都与国家《污水综合排放标准》中的二级标准一致。该设计已广泛应用在多家酿酒厂,运行情况显示,都与环保要求一致。
 
5 经验与结论
 
(1)通过水解酸化池对高浓度酿酒废水进行处理,既能避免冲击厌氧消化,又能大幅增强厌氧处理效果。
(2)通过UASB工艺对高浓度废水进行处理,既能够将运行成本降低,又能回收能源,降低能源支出,1t废水的处理能生产约11m3的沼气。
(3)通过厌氧回流设施,能减少用于调节pH药剂的使用,以降低该系统的运行成本,调节进水pH约为6.5,便不会冲击厌氧消化;回流设施能对进水的CODCr浓度进行调节,以减少局部冲击污泥。实践显示,如果进水CODCr约为10000mg/L,便不再严重冲击厌氧消化;回流设施能加快颗粒化污泥的进程,以提升处理效率。
 
6 结 语
 
总之,实践显示,该工程设计可靠、先进,且合理、经济,具有显著的环境效益和社会效益。所以,水解酸化-UASB法用于高浓度酿酒废水的处理切实可行,且效果较理想。

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