UASB处理酒精废水生产运行研究

UASB处理酒精废水生产运行研究

杜兵　齐文钰　申立贤　杨瑞宗

A Fu11-scale Thermophilic UASB Process for Treatment of Alcohol Wastewater

DU Bing　QI Wen-yu　SHEN Li-xian
(Beijing Municipal Research Institute of Environmental Protection ,Beijing 100037)YANG Rui-zong
(Shandong Jingzhi Wine Factory,Shandong Anqiu 262119)

　　Abstract:The start-up performance and granular sludge formation of a 2700m3 thermophilic full-scale UASB reactor for treating alcohol wastewater were described in this paper.Under steady condition and influent SS of 10000mg/L,the volumetric COD loading could reach 7～12 kgCOD/(m3.d) with HRT of 2～5 days and COD removal rate over 90%。
　　Key words:UASBreactor；　thermophilic anaerobic fermentation；　alcohol wastewater；　granular sludge

表1　山东景芝酒厂高浓度废水水质

项目

流量(m3/d)

水温(℃)

pH

BOD₅(mg/L)

COD(mg/L)

SS(mg/L)

酒精废水
池底水
淀粉水
平均值

400
40
750
1190

常温
常温
常温

4～4.5
4～4.5
6～7
6

15000
60000
8000
12100

38000
80000
15000
24900

18000
7000
6000
10000

2　废水处理工艺
　　景芝酒厂的废水处理分两个部分：高浓度有机废水的厌氧处理和低浓度废水的好氧、物化处理。工艺流程见图1。厌氧采用UASB工艺。UASB系统每日处理的水量为1040～1340m3，每日处理有机物为COD30t，SS12t。厌氧段要求COD去除率达到85%以上，以便与后续的好氧处理相衔接，使出水达到排放标准。

图1　废水处理工艺流程

　　关于处理工艺的几点说明：
　　(1)酒精废水中含有大量的悬浮物。采用醪液过滤池分离，分离时间一般为5～7天，分离后水量减至75%，悬浮物含量减少约50%。分离出的固形物用作饲料。
　　(2)分离后的废水温度迅速下降。为了适应夏季温度和提高消化效率，采用高温发酵。冬天在调节池中设有蒸汽加热。
　　(3)废水虽然pH较低，但在初期运转时考虑适当回流，可以平衡酸碱度的要求，污泥成熟后，系统具备足够的缓冲能力，则不需回流。
　　(4)UASB共分10个单元，其总容积为3950m3，有效容积2700m3。
　　(5)UASB产生的沼气，含硫量低，无需脱硫，直接送入锅炉中燃烧。
　　(6)UASB的出水BOD含量很低，一般为600～900mg/L，BOD/COD小于0.2。为了达到国家《污水综合排放标准》(GB8978-1996)中的要求(COD小于100mg/L)，将全厂的生活污水(约3800m3/d)与厌氧出水混合后进行好氧和物化处理。

表2　UASB反应器负荷提高阶段运行结果(平均值)

3.3　满负荷运转期
　　自1997年5月后，全厂的废水均进入污水处理站处理，特别是池底水的投入，不仅提高了负荷，而且大大提高了产气量，COD去除率仍维持不变(90%以上)。随着水质的波动，有机负荷总是稳定在8 kgCOD/(m3.d)以上。1999年4月在池底部出现颗粒污泥，随后污泥颗粒化的速度越来越快，目前已大量积累，污泥的沉淀性和稳定性进一步改善，出水悬浮物浓度进一步降低。UASB装置运行更加稳定。

4　讨论
4.1　反应器的稳定性
　　UASB反应器具有较高的缓冲能力，总碱度在2200～2900mg/L，因此能承受较高的冲击负荷，调试运行期间曾有过3次冲击负荷，*高12kgCOD/(m3.d)，但对反应器并未形成明显影响，挥发酸基本稳定或略有升高。
4.2　污泥颗粒化
　　由于设计时对进水系统和池底反射锥作了特殊处理，同时性能优异的三相分离器确保了大量污泥的选择性截留，反应器的合理结构为颗粒污泥的出现提供了条件，坚持连续运行，逐步提高负荷，控制运行条件和挥发酸含量对颗粒污泥的形成也***重要。运行半年左右，就在池底出现大量颗粒污泥，直径约1～5mm，外形光滑，强度较高。
4.3　产气量
　　随着有机负荷的提高，产气量也相应提高，每日产气7000～10000m3，产气率为2.6～3.7m3/(m3.d)。当投配池底水时，由于主要组分为有机酸，其产气量便迅速提高。
4.4　发酵温度
　　运行期间发酵温度不必严格控制在52℃，但保证温度的连续性较为重要。有一段时间，反应器温度维持在40～50℃之间，处理效率未受很大影响。
4.5　反应器停运
　　由于车间停产或停电，反应器不能进料，反应器温度降低，对反应器均造成不良影响，但稍加恢复，即可进行正常运行。

5　主要控制措施
　　通过生产调试研究，摸索出以下主要控制条件。
5.1　pH及VFA的控制
　　pH高低变化是确定反应器进料量的一个主要参数。启动期间，厌氧出水pH均控制在7.0～7.2以上，同时将出水的VFA控制在200mg/L以下。酒精车间废水pH一般为4.0，进料时未用碱调节。废水与调节池中回流的厌氧出水消化液混合后，pH一般在7.0以上，符合进水要求。调试过程表明，在厌氧发酵过程中，只要控制好进水量和回流水量，可以省去加碱费用。在稳定运行时，可减小或停止回流。
5.2　温度连续性的控制
　　反应器温度应保持一定的稳定性，温度变化控制在±2℃/d，以利于反应池高效稳定，提高有机物的去除率。
5.3　投配负荷的控制
　　调试期间通过逐步提高废水进料量，从而达到逐步提高有机负荷的目的。

6　结论
　　(1)处理山东景芝酒厂酒精废水的***式厌氧污泥床反应器，经过调试运行取得如下稳定运行的工艺参数：有机负荷7～12kgCOD/(m3.d)，COD去除率85%～96%；进水SS大于10000mg/L，出水SS小于2500mg/L，平均去除率89%；进水BOD 23585mg/L，出水平均BOD 825mg/L，BOD去除率97%；平均产气率2.3m3/(m3.d)。
　　(2)在高悬浮物条件下，设计合理的UASB装置，控制好运行条件，连续运行一段时间，同样可以培养出颗粒污泥。
　　(3)UASB耐受悬浮物(有机物)的极限浓度可以超过一般认为的2～4g/L浓度，实践表明，对酒精废水可以超过10g/L，在此情况下，SS的去除率可达85%以上。

参考文献：
［1］刘志杰，陆正禹，梁永明等.UASB工艺处理啤酒厂废水的生产性试验研究.中国沼气，1993；11(4)：1～5