引言

湖南某酒業(yè)有限公司在其白酒生產(chǎn)、釀造過程中會(huì)排放高濃度的有機(jī)廢水，廢水成分復(fù)雜，污染物濃度高，可生化性好、懸浮物濃度高、酸性物質(zhì)多等特點(diǎn)，若不經(jīng)過有效處理直接排放，將會(huì)極大污染周邊生態(tài)環(huán)境。本項(xiàng)目采用“沉砂/集水池+斜篩/pH調(diào)節(jié)池+UASB+好氧”工藝處理該廢水，出水各項(xiàng)指標(biāo)能穩(wěn)定達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB8978-1996表4一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)后達(dá)標(biāo)排放，該項(xiàng)目的成功實(shí)施，可為同類型白酒釀造企業(yè)廢水達(dá)標(biāo)治理提供有效參考。

1 工程概況本項(xiàng)目通過對(duì)生產(chǎn)車間各工段排水及廠區(qū)生活污水排放情況進(jìn)行詳細(xì)調(diào)研后，最終確定設(shè)計(jì)規(guī)模為400 m3/d，污水站廢水主要來自于釀酒車間冷卻水、蒸餾操作的洗滌水、蒸餾鍋底排水、蒸餾工段地面沖洗水、發(fā)酵池滲瀝水；地下酒庫滲漏水；灌裝車間的酒瓶沖洗水；“下沙”“糙沙”工藝操作期的原輔材料沖洗和浸泡排放水；鍋爐房水膜除塵水以及廠區(qū)員工和生活過程中產(chǎn)生的一些生活污水。各種廢水經(jīng)混合收集處理后，CODcr、BOD5、SS等主要污染物指標(biāo)達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB8978-1996表4一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)后達(dá)39標(biāo)排放，本項(xiàng)目具體設(shè)計(jì)進(jìn)、出水水質(zhì)指標(biāo)詳見表1。

2 工藝流程本項(xiàng)目廢水具有如下特點(diǎn)：①污染物濃度高；②可生化性好，易生化降解；③廢水間歇排放；④廢水pH值較低、酸性強(qiáng)，廢水中含大量如脂肪酸、氨基酸、羧酸、乙醇、醛、酯類物質(zhì)；⑤廢水來水溫度較高；⑥固體懸浮物含量高，主要為蒸餾鍋底排放時(shí)帶入的酒糟以及原輔材料沖洗過程中帶入污水站的懸浮物。根據(jù)本項(xiàng)目廢水特點(diǎn)及污水實(shí)際收集情況，經(jīng)過綜合分析比選，最終擬確定采用“沉砂/集水池+斜篩過濾/pH調(diào)節(jié)（冷卻塔）”的前端物化預(yù)處理工藝，有效去除廢水中無機(jī)顆粒以及密度比較大的有機(jī)懸浮物，適當(dāng)降低廢水中懸浮物SS的濃度，同時(shí)通過投加液堿來提高廢水pH值，保證厭氧系統(tǒng)的處理效果；之后通過“厭氧+好氧”生化組合處理工藝，進(jìn)一步對(duì)廢水中的有機(jī)污染物進(jìn)行徹底降解，確保各項(xiàng)出水指標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。本工程最終采用“沉砂/集水池+斜篩過濾/pH調(diào)節(jié)池+UASB+好氧”的主體工藝流程，如圖1所示。車間廢水通過排污溝渠及管道自流進(jìn)入污水站，首先通過沉砂池將進(jìn)水中的無機(jī)顆粒沉淀去除，無機(jī)泥沙定期外運(yùn)處置，沉砂池內(nèi)設(shè)置穿孔攪拌裝置，對(duì)有機(jī)懸浮物進(jìn)行攪拌吹脫，使其進(jìn)入下一工段處理。之后污水在集水池通過提升泵提升至斜篩/ pH調(diào)節(jié)池，廢水通過篩網(wǎng)時(shí)攔截廢水大顆粒有機(jī)懸浮物，之后流入調(diào)節(jié)池進(jìn)行均質(zhì)、均量調(diào)節(jié)，通過加酸調(diào)節(jié)pH值至中性，調(diào)節(jié)池端設(shè)置冷卻塔，當(dāng)夏季溫度較高時(shí)，開啟冷卻塔降溫，使廢水溫度降至35 °C，保證后續(xù)生化系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。出水通過泵提至UASB池。在UASB池內(nèi)，廢水經(jīng)歷整個(gè)厭氧過程，包括水解發(fā)酵階段、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段和產(chǎn)甲烷階段，通過在UASB池內(nèi)設(shè)置三相分離器，實(shí)現(xiàn)氣、液、固三相分離，厭氧污泥被三相分離器截流返回至反應(yīng)器中繼續(xù)參加厭氧反應(yīng)，產(chǎn)生的沼氣經(jīng)集氣系統(tǒng)收集后經(jīng)水封罐、脫硫罐后采用沼氣火炬燃燒高空排放，廢水在厭氧條件下，通過各種微生物的協(xié)同作用，將廢水中的各種難降解有機(jī)污染物降解為各種小分子有機(jī)物以及水、二氧化碳、甲烷等，厭氧池出水經(jīng)集水槽收集后自流進(jìn)入后端好氧生化系統(tǒng)繼續(xù)進(jìn)行處理。好氧系統(tǒng)采用活性污泥法工藝，通過好氧微生物代謝將廢水中殘留的有機(jī)物徹底降解為CO2和H2O，之后好氧系統(tǒng)的泥水混合物自流進(jìn)入在二沉池進(jìn)行泥水分離，污泥在底部沉積，通過污泥泵抽吸回流到前端好氧系統(tǒng)，上部清液通過出水槽流至標(biāo)準(zhǔn)排放口，通過計(jì)量檢測(cè)后達(dá)標(biāo)排放。厭氧系統(tǒng)產(chǎn)生的污泥排至污泥儲(chǔ)池，好氧系統(tǒng)產(chǎn)生的生化污泥通過污泥泵抽至污泥儲(chǔ)池，厭氧與好氧污泥混合后，通過螺桿泵送至疊螺式脫水機(jī)進(jìn)行脫水，最終得到含水率約為82%的干化污泥，干化污泥在脫水間暫存后，定期外運(yùn)處置。

3 主要工藝單體設(shè)計(jì)

3.1 沉砂/集水池集水池用于收集廠區(qū)廢水，同時(shí)集水池前端進(jìn)行分隔內(nèi)設(shè)沉砂斗，用于去除管道中的一些無機(jī)泥沙，定期清砂處理。設(shè)計(jì)尺寸為6.0 m×1.0 m×3.0 m，有效水深1.5 m，設(shè)計(jì)停留時(shí)間為35 min。池內(nèi)設(shè)置空氣穿孔攪拌，防止集水池內(nèi)有機(jī)物沉積發(fā)酵，沉砂池末端設(shè)置潛水排污泵2臺(tái)，1用1備，池內(nèi)壁進(jìn)行環(huán)氧樹脂玻璃鋼防腐處理。

3.2 斜篩 / pH值調(diào)節(jié)池斜篩網(wǎng)置于調(diào)節(jié)池之上，傾斜角度為60°，用于攔截糟渣等固體懸浮物，調(diào)節(jié)池對(duì)廢水進(jìn)行調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)pH值至中性，保持溫度在35 °C以內(nèi)（當(dāng)來水溫度超過35 °C時(shí)，開啟冷卻塔內(nèi)循環(huán)泵，進(jìn)行降溫處理）。設(shè)計(jì)尺寸為10.0 m×6.0 m×4.0 m，有效水深3.5 m，設(shè)計(jì)停留時(shí)間為12.5 h，設(shè)計(jì)液堿（30%）投加量為150 mg/L。池內(nèi)設(shè)置穿孔攪拌裝置，防止有機(jī)懸浮物沉積，設(shè)置潛水排污泵2臺(tái)，1用1備，斜篩網(wǎng)1套，SS304材質(zhì)，目數(shù)為60目，冷卻塔1臺(tái)，立式管道泵2臺(tái)（冷卻塔內(nèi)循環(huán)用），1用1備，在線液堿投加裝置1套，池內(nèi)壁進(jìn)行環(huán)氧樹脂玻璃鋼防腐處理。

3.3UASB池UASB池采用升流式脈沖布水，設(shè)計(jì)水量16.7 m3/h，設(shè)計(jì)孔口流速1.5 m/s，配水孔服務(wù)面積為1.0 m2/個(gè)。設(shè)計(jì)尺寸為9.0 m×6.0 m×8.0 m，池體有效水深7.5 m，設(shè)計(jì)停留時(shí)間為24.3 h，有效容積負(fù)荷4.4 kg / （m3·d）（以CODcr計(jì)），沼氣產(chǎn)率0.5 m3/kgCOD，反應(yīng)區(qū)上升流速為0.5m/h，厭氧污泥濃度（MLSS）為8000 mg / L，設(shè)置虹吸脈沖式布水器1臺(tái)，污水內(nèi)循環(huán)泵2臺(tái)（1用1備），厭氧三相分離器1套，沼氣處理配套的水封罐、氣液分離器、干式脫硫裝置及全自動(dòng)點(diǎn)火沼氣燃燒裝置各1套，池內(nèi)壁進(jìn)行環(huán)氧煤瀝青進(jìn)行防腐處理。

3.4A/O池好氧池采用傳統(tǒng)活性污泥法，設(shè)計(jì)水量16.7 m3/h。設(shè)計(jì)尺寸為10.0 m×6.0 m×4.5 m，池體有效水深為4.0 m，設(shè)計(jì)停留時(shí)間14.4 h，好氧污泥濃度（MLSS）為3000 mg/L，污泥COD負(fù)荷0.23 kg /（kg·d），設(shè)計(jì)氣水比12∶1，污泥回流比100%，曝氣系統(tǒng)采用管式微孔曝氣器，設(shè)計(jì)通氣量為6~8 m3/（m·h），通過設(shè)置在線溶氧儀監(jiān)測(cè)好氧池內(nèi)溶解氧濃度。

3.5 二沉池采用平流式二沉池對(duì)好氧池內(nèi)泥水混合物進(jìn)行固液分離，上清液通過出水槽排放，底部污泥沉積后通過污泥泵抽至好氧池前端。設(shè)計(jì)尺寸8.0 m×4.0 m×4.5 m，設(shè)計(jì)有效水深為4.0 m，前端配水區(qū)尺寸1.5 m×3.0 m×4.0 m，清水區(qū)表面負(fù)荷為0.85 m3/（m2h），二沉池設(shè)置虹吸泥機(jī)1臺(tái)，污泥回流泵2臺(tái)（1用1備，兼排放用）。

3.6 標(biāo)準(zhǔn)排放口標(biāo)準(zhǔn)排放口對(duì)二沉池出水流量進(jìn)行有效計(jì)量，設(shè)計(jì)尺寸5.0 m×0.8 m×1.2 m，設(shè)計(jì)有效水深為0.8 m，在標(biāo)準(zhǔn)排放口設(shè)置巴氏計(jì)量槽、孔板流量計(jì)及相應(yīng)取樣泵，及時(shí)對(duì)各項(xiàng)水質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)，保證出水達(dá)標(biāo)排放。

3.7 污泥脫水間污泥脫水間主要用于放置污泥壓濾機(jī)脫水設(shè)備，對(duì)系統(tǒng)排放的物化污泥和生化污泥進(jìn)行脫水干化處理。本項(xiàng)目設(shè)置疊螺脫水機(jī)1臺(tái)，污泥進(jìn)料泵2臺(tái)（1用1備）。

3.8 鼓風(fēng)機(jī)房鼓風(fēng)機(jī)房主要用于羅茨風(fēng)機(jī)，對(duì)生化系統(tǒng)微生物提供充足的空氣，保證微生物正常生長(zhǎng)所需要的氧氣。本項(xiàng)目設(shè)置三葉羅茨鼓風(fēng)機(jī)2臺(tái)（1用1備），軸流通風(fēng)機(jī)2臺(tái)。

4 運(yùn)行情況本項(xiàng)目2016年11月完成設(shè)備安裝及單機(jī)試運(yùn)行，經(jīng)過3個(gè)月的帶負(fù)荷系統(tǒng)調(diào)試，污水站進(jìn)、出水各項(xiàng)指標(biāo)逐步穩(wěn)定，平均處理水量約為300 m3/d，進(jìn)水COD指標(biāo)為5000~5500 mg/L，pH值為4~5，基本達(dá)到原設(shè)計(jì)指標(biāo)要求。污水經(jīng)過各工段處理后，出水CODcr、BOD5分別為60~80mg/L、8~15 mg/L，完全達(dá)到設(shè)計(jì)排放標(biāo)準(zhǔn)，目前整個(gè)污水站已穩(wěn)定運(yùn)行3年多，各單元處理效果良好，出水水質(zhì)穩(wěn)定。

5 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析本項(xiàng)目建設(shè)投資約為220萬元，其中站區(qū)土建部分投資120萬元，設(shè)備供貨及安裝投資100萬元，折算噸水投資成本5500元/m3。在污水站日常運(yùn)行過程中，運(yùn)行費(fèi)用主要包括廠區(qū)運(yùn)行人員工資費(fèi)、站區(qū)內(nèi)消耗的電費(fèi)、污水處理藥劑費(fèi)等，其他污水設(shè)備折舊、大修及日常修理費(fèi)等不包含在內(nèi)。

6 結(jié)論實(shí)踐表明，本項(xiàng)目采用“沉砂/集水池+斜篩篩網(wǎng)/pH調(diào)節(jié)池+UASB+好氧”工藝處理白酒企業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的釀造廢水，最終出水COD、BOD5可分別穩(wěn)定維持在60~80 mg / L、8~15 mg/L，達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB8978-1996表4一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)后達(dá)標(biāo)排放。該工程持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，表明該處理工藝對(duì)于該類型白酒企業(yè)產(chǎn)生的釀造類廢水處理具有較好的去除效果，最終出水水質(zhì)清澈、穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。該項(xiàng)目的成功實(shí)施，具有較好的環(huán)境效益和社會(huì)效益，同時(shí)可為同類型企業(yè)的污水處理提供參考和借鑒。本工程在實(shí)際運(yùn)行過程中，需要嚴(yán)格控制調(diào)節(jié)池pH值以及有機(jī)酸類物質(zhì)在調(diào)節(jié)池進(jìn)行發(fā)酵。因白酒原/廢料在污水站調(diào)節(jié)池內(nèi)極易發(fā)酵，容易產(chǎn)生有機(jī)酸類物質(zhì)，從而導(dǎo)致污水站調(diào)節(jié)池內(nèi)pH值偏低，同時(shí)在加堿調(diào)節(jié)pH值過程中，因酸性緩沖性物質(zhì)的影響，實(shí)際投加液堿量會(huì)偏大，故在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中需考慮一定富裕系數(shù)，不能簡(jiǎn)單按照pH值進(jìn)行計(jì)算，有條件的情況下，最好進(jìn)行小試試驗(yàn)確定。同時(shí)因廢水中污染物濃度較高，可生化性較好，導(dǎo)致厭氧系統(tǒng)沼氣產(chǎn)率較高，系統(tǒng)產(chǎn)生大量沼氣等可燃?xì)怏w，根據(jù)《沼氣處理與利用》規(guī)范要求，沼氣火炬必須設(shè)置在容易監(jiān)視的開闊地區(qū)，同時(shí)與厭氧UASB池池壁保持15 m的安全間距，經(jīng)過脫水脫硫后才能進(jìn)行燃燒和高空排放。

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