UASB-CASS工藝處理酒精廢水

      某酒精廠(chǎng)以玉米為原料生產(chǎn)酒精和生物蛋白飼料，年產(chǎn)酒精15000t，生物蛋白飼料10000t。其生產(chǎn)工藝為：玉米原料→粉碎(過(guò)篩)→配料→預煮→高壓蒸煮→糖化→發(fā)酵→粗餾→精餾→酒精成品。粗餾下的醪液經(jīng)板框壓濾后產(chǎn)生的固形物經(jīng)烘干、配兌、制成生物蛋白飼料。所排廢水主要是粗餾塔的廢醪液以及其他車(chē)間的冷卻水、洗滌水和沖洗水等一些較低濃度的廢水。工程采取了多項節水措施，如：(1)冷卻水自低溫至高溫多次循環(huán)套用，最后用于拌料；(2)鍋爐排水用作水膜除塵器的補充水；(3)醪液經(jīng)固液分離后液體回用于拌料；(4)減少設備沖洗水等。項目廢水排放量約為418m3/d。酒精廢醪液以有機物為主，廢水CODCr濃度高，本工程采用UASB-CASS處理系統對酒精廢水進(jìn)行處理，保證了廢水出水水質(zhì)能夠穩定達標。

1 廢水水質(zhì)

        工程廢水水質(zhì)情況見(jiàn)表1。廢水排放量為418m3/d，設計水量為500m3/d，處理后出水水質(zhì)要求達到GB8978-1996《污水綜合排放標準》中的二級排放標準(表1)。

2 處理工藝

2.1 工藝流程(圖1)

        粗餾塔的廢醪液經(jīng)提取生物飼料后，其工藝廢水首先進(jìn)入調節沉淀池除去部分顆粒物，經(jīng)調節水量、pH值，均化水質(zhì)，然后進(jìn)入UASB反應器，在此降解了大部分難降解有機物，提高廢水的可生化性，出水再與工程所產(chǎn)生的無(wú)污染物水混合后進(jìn)入CASS池，以去除可生物降解的污染物后達標排放。
 
2.2 工藝說(shuō)明

        本廢水處理系統采用厭氧處理制取沼氣，好氧處理達標排放的技術(shù)路線(xiàn)。

        (1)調節沉淀池：首先采用將廢水中較大的顆粒物去除，調節pH值，作為預處理工序，為后續生化處理工序創(chuàng )造條件，同時(shí)削減部分有機污染物。

        (2)厭氧處理采用兩級UASB反應器，UASB反應器主體為無(wú)填料的容器，廢水由反應器底部進(jìn)入，其中含有大量厭氧污泥。由于廢水以一定的流速自下向上流動(dòng)以及厭氧過(guò)程產(chǎn)生大量沼氣的攪拌作用，廢水與污泥充分混合，有機質(zhì)被吸附分解。又由于反應器中可以形成沉淀性能非常好的顆粒污泥，能夠允許較大的上升流速和很高的容積負荷，兩級UASB處理對CODCr的去除率可以高達95%，BOD5去除率高達96%，是CODCr、BOD5的主要去除場(chǎng)所。

        (3)好氧處理采用CASS反應池。由于厭氧處理出水可生化性很差，必須對好氧工藝加以強化，方可實(shí)現達標，根據我院對可生化性較差的廢水進(jìn)行好氧處理多年的應用與研究經(jīng)驗，采用CASS工藝是一種合適的選擇。CASS工藝的曝氣與非曝氣階段不斷重復，將生物反應過(guò)程和泥水分離過(guò)程結合在一個(gè)池子中進(jìn)行。其流程由進(jìn)水、反應、沉淀、閑置等基本過(guò)程組成，實(shí)行連續進(jìn)水、靜態(tài)沉淀和間歇排水，對污染物質(zhì)降解經(jīng)歷著(zhù)“好氧-缺氧-厭氧”交替運行的過(guò)程，加之采用延時(shí)曝氣與生物選擇，有效地促進(jìn)了難降解有機物的好氧生化。

        CASS工藝的優(yōu)點(diǎn)：運行費用省，自動(dòng)化控制程度高，管理方便；氧的吸收率高；運行靈活，可根據實(shí)際情況改變運行方式。

2.3 主要構筑物及工藝參數

        本廢水處理工程主要構筑物為調節沉淀池、UASB反應器、CASS池、污泥濃縮池等。其設計參數見(jiàn)表2。

3 運行效果(表3)

4 經(jīng)濟技術(shù)分析

        該酒精廠(chǎng)污水處理站設計處理水量500m3/d，工程總造價(jià)280萬(wàn)元，勞動(dòng)定員6人。廢水處理裝置的運行費用約為2.52元/t，每噸水產(chǎn)生的沼氣利用收益10元左右，因此該工程不僅解決了廢水的污染問(wèn)題，還帶來(lái)了可觀(guān)的經(jīng)濟效益。從經(jīng)濟上、技術(shù)上分析，該工程采用UASB-CASS處理系統工藝技術(shù)可靠、經(jīng)濟合理，能保證廢水穩定達標排放。

5 結論及經(jīng)驗

        (1)采用UASB-CASS工藝處理酒精廢水具有工藝簡(jiǎn)單，運行可靠，節省投資，日常維護簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，工程運行實(shí)踐表明，該工藝運行穩定，各項污染物指標能夠達到GB8978-1996《污水綜合排放標準》二級標準的要求。

        (2)UASB反應器的啟動(dòng)是整個(gè)工程能夠順利運行的關(guān)鍵，啟動(dòng)過(guò)程分成兩個(gè)主要階段進(jìn)行：首先采用低濃度進(jìn)水且保持進(jìn)水濃度不變，逐漸增加進(jìn)水量以提高有機負荷直至達到設計進(jìn)水量；然后保持進(jìn)水量不變，逐漸增加廢水濃度以提高有機負荷直至達到設計進(jìn)水濃度。當UASB反應器達到了設計的水質(zhì)水量，反應器中形成顆粒污泥則進(jìn)入穩定運行期。

        (3)醪液廢水經(jīng)厭氧處理可產(chǎn)生大量的沼氣，每噸醪液厭氧發(fā)酵約可獲得沼氣22m3。產(chǎn)生的沼氣用于飼料熱風(fēng)爐烘干，剩余沼氣通入鍋爐內燃燒。每利用1m3沼氣相當于產(chǎn)生0.5元的收益，具有良好的經(jīng)濟效益。