酿造废水处理工程技术
1.项目概述
国内某酿酒企业的主要产品是白酒和原酒。其原料为谷物等淀粉质谷物，生产方法为淀粉质原料发酵。为了取得更好的环境、社会和经济效益，需要建设一座日处理能力为400m3的高浓度啤酒废水的污水处理站。本项目实行“清污分流”，冷却水单独收集循环使用，废水主要来自锅炉底水和冲洗水。结合啤酒废水的水质特点，本工程采用UASB+A/DAT-IAT主体生化处理工艺，具有资源循环利用、处理成本低、自动化程度高等特点。
2.废水来源、水质和处理要求
2.1废水的来源和特性
白酒废水的特点是有机物、悬浮物含量高，可生化性强。主要含有淀粉、糖、蛋白质、纤维素等高分子有机物。废水主要包括酒精酒糟、酿造设备冲洗水、生产车间地面冲洗水等。酒精酒糟经固液分离后可循环利用，作为蛋白饲料。
2.2废水质量
污水处理站设计水质指标为CODCr=10000mg/L，BOD5=6000mg/L，SS=4000mg/L，pH=3.5~6.0。
2.3废水处理要求
处理后的废水应达到《发酵酒精及白酒行业水污染物排放标准》(GB27631—2011)表2中规定的排放标准，具体指标为:COD≤100mg/L，BOD5≤30mg/L，SS≤50mg/L，NH3-N≤10mg/L，TN ≤ 20mg/L
3.废水处理过程
酿造废水是一种高浓度生化废水。首先，必须采用厌氧处理来回收沼气资源。该项目采用高效的UASB厌氧处理系统。排放标准对废水脱氮提出了更高的要求。为保证废水稳定达标排放，工程好氧处理采用A/DAT-IAT序批式法，具有自控程度高、脱氮效果理想的特点。
3.1废水厌氧处理
厌氧处理是处理高浓度有机废水的一种经济方法。本项目的UASB系统由反应区、沉淀区和气室组成。反应器自下而上由高浓度污泥床和相对低浓度悬浮污泥层组成。污泥床和悬浮污泥层为反应区，反应区上部设有三相分离器。
废水从污泥床的底部进入，并与污泥床中的污泥混合。废水中的有机物被微生物分解产生沼气。在上升的过程中，微小的沼气气泡融合，逐渐形成较大的气泡。由于气泡上升引起的强烈搅拌，在污泥床上形成悬浮污泥层。沼气气泡、废水和厌氧活性污泥的混合物上升至三相分离器。当气泡上升到分离器的下反射器时，它们被有效地分离并被排放到空气室中。污泥和水通过通道进入三相分离器的沉淀区。在重力作用下，上清液从沉淀区上部排出，沉淀区下部的污泥沿斜壁返回反应区。在一定的水力负荷下，大部分污泥颗粒可以留在反应区内，使反应区内存在高浓度的颗粒污泥。酒精废水排水温度较高，可以满足中温消化对水温的要求。反应器内污泥浓度高，平均浓度为30 ~ 40g/L，底部污泥床浓度为60 ~ 80g/L，悬浮层浓度为5 ~ 7g/L，系统内污泥浓度高使得UASB反应器具有抗冲击能力强、有机负荷高、水力停留时间短的特点，容积负荷为10 ~ 20k g cod/(m3·d)，污泥床无需填充载体填料，节省了建设成本，避免了堵塞和维护等问题。
3.2废水的好氧处理
A/DAT-IAT工艺是由SBR工艺改进而来的污水处理工艺。其污染物去除机理与传统SBR基本相同，只是结构的组合和控制不同。污水进入A池与回流污泥混合进行生物选择，经DAT池好氧生物处理后进入IAT池。由于连续曝气起到了水力平衡的作用，提高了整个工艺的稳定性。进水过程仅在A/DAT池中进行，排水过程仅在IAT池中进行，进一步提高了整个生物处理系统的可调性，有利于有机物的去除。
部分剩余污泥从IAT槽回流至A槽，部分混合液从IAT槽回流至DAT槽。与其他连续间歇工艺相比，A/DAT处理系统是一种更加灵活的反应器，使A/DAT池和IAT池保持较长的泥龄和较高的污泥浓度，具有较强的抗冲击负荷能力。
在A/DAT-IAT系统中，A池是生物选择区，DAT池是主反应区。污水不断流入DAT池，与IAT池返回的混合液混合，不断曝气，充分利用活性污泥的降解作用，去除大部分可溶性有机污染物。IAT池与传统SBR池功能相同，不同的是采用连续进水，IAT池中的滗水器将上清液滗水，同时排出剩余污泥。由于A/DAT池对进水水质的调节、平衡和生物选择作用，进入IAT池的水质稳定，有机物负荷低，对水质变化的适应性强。另外，间歇曝气可以形成好氧-缺氧-厌氧交替的不同环境，因此系统可以同时去除BOD5和氮磷。
3.3废水脱氮处理
在厌氧条件下，废水中的蛋白质水解成氨基酸，然后转化为氨氮。同时，废水中的核酸、脂肪胺、氨基糖等有机氮也转化为氨氮，废水中氨氮的含量迅速增加。厌氧菌通过自我繁殖可以去除40%的氨氮，剩余的氨氮在达特-IAT池中去除。DAT反应池一直曝气，废水处于好氧生化状态。IAT反应池的曝气、沉淀和滗水过程交替进行，废水处于好氧和缺氧交替状态。在好氧条件下，废水中的氨氮被硝化菌转化为硝态氮，而在缺氧条件下，反硝化菌将硝态氮还原为氮气，与水分离，去除率可达95%。
厌氧-缺氧-好氧的环境使得这个污水系统具有很好的脱氮效果，并且工艺设计中的滗水率很低，总水力停留时间达到32h，可以达到很好的脱氮效果。
3.4废水处理工艺流程(见下图)
4.废水处理工程的主要内容
4.1网格、网格井
设计筛网去除进水中的杂质，避免堵塞水泵，影响后续处理系统。栅网放置在栅网井内，栅渣定期装车运输，用于饲料。人工网格1套，20目网格孔，网格宽1000mm，材料304SS，网格井尺寸2.5×1.0×2.0m3
4.2事故池
用于储存事故排放的废水，正常工作状态下空置。设有事故池一座，池体尺寸为10.0×10.0×3.5m3，有效容积为300m3，事故污水提升泵一台，单台流量为15m3/h，电机功率为0.75kW 4.3初沉池
酒精废水中的悬浮物是通过投加混凝剂和絮凝剂沉淀去除的。沉淀物含有大量残渣，可用作饲料，需要回收。设计一座沉淀池，尺寸为8.0×4.0×3.5m3，有效容积为96m3，水力停留时间为4h。池内设置两台污泥提升泵(一台备用)，单台流量6.0m3/h，电机功率2.2kW
4.4污泥浓缩池
用于储存沉淀池中的沉淀物，尺寸为8.0×4.5×3.5m3，有效容积为108m3。配备电机功率1.5kW的40m2板框压滤机和单机流量5.0m3/h、电机功率2.2kW的污泥螺杆泵
4.5一级水解调节池
由于废水水质水量变化较大，设置调节池使水量均匀，用穿孔管进行间歇曝气和搅拌。设有一级水解调节池，容积为10.0×8.0×3.5m3，有效容积为240m3，水力停留时间为12h。
4.6二级水解调节池
起到预酸化的作用。设置一个二级水解调节池，其容积为10.0×8.0×3.5m3，有效容积为240m3，水力停留时间为12h。提升泵两台(一台备用)，单台流量20m3/h，电机功率3.7kW。
4.7 UASB反应器
采用中温厌氧消化，设计有机负荷为5kg cod/(m3·d)。该处理段可去除废水中80%以上的有机物。主要设计参数:UASB反应器1套，玻璃钢处理，尺寸8.0×8.0×11.0m3，有效水深10.0m，有效容积640m3，有机负荷5kg COD/(m3·d)，水力停留时间32小时，沼气产量0.4m3/kgCOD。一整套沼气收集系统。
4.8厌氧沉淀池
设置沉淀池沉淀UASB出水，污泥回流至UASB池，沉淀池大小为4.0×4.0×5.0m3，有效容积为72m3。设置两台污泥回流泵(一台备用)，单机流量6.0m3/h，电机功率2.2kW
4.9年月日-IAT池
在本项目中，建造了一个A/DAT-IAT储罐，并且A/DAT储罐连续运行。IAT池运行周期为8小时，进水1.5小时，曝气4小时，沉淀1.5小时，滗水1小时，无闲置时间。A/DAT-IAT池的主要设计参数:池的尺寸为6.0×4.0×5.0m3，有效容积为108m3，两个叶轮，电机功率为0.37 kw；1个DAT-IAT池的尺寸为20.0×5.0×5.0m3，有效容积为450m3，气水比为90:1，污泥负荷为0.1 kg BOD/kg MLSS d，混合液浓度为3500mg/L 两台变频风机(一用一备)，供风量12 m3/L，滗水率25%，两台回流泵(一用一备)，单机流量18m3/h，电机功率1.5kW，两台污泥回流泵(一用一备)，单台流量10m3/h，电机功率0.75kW
4.10倾析池
有一个滗水池，尺寸为5.0×4.0×5.0m3，有效容积为90m3，配有两台清水提升泵(一台备用)，单台流量为16m3/h，电机功率为1.5kW
4.11空气浮选机
配备一台气浮机，电机功率为5.5kW
5.摘要
施工期间，企业采用完善的污水分流，保证了废水站水质的稳定，使污水处理运行良好。
采用UASB工艺，厌氧处理能耗低，系统产沼气稳定，减少了企业锅炉煤气的消耗，节约了大量的运行费用和生产成本。UASB水池采用完善的防腐处理，防腐层多年完好无剥落，保证了工程主体的使用寿命。
系统设计采用了较低的设计负荷，留有较大的改进空间，已稳定运行多年。
系统自动化程度高，可通过在线监测水位、碱度、溶解氧等实时调整系统运行参数。，而且只有酒厂原来的维修人员需要定期检查污水站。该系统已运行多年，由于负荷较低，无需排泥，保证了污水处理厂稳定达标排放。
污水站废水呈弱酸性。在运行的初始阶段，需要流出物回流来中和废水的酸性。稳定运行后，系统的缓冲能力增强，不允许回流。淡季废水量过少时，适当加入片碱，以维持系统的碱性，防止系统酸化，维持系统稳定。(来源:广东省环保产业协会、中国环保产业协会)
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