白酒釀造廢水處理工藝設計

趙陽麗 王玉曉

（1、博天環境集團股份有限公司陜西分公司，陜西 西安710065 2、陜西環保集團有限責任公司，陜西 西安710065）

白酒釀造廢水屬于輕工業廢水，具有高COD、低pH 值、SS 高、氨氮以及磷濃度高等特點，直接排向外環境，勢必引起嚴重的環境污染問題[1-2]。目前，市面上的白酒以濃香型和醬香型為主導，由于其釀造生產工藝不同，產生的廢水水量、水質差異較大。經實地調研，醬香型白酒生產廢水水量是普通白酒生產廢水水量的2～6 倍，污染物含量約為2 倍。赤水河流域分布較多的白酒生產企業，更是醬香型白酒的原產地和主產地，聚集了國內頂尖的醬香型白酒生產企業，占全國醬香酒生產量的77%[3-5]。

1 項目概述

四川某白酒生產基地，主要產品為醬香型白酒。生產過程中產生的廢水主要包括鍋底水、窖底水、地下酒庫滲漏水、蒸餾工段沖洗水，制曲廢水及糧食浸泡水等[6～8]。各車間廢水經管網收集匯入污水處理廠的水量為2000m3/d，pH低 至 3.5，COD、BOD、TN、NH3-N、TP、SS、 色 度 分 別 高 達30000mg/L、7000mg/L、900mg/L、500mg/L、450mg/L、900mg/L、2000度。出水水質要求達到《發酵酒精和白酒工業水污染物排放標準》（GB 27631-2011）中表三要求的排放限值。

2 工藝設計

2.1 工藝流程（圖1）

醬香型白酒生產廢水經過管網收集后匯入格柵井去除酒糟和大粒徑懸浮物后，進入調節池均質均量。調節池出水由泵提升至混凝沉淀池，并在混凝區投加NaOH、PAC 和PAM，調節pH值，去除廢水中細微懸浮物、膠體微粒，同時在此進行預除磷?；炷醭脸爻鏊缌鬟M入中間水池，經泵提升至EGSB 罐，利用厭氧菌降解有機物以減輕系統后續工藝的處理負荷。EGSB 罐出水自流進入兩級A/O 池，利用缺氧和好氧環境條件的變化進行脫氮除磷并去除有機物。兩級A/O 出水自流入二沉池進行固液分離后，通過混凝沉淀池進行后化學除磷，再經反硝化濾池脫氮。最后在通過臭氧氧化和BAF 進一步降解有機物等污染物后進入消毒池。消毒劑采用次氯酸鈉，出水水質符合排放要求后外排。污泥濃縮池主要收集混凝初沉池、二沉池、混凝沉淀池的污泥。濃縮后的污泥進入板框壓濾機脫水處理，脫水后泥餅含水率達60%后外運。污泥濃縮池上清液和板框壓濾機的濾液經室外管網收集后回流至調節池處理。

圖1 工藝流程圖

污水處理系統中設置事故池，當來水水質遠遠超過設計值時，進水切換至事故池中進行暫存，最后通過事故泵均勻輸送至調節池均質均量后進入后續處理。

2.2 主要工藝單元設計

2.2.1 調節池

1 座分2 格，主要用于均質、均量。有效池容為2000m3，HRT為24h。池體采用半地上式鋼砼結構，內壁防腐。調節廢水pH 值至中性。經調節池調節水質水量，進入后續水處理系統的COD、BOD、TN、NH3-N、TP、SS、色 度 分 別 為13000mg/L、4200mg/L、300mg/L、250mg/L、120mg/L、500mg/L、1000 度。

2.2.2 混凝初沉池

2 座，采用半地上鋼砼結構。沉淀區表面負荷為1.5m3/(m2·h)。

2.2.3 兩級EGSB 罐

兩級EGSB 罐分別設2 座，利用厭氧菌群形成污泥床降解污水中的有機污染物，為后續生化系統穩定運行提供有利保障。采用鋼制結構，內壁防腐。一級EGSB 罐設計容積負荷為12kgCOD/(m3·d)，二級EGSB 罐設計容積負荷為3.0kgCOD/(m3·d)，上升流速均為3.0m/h，回流比均為275%。

2.2.4 兩級A/O 池

兩級A/O 池分別設1 座，生物池主要作用是去除來水的有機物、硝態氮及氨氮、總磷等污染物。包括厭氧池、一級缺氧池、一級好氧池、二級缺氧池、二級好氧池。厭氧池停留時間為2h，一級缺氧池硝態氮負荷為0.027kgNO3-N/ (kgMLSS·d)，HRT 為15.7h，DO 值控制在0.5mg/L 以下。一級好氧池BOD 污泥負荷為0.081kgBOD5/kgMLSS ·d， 氨 氮 污 泥 負 荷 為0.046kgNH3-N/kgMLSS·d，MLSS 為4000mg/L，HRT 為26h，氣水比為26.1:1。一級好氧池混合液回流至一級缺氧池，回流比為400%，污泥回流比為100%。二級缺氧池硝態氮負荷為0.039kgNO3-N/(kgMLSS·d)，HRT 為4h。二級好氧池BOD 污泥負荷 為 0.093kgBOD5/kgMLSS ·d， 氨 氮 污 泥 負 荷 為0.046kgNH3-N/kgMLSS·d，MLSS 為3500mg/，HRT 為4h，氣水比為26.1:1L。二級好氧池混合液回流至二級缺氧池，回流比為200%，污泥回流比為100%。

2.2.5 混凝沉淀池

2 座，采用半地上鋼砼結構。二沉池出水進入混凝沉淀池，投加PAC 和PAM，形成絮體，然后進入斜板沉淀池。主要功能是通過化學除磷去除水中TP，同時去除水中懸浮物、膠體物質及其他污染物。沉淀區表面負荷為1.88m3/(m2·h)。

2.2.6 反硝化濾池

2 座，采用半地上鋼砼結構。反硝化濾池在本項目中作為深度去除總氮（后置反硝化）、SS 去除的強化工藝。硝態氮負荷：0.7kgTN/m2·d，濾速：2.85m/h。

2.2.7 臭氧氧化塔

4 座，臭氧氧化塔是為了進一步去除污水中難降解的有機物，采用臭氧高級氧化方法。臭氧具有較強的氧化能力，可以將污水中的難降解有機物氧化成易降解小分子物質，便于污水進一步處理。HRT 為60min，O3：COD 為3:1。配套主要設備：2 套臭氧發生器，臭氧產量為3kg/h，N=48kW；4 座臭氧氧化塔，Φ2.0×9.0m。

2.2.8 曝氣生物濾池

2 座，采用半地下式鋼筋混凝土結構。設計采用上向流進水方式，降解臭氧氧化處理后的小分子有機污染物及去除懸浮物，BOD 污泥負荷為0.047kgBOD5/kgMLSS·d，濾速為1.74m/h，濾料層高度1.5m，陶粒粒徑為3～5mm，安裝高度0.9m，氣水比為反沖采用氣水聯合反沖洗，氣沖強度為15m/h，水沖洗強度為5m/h，反洗周期24h。

2.2.9 污泥處理系統

設計1 座污泥濃縮池，采用半地上式鋼砼結構。污泥濃縮時間為12h，池體極限固體通量為35kg/(m3·d)。選擇過濾面積200m2的板框壓濾機一臺，處理能力3.0t/d；同時配備2 臺(1 用1 備)污泥進料泵，Q=25m3/h，H=1.2MPa，N=25kW；2 臺（1 用1 備）壓榨泵，Q=6m3/h，H=186m，N=7.5kW；1 套PAM、鐵鹽投加裝置。

3 實際運行效果

污水處理站經過一段時間穩定運行后，對系統進、出水進行連續監測（數據均為連續監測的平均值），處理前后的水質指標及去除率如表1 所示。

表1 工藝進出水水質檢測值及去除率

監測結果表明，進水CODCr、BOD5、SS、NH3-N、TN 和TP 在設計進水水質左右波動，出水基本穩定在達標排放限值以下。

4 效益分析

4.1 投資與成本

本項目建設總投資8332.65 萬元，噸水投資為4.16 萬元。直接運行成本包括：藥劑費、電費、污泥處置費以及人工費，約為9.42 元/噸水。

4.2 經濟效益

EGSB 反應器沼氣產率為0.45～0.50Nm3/kgCODCr，本項目兩級EGSB 反應器COD 去除率高達95%，經核算，平均每天可產沼氣約12950m3，按每立方米沼氣1.2 元計算，每天收益1.55 萬元，沼氣收益為7.77 元/噸水。

4.3 環境效益

項目建成后，每年可削減COD 排放量9454t，TN 排放量178.9t，TP 排放量87.2t。

5 結論

5.1 該工程實踐表明，針對醬香型白酒釀造廢水的特點，采用“混凝初沉- 兩級EGSB- 兩級A/O- 后除磷- 反硝化濾池-臭氧氧化- 曝氣生物濾池”工藝，運行穩定、抗沖擊能力強，出水水質能到達《發酵酒精和白酒工業水污染物排放標準》(GB27631-2011)中污染物排放限值。

5.2 EGSB 厭氧處理技術其處理效果明顯優于普通厭氧法，本項目采用兩級EGSB 串聯的方式運行，負荷高，污染物去除率高，出水攜帶的懸浮物少，保障了兩級A/O 的進水要求。

5.3 采用“O3/BAF”組合工藝對釀酒廢水進行深度處理，發揮化學氧化和生物降解的協同降解效果。O3有效去除釀酒廢水生化處理出水中的殘余COD，提高了廢水的可生化性，為提高BAF 有效去除率提供了有利的保障，同時，利用O3的強氧化性對釀酒廢水生化處理出水具有良好的脫色效果。

5.4 本項目具有良好的經濟及環境效益。要充分利用沼氣，防止沼氣外泄對周圍居民環境的污染，同時可以取得良好的經濟效益。