某酒精廠以玉米為原料生產酒精和生物蛋白飼料，年產酒精15000t，生物蛋白飼料10000t。其生產工藝為：玉米原料→粉碎(過篩)→配料→預煮→高壓蒸煮→糖化→發酵→粗餾→精餾→酒精成品。粗餾下的醪液經板框壓濾后產生的固形物經烘干、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套用，比較后用于拌料；(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行處理，保證了廢水出水水質能夠穩定達標。
1 廢水水質
工程廢水水質情況見表1。廢水排放量為418m3/d，設計水量為500m3/d，處理后出水水質要求達到GB8978-1996《污水綜合排放標準》中的二級排放標準(表1)。
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表1廢水水質(mg/l) |
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pH |
COD |
BOD |
SS |
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廢水水質 |
3.9 |
21200 |
10600 |
3810 |
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排放標準 |
6-9 |
150 |
30 |
150 |
2 處理工藝
2.1 工藝流程(圖1)
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粗餾塔的廢醪液經提取生物飼料后，其工藝廢水首先進入調節沉淀池除去部分顆粒物，經調節水量、pH值，均化水質，然后進入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，出水再與工程所產生的無污染物水混合后進入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路線。
(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造條件，同時削減部分有機污染物。
(2)厭氧處理采用兩級UASB反應器，UASB反應器主體為無填料的容器，廢水由反應器底部進入，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以及厭氧過程產生大量沼氣的攪拌作用，廢水與污泥充分混合，有機質被吸附分解。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，方可實現達標，根據我院對可生化性較差的廢水進行好氧處理多年的應用與研究經驗，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，將生物反應過程和泥水分離過程結合在一個池子中進行。其流程由進水、反應、沉淀、閑置等基本過程組成，實行連續進水、靜態沉淀和間歇排水，對污染物質降解經歷著“好氧-缺氧-厭氧”交替運行的過程，加之采用延時曝氣與生物選擇，有效地促進了難降解有機物的好氧生化。
CASS工藝的優點：運行費用省，自動化控制程度高，管理方便；氧的吸收率高；運行靈活，可根據實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。其設計參數見表2。
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3 運行效果(表3)
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4 經濟技術分析
該酒精廠污水處理站設計處理水量500m3/d，工程總造價280萬元，勞動定員6人。廢水處理裝置的運行費用約為2【水處理設備】.52元/t，每噸水產生的沼氣利用收益10元左右，因此該工程不僅解決了廢水的污染問題，還帶來了可觀的經濟效益。從經濟上、技術上分析，該工程采用UASB-CASS處理系統工藝技術可靠、經濟合理，能保證廢水穩定達標排放。
5 結論及經驗
(1)采用UASB-CASS工藝處理酒精廢水具有工藝簡單，運行可靠，節省投資，日常維護簡單等特點，工程運行實踐表明，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反應器的啟動是整個工程能夠順利運行的關鍵，啟動過程分成兩個主要階段進行：首先采用低濃度進水且保持進水濃度不變，逐漸增加進水量以提高有機負荷直至達到設計進水量；然后保持進水量不變，逐漸增加廢水濃度以提高有機負荷直至達到設計進水濃度。當UASB反應器達到了設計的水質水量，反應器中形成顆粒污泥則進入穩定運行期。
(3)醪液廢水經厭氧處理可產生大量的沼氣，每噸醪液厭氧發酵約可獲得沼氣22m3。產生的沼氣用于飼料熱風爐烘干，剩余沼氣通入鍋爐內燃燒。每利用1m3沼氣相當于產生0.5元的收益，具有良好的經濟效益。
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