白酒酿造废水处理工艺设计

赵阳丽 王玉晓

（1、博天环境集团股份有限公司陕西分公司，陕西 西安710065 2、陕西环保集团有限责任公司，陕西 西安710065）

白酒酿造废水属于轻工业废水，具有高COD、低pH 值、SS 高、氨氮以及磷浓度高等特点，直接排向外环境，势必引起严重的环境污染问题[1-2]。目前，市面上的白酒以浓香型和酱香型为主导，由于其酿造生产工艺不同，产生的废水水量、水质差异较大。经实地调研，酱香型白酒生产废水水量是普通白酒生产废水水量的2～6 倍，污染物含量约为2 倍。赤水河流域分布较多的白酒生产企业，更是酱香型白酒的原产地和主产地，聚集了国内顶尖的酱香型白酒生产企业，占全国酱香酒生产量的77%[3-5]。

1 项目概述

四川某白酒生产基地，主要产品为酱香型白酒。生产过程中产生的废水主要包括锅底水、窖底水、地下酒库渗漏水、蒸馏工段冲洗水，制曲废水及粮食浸泡水等[6～8]。各车间废水经管网收集汇入污水处理厂的水量为2000m3/d，pH低 至 3.5，COD、BOD、TN、NH3-N、TP、SS、 色 度 分 别 高 达30000mg/L、7000mg/L、900mg/L、500mg/L、450mg/L、900mg/L、2000度。出水水质要求达到《发酵酒精和白酒工业水污染物排放标准》（GB 27631-2011）中表三要求的排放限值。

2 工艺设计

2.1 工艺流程（图1）

酱香型白酒生产废水经过管网收集后汇入格栅井去除酒糟和大粒径悬浮物后，进入调节池均质均量。调节池出水由泵提升至混凝沉淀池，并在混凝区投加NaOH、PAC 和PAM，调节pH值，去除废水中细微悬浮物、胶体微粒，同时在此进行预除磷。混凝初沉池出水溢流进入中间水池，经泵提升至EGSB 罐，利用厌氧菌降解有机物以减轻系统后续工艺的处理负荷。EGSB 罐出水自流进入两级A/O 池，利用缺氧和好氧环境条件的变化进行脱氮除磷并去除有机物。两级A/O 出水自流入二沉池进行固液分离后，通过混凝沉淀池进行后化学除磷，再经反硝化滤池脱氮。最后在通过臭氧氧化和BAF 进一步降解有机物等污染物后进入消毒池。消毒剂采用次氯酸钠，出水水质符合排放要求后外排。污泥浓缩池主要收集混凝初沉池、二沉池、混凝沉淀池的污泥。浓缩后的污泥进入板框压滤机脱水处理，脱水后泥饼含水率达60%后外运。污泥浓缩池上清液和板框压滤机的滤液经室外管网收集后回流至调节池处理。

图1 工艺流程图

污水处理系统中设置事故池，当来水水质远远超过设计值时，进水切换至事故池中进行暂存，最后通过事故泵均匀输送至调节池均质均量后进入后续处理。

2.2 主要工艺单元设计

2.2.1 调节池

1 座分2 格，主要用于均质、均量。有效池容为2000m3，HRT为24h。池体采用半地上式钢砼结构，内壁防腐。调节废水pH 值至中性。经调节池调节水质水量，进入后续水处理系统的COD、BOD、TN、NH3-N、TP、SS、色 度 分 别 为13000mg/L、4200mg/L、300mg/L、250mg/L、120mg/L、500mg/L、1000 度。

2.2.2 混凝初沉池

2 座，采用半地上钢砼结构。沉淀区表面负荷为1.5m3/(m2·h)。

2.2.3 两级EGSB 罐

两级EGSB 罐分别设2 座，利用厌氧菌群形成污泥床降解污水中的有机污染物，为后续生化系统稳定运行提供有利保障。采用钢制结构，内壁防腐。一级EGSB 罐设计容积负荷为12kgCOD/(m3·d)，二级EGSB 罐设计容积负荷为3.0kgCOD/(m3·d)，上升流速均为3.0m/h，回流比均为275%。

2.2.4 两级A/O 池

两级A/O 池分别设1 座，生物池主要作用是去除来水的有机物、硝态氮及氨氮、总磷等污染物。包括厌氧池、一级缺氧池、一级好氧池、二级缺氧池、二级好氧池。厌氧池停留时间为2h，一级缺氧池硝态氮负荷为0.027kgNO3-N/ (kgMLSS·d)，HRT 为15.7h，DO 值控制在0.5mg/L 以下。一级好氧池BOD 污泥负荷为0.081kgBOD5/kgMLSS ·d， 氨 氮 污 泥 负 荷 为0.046kgNH3-N/kgMLSS·d，MLSS 为4000mg/L，HRT 为26h，气水比为26.1:1。一级好氧池混合液回流至一级缺氧池，回流比为400%，污泥回流比为100%。二级缺氧池硝态氮负荷为0.039kgNO3-N/(kgMLSS·d)，HRT 为4h。二级好氧池BOD 污泥负荷 为 0.093kgBOD5/kgMLSS ·d， 氨 氮 污 泥 负 荷 为0.046kgNH3-N/kgMLSS·d，MLSS 为3500mg/，HRT 为4h，气水比为26.1:1L。二级好氧池混合液回流至二级缺氧池，回流比为200%，污泥回流比为100%。

2.2.5 混凝沉淀池

2 座，采用半地上钢砼结构。二沉池出水进入混凝沉淀池，投加PAC 和PAM，形成絮体，然后进入斜板沉淀池。主要功能是通过化学除磷去除水中TP，同时去除水中悬浮物、胶体物质及其他污染物。沉淀区表面负荷为1.88m3/(m2·h)。

2.2.6 反硝化滤池

2 座，采用半地上钢砼结构。反硝化滤池在本项目中作为深度去除总氮（后置反硝化）、SS 去除的强化工艺。硝态氮负荷：0.7kgTN/m2·d，滤速：2.85m/h。

2.2.7 臭氧氧化塔

4 座，臭氧氧化塔是为了进一步去除污水中难降解的有机物，采用臭氧高级氧化方法。臭氧具有较强的氧化能力，可以将污水中的难降解有机物氧化成易降解小分子物质，便于污水进一步处理。HRT 为60min，O3：COD 为3:1。配套主要设备：2 套臭氧发生器，臭氧产量为3kg/h，N=48kW；4 座臭氧氧化塔，Φ2.0×9.0m。

2.2.8 曝气生物滤池

2 座，采用半地下式钢筋混凝土结构。设计采用上向流进水方式，降解臭氧氧化处理后的小分子有机污染物及去除悬浮物，BOD 污泥负荷为0.047kgBOD5/kgMLSS·d，滤速为1.74m/h，滤料层高度1.5m，陶粒粒径为3～5mm，安装高度0.9m，气水比为反冲采用气水联合反冲洗，气冲强度为15m/h，水冲洗强度为5m/h，反洗周期24h。

2.2.9 污泥处理系统

设计1 座污泥浓缩池，采用半地上式钢砼结构。污泥浓缩时间为12h，池体极限固体通量为35kg/(m3·d)。选择过滤面积200m2的板框压滤机一台，处理能力3.0t/d；同时配备2 台(1 用1 备)污泥进料泵，Q=25m3/h，H=1.2MPa，N=25kW；2 台（1 用1 备）压榨泵，Q=6m3/h，H=186m，N=7.5kW；1 套PAM、铁盐投加装置。

3 实际运行效果

污水处理站经过一段时间稳定运行后，对系统进、出水进行连续监测（数据均为连续监测的平均值），处理前后的水质指标及去除率如表1 所示。

表1 工艺进出水水质检测值及去除率

监测结果表明，进水CODCr、BOD5、SS、NH3-N、TN 和TP 在设计进水水质左右波动，出水基本稳定在达标排放限值以下。

4 效益分析

4.1 投资与成本

本项目建设总投资8332.65 万元，吨水投资为4.16 万元。直接运行成本包括：药剂费、电费、污泥处置费以及人工费，约为9.42 元/吨水。

4.2 经济效益

EGSB 反应器沼气产率为0.45～0.50Nm3/kgCODCr，本项目两级EGSB 反应器COD 去除率高达95%，经核算，平均每天可产沼气约12950m3，按每立方米沼气1.2 元计算，每天收益1.55 万元，沼气收益为7.77 元/吨水。

4.3 环境效益

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

5 结论

5.1 该工程实践表明，针对酱香型白酒酿造废水的特点，采用“混凝初沉- 两级EGSB- 两级A/O- 后除磷- 反硝化滤池-臭氧氧化- 曝气生物滤池”工艺，运行稳定、抗冲击能力强，出水水质能到达《发酵酒精和白酒工业水污染物排放标准》(GB27631-2011)中污染物排放限值。

5.2 EGSB 厌氧处理技术其处理效果明显优于普通厌氧法，本项目采用两级EGSB 串联的方式运行，负荷高，污染物去除率高，出水携带的悬浮物少，保障了两级A/O 的进水要求。

5.3 采用“O3/BAF”组合工艺对酿酒废水进行深度处理，发挥化学氧化和生物降解的协同降解效果。O3有效去除酿酒废水生化处理出水中的残余COD，提高了废水的可生化性，为提高BAF 有效去除率提供了有利的保障，同时，利用O3的强氧化性对酿酒废水生化处理出水具有良好的脱色效果。

5.4 本项目具有良好的经济及环境效益。要充分利用沼气，防止沼气外泄对周围居民环境的污染，同时可以取得良好的经济效益。