茍梓希，李 芹，劉 陽，蘇 建，安明哲

（四川宜賓五糧液股份有限公司，四川宜賓 644000）

釀酒廢水是白酒從生產(chǎn)到貯存陳化過程中所產(chǎn)生的工業(yè)廢水[1]，主要來源于釀酒工藝的清洗和發(fā)酵蒸餾[2]，具有有機物濃度高、呈酸性、水質(zhì)水量變化較大、色度深、懸浮顆粒多等特點[2-4]，排放到河流中會引起水體的嚴重富營養(yǎng)化[2]。釀酒廢水通常的處理方法主要為物理法、化學法和生物法[4]，主要包括厭氧降解、過濾法、氣浮、酸堿中和、好氧降解、厭氧-好氧降解等[1，3，5-6]，厭氧處理包括普通厭氧消化池、厭氧接觸工藝、厭氧生物濾器、上流式厭氧污泥床反應器（UASB）、厭氧折流板反應器等，其中上流式厭氧污泥床反應器（UASB）因耐沖擊負荷、去除效率高等特點在釀酒廢水處理中得到廣泛應用[4]。上流式厭氧污泥床反應器（UASB）是荷蘭Lettinga 教授等[7]在1972—1977 年研制開發(fā)的高效反應器，UASB 厭氧反應器具有結構簡單、成本低廉、運行方便、高負荷、易于操作且維護管理簡單等優(yōu)點[8]，在廢水處理方面發(fā)揮了重要的作用[9-11]。本文主要介紹了上流式厭氧污泥床反應器的發(fā)展進程及其在釀酒廢水處理中的研究現(xiàn)狀和進展，為今后提高對釀酒廢水的處理能力提供參考借鑒。

1 UASB上流式厭氧污泥床反應器的發(fā)展進程

1.1 UASB上流式厭氧污泥床反應器的工作原理

UASB 上流式厭氧污泥床反應器的結構如圖1所示，UASB 厭氧反應器由進水分配系統(tǒng)、反應區(qū)、三相分離器、出水系統(tǒng)、排泥系統(tǒng)5 個部分組成[8]。污水自下而上通過厭氧污泥床反應器，在反應器底部是一層高濃度、高活性的污泥層，大部分的有機物在這里被轉化為CH4和CO2。中部是一個懸浮污泥層，是由消化氣的攪動和氣泡黏附污泥形成的。上部設有三相分離器，完成氣、液、固三相的分離。被分離的消化氣經(jīng)上部導出，被分離的污泥則自動落到懸浮污泥層，出水則從上部澄清區(qū)流出[7，12]。在反應器內(nèi)可以形成大量厭氧顆粒污泥，反應器的負荷很大。當水溫在30 ℃左右時，對一般的高濃度有機廢水，負荷可達10～20 kgCOD/(m3·d)。UASB上流式厭氧污泥床反應器內(nèi)形成良好的顆粒污泥床，使得有機負荷和去除率高，不需要攪拌，能適應溫度、pH 值和負荷沖擊。因此，UASB 上流式厭氧污泥床反應器是一種應用廣泛的厭氧處理設備[7]。

1.2 UASB上流式厭氧污泥床反應器的發(fā)展進程

UASB 上流式厭氧污泥床反應器內(nèi)能形成高濃度、沉降性能好的顆粒厭氧污泥，使其負荷遠遠高于其他好氧工藝和厭氧工藝[8]，由于其處理效果好、結構簡單、易于維護而被廣泛應用于廢水的處理研究[8，13-17]，且取得了一定的成果。張康[8]通過試驗研究發(fā)現(xiàn)，UASB 反應器在常溫下對城市污水中的CODcr有良好的處理效果，當CODcr進水為300 mg/L，溫度為18～28.2℃、HRT 為4 h 時，CODcr的去除率為85.55%～94.05%；溫度為16～21.1 ℃，HRT 為3 h 的條件下，CODcr的去除率為86.35%～94.60%。賴瑋毅等[18]在UASB 反應器中接種絮狀污泥和添加活性炭顆粒，發(fā)揮活性炭吸附和生物降解的協(xié)同作用，以NH4+-N 和NO2--N 的人工配水為進水，在第85 d 成功啟動反應器，在85 d 之后氨氮的去除率接近100%，且在反應器總氮容積負荷由0.086 kgN/(m3·d)提高到0.44 kgN/(m3·d)的過程中，總氮去除率穩(wěn)定在80%～95%。周少奇等[19]以普通城市污水處理廠的濃縮污泥為種泥，經(jīng)過馴化成功啟動UASB 厭氧氨氧化反應器，在反應器運行至119 d，NH4+-N、NO2--N 的去除率分別為96.6%、75.4%；將NH4+-N 濃度從50 mg/L 提高到70 mg/L，進水中NH4+-N 比NO2--N 為1∶1.32 時，NH4+-N、NO2--N、TN 的去除率分別達到了99.9%、99.9%和91.2%。王恒等[20]利用UASB 厭氧氨氧化反應器模擬人工無機含氮廢水逐漸提高進水的NH4+-N、NO2--N、基質(zhì)濃度，經(jīng)過286 d 成功啟動了反應器，隨著進水基質(zhì)濃度的增加，NH4+-N、NO2--N 和TN的去除效果逐漸提升，在第286 天NH4+-N 的去除率達91.71%、NO2--N 的去除率為99.43%以上、NRR 達到0.520 kg/(m3·d)，且在此階段出現(xiàn)大量磚紅色顆粒污泥。Sousa 等[21]將UASB 與SBR 聯(lián)用處理城市生活污水，最終出水BOD5和SS均在10 mg/L以下。Gongalves 等[22]研究用UASB 反應器和SAB浸沒曝氣式生物濾池聯(lián)用的方式處理城市生活污水，對CODcr、BOD5和SS 的去除率分別可達91%、96%和94%。

2 UASB 厭氧反應器在處理釀酒廢水中的應用進展

白酒行業(yè)是輕工業(yè)廢水排放大戶，具有高懸浮物濃度、呈酸性等特征，必須達標處理后才能向外排放[3]。UASB 上流式厭氧污泥床反應器因結構簡單，高負荷，能適應較高的溫度、pH 值和負荷沖擊、對有機物去除率高，在白酒企業(yè)釀酒廢水的處理中得到廣泛應用研究[4]。如五糧液酒廠廢水處理三站采用UASB—SBR 工藝處理釀酒廢水；貴州茅臺酒廠的釀酒廢水處理工藝為UASB—生物接觸氧化法-中控纖維膜過濾；河北衡水老白干處理釀酒廢水采用UASB—SBR 工藝；四川綿陽豐谷酒業(yè)采用水解酸化—UASB—SBR—水生生物進化處理工藝[4，23-24]。王倩等[25]因UASB 上流式厭氧污泥反應器適用于降解好氧反應所不能降解及難降解的有機物，研究UASB、缺氧、二級接觸氧化組合工藝處理高濃度釀酒廢水，取得了良好的處理效果，工藝如圖2所示，進水CODcr為10000 mg/L、BOD5為4000 mg/L、SS為3500 mg/L、NH3-N為350 mg/L，經(jīng)處理后CODcr、BOD5、SS、NH3-N 去除率達99.32%、99.38%、97.47%、96.21%，且降低了運行成本、減少能源費用的支出，該工藝具有運行穩(wěn)定、耐沖擊負荷能力強、高效低耗、結構緊湊、占地面積小等特點。王定輝[12]采用UASB與生物接觸氧化法處理工藝處理高濃度釀酒廢水，進水CODcr為18900 mg/L、BOD5為6000 mg/L以上、SS為213 mg/L，經(jīng)處理后，出水CODcr為56.7 mg/L、BOD5為24 mg/L、SS 為42.6 mg/L，對CODcr、BOD5、SS 的 去 除 率 可 達99.7%、99.6%、80%，此工藝污水處理效果明顯，出水達到相應的排放標準，在青海省應用尚屬首次。趙先芝[26]等采用UASB-SBR 組合工藝對釀酒廢水進行集中處理，進水CODcr為8280 mg/L、BOD5為3350 mg/L、SS 為700 mg/L、NH3-N 為211 mg/L，經(jīng)處理后，出水CODcr為85.7 mg/L、BOD5為21.5 mg/L、SS 為53 mg/L、NH3-N 為7.24 mg/L，對CODcr、NH3-N、SS、濁度的去除率分別達到95%、90%、99%、91%，出水可達《污水綜合排放標準》（GB 8978—1996）一級標準，UASB 在整個工藝中對CODcr去除起著重要的作用。連學林[27]采用UASB+UASB 兩級厭氧反應器在室溫條件下處理五糧液酒廠的高濃度釀酒廢水，CODcr進水為15000～20000 mg/L、SS 為1050～1510 mg/L，經(jīng)處理后出水CODcr低于300 mg/L、SS 低于200 mg/L，CODcr去除率可達95%、SS 去除率可達80%，出水能達到國家排放標準（GB 8978—1996）。李德旺[28]采用UASB+兩級生化處理工藝處理高濃度勁酒毛鋪基酒廢水，經(jīng)處理后CODcr由進水的10000 mg/L 降低至出水的63 mg/L，且處理后出水BOD5為8.44 mg/L、SS 為20 mg/L、氨氮為1.98 mg/L，均達到《污水綜合排放標準》（GB 8978—1996）的一級排放標準。熊誠[4]采用UASB 厭氧反應器對中小型醬香型白酒企業(yè)的高濃度釀酒廢水進行處理研究，釀酒廢水中的底鍋水和窖底水按體積比5∶1 混合樣、進水COD 為24000 mg/L 時，經(jīng)UASB 厭氧反應器高溫厭氧消化處理后其COD去除率可達90.84%。

3 結論

隨著污水厭氧處理技術的發(fā)展，UASB 上流式厭氧污泥床反應器在廢水尤其是釀酒廢水的處理中得到廣泛應用。本文總結了UASB 的發(fā)展進程及在釀酒廢水處理中的研究進展，UASB 厭氧反應器在廢水和釀酒廢水中對CODcr、SS、NH3-N 等都有較高的去除率，且經(jīng)處理后出水達標排放。UASB 厭氧反應器結構簡單、適應性高、耐沖擊負荷在酒廠處理釀酒廢水中得到廣泛的應用?？梢詮母牧糢ASB 反應器、與其他厭氧或好氧處理設備聯(lián)用等方面著手，提高釀酒廢水的處理能力，這對UASB 的發(fā)展及其白酒行業(yè)釀酒廢水的處理發(fā)展都有著極其重要的意義。