酒精廢水具有COD 高(gao)(gao)、SS 含量(liang)多、酸(suan)性強(qiang)、水量(liang)大（每(mei)生產1 t 酒精排12 t 廢水）等污染特點(dian)，屬于高(gao)(gao)濃度農產品(pin)加工有機廢水，對(dui)酒精廢水的(de)處理一般采(cai)取厭氧(yang)+好(hao)氧(yang)的(de)方(fang)式(shi)。UASB 是(shi)常用的(de)厭氧(yang)處理技術(shu)〔1, 2〕，具有有機負荷率和(he)去除率高(gao)(gao)、不(bu)需(xu)攪(jiao)拌、耐(nai)沖(chong)擊負荷性能好(hao)等特點(dian)。但UASB 在啟動運行過程中難以實(shi)現均勻布水，且容易(yi)(yi)產生溝流和(he)死角，在負荷較高(gao)(gao)時易(yi)(yi)發生污泥流失(shi)、上升流速過低等現象(xiang)〔3〕，另外(wai)對(dui)廢水中的(de)高(gao)(gao)SS 很敏感，因而(er)在實(shi)際應用中受到一定限制。

  R. R. Dague 等(deng)(deng)〔4〕在厭氧(yang)活性(xing)污(wu)(wu)泥法(fa)研究基礎上提(ti)出并發展了內循(xun)環(huan)(huan)UASB。通過對UASB 的內部結構進(jin)行改造，增加內循(xun)環(huan)(huan)工藝(yi)，內循(xun)環(huan)(huan)UASB 可用來(lai)處理垃(la)圾滲濾液等(deng)(deng)高濃度廢水(shui)(shui)〔5, 6, 7〕，相(xiang)對于常規 UASB，內循(xun)環(huan)(huan)UASB 對COD 的適(shi)應范圍更(geng)(geng)廣(guang)，可用于處理含高SS 的廢水(shui)(shui)〔8〕，具有污(wu)(wu)泥不(bu)易流失，對污(wu)(wu)染物去除率高，抗(kang)沖擊負(fu)荷能力更(geng)(geng)強，處理效果更(geng)(geng)好(hao)，接種污(wu)(wu)泥更(geng)(geng)少，顆粒污(wu)(wu)泥形成周期更(geng)(geng)短、強度更(geng)(geng)強，污(wu)(wu)泥流失量更(geng)(geng)少等(deng)(deng)特(te)點。

由于冬(dong)季(ji)氣(qi)溫較(jiao)低，UASB 內廢(fei)水(shui)(shui)的(de)(de)溫度也較(jiao)低，厭氧(yang)顆(ke)粒污泥活性受到抑制，因此冬(dong)季(ji)處(chu)(chu)(chu)理(li)廢(fei)水(shui)(shui)效果(guo)較(jiao)其他季(ji)節差〔9〕。自《發酵酒(jiu)精(jing)和白酒(jiu)行(xing)業水(shui)(shui)污染(ran)物(wu)(wu)排放標(biao)準》實施以來，酒(jiu)精(jing)廠廢(fei)水(shui)(shui)污染(ran)物(wu)(wu)排放不(bu)再執行(xing)《污水(shui)(shui)綜合排放標(biao)準》（GB 8978—1996）,酒(jiu)精(jing)廠排放廢(fei)水(shui)(shui)時有不(bu)達標(biao)現象。為(wei)了解決冬(dong)季(ji)厭氧(yang)處(chu)(chu)(chu)理(li)效果(guo)差的(de)(de)問(wen)題，并為(wei)后續好氧(yang)處(chu)(chu)(chu)理(li)提供(gong)水(shui)(shui)源，筆者研究(jiu)了采用(yong)內循環UASB 處(chu)(chu)(chu)理(li)酒(jiu)精(jing)廢(fei)水(shui)(shui)時，連續進(jin)水(shui)(shui)和大(da)流量的(de)(de)脈(mo)沖進(jin)水(shui)(shui)兩種進(jin)水(shui)(shui)方式(shi)對廢(fei)水(shui)(shui)處(chu)(chu)(chu)理(li)效果(guo)的(de)(de)影響(xiang)，以期(qi)為(wei)內循環UASB 應用(yong)于酒(jiu)精(jing)廢(fei)水(shui)(shui)的(de)(de)處(chu)(chu)(chu)理(li)提供(gong)參考〔10〕。

  1 試驗裝置與方法 1.1 試驗水質 
  試驗所用玉米酒精廢水來自河南省某大型酒精廠，其廢水處理工藝流程見圖 1。

  圖 1 廢水處理工藝(yi)流程 

該企業(ye)先對(dui)原(yuan)糟(zao)(zao)液進(jin)(jin)行(xing)(xing)固液分離，其(qi)中(zhong)濾渣干(gan)燥后(hou)(hou)用來(lai)生(sheng)(sheng)產(chan)玉米酒糟(zao)(zao)蛋白飼(si)料(liao)（DDGS），濾液則(ze)一部分回用于生(sheng)(sheng)產(chan)，一部分進(jin)(jin)入五效(xiao)(xiao)蒸發(fa)器(qi)處理(li)，從五效(xiao)(xiao)蒸發(fa)器(qi)出來(lai)的冷凝液排(pai)入污水(shui)(shui)站進(jin)(jin)行(xing)(xing)生(sheng)(sheng)化(hua)處理(li)，糟(zao)(zao)液則(ze)干(gan)燥后(hou)(hou)用來(lai)生(sheng)(sheng)產(chan)玉米酒糟(zao)(zao)蛋白飼(si)料(liao)。冷凝液與企業(ye)排(pai)放(fang)的洗滌水(shui)(shui)、冷卻(que)水(shui)(shui)、生(sheng)(sheng)活污水(shui)(shui)在(zai)污水(shui)(shui)站集水(shui)(shui)池(chi)(chi)混合(he)后(hou)(hou)，有機物(wu)濃度得到大幅度降低，該混合(he)廢水(shui)(shui)先經過(guo)格柵進(jin)(jin)行(xing)(xing)固液分離、再進(jin)(jin)入調節池(chi)(chi)冷卻(que)、zui后(hou)(hou)排(pai)入中(zhong)和(he)池(chi)(chi)，在(zai)中(zhong)和(he)池(chi)(chi)進(jin)(jin)行(xing)(xing)加堿(jian)調pH，中(zhong)和(he)池(chi)(chi)水(shui)(shui)溫基本保持在(zai)37 ℃左右。試驗于2011 年11 月14 日—12 月20 日進(jin)(jin)行(xing)(xing)，試驗用水(shui)(shui)取自中(zhong)和(he)池(chi)(chi)，具體進(jin)(jin)水(shui)(shui)水(shui)(shui)質為：COD、TP、NH3-N、SS 分別為3 150～4 230、 20.4~37.6、4.2~12.5、1 322~2 130 mg/L，pH 為5.5~7.0。

1.2 試驗裝置 
試驗采用圖 2 所示內循環UASB 裝置，該裝置由鋼板制成，尺寸為D 1 050 mm×4 150 mm，有效水深為3.85 m，有效容積為3.33 m3。

在UASB 三相分(fen)離器(qi)下面設有回(hui)流管(guan)，通過管(guan)道增壓泵將廢(fei)水(shui)回(hui)流至進液管(guan)中。回(hui)流水(shui)與原水(shui)混合后由內(nei)循環UASB 底(di)部(bu)配水(shui)系統(tong)均(jun)勻地分(fen)配到反應器(qi)底(di)面上。反應器(qi)具體運(yun)行時間(jian)和(he)運(yun)行參數如(ru)下：

連續進水(shui)階(jie)段（11 月(yue)14 日(ri)—12 月(yue)2 日(ri)）：進水(shui)流量200 L/h，回流水(shui)流量220 L/h，回流比110%，水(shui)力停留時間(jian)16.65 h，上升流速0.486 m/h，容積負荷(he) 4.64 kg/（m3·d）；

脈沖進水階段(duan)（12 月3 日—12 月20 日）：進水流量1 000 L/h，每次進水48 min，每天進水6 次，水力停留時間(jian)16.65 h，瞬(shun)時上升流速1.155 m/h，容積負荷(he)4.64 kg/（m3·d）。

 圖 2 內循(xun)環UASB 裝置  

1.3 分析項目與方法 
COD： 重鉻酸鉀法；NH3-N： 納氏試劑比色法； TP：鉬酸銨分光光度法；SS：重量法；pH：玻璃電極法；PH3： 用Agilent 4890D GC-NPD 分析測定〔11〕； VFA：磷酸酸化-氫氧化鈉滴定法〔12〕。

1.4 接種污泥 
接種污泥取自該酒精生產廠現有污水處理設施 UASB 出水沉淀池，接種污泥體積為1 000 L，SS= 42.21 g/L，VSS=22.32 g/L，VSS/SS=52.88%。內循環 UASB 啟動完成后，系統對COD 的去除率穩定在 80%左右，反應器內出現不同粒徑的顆粒污泥。

2 試驗結果與討論 2.1 對COD 的去除效果 
由于兩種進水方式的對比試驗是在同套裝置下進行的，兩種進水方式下的進水水質存在一定的差異，為了比較兩種進水方式的處理效果，在進水水質不一樣的條件下，只比較兩種進水方式下對污染物的去除率。兩種進水方式下，系統對COD 的去除率對比見圖 3。

 圖 3 兩種進水方式(shi)下(xia)COD 去除率的對比   

從(cong)圖 3 可以看出，在進(jin)水(shui)(shui)COD 為(wei)3 150～4 230 mg/L 情況下，采(cai)用連續(xu)進(jin)水(shui)(shui)方(fang)式(shi)時(shi)，系統(tong)對COD 的(de)去除率維(wei)持在66%~77%，而同樣(yang)進(jin)水(shui)(shui)方(fang)式(shi)情況下，歷史(shi)數據表明，該企業(ye)春(chun)、夏、秋(qiu)三季(ji)系統(tong)對COD 的(de)平均去除率在80%左(zuo)右(you)；采(cai)用脈沖進(jin)水(shui)(shui)方(fang)式(shi)，系統(tong)對COD 的(de)去除率維(wei)持在80%左(zuo)右(you)，這是(shi)因(yin)為(wei)兩種進(jin)水(shui)(shui)方(fang)式(shi)下進(jin)水(shui)(shui)溫(wen)度(du)(du)雖然都在37 ℃左(zuo)右(you)，反(fan)(fan)應器(qi)(qi)在未(wei)設(she)置加熱措施的(de)前提下，連續(xu)進(jin)水(shui)(shui)方(fang)式(shi)受外界(jie)低(di)氣溫(wen)的(de)影響更大，如連續(xu)進(jin)水(shui)(shui)階段反(fan)(fan)應器(qi)(qi)下端(duan)第二(er)個(ge)取(qu)樣(yang)口處的(de)廢(fei)水(shui)(shui)溫(wen)度(du)(du)僅有(you)26 ℃左(zuo)右(you)，而相(xiang)應情況下脈沖進(jin)水(shui)(shui)階段第二(er)個(ge)取(qu)樣(yang)口處的(de)廢(fei)水(shui)(shui)溫(wen)度(du)(du)則有(you)33 ℃左(zuo)右(you)。可以認為(wei)單位(wei)時(shi)間內(nei)(nei)大流(liu)量的(de)脈沖進(jin)水(shui)(shui)提供了更多(duo)的(de)熱量，保證(zheng)了反(fan)(fan)應器(qi)(qi)內(nei)(nei)主反(fan)(fan)應區的(de)廢(fei)水(shui)(shui)溫(wen)度(du)(du)，從(cong)而維(wei)持了微生物較高的(de)活性。

2.2 對NH3-N 的去除效果 
試驗監測了兩種進水方式下，出水NH3-N 的變化。結果顯示，兩種進水方式下，出水NH3-N 濃度都高于進水，但增長率相差不大。這主要是由于HRT 過長時，厭氧反應器內既有氨化作用發生，也有硝化作用和反硝化作用發生，其中氨化反應速率相對較快，使得NH3-N 濃度有不同程度的升高〔13〕。

2.3 對TP 的去除效果 
在厭氧條件下，除磷菌可通過脫氫酶的酶促反應等生理代謝活動將有機物進行脫氫，產生還原性輔酶等，將P 轉化為氣態PH3 從而去除〔14, 15〕。試驗考察了兩種進水方式下，系統對TP 的去除率，結果見圖 4。

 圖 4 兩種進水(shui)方(fang)式下TP 去除率的對比 

由圖 4 可以(yi)看出，兩種進(jin)水(shui)方(fang)式下(xia)UASB 對TP 都(dou)有一定(ding)的去除效果，但(dan)脈沖(chong)進(jin)水(shui)方(fang)式的處(chu)理效果要(yao)好于(yu)連(lian)續進(jin)水(shui)方(fang)式，這主要(yao)是因為單(dan)位(wei)時間內大流量(liang)的脈沖(chong)進(jin)水(shui)提供了(le)(le)更(geng)多的熱量(liang)，保證了(le)(le)反應器內主反應區的廢水(shui)溫度(du)，較高的廢水(shui)溫度(du)為除磷菌提供了(le)(le)適宜(yi)的生長環境。對試驗過程中產生的沼(zhao)氣組(zu)分(fen)進(jin)行分(fen)析，結果顯示(shi)有PH3 氣體(ti)生成。

2.4 對SS 的去除效果 
懸浮物指懸浮在水中的固體物質，包括不溶于水中的無機物、有機物及泥砂、黏土、微生物等。廢水中懸浮物含量是衡量水污染程度的指標之一，懸浮物也是造成反應器出水渾濁的主要原因。水體中的有機懸浮物沉積后易厭氧發酵，使水質惡化，導致反應器運行不穩定。試驗期間考察了兩種進水方式下，系統對SS 的去除率，結果見圖 5。

  圖 5 兩種進水(shui)方(fang)式下SS 去除(chu)率的對比   

由圖 5 可(ke)以看出，內循環UASB 克(ke)服了傳統厭(yan)氧(yang)反(fan)應(ying)器對SS 敏(min)感的弱點，兩種進水(shui)(shui)方式下(xia)反(fan)應(ying)器對SS 都有明顯(xian)的去除效果，其中脈沖進水(shui)(shui)方式去除效果更為(wei)顯(xian)著(zhu)，主要是因為(wei)連續進水(shui)(shui)時部分粒(li)重較小的SS 不(bu)能懸浮(fu)于反(fan)應(ying)器內，而隨(sui)出水(shui)(shui)流出反(fan)應(ying)器，導致反(fan)應(ying)器對SS 的去除效果低于脈沖進水(shui)(shui)方式。

2.5 出水VFA 的變化 
出水揮發性脂肪酸（VFA）產生量取決于廢水水質特征、外界環境、反應器類型和水力運行條件， VFA 濃度過高表明反應器有酸化現象。試驗表明，當進水COD 控制在3 150~4 230 mg/L 時，反應器對 COD 的去除率維持在（80±10）%，出水pH 顯中性、 VFA 在300 mg/L 以下，各項指標正常，說明反應器運行穩定〔16〕。試驗期間出水VFA 的變化情況見圖 6。

 圖(tu) 6 出水VFA 的變化 

由圖 6 可以(yi)看出(chu)(chu)，兩種進水方式下，出(chu)(chu)水VFA 的質量(liang)濃度在140 mg/L 左(zuo)右(you)，說明反應器(qi)運(yun)行穩定，沒有出(chu)(chu)現酸化現象。

3 結論 
（1） 內循環UASB 有效克服了現行各種反應器對高SS 進水敏感的局限性，并且污泥不易流失，對污染物去除率高。

（2）冬(dong)(dong)季(ji)氣溫(wen)低(di)，連(lian)續進水(shui)時主反應(ying)區溫(wen)度較(jiao)(jiao)(jiao)低(di)，處(chu)理(li)(li)效果(guo)(guo)較(jiao)(jiao)(jiao)其他季(ji)節差，采用大流(liu)量的(de)脈沖(chong)進水(shui)時，可以保(bao)證顆粒(li)污泥(ni)與廢水(shui)充分混合，由于單位時間內(nei)提供了較(jiao)(jiao)(jiao)高(gao)(gao)的(de)熱量保(bao)證了主反應(ying)區的(de)溫(wen)度，維(wei)持了厭氧微生物較(jiao)(jiao)(jiao)高(gao)(gao)的(de)活性(xing)，其處(chu)理(li)(li)效果(guo)(guo)要好于連(lian)續進水(shui)方(fang)(fang)式。如果(guo)(guo)日處(chu)理(li)(li)水(shui)量不大，冬(dong)(dong)季(ji)厭氧處(chu)理(li)(li)可以考慮(lv)采用脈沖(chong)進水(shui)方(fang)(fang)式。

（3）從試(shi)驗結果可以(yi)得(de)出(chu)，冬(dong)季采用連續進(jin)水方(fang)式(shi)(shi)，內循環UASB 對COD、TP 、SS 的平(ping)均去除(chu)(chu)率分(fen)別(bie)(bie)為72% 、19.29% 、38.79% ； 脈沖(chong)進(jin)水方(fang)式(shi)(shi)時對 COD、TP 、SS 的平(ping)均去除(chu)(chu)率分(fen)別(bie)(bie)為81%、24.02% 、51.24%；由于反應器內氨化反應為主導反應，兩種(zhong)進(jin)水方(fang)式(shi)(shi)下(xia)，NH3-N 經厭氧(yang)處理(li)后都(dou)(dou)有不(bu)同程度的增加；兩種(zhong)進(jin)水方(fang)式(shi)(shi)下(xia)出(chu)水VFA 質量濃度都(dou)(dou)在(zai)140 mg/L 左(zuo)右(you)，反應器運行(xing)穩定。