木糖醇作為甜味劑是食品添加劑最常用的原料之一。我國(guó)木糖醇生產(chǎn)多以玉米芯為原料，經(jīng)水解、凈化、濃縮干燥制得木糖產(chǎn)品。在木糖生產(chǎn)過(guò)程中廢水產(chǎn)生量較大，且成分復(fù)雜，部分廢水中硫酸鹽含量和有機(jī)污染物濃度均較高，屬于高鹽高有機(jī)污染物廢水。目前國(guó)內(nèi)對(duì)于高濃度的有機(jī)廢水，一般采用厭氧處理的方法，但由于高濃度硫酸鹽的存在，使得該類(lèi)廢水的厭氧處理效果受到較大制約，其影響主要表現(xiàn)在兩方面：（1）硫酸鹽還原菌（SRB）與產(chǎn)甲烷菌（MPB）競(jìng)爭(zhēng)基質(zhì)（乙酸、H2 ）；（2）硫酸鹽還原作用的產(chǎn)物硫化物濃度很高時(shí)，會(huì)引起產(chǎn)甲烷菌活性降低。有研究表明，當(dāng)n（COD）/n（SO42-）＞2.7 時(shí)，SO42-對(duì)生化處理效果的影響較小；當(dāng)n（COD）/ n（SO42-）在1.7～2.7之間時(shí)，SRB和MPB存在一定的競(jìng)爭(zhēng)；當(dāng)n（COD）/n（SO42-）＜1.7時(shí)，SO42-對(duì)生化處理效果將產(chǎn)生較大的抑制。

目前，國(guó)內(nèi)對(duì)高硫酸鹽木糖廢水的處理大多從末端廢水處理工藝的改進(jìn)著手，如采用吹脫工藝、高級(jí)氧化預(yù)處理工藝等，對(duì)木糖企業(yè)而言，均存在運(yùn)行不穩(wěn)定、處理費(fèi)用高等缺點(diǎn)。

筆者介紹了河南某木糖生產(chǎn)企業(yè)（規(guī)模為6 000 t/a）根據(jù)木糖生產(chǎn)過(guò)程中各工段廢水的水質(zhì)特性，將廢水進(jìn)行污污分流，采用“中和預(yù)處理+EGSB + CASS+氣浮”工藝處理木糖廢水，實(shí)現(xiàn)了企業(yè)廢水的長(zhǎng)期穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放，且經(jīng)濟(jì)可行。

1 廢水水量及水質(zhì)
 
該企業(yè)木糖生產(chǎn)以玉米芯渣為原料，采用離子交換脫酸的制備工藝，包括：酸化、提純、精制、濃縮、脫色、過(guò)濾等工序。廢水主要為玉米芯水洗廢水、預(yù)處理水解廢水、離子交換再生水、離子交換淋洗水、蒸發(fā)污冷凝水、離子交換反沖洗水、芯渣離心廢水和生活污水以及鍋爐軟化水，總廢水量為4 452 m3/d，主要污染因子為pH、COD 和硫酸鹽。各工段廢水水質(zhì)見(jiàn)表 1。

表 1 各工段廢水水質(zhì)

2 處理工藝的選擇
 
木糖廢水硫酸鹽含量較高，必須實(shí)施一些預(yù)處理工藝，以去除廢水中對(duì)生化處理有較大抑制作用的硫酸鹽，從而提高廢水的可生化性。從國(guó)內(nèi)外木糖廢水處理工藝來(lái)看，有效的預(yù)處理方法有Fenten試劑催化氧化、金屬鹽類(lèi)催化氧化以及厭氧生化工藝。對(duì)于Fenten試劑催化氧化和金屬催化氧化，國(guó)內(nèi)外已有很多報(bào)導(dǎo)，但催化氧化處理噸水成本費(fèi)用較高，使其在實(shí)際工程中的應(yīng)用受到限制。

EGSB是在UASB基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的第三代厭氧反應(yīng)器，與UASB相比，其采用較大的高徑比和出水循環(huán)，提高了上流速度，引起顆粒污泥床膨脹，使顆粒污泥處于懸浮狀態(tài)，傳質(zhì)效果更好。由于高徑比較大，可強(qiáng)化活性污泥和廢水中有機(jī)物的接觸時(shí)間 ，同時(shí)形成的顆粒污泥濃度高，沉降性能良好，具有較強(qiáng)的抗沖擊負(fù)荷能力 。EGSB對(duì)低溫低濃度廢水、含硫酸鹽廢水、毒性或難降解廢水的處理具有潛在優(yōu)勢(shì)。

CASS 工藝是一種改良型SBR 工藝，具有流程簡(jiǎn)單、占地少、投資及運(yùn)行費(fèi)用低、管理方便、出水水質(zhì)好等優(yōu)點(diǎn)。由于其反應(yīng)池沿池長(zhǎng)方向設(shè)計(jì)為兩部分，前部為生物選擇區(qū)也稱(chēng)預(yù)反應(yīng)區(qū)，后部為主反應(yīng)區(qū)，整個(gè)工藝的曝氣、沉淀、排水等過(guò)程在同一池子內(nèi)周期循環(huán)運(yùn)行，省去了常規(guī)活性污泥法的二沉池和污泥回流系統(tǒng)，處理效果較為顯著。

該木糖企業(yè)通過(guò)相關(guān)的調(diào)研和小試，對(duì)廢水采用污污分流，將水解工段、離子交換再生工段和渣芯分離工段3股高硫酸鹽廢水進(jìn)行氫氧化鈣中和預(yù)處理，以降低廢水中的硫酸根離子，然后將預(yù)處理后的廢水單獨(dú)進(jìn)行EGSB厭氧處理；經(jīng)厭氧處理后的廢水再和其他廢水共同進(jìn)行CASS好氧處理。

由于木糖廢水中含有一定量難以降解的木質(zhì)素，在預(yù)處理、生化處理中不易去除，該企業(yè)采用氣浮工藝對(duì)廢水進(jìn)行進(jìn)一步處理。

廢水處理工藝流程見(jiàn)圖 1。

 3 主要構(gòu)筑物及設(shè)計(jì)參數(shù)
 
3.1 預(yù)處理池
 
預(yù)處理池2個(gè)，單個(gè)設(shè)計(jì)尺寸為12 m×8 m× 3 m，總?cè)莘e280 m3，HRT為2～3 h。池內(nèi)安裝推流曝氣系統(tǒng)1套，利于廢水與氫氧化鈣溶液的混凝沉淀。

3.2 EGSB厭氧處理系統(tǒng)
 
EGSB厭氧反應(yīng)罐設(shè)計(jì)尺寸為D 10 m×16 m，容積約為1 200 m3，HRT為24 h，MLSS控制在3 000～ 5 000 mg/L；COD去除率在80％以上。

3.3 調(diào)節(jié)池
 
調(diào)節(jié)池4個(gè)，單個(gè)設(shè)計(jì)尺寸為12 m×8 m×6 m，總?cè)莘e為570 m3，HRT為7～14 h。池內(nèi)安裝曝氣系統(tǒng)1套，利于廢水水質(zhì)快速均衡。

3.4 CASS好氧處理系統(tǒng)
 
CASS 池6個(gè)，單個(gè)設(shè)計(jì)尺寸為14 m×9 m×6 m，總?cè)莘e為750 m3，HRT為10～20 h。池內(nèi)安裝曝氣系統(tǒng)1套。

3.5 混凝沉淀池
 
混凝沉淀池設(shè)計(jì)尺寸為10 m×4 m×5 m，HRT為4 h。

3.6 氣浮裝置
 
氣浮池容積為150 m3，HRT為1.5 h；COD去除率可達(dá)到20%左右。

3.7 污泥池
 
污泥池容積為120 m3，污泥由污泥泵送入帶式壓濾機(jī)進(jìn)行脫水，處理能力為20 t/h，PAM投加量為干泥的0.1％～0.2％。

各處理單元設(shè)計(jì)參數(shù)及污染物處理效率見(jiàn)表 2。

4 處理效果
 
該工程總投資為1 150萬(wàn)元，于2008年開(kāi)始進(jìn)行調(diào)試，2009年11月通過(guò)地方環(huán)保局驗(yàn)收。工程穩(wěn)定運(yùn)行后噸水處理費(fèi)用為2.68元，處理效果總體達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。常規(guī)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，該處理工程對(duì)COD、SO42－、SS的去除率分別達(dá)到了96.8％、97.5％和93.3％。具體參見(jiàn)http://www.northcarolinalenders.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

5 結(jié)論
 
河南某木糖生產(chǎn)企業(yè)采用污污分流，經(jīng)“預(yù)處理+EGSB+CASS+氣浮”工藝處理高濃度硫酸鹽木糖廢水。運(yùn)行實(shí)踐表明：

（1）治污效果明顯。出水水質(zhì)可滿(mǎn)足《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 8978—1996）的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，出水COD穩(wěn)定在120 mg/L以下。

（2）長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。該工程自2009年1 月全面完成調(diào)試工作至今已運(yùn)行4 a多時(shí)間，污染物去除效果穩(wěn)定，出水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，說(shuō)明該工藝完全適用于高硫酸鹽木糖廢水的處理。

（3）經(jīng)濟(jì)可行。該工程運(yùn)行4 a多來(lái)，噸水處理費(fèi)用長(zhǎng)期穩(wěn)定在2.4～2.8元，低于同類(lèi)企業(yè)運(yùn)行成本。