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酒精废水处理工艺方案

酒精废水处理工艺

一.概述

酒精工业是国民经济重要的基础原料产业,酒精广泛应用于化工、食品工业、日化、医药卫生等领域,同时又是酒基、浸提剂、溶剂、洗涤剂和表面活性剂

我国酒精生产的原料比例为:淀粉质原料(玉米、薯干、木薯)占75%,废糖蜜原料占20%,合成酒精占5%。由此,我国酒精生产的原料主要是玉米、薯干等淀粉质原料。酒精企业酒精糟的污染是食品与发酵工业比较严重的污染源之一,由于投资、生产规模、技术、管理等原因,大部分酒精企业的综合利用率较低。

二.酒精生产废水特点

酒精工业的污染以水的污染比较为严重,生产过程中的废水主要来自蒸馏发酵成熟醪后排出的酒精糟,生产设备的洗涤水、冲洗水,以及蒸煮、糖化、发酵、蒸馏工艺的冷却水等。酒精废水是高浓度、高温度、高悬浮物的有机废水,处理技术起步较早,发展较快。废液中的废渣含有粉碎后的木薯皮、根茎等粗纤维,这类物质在废水中是不溶性的COD;木薯中的纤维素和半纤维素是多糖类物质,在酒精发酵中不能成为酵母菌的碳源而被利用,残留在废液中,表现为溶解性COD;无机灰分的泥砂杂质。这些物质增加了废水处理的难度。

三、酒精废水处理主要方法

酒精糟虽然无毒,但是污染负荷高成酸性。根据酒精生产的原料不同,其酒精糟的综合利用和处理采用不同的方法。

1、玉米酒精糟的综合利用

玉米酒精糟生产DDGS,既能较彻底的消除污染,使废水处理达标,又能获得高质量的蛋白饲料。但是DDGS生产设备投资大,能耗高(1tDDGS需要200kw•h电耗,蒸汽2.7t,水耗250t),技术要求高,所以国内只有一部分企业实现DDGS生产,部分企业仍采用先进行固液分离

2、薯干酒精糟的综合利用

部分企业将薯干酒精糟经厌氧+好氧处理,该方法COD去除率可达到80%。还有企业将酒精糟采用固液分离,滤液回用生产或者经生化处理达标,滤渣直接做饲料。

用厌氧消化处理酒精废醪经过30多年的研究实践,已证明是一种切实可行的高效产能的处理方法,得到国内外普遍的承认和应用。我国现行的酒精废醪治理工程中绝大多数采用了厌氧消化工艺。

3、糖蜜酒精废水处理方法

目前,对糖蜜酒精糟采用浓缩燃烧或者浓缩后制作颗粒肥料用,对综合废水仍采用二级生化处理技术。

4、酒精废水常用处理工艺

4.1高效全混厌氧污泥罐(EASB

厌氧反应器采用钢结构,其外形结构类似于第三代厌氧反应器EGSB和IC,能承受高浓度的固体悬浮物(SS),是三代厌氧反应器EGSB和IC不具备的特点,采用高温发酵,容积负荷可高达7.0kgCOD/(m3.d),高于传统全渣厌氧发酵工艺的2—3倍,COD去除率高达90%。该工艺有以下优点:

①对高浓度污染物高SS的酒精有机废水,耐冲击力高承受力强,可完全达到高浓度悬浮物废水处理的要求。

②在高浓度悬浮液的情况下,虽不能或很难形成颗粒污泥,但高效厌氧装置可以培养出沉淀性能很好和活性很高的污泥,这对于保证COD去除率是关键的。

③在高浓度悬浮液的情况下,容积负荷比普通全渣反映罐高很多,所以产沼气量很大,能产生较好的经济效益。

4.2UASB+缺氧池+接触氧化

上流式厌氧污泥反应器(UASB)技术在国内外已经发展成为厌氧处理的主流技术之一,在UASB中没有载体,污水从底部均匀进入,向上流动,颗粒污泥(污泥絮体)在上升的水流和气泡作用下处于悬浮状态。反应器下部是浓度较高的污泥床,上部是浓度较低的悬浮污泥层,有机物在此转化为甲烷和二氧化碳气体。在反应器的上部有三相分离器,可以脱气和使污泥沉淀回到反应器中。UASB的COD负荷较高,反应器中污泥浓度高达100—150g/L,因此COD去除效率比普通的厌氧反应器高三倍,可达80%~95%。

缺氧池具有双重作用,一是对废水进行生物预处理,改善其生化性,并吸附、降解一部分有机物;二是对系统的污泥进行消化处理。可以与后续的接触氧化形成A/O模式,具有同步脱氮除磷作用,其中厌氧段主要作用是去除有机污染物和释放磷,缺氧段的主要作用是反硝化脱氮,由于具有同步去除有机污染物、脱氮、除磷作用,因而目前该工艺广泛应用在需要脱氮除磷的污水处理方案中。

生物接触氧化法是生物法的一种,属于好氧生化处理工艺。整个系统由池体、填料、曝气设备等组成。好氧生化法是细菌及菌类的微生物、后生动物等一类的微型动物在填料载体上生长繁殖,微生物摄取污水中的有机物作为养份,吸附分解污水中的有机物,微生物不断新陈代谢,保持活性,从而使污水得以净化。在脱落的生物膜表面新的生物膜又重新发展起来,在接触氧化池内,由于填料表面积大,所以生物膜发展的每一个阶段都是存在的,使去除有机物的能力稳定在一个水平上。接触氧化工艺的主要优点如下:

①体积负荷高,处理时间短,节约占地面积。生物接触氧化法的体积负荷比较高可达3~6kgBOD(m3•d),污水在池内停留时间比较短只需0.5~1.5h。同样体积的设备,生物接触氧化的处理能力高出几倍,处理效率高,所以节约占地面积。

②生物活性高。由于曝气系统设置在填料之下,不仅供氧充分而且对生物膜起到扰动作用,加速生物膜的更新,大大提高生物膜的活性。曝气形成的紊流使得生物膜不断的连续的与污水中有机物接触,避免形成死角。经过我们在类似工程中的检测,同样湿重的丝状菌生物膜,其好氧速率比活性污泥法高1.8倍。

③微生物浓度高,一般的活性污泥法的污泥浓度为2~3g/L,微生物在池中处于悬浮状态;而接触氧化池中绝大多数微生物附着在填料上,单位体积内水中和填料上的微生物浓度可达到10~20g/L。由于生物接触氧化工艺的微生物浓度高,所以有利于提高容积负荷,从而降低占地面积。

④污泥产量低。

⑤出水水质好而且稳定。在进水短期发生变化时,出水水质受的影响很小,而且生物膜活性恢复快,适合短期间断运行的需要。

⑥运行管理方便

4.4IC+A/O

IC反应器即膨胀颗粒污泥床反应器,是在UASB反应器的基础上发展起来的第三代厌氧生物反应器,它通过出水回流再循环,大大提高了污水的上升流速,反应器中颗粒污泥始终处于膨胀状态,加强污水与微生物之间的接触和传质,获得较高的去除效率,反应器的高度高达16-25m。从外观上看,IC反应器由优良厌氧反应室和第二厌氧反应室叠加而成,每个厌氧反应器的顶部各设一个气-固-液三相分离器。如同两个UASB反应器的上下重叠串联。

IC的特点:

1)容积负荷率高,水力停留时间短

IC反应器生物量大(可达到60g/L),污泥龄长。特别是由于存在着内、外循环,传质效果好。处理高浓度有机废水,进水容积负荷率可达15~25kgCOD/m3•d。

2)抗冲击负荷强

IC反应器中,当COD负荷增加时,沼气的产生量随之增加,由此内循环的气提增大。处理高浓度废水时,循环流量可达进水流量的10~20倍。废水中高浓度和有害物质得到充分稀释,大大降低有害程度,从而提高了反应器的耐冲击负荷能力;当COD负荷较低时,沼气产量也低,从而形成较低的内循环流。因此,内循环实际为反应器起到了自动平衡COD冲击负荷的作用。

3)避免了固形物沉积

有一些废水中含有大量的悬浮物质,会在UASB等流速较慢的反应器内容易发生累积,将厌氧污泥逐渐置换,比较终使厌氧反应器的运行效果恶化乃至失效。而在IC反应器中,高的液体和气体上升流速,将悬浮物冲击出反应器。

4)基建投资省和占地面积小

由于IC反应器的容积负荷率比普通的UASB反应器要高3~4倍以上,则IC反应器的体积为普通UASB反应器的1/4~1/3左右。而且有很大的高径比,所以,占地面积特别省,非常使用于占地面积紧张的厂矿企业采用。并且,可降低反应器的基建投资。

5)依靠沼气提升实现自身的内循环,减少能耗

厌氧流化床载体的膨胀和流化,是通过出水回流出水泵加压实现。依次必须消耗一部分动力。而IC反应器正常运行时是以自身产生的沼气作为提升的动力,实现混合液内循环,不必开水泵实现强制循环,从而减少能耗。

 

 

 

 

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