酒精废水属性的分析与治理工艺的选择

nyepe · 发表于 2010-1-19 11:27:46

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酒精废水属性的分析与治理工艺的选择

（１）酒精废水属性的分析 酒精化学名（乙醇）系常用的生产资料，酒精用途很广泛，常用于化工、食品、医药、溶剂、机械、军工等许多行业。酒精生产多采用发酵法，其工艺为：淀粉酶糖化酶加酸 ↓ ↓ ↓ 原料粉碎→调浆→液化→蒸煮(103℃)→糖化(60℃)→发酵(30℃)→蒸馏(粗塔(105℃)→醇塔(94℃) →精塔(105℃)) ↓ ↓ 废液成品酒精的生产工艺主要是原料经过粉碎、液化、蒸煮、糖化、冷却、发酵、蒸馏等工序后制成成品。生产过程中排放废气为二氧化碳，用煤质为能量产生的废渣为煤渣，这两类对环境影响不大；生产过程中所产生的主要污染物为水。其废水主要来自蒸馏发酵成熟醪时粗馏塔底部排放的蒸馏残留物—酒精糟（即高浓度有机废水），以及生产过程中的洗涤水（中浓度有机废水）和蒸煮、糖化、发酵、蒸馏工艺的冷却水。根据我司多年来对酒精废水的治理经验及长期对湛江南方酒精厂污水治理工程的运营管理经验表明，高浓度酒精槽废水具有如下主要特征： A）高温常压蒸馏蒸馏釜底排出的废液温度为1050C。 B）高浓度常压蒸馏废水COD 50-55g/L，差压蒸馏废水一般为COD 62.5g/L。包括悬浮物固体（SS），溶解性COD和胶体，有机物占93%-94 %。主要是碳水化合物及含氮化合物、生物菌体及产品如丁醇、丙醇等，另外还有约500mg/L的有机酸。无机物仅占6%-7%，为泵水中的离子及原料杂质、灰尘。 C）高悬浮固体（SS）悬浮固体约占60%-80%，浓度20-30g/L。 （２）治理工艺的选择 由于酒精发酵过程中，酵母代谢产生乙醇同时，也代谢产生多种高级醇、及各类酯、酸等，这种有机物质中的高沸点物质，在蒸馏分离时，高于乙醇沸点，随塔底的废水排出。所以废水中各种有机物种类多，含量高，并由于发酵中又加硫酸，废水治理难度较大。但这些有机物质，均以农副产品为原料，系微生物的代谢产物，废水的可生化性较好。由于酒精废水污染大，国家非常重视对酒精废水的治理，现已摸索出多种治理途径，其中以淀粉质为原料的玉米、红薯、木薯等酒精废水，虽治理工艺的技术参数，因原料品种不同有所异，但以生化为主的治理技术路线，确公论为经济有效的治理方法。生化治理技术包括了厌氧、好氧两个单元。 1、厌氧处理工艺选择酒精废水由于是高浓度有机污水，在治理工艺上有去渣厌氧和全渣厌氧两种工艺。酒精废水去渣厌氧的特点酒精废水中的渣就是酒精生产原料中的粗纤维，半纤维素等多糖类物质。这类物质在酒精生产过程中，虽也同样经历了液化、蒸煮、糖化工艺单元处理，但由于纤维素必须经过酸解或纤维素酶水解，才能由多糖转化为单糖，所以在酒精发酵中不能被酵母菌所利用，在蒸馏单元随废水排出。这种“渣”在废水中即表现为COD又表现为SS。根据我们在酒精污水多项治理工程中的测定，渣占COD总量的25-30%。由于渣在废水中需经特殊处理，才能把多糖的纤维素转化为厌氧菌所能直接利用单糖类物质，所以酒精废水中常用的一种治理方法就是去渣厌氧。去渣是通过固液分离的预处理手段，使酒精废水在进入生化处理系统前，把渣去掉以降低废水中的COD浓度。去渣厌氧与全渣厌氧的比较

厌氧方式	投资	进入厌氧 CODmg/L	沼气回报比较	厌氧操作比较	厌氧需用级数	渣的二级处理比较
去渣厌氧	80%	46870	200m3／吨酒精	易	一级厌氧	受地域承受能力限制
全渣厌氧	100%	62500	280m3／吨酒精	难	二级厌氧	厌氧产生泥量少属有机肥

治理方式的选用原则：无论“去渣”厌氧还是“全渣”厌氧都是可行的方法，要结合本地区实际选用。 2.好氧处理工艺的选择有机废水经厌氧处理后，出水的B/C会降低，出水可生化性较原污水差。采用一般的好氧生物处理方法（活性污泥法和生物膜法），处理厌氧出水，其去除率约只有60%，而处理同等浓度的原有污水，COD可达到80%。尽管采用生物膜法处理效果可能会好一些，但难以适应BOD５大于250mg/L的来水。近年来开发了一些处理此类废水（进水浓度较高，可生化性较差，不易降解）的工艺技术，如AB工艺、延时曝气法（OD工艺）、SBR、塔式生物过滤池法、高负荷生物接触氧化法等。这些先进的工艺技术均能对不易降解的有机污染物有较好的处理效果。根据我司对木薯酒精废水治理的多项经验，生物接触氧化法为首选好氧工艺。生物接触氧化法工艺，是在传统的好氧活性污泥法工艺的改进，反应装置内布置生物填料，为生物载体，微生物依附填料载体生长，形成固定化生物系统，增大了微生物与废水接触的比表面积，去除效率高。主要有利因素是： ①、BOD容积负荷高，污泥生物量大，相对而言处理效率较高，而且对进水冲击负荷的适应能力强； ②、处理时间短，因此在处理水量相同的条件下，所需装置的设备较小，因而占地面积小； ③、能够克服污泥膨胀问题，且能充分发挥其分解氧化能力强的优点； ④、可间歇运行，当停电或发生其他突然事故后，生物膜对间歇运行有较强的适应能力； ⑤、维护管理方便，由于微生物是附着在填料形成生物膜，生物膜的剥落与增长可以自动保持平衡，所以不需要污泥回流，运行十分方便。 ⑥、二段生物接触氧法流程，用分段方法进一步提高净化能力。第一段有机物被吸附在污泥上，或贮存在细胞内，进行微生物合成，这个吸附合成速度是很快的，即微生物处于对数生长期；第二段生化过程以氧化为主，能有效的降解难生物降解性物质，保证了全系统对有机物去除率。 ⑦、利用低氧、高氧的二段生物接触氧化法，也具生物脱氮的功能，能较好的解决废水中偏高的NH3-N。 3、物化处理工艺的选择 a、混凝沉淀法：该种方法在污水处理方面应用较广主要应用于处理废水中的COD及色度。 b、混凝气浮法：该种方法具有处理能力大、节约用地、耐水力冲击负荷高及生成渣量少等优点，主要用于削减废水中的COD及色度； c、活性炭吸附法：此方法基建费用较高，操作难度较大，饱和活性炭的再生工艺复杂，管理水平要求较高，不适宜用于高浓度有机废水的处理。 对处理工艺流程说明： ①由于酒精废水含渣量较高，调配池污水处理采用无堵塞泵或半开式叶轮泵提升泵。 ②废水沉砂池主要沉淀砂泥，调节池其主要作用是调节水质水量，去除一部分格栅无法截留的悬浮颗料有机物.经调节后的废水，泵入厌氧系统。由于PH值较低，厌氧微生物特别是产甲烷菌对PH值的波动十分敏感，即使在其生长PH值范围的PH值的突变也会引起产甲烷菌活力的下降。为此设计在内循环区设一石灰中和装置，调节进液PH值。（在调试初期用石灰，随后用厌氧回流水来调节PH值。） ③厌氧反应器为主要的生化处理装置，全钢制结构，该罐采用地面结构。其出水一部分回流到调节池，另一部分回到好氧池进行深度处理后排放。沼气部分，设计水封罐及气水分离器。 ④中沉池，沉淀去除厌氧出水所夹带的悬浮污泥，同时厌氧沉淀水一部分回流至调节池与原水混合，当厌氧反应器进入正常运行时，其三相分离区出水所含的碳酸氢盐碱度较高，采用部分出水回流到浓水调节池后可提高原水PH值的缓冲能力，这样可以大大节省石灰的投加量，甚至可以免加石灰调节。 ⑤ 生物接触氧化池，运行过程中采用人工控制进水量和供氧量。处理出水经集水自流至二沉池池进行物化处理。 ⑥二沉池为主要的物化处理装置，钢混结构。在好氧出水口，投加混凝药剂，其投加量视确定的排放标准而定。混凝后的废水自流到二沉池，二沉池采用斜管式。 ⑦气浮，为本系统的物化装置。主要是将生物治理单元未能降解完毕的污染物，用化学药剂将其从废水中分离，然后用气浮提取。综上所述，本设计方案使处理后废水达标的前提下，最大可能地回收能源，降低运行成本，对原水来水浓度较高首先经低能耗的厌氧（EGSB）生物处理，以降低原废水中有机物的含量，经厌氧处理后的废水，大部分高分子难降解有机污染物均被水解及产甲烷菌等分解成为低分子易降解的有机污染物，其浓度相对降低。经厌氧处理后的污水再进入好氧处理工段（高氧-低氧）把关，尽可能降低水中的有机污染物浓度，最后经终沉池，气浮处理后砂滤达标排放。