我國(guó)酒精生產(chǎn)的原料比例為:淀粉質(zhì)原料(玉米、薯干、木薯)占75%,廢糖蜜原料占20%,合成酒精占5%。由此,我國(guó)酒精生產(chǎn)的原料主要是玉米、薯干等淀粉質(zhì)原料。
酒精企業(yè)酒精糟的污染是食品與發(fā)酵工業(yè)嚴(yán)重的污染源之一,由于投資、生產(chǎn)規(guī)模、技術(shù)、管理等原因,大部分酒精企業(yè)的綜合利用率較低。
酒精生產(chǎn)廢水特點(diǎn)
酒精工業(yè)的污染以水的污染為嚴(yán)重,生產(chǎn)過(guò)程中的廢水主要來(lái)自蒸餾發(fā)酵成熟醪后排出的酒精糟,生產(chǎn)設(shè)備的洗滌水、沖洗水,以及蒸煮、糖化、發(fā)酵、蒸餾工藝的冷卻水等。
酒精廢水是高濃度、高溫度、高懸浮物的有機(jī)廢水,處理技術(shù)起步較早,發(fā)展較快。廢液中的廢渣含有粉碎后的木薯皮、根莖等粗纖維,這類(lèi)物質(zhì)在廢水中是不溶性的COD;木薯中的纖維素和半纖維素是多糖類(lèi)物質(zhì),在酒精發(fā)酵中不能成為酵母菌的碳源而被利用,殘留在廢液中,表現(xiàn)為溶解性COD;無(wú)機(jī)灰分的泥砂雜質(zhì)。這些物質(zhì)增加了廢水處理的難度。
酒精廢水處理主要方法
酒精糟雖然無(wú)毒,但是污染負(fù)荷高成酸性。根據(jù)酒精生產(chǎn)的原料不同,其酒精糟的綜合利用和處理采用不同的方法。
1玉米酒精糟的綜合利用
玉米酒精糟生產(chǎn)DDGS,既能較*的消除污染,使廢水處理達(dá)標(biāo),又能獲得高質(zhì)量的蛋白飼料。但是DDGS生產(chǎn)設(shè)備投資大,能耗高(1tDDGS需要200kw/h電耗,蒸汽2.7t,水耗250t),技術(shù)要求高,所以國(guó)內(nèi)只有一部分企業(yè)實(shí)現(xiàn)DDGS生產(chǎn),部分企業(yè)仍采用行固液分離,濾渣生產(chǎn)DDG,做飼料,濾液部分回用生產(chǎn),部分經(jīng)生化處理,逐步實(shí)現(xiàn)酒精糟生產(chǎn)DDGS。
2薯干酒精糟的綜合利用
部分企業(yè)將薯干酒精糟經(jīng)厭氧+好氧處理,該方法COD去除率可達(dá)到80%。還有企業(yè)將酒精糟采用固液分離,濾液回用生產(chǎn)或者經(jīng)生化處理達(dá)標(biāo),濾渣直接做飼料。
用厭氧消化處理酒精廢醪經(jīng)過(guò)30多年的研究實(shí)踐,已證明是一種切實(shí)可行的產(chǎn)能的處理方法,得到國(guó)內(nèi)外普遍的承認(rèn)和應(yīng)用。我國(guó)現(xiàn)行的酒精廢醪治理工程中絕大多數(shù)采用了厭氧消化工藝。
3糖蜜酒精廢水處理方法
目前,對(duì)糖蜜酒精糟采用濃縮燃燒或者濃縮后制作顆粒肥料用,對(duì)綜合廢水仍采用二級(jí)生化處理技術(shù)。
中科貝特酒精工業(yè)廢水處理工藝分析
IC反應(yīng)器即膨脹顆粒污泥床反應(yīng)器,是在UASB反應(yīng)器的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的第三代厭氧生物反應(yīng)器,它通過(guò)出水回流再循環(huán),大大提高了污水的上升流速,反應(yīng)器中顆粒污泥始終處于膨脹狀態(tài),加強(qiáng)污水與微生物之間的接觸和傳質(zhì),獲得較高的去除效率,反應(yīng)器的高度高達(dá)16-25m。從外觀上看,IC反應(yīng)器由厭氧反應(yīng)室和第二厭氧反應(yīng)室疊加而成,每個(gè)厭氧反應(yīng)器的頂部各設(shè)一個(gè)氣-固-液三相分離器。如同兩個(gè)UASB反應(yīng)器的上下重疊串聯(lián)。
IC的特點(diǎn):
(1)容積負(fù)荷率高,水力停留時(shí)間短
IC反應(yīng)器生物量大(可達(dá)到60g/L),污泥齡長(zhǎng)。特別是由于存在著內(nèi)、外循環(huán),傳質(zhì)效果好。處理高濃度有機(jī)廢水,進(jìn)水容積負(fù)荷率可達(dá)15~25kgCOD/m3/d。
(2)抗沖擊負(fù)荷強(qiáng)
在IC反應(yīng)器中,當(dāng)COD負(fù)荷增加時(shí),沼氣的產(chǎn)生量隨之增加,由此內(nèi)循環(huán)的氣提增大。處理高濃度廢水時(shí),循環(huán)流量可達(dá)進(jìn)水流量的10~20倍。廢水中高濃度和有害物質(zhì)得到充分稀釋?zhuān)蟠蠼档陀泻Τ潭?,從而提高了反?yīng)器的耐沖擊負(fù)荷能力;當(dāng)COD負(fù)荷較低時(shí),沼氣產(chǎn)量也低,從而形成較低的內(nèi)循環(huán)流。因此,內(nèi)循環(huán)實(shí)際為反應(yīng)器起到了自動(dòng)平衡COD沖擊負(fù)荷的作用。
(3)避免了固形物沉積
有一些廢水中含有大量的懸浮物質(zhì),會(huì)在UASB等流速較慢的反應(yīng)器內(nèi)容易發(fā)生累積,將厭氧污泥逐漸置換,終使厭氧反應(yīng)器的運(yùn)行效果惡化乃至失效。而在IC反應(yīng)器中,高的液體和氣體上升流速,將懸浮物沖擊出反應(yīng)器。
(4)基建投資省和占地面積小
由于IC反應(yīng)器的容積負(fù)荷率比普通的UASB反應(yīng)器要高3~4倍以上,則IC反應(yīng)器的體積為普通UASB反應(yīng)器的1/4~1/3左右。而且有很大的高徑比,所以,占地面積特別省,非常使用于占地面積緊張的廠礦企業(yè)采用。并且,可降低反應(yīng)器的基建投資。
(5)依靠沼氣提升實(shí)現(xiàn)自身的內(nèi)循環(huán),減少能耗
厭氧流化床載體的膨脹和流化,是通過(guò)出水回流出水泵加壓實(shí)現(xiàn)。依次必須消耗一部分動(dòng)力。而IC反應(yīng)器正常運(yùn)行時(shí)是以自身產(chǎn)生的沼氣作為提升的動(dòng)力,實(shí)現(xiàn)混合液內(nèi)循環(huán),不必開(kāi)水泵實(shí)現(xiàn)強(qiáng)制循環(huán),從而減少能耗。
(6)減少藥劑投量,降低運(yùn)行費(fèi)用
內(nèi)外循環(huán)的液體量相當(dāng)于級(jí)厭氧出水的回流,對(duì)pH起緩沖作用,使反應(yīng)器內(nèi)的pH保持穩(wěn)定??蓽p少進(jìn)水的投堿量,從而節(jié)約藥劑用量,而減少運(yùn)行費(fèi)用。
(7)出水的穩(wěn)定性好
因?yàn)?,IC反應(yīng)器相當(dāng)有上、下兩個(gè)UASB反應(yīng)器串聯(lián)運(yùn)行,下面一個(gè)UASB反應(yīng)器具有很高的有機(jī)負(fù)荷率,起“粗”處理作用,上面一個(gè)UASB反應(yīng)器的負(fù)荷較低,起“精”處理作用。一般說(shuō),多級(jí)處理工藝比單級(jí)處理的穩(wěn)定性好,出水水質(zhì)穩(wěn)定。
(8)IC可以在較高溫度下運(yùn)行,非常適合于生產(chǎn)廢水溫度較高的情況,可節(jié)省污水蒸汽加熱的運(yùn)行費(fèi)用。
A/O工藝:系A(chǔ)noxic/Oxic(兼氧/好氧)工藝的簡(jiǎn)寫(xiě)。是常規(guī)二級(jí)生化處理基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的生物去碳除氮技術(shù),是考慮污水脫氮采用較多的一種處理工藝。充分利用缺氧生物和好氧生物的特點(diǎn),使廢水得到凈化。
目前典型A/O工藝是把缺氧工段提前到好氧工段前,利用原水中有機(jī)物作為有機(jī)碳源,故稱(chēng)為前置反硝化作用,轉(zhuǎn)化為硝化態(tài)氮,在缺氧段時(shí),活性污泥中的反硝化細(xì)菌利用硝化態(tài)氨和廢水中的含碳有機(jī)物進(jìn)行反硝化作用,使化合態(tài)氨轉(zhuǎn)化為分子態(tài)氨,獲得去碳脫氮的效果,同時(shí)具有生物選擇的作用,防止污泥膨脹。因此A/O工藝不但具有穩(wěn)定的脫氮功能,而且對(duì)COD、BOD有較高的去除率,處理深度高,剩余污泥量少。
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