TA的每日心情 | 无聊 昨天 08:40 |
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发表于 2009-1-11 16:41:06
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UASB-接触氧化工艺在酒精废水处理中的应用
1 前言
兖州兴达酒厂以薯干为原料发酵生产酒精,酒精产量5000t/a,其中每生产1t酒精约产生15m3高浓度酒槽废水,废水量180m3/d左右。酒糟液中含有4%~5%的固形物,主要是植物组织中的纤维素、半纤维素、多聚糖类、蛋白质及酵母细胞等。由于酒糟中的固形物属非惰性材料,菌体难以长期附着并形成优势,颗粒污泥不易形成,需将酒糟废液沉降,经板框压滤机过滤后再进行生化处理。本研究采用上流式厌氧污泥床(UASB)和生物接触氧化法,保证了处理指标的达标排放。污染物去除率均在99%以上,设备运行稳定,处理效果显著。经过1a多的生产运行,出水各项指标均达到设计要求。
2 工艺流程及设计参数
研究所采用的废水水质见表1,处理工艺流程见附图。
根据环保要求,废水处理后应达到《污水综合排放标准》(GB8978-96)二级标准,即CODCr≤300mg/L,BOD5≤100mg/L,SS≤150mg/L。
酒糟生产废水从生产车间排出后,由板框压滤机压滤进行酒糟提取,可去除80%以上的悬浮物(即酒糟,晒干作为饲料出售给养殖厂)。滤液经多级格栅网过滤后去除大颗粒的悬浮物,再进入调节池内,均衡水量水质。酒精废水的CODCr虽高,但废水的可生化性好,BOD5/CODCr约为0.6。废水温度控制在35~37℃,经脉冲器均匀进入UASB反应器底部,保证厌氧污泥床污泥呈悬浮状态。经生物厌氧污泥床的生化反应,分解废水中的大部分有机物。有机物被分解成CH4、CO2和H2S等气体外排,并经脱硫后回收利用。分解后的低分子量有机物随上清液进入曝气调节池,其主要功能是去除厌氧出水中的有害气体,增加废水中的溶解氧,为好氧处理创造有利条件,然后经灌装车间洗瓶水及地面冲洗水稀释后进入生物接触氧化池再次生化处理。在生物接触氧化池内被活性好氧微生物分解,使水中的有机物降至最低。生物接触氧化池出水进入气浮池进行固液分离,出水达标排放。气浮池部分污泥自流入曝气调节池。UASB反应器和生物接触氧化池的剩余污泥进入污泥储存池进行进一步消化,消化后污泥外运作肥料。UASB反应器温度控制在35℃左右,每池有效容积120m3,共2池。生物接触氧化池为2座,每座有效容积80m3,空气由SSR罗茨鼓风机供给,曝气采用可变孔曝气软管,内置悬浮填料,填料层高3.5m,设计气水比30∶1。气浮池采用加压溶气气浮,水力停留时间20min,回流比30%。
3 运行效果
经连续3d监测,本处理工艺出水各污染物去除率均能达到设计要求,监测结果见表4。
4 结果与讨论
(1)针对薯干酒精废水较难处理的特点,采用UASB反应器+生物接触氧化池+气浮工艺,经治理工程实践证明不仅是可行的,同时也为酒糟废水治理找到了一条新途径。
(2)UASB反应器设备简单,运行方便,不需填料,建设成本低,污泥量少,易于管理,并且,CODCr容积负荷高,可达到15kg/m3•d左右,水力停留时间短,池容小,颗粒污泥浓度高,处理效果好。
(3)调试运行过程中,UASB反应器必须具有足够的厌氧颗粒污泥,才能达到预期效果。随着颗粒污泥的逐渐成熟,污泥床厚度的增加,抗冲击负荷增强,进水pH4.5左右,系统仍稳定运行。
(4)生物接触氧化池运行稳定,不产生污泥膨胀,但在调试期间和运行初期,由于生物膜量不足,需进行污泥回流,才能保证出水水质稳定。
(5)本工程从启动运行至今已1a多,设施运行良好,UASB反应器污泥床增厚,生化池挂膜成熟,不需污泥回流。
郑州市某酒精厂废水处理工程(UASB)
1 废水来源及水质水量
郑州市某酒精厂以玉米为原料生产酒精,年产酒精1万吨,酒精生产采用湿法生产代替传统的全粒法,即将玉米浸泡分离了胚芽后,用淀粉浆生产酒精。分离胚芽后生产酒精,一方面减少了废水中脂肪、蛋白质的含量,降低了水污染程度和废水处理难度,另一方面分离出的胚芽可生产玉米油,创造可观的经济效益。该酒精厂每天产生酒精废水400m3,废水主要来源于浸泡废水、发酵蒸馏后的酒精糟液及车间设备冲洗水,废水的水质状况及排放标准见表1。
2 废水处理工艺
工艺流程
酒精废水是富含营养成分的酸性高浓度有机废水,处理难度较大。因此,废水处理应从清洁生产,资源综合利用的角度出发,降低废水的处理难度。除了从酒精生产工艺中挖掘潜力,由湿法生产代替传统的全粒法,减少废水中脂肪、蛋白质的含量,降低废水处理难度外,还要在废水处理工艺上选择能回收利用废水中的有用成分、处理效果好、运行稳定的处理工艺。根据工程经验和小试、中试结果,确定了如图1所示的酒精废水处理工艺。
运行效果
该废水处理系统经过三个多月的调试进入正常运行,正常运行后连续sd的监测结果见表2。从表2可知该系统运行可靠,处理效果较好,出水水质稳定达标,并且有200m3/d处理后废水又回用于车间生产用水、厂区绿化和杂用水。
3 废水综合利用效益分析
3.1 玉米油生产效益分析
传统玉米酒精生产大多采用全粒法生产才就是直接由玉米粒投料经粉碎蒸煮糖化发酵制酒精,未将玉米中的脂肪、蛋白质分离出来充分利用,全部成为酒精废液,不仅造成资源浪费,还加大了水体污染和废水处理难度冈。本工程从清洁生产,资源综合利用的角度出发,采用湿法生产,将玉米浸泡分离胚芽后用淀粉浆生产酒精,分离出的胚芽可以生产玉米油,同时降低了废水的处理难度。玉米油含有较多的亚油酸和维生素E,有良好的煎炸性和抗氧化性,是一种易被人体吸收,营养丰富的植物油脂,并且玉米油具有降低胆固醇、预防心血管病、延缓衰老等功能,在市场上受到了广泛的关注。由于我国玉米油的产量很少,玉米油的销路很好,精制玉米色拉油已成为最高档的食用油之一,其价格也高于其他油脂。玉米油按目前的市场价8800元/吨,每年生产酒精1万吨,消耗玉米3万吨,生产成品玉米油380吨,产值将达到334.4万元/a,另外还可以出售玉米油生产过程中产生的油饼,经济效益非常可观。
3.2 饲料生产效益分析
酒精废水含有大量的营养物质,其营养价值大致与大豆相当,具有较高的回收利用价值,除了可以生产酱油、食醋、食用菌外,主要用来生产蛋白饲料间。酒精废水经固液分离、脱水烘干后生产高蛋白饲料。年产量1万吨酒精的企业,每年可生产高蛋白饲料6000吨,高蛋白饲料市场售价按每吨900元,成本(原料、辅料、菌种、人工、电费、折旧)按每吨400元计算,则每吨饲料可获得利润500元,每年可获得利润300万元。同时经过固液分离回收饲料后,降低了废水中70%的COD和80%的SS。
3.3 沼气利用效益分析
酒精废水属高浓度有机废水,采用UASB反应器对其进行厌氧消化处理,不仅大幅度降低了废水的COD,而且产生大量可供回收利用的沼气。沼气是一种良好的清洁燃料阁。UASB反应器的产气率一般在0.5m3/kgCOD,可产生沼气2800m3/d,通常1000m3沼气燃烧的热值相当于1吨煤的热值,每吨煤价按260元计算,则通过沼气回收可产生经济效益为728元/d。
3.4 回用水效益分析
该酒精厂废水处理后有200耐/d回用于车间生产用水,厂区绿化和杂用水。郑州市目前的工业用水价为10.2元/m3,每m,回用水按自来水价的50%计算,则每天节约成本1020元。
4 结语
针对酒精废水营养物质丰富,有机负荷高,处理难度大的特点,郑州市某酒精厂采取了资源综合回收利用相结合的酒精废水处理工艺。即对酒精废水进行处理的同时回收利用其中的有用组分,既节约了资源,创造了可观的经济效益,又降低了废水处理难度,保证出水达标排放。从工程运行情况可以看出,该工艺设计合理,运行稳定可靠,去除效率高,出水水质好,经济效益显著,具有良好的应用前景和推广价值。
岑溪市酒精厂废水处理改造工程
1 岑溪市酒精废水的基本状况
岑溪市酒精厂是岑溪唯一一家生产酒精的企业,由于酒精生产是产生大量废水的重污染源企业,加上以前治污工艺技术落后,特别是治污资金及运行成本企业难以承担,因此,酒精生产废水排放一直无法回收,即采取山塘存贮废水沉淀后直排人义昌江河。直排对环境特别是江河水质造成严重污染,危及岑溪市民的饮水安全。对酒精废水的回收及利用技术改造是该厂当务之急,企业要生存必需要对污染源进行治理,何况该企业又是以岑溪本地可种植再生木薯为原料的农产品加工企业,只有环境得到保证,企业生产才能正常运行,岑溪农民种植的木薯销路才有保障。
2 酒精废水回收技术现状
2.1 工艺流程
酒精废水回收工艺流程见图l。由图l可知,原酒精生产工艺不变,只是把初馏塔排出的酒精废水用离心机进行水分离。滤渣(含水率70%、经过压滤、干燥、粉碎、筛分即可加工成千饲料:滤液经过滤、自由沉淀、调配后作粉碎工序拌料用水,循环使用。
2.2 节约用水量及回收热能
一个用木薯为原料。日产20t的酒精厂,年产酒精6000t,需投入木薯原料17100t,粉碎工序拌料用水量为59850t。酒精废水分离脱水设备选用新一代的高效节能型卧螺离心机和全自动压滤机,1t酒精废水经过二级分离脱水设备的处理,产生分离水约0.6t。按上述产量计算共产生分离水43200t。滤水全部回用于拌料生产,还需补充新鲜用水大约16650t,按每吨新鲜水0.4元计,则节约水费1728万元。
3 酒精厂技术改造的意义
岑溪市酒精厂生产废水技术处理工程建成后,完全排除了因酒精废水排放而引起的环境污染纠纷,虽然每吨酒精增加生产成本20元左右,但通过抓管理。降能耗。提收率来消化。每年至少减少COD等有机物排放200-300t。避免江河水质因酒精废水排放而造成的环境污染,既保护了生态环境,又实现了经济、社会、环境效益的统一。 |
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