【導(dǎo)讀】粗脂肪、纖維素等。根據(jù)常規(guī)生產(chǎn)工藝，以木薯為原料生產(chǎn)酒精每生產(chǎn)1t. 酒精排出的廢水為12～15t，pH值約4～6，屬無毒有害高濃度有機(jī)廢水。果該廢水不能得到穩(wěn)定、可靠的處理，勢(shì)必對(duì)環(huán)境產(chǎn)生極大的危害。處理的污水水質(zhì)主要為COD：40000mg/l，BOD：20200mg/l，SS：20200mg/l，根據(jù)項(xiàng)目所在地的情況，尾水排入自然水體。出水水質(zhì)要求達(dá)到。國(guó)家《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。工程經(jīng)驗(yàn)，擬定整個(gè)處理系統(tǒng)采用清液法處理工藝。先將廢槽液進(jìn)行離心分。本設(shè)計(jì)的主要處理設(shè)施有高溫UASB反應(yīng)罐、平流式沉淀池、中。生物接觸氧化池、斜板沉淀池及離心分離機(jī)、離心脫水機(jī)等。投資費(fèi)用為萬元，運(yùn)行費(fèi)用為元/m3。廢槽液經(jīng)過本設(shè)計(jì)流程后水。質(zhì)可達(dá)到既定處理目標(biāo)。

　　

【正文】 化床（ AFB） 厭氧反應(yīng)過程分為水解酸化、產(chǎn)酸和產(chǎn)甲烷三個(gè)階段，床內(nèi)成三相流化 狀態(tài)。 耐沖擊負(fù)荷，效率高。產(chǎn)泥少，占地少。 動(dòng)力消耗大，管理較復(fù)雜。 厭氧生物濾池（ AF） 完全浸沒式，上下兩種進(jìn)水方式，適合高濃度有機(jī)廢水的處理。 處理能力高，產(chǎn)泥少，濾池內(nèi)可保持很高的微生物濃度，不需另設(shè)泥水分離設(shè)備，出水懸浮物濃度低。設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便。耐沖擊負(fù)荷，能耗低。 步水不均勻，濾料費(fèi)用較高，濾料容易堵塞，生物膜很厚，沒有簡(jiǎn)單有效的清洗方法，懸浮物高的廢水不適用。 9 是難生物降解物，影響厭氧去除率； (2)渣類懸浮物在厭氧罐中的積累，可使污泥產(chǎn)甲烷活性降低； (3)不溶解物的渣與其包裹或吸附 在活性污泥表面，易于引起活性污泥上浮，造成污泥的大量帶出罐； (4)渣即表現(xiàn)為懸浮物，也同時(shí)表現(xiàn)為 COD，加大了廢水的污染負(fù)荷 [11]。在進(jìn)入高效厭氧反應(yīng)器之前，對(duì)酒精糟液進(jìn)行固液分離預(yù)處理，可降低酒精糟液的懸浮物和 COD 值，減輕生化處理的負(fù)荷，截留的固形物（濾渣）可做飼料銷售。 UASB、 EGSB、 UBF等高效反應(yīng)器已相繼應(yīng)用于處理該類酒糟廢水，并取得了較好的效果。 近幾年來，酒精行業(yè)的污水治理，又回過頭來探索不分離渣的厭氧方式，并且得到多數(shù)酒精廠家的重視。其原因可能有以下幾種 [11]：⑴ 分離后渣的再利用價(jià)值 低，特別是對(duì)酒精產(chǎn)量規(guī)模大的企業(yè)，分離后渣的處理很難找到出路（包括如何解決 2次污染的出路）； (2)分離后的渣需要干燥才能處理，而干燥 1t 渣則需耗用 原煤，從而增加了酒精成本； (3)由于能源的日趨緊張，煤價(jià)上升幅度大，給企業(yè)帶來一定的壓力。利用全渣厭氧可提高沼氣產(chǎn)量，提供更多能源，從而降低酒精生產(chǎn)成本； (4)厭氧技術(shù)的日益成熟，也使全渣厭氧成為可能。全渣厭氧工藝常考慮使用的是 UASB或 EGSB反應(yīng)器。 無論 “ 去渣 ” 厭氧還是 “ 全渣 ” 厭氧都是可行的方法，要結(jié)合本地區(qū)實(shí)際選用 相應(yīng)的處理方法 。去渣厭氧與全渣厭 氧的 工藝 比較 如下： 表 12 去渣厭氧與全渣厭氧的比較 去渣厭氧 全渣厭氧 優(yōu)點(diǎn) ⒈ 工程投資大大降低了，占地減少了； ⒉ 流程簡(jiǎn)單，出水穩(wěn)定； ⒊ 厭氧產(chǎn)沼氣量并沒有大量減少， SS的熱值較高，有助于燃燒回收能源，同時(shí)還可做部分飼料，解決了 SS的問題； ⒋ 減少了泥沙對(duì)厭氧反應(yīng)器及管道等的沉積、磨損； ⒌ 操作、管理比較簡(jiǎn)單。 ⒈ 第一級(jí)厭氧的進(jìn)水對(duì) SS 處理要求較低； ⒉ 理論上厭氧產(chǎn)沼氣量約高一點(diǎn)； ⒊ 固形物（木薯渣）的處理量要求約少點(diǎn)； ⒋ 運(yùn)用的實(shí)例較多，經(jīng)驗(yàn)也較豐富。 缺點(diǎn) ⒈ 預(yù)處理的 要求較高； ⒉ 固形物的處理量約有增大； ⒊ 單體構(gòu)筑物投資較大，但總投資減少了。 ⒈ 工程投資較高，占地較多，構(gòu)筑物較多 ⒉ 第一級(jí)厭氧容積負(fù)荷較低； ⒊ 泥沙等對(duì)管道等設(shè)備沉積、磨損，需定期檢修。設(shè)備更新維護(hù)投入大； ⒋ 消化后的糟任需要處理； ⒌ 好氧投資和運(yùn)行費(fèi)用大幅度提高。 10 酒精廢液好氧處理技術(shù) 對(duì)于 高濃度的酒精廢水，單純用厭氧發(fā)酵法處理后，出水 COD 濃度仍很高， 無法達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。若直接采用好氧處理，經(jīng)濟(jì)上則不合算，需要大量的投資和占地，能耗也較高。而厭氧 — 好氧相結(jié)合的工藝與單獨(dú) 的厭氧或好氧處理相比，具有如下優(yōu)越性 :(l)由于在厭氧階段可大幅度地去除水中的懸浮物或有 機(jī)物，使其后序好氧處理工藝的污泥量得到有效的減少，從而設(shè)備容積也可縮小。 (2)厭氧工藝可對(duì)進(jìn)水負(fù)荷的變化氣緩沖作用，為好氧處理創(chuàng)造較穩(wěn)定的 進(jìn)水條件。 (3) 經(jīng)過厭氧處理后，不僅可以提高廢水的可生化性，提高好氧工 藝的處理能力，而且可利用產(chǎn)酸菌類多、生長(zhǎng)快對(duì)環(huán)境條件適應(yīng)能力強(qiáng)的特點(diǎn)，有利于運(yùn)行條件的控制和縮小處理設(shè)備容積的縮小。 (4)產(chǎn)生的沼氣主要用于 發(fā)電、鍋爐助燃，多余的用于職工生活做飯，因此，采用的厭氧 — 好氧相結(jié)合的工藝 是目前在國(guó)內(nèi)應(yīng)用的較廣泛的方法之一 [12]。 過去，國(guó)內(nèi)外普遍采用的方法是采用氧化塘工藝作為后續(xù)處理工藝。但氧化塘占地面積大，不符合國(guó)家保護(hù)耕地的政策，影響了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。 有機(jī)廢水經(jīng)厭氧處理后，出水的 BOD5/CODcr會(huì)降低，出水可生化性較原污水差。采用一般的好氧生物處理方法（活性污泥法和生物膜法），處理厭氧出水，其去除率約只有 60%，而處理同等濃度的原有污水， COD 可達(dá)到 80%。盡管采用生物膜法處理效果可能會(huì)好一些，但難以適應(yīng) BOD５ 大于 250mg/L的來水。近年來開發(fā)了一些處理此類廢水（進(jìn)水濃度較高， 可生化性較差，不易降解）的工藝技術(shù)，如 AB 工藝、延時(shí)曝氣法（ OD 工藝）、 SBR、塔式生物過濾池法、高負(fù)荷生物接觸氧化法等。這些先進(jìn)的工藝技術(shù)均能對(duì)不易降解的有機(jī)污染物有較好的處理效果 [10]。 在好氧工藝中，生物接觸氧化法工藝是在傳統(tǒng)的好氧活性污泥法工藝的改進(jìn)，反應(yīng)裝置內(nèi)布置生物填料為生物載體，微生物依附填料載體生長(zhǎng)，形成固定化生物系統(tǒng)，增大了微生物與廢水接觸的比表面積，去除效率高。其 主要有利因素是 [10]： ⑴ BOD 容積負(fù)荷高，污泥生物量大，相對(duì)而言處理效率較高，而且對(duì)進(jìn)水沖擊負(fù)荷的適應(yīng)能力強(qiáng) ； ⑵ 處理時(shí)間短，因此在處理水量相同的條件下，所需裝置的設(shè)備較小，因而占地面積小； 11 ⑶ 能夠克服污泥膨脹問題，且能充分發(fā)揮其分解氧化能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)； ⑷ 可間歇運(yùn)行，當(dāng)停電或發(fā)生其他突然事故后，生物膜對(duì)間歇運(yùn)行有較強(qiáng)的適應(yīng)能力； ⑸ 維護(hù)管理方便，由于微生物是附著在填料形成生物膜，生物膜的剝落與增長(zhǎng)可以自動(dòng)保持平衡，所以不需要污泥回流，運(yùn)行十分方便； ⑹ 二段生物接觸氧法流程，用分段方法進(jìn)一步提高凈化能力。第一段有機(jī)物被吸附在污泥上，或貯存在細(xì)胞內(nèi)，進(jìn)行微生物合成，這個(gè)吸附合成速度是很快的，即微生物處于對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期； 第二段生化過程以氧化為主，能有效的降解難生物降解性物質(zhì)，保證了全系統(tǒng)對(duì)有機(jī)物去除率； ⑺ 利用低氧、高氧的二段生物接觸氧化法，也具生物脫氮的功能，能較好的解決廢水中偏高的 NH3N。 小結(jié) 木薯酒精廢水有很好的可生化性，易于生物降解，適宜進(jìn)行生物處理。由于其 COD 濃度相當(dāng)高宜采用厭氧處理。常用的方法有 去渣厭氧和全渣厭氧兩種工藝 ，常采用的厭氧方式或反應(yīng)器有厭氧接觸法、 UASB、 EGSB、 UBF 等。厭氧處理出水 COD 值通常還很高，需進(jìn)行好氧處理進(jìn)一步降低廢水的 COD。好氧處理可采用氧化溝、 SBR、生物接 觸氧化法和推流曝氣等工藝。具體工藝的選取要根據(jù)企業(yè)具體條件而定，但出水一般均能達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。 12 第二章 本廢水處理工藝確定 本工程概況及產(chǎn)生廢水情況 本工程廢水處理系統(tǒng)針對(duì)以木薯為原料的酒精生產(chǎn)所排出的廢水。該類廢水主要來自蒸餾發(fā)酵成熟醪時(shí)粗餾塔底部排放的蒸餾殘留物 — 酒精廢醪(糟 )(即高濃度有機(jī)廢水 )，以及生產(chǎn)過程中的洗滌水 (中濃度有機(jī)廢水 )和蒸煮、糖化、發(fā)酵、蒸餾工藝的冷卻水 。其屬于高溫、高濃度、高懸浮物、酸性有機(jī)廢水。 由于其直接外排入開放水體，若不處理將會(huì)造成及其嚴(yán)重的污染，必須對(duì)其進(jìn) 行處理，然后達(dá)標(biāo)排放。 場(chǎng)地基本情況 該地區(qū)地下含水層的透水性好，多為粗沙、粉細(xì)沙和加油粗沙的松散土層。地下水位埋深已超過 50m。基本處于疏干狀態(tài)。 廢水處理站在廠區(qū)的東面，目前是一片空地，地勢(shì)平坦，地面高程為。其西側(cè)為廠區(qū)，污水由西側(cè)進(jìn)水管道排入污水處理站，進(jìn)水管道高程為 。經(jīng)過處理后的污水，通過北側(cè)的出水管道排入自然水體。自然水體的設(shè)計(jì)水位高程為 。 該廢水處理站的全年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|北風(fēng)。 廢水處理站所在地區(qū)干、濕季節(jié)分明。 1月平均氣溫 ℃ 、最低 ℃ ，7 月 平均氣溫 ℃ 、最高氣溫 ℃ ，幾乎全年無霜。年降水量 2020 毫米左右， 4～ 9 月降水占全年的 80%[18]。 13 設(shè)計(jì)原則、依據(jù)、范圍 設(shè)計(jì)原則 ⒈ 工藝成熟、技術(shù)先進(jìn)； ⒉ 工程投資省、占地少，運(yùn)行費(fèi)用低； ⒊ 操作簡(jiǎn)單，易于管理； ⒋ 貫徹國(guó)家關(guān)于環(huán)境保護(hù)的基本國(guó)策，執(zhí)行國(guó)家規(guī)定的相關(guān)法規(guī)、規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)； ⒌ 根據(jù)待處理污水的水質(zhì)和水量，選擇行之有效的處理工藝； ⒍ 處理設(shè)備選擇低能耗、高效率的設(shè)備。 設(shè)計(jì)依據(jù) ⒈ 《中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)法》（ 1989） ⒉ 《中華人 民共和國(guó)水污染防治法》（ 1984） ⒊ 《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》 GBJ141987(1997) ⒋ 《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》 GB89781996 ⒌ 《城市污水處理廠污水污泥排放標(biāo)準(zhǔn)》 CJ30251993 ⒍ 本公司提供的水質(zhì)水量、地質(zhì)、水文等資料 ⒎ 在本設(shè)計(jì)中，污水處理后要求達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)：LmgCOD cr 100? ； LmgBOD 205 ? ； LmgSS 70? ； PH ： 6～ 9 設(shè)計(jì)范圍 該工程的設(shè)計(jì)范圍包括： ⒈ 生產(chǎn)廢水自流入污水處理場(chǎng)界區(qū)始至系統(tǒng)出水為止的各處理單元的工程 內(nèi)容； ⒉ 經(jīng)廢水處理單元排放的固形渣及污泥處理的工程內(nèi)容。 14 廢水處理工藝的確定 設(shè)計(jì)水質(zhì)水量 ⒈ 設(shè)計(jì)處理水量 : 50 dm3 。 ⒉ 設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì) : crCOD ： 40000 Lmg ； 5BOD ： 20200 Lmg ； SS ： 20200 Lmg PH ： 4～ 5 進(jìn)水溫度： 90℃ ⒊ 設(shè)計(jì)出水水質(zhì) : LmgCOD cr 100? ； LmgBOD 205 ? ； LmgSS 70? ； PH ： 6～ 9 根據(jù)項(xiàng)目所在地的情況，尾水排入 自然水體。 出水水質(zhì) 要求 達(dá) 到國(guó)家《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（ GB897896）一 級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。 處理方案選擇 處理工藝確定 由木薯酒精廢水的 BOD5/CODcr比值大 (本設(shè)計(jì)的 BOD/COD=)的特點(diǎn)可知，該類廢水有很好的可生化性，易于生物降解，適宜進(jìn)行生物處理。采用厭氧 — 好氧相結(jié)合的工藝。 木薯酒精廢水治理常采兩種治理思路，其一是清液發(fā)酵，以分離后的清液經(jīng)厭氧、好氧處理；其二是全糟發(fā)酵，第一級(jí)進(jìn)行全糟厭氧發(fā)酵后再分離SS，分 離液到第二級(jí)厭氧等后處理。針對(duì)該酒精廢水特性并結(jié)合其它同 類工程經(jīng)驗(yàn)，著重考慮整個(gè)工程投資及占地面積、廢水的治理效果、固形物的處理、經(jīng)濟(jì)回收效益等，初步設(shè)計(jì)整個(gè)處理系統(tǒng)采用以清液法處理工藝，分為四個(gè)部分：預(yù)處理、厭氧段、好氧段、污泥及沼氣處理單元。其簡(jiǎn)單流程如下圖 21所示： 15 污水預(yù)處理 厭氧處理 好氧處理 出水沼氣處理污泥處理 圖 21 主要處理工藝 具體工藝選擇 在厭氧生物處理方法中，厭氧生物轉(zhuǎn)盤（ ARBCP）、折流式厭氧反應(yīng)器（ ABR）、厭氧內(nèi)循環(huán)式反應(yīng)器（ IC），目前工藝尚不成熟。厭氧接觸法（ ACP），設(shè)備較多，操作上要求加多，而且，在實(shí)際運(yùn)行中，采用絮狀污泥的 UASB反 應(yīng)器處理酒精糟液 COD 負(fù)荷高于厭氧接觸工藝，顆粒污泥 UASB 反應(yīng)器負(fù)荷高于絮狀污泥的 UASB 反應(yīng)器 [2]。 EGSB 目前應(yīng)用也越來越多，它和 UASB不同之處僅在于運(yùn)行方式， EGSB 有機(jī)負(fù)荷高，但 EGSB 反應(yīng)器和 UASB 反應(yīng)器在高濃度下處理效率相差不多，因?yàn)椋孩泡^高的基質(zhì)濃度可保證較高的傳質(zhì)推動(dòng)力；⑵較高的 COD 濃度可提高沼氣產(chǎn)生量，促進(jìn)反應(yīng)器中廢水與污泥的攪拌混合，由沼氣上升攪拌而引起的固、液混合在一定程度上彌補(bǔ)了 UASB反應(yīng)器中水力混合不足的缺陷。相比之下 UASB 較 EGSB 工藝成熟。 目前，在污水厭氧處理 工藝中 UASB 工藝應(yīng)用最為廣泛，且工藝成熟。 UASB內(nèi)污泥濃度高，運(yùn)行穩(wěn)定，對(duì)污染物去除效率高，耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，對(duì)處理高濃度有機(jī)廢水具有顯著優(yōu)勢(shì)。 UASB 與厭氧濾池相比，反應(yīng)器無需裝填料，提高了容積利用率，節(jié)約投資，也避免了堵塞問題；與接觸氧化法相比，無需設(shè)沉淀分離、脫氣設(shè)備、熱交換設(shè)備；與厭氧流化床相比，無需投加專門填料來固定微生物，節(jié)省能耗 [13]。通過比較本工藝厭氧部分?jǐn)M采用上流式厭氧污泥床（ UASB） 工藝。 對(duì)于木薯酒精廢水，其出水的懸浮物濃度很高，采用離心分離先去除其中一部分有機(jī)物，再通人 UASB，可有效的提高其去除效率。木薯酒精廢水的出水溫度很高，即使通過離心分離，其溫度還保持在較高的水平。精糟液經(jīng)固液分離后的濾液溫度達(dá) 70～ 85℃ 。為了適應(yīng)夏季氣溫變化和提高厭氧消化效率， UASB 厭氧反應(yīng)器采用高溫厭氧發(fā)酵，反應(yīng)溫度在 55～ 57℃ ，在有 效 16 處理酒精廢醪中的有機(jī)污染物的同時(shí)，又充分利