【導讀】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廢水。果該廢水不能得到穩(wěn)定、可靠的處理，勢必對環(huán)境產(chǎn)生極大的危害。處理的污水水質主要為COD：40000mg/l，BOD：20200mg/l，SS：20200mg/l，根據(jù)項目所在地的情況，尾水排入自然水體。出水水質要求達到。國家《污水綜合排放標準》一級排放標準。工程經(jīng)驗，擬定整個處理系統(tǒng)采用清液法處理工藝。先將廢槽液進行離心分。本設計的主要處理設施有高溫UASB反應罐、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、離心脫水機等。投資費用為萬元，運行費用為元/m3。廢槽液經(jīng)過本設計流程后水。質可達到既定處理目標。

　　

【正文】 化床（ AFB） 厭氧反應過程分為水解酸化、產(chǎn)酸和產(chǎn)甲烷三個階段，床內成三相流化 狀態(tài)。 耐沖擊負荷，效率高。產(chǎn)泥少，占地少。 動力消耗大，管理較復雜。 厭氧生物濾池（ AF） 完全浸沒式，上下兩種進水方式，適合高濃度有機廢水的處理。 處理能力高，產(chǎn)泥少，濾池內可保持很高的微生物濃度，不需另設泥水分離設備，出水懸浮物濃度低。設備簡單，操作方便。耐沖擊負荷，能耗低。 步水不均勻，濾料費用較高，濾料容易堵塞，生物膜很厚，沒有簡單有效的清洗方法，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，也同時表現(xiàn)為 COD，加大了廢水的污染負荷 [11]。在進入高效厭氧反應器之前，對酒精糟液進行固液分離預處理，可降低酒精糟液的懸浮物和 COD 值，減輕生化處理的負荷，截留的固形物（濾渣）可做飼料銷售。 UASB、 EGSB、 UBF等高效反應器已相繼應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值 低，特別是對酒精產(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)厭氧技術的日益成熟，也使全渣厭氧成為可能。全渣厭氧工藝?？紤]使用的是 UASB或 EGSB反應器。 無論 “ 去渣 ” 厭氧還是 “ 全渣 ” 厭氧都是可行的方法，要結合本地區(qū)實際選用 相應的處理方法 。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 ⒈ 工程投資大大降低了，占地減少了； ⒉ 流程簡單，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，同時還可做部分飼料，解決了 SS的問題； ⒋ 減少了泥沙對厭氧反應器及管道等的沉積、磨損； ⒌ 操作、管理比較簡單。 ⒈ 第一級厭氧的進水對 SS 處理要求較低； ⒉ 理論上厭氧產(chǎn)沼氣量約高一點； ⒊ 固形物（木薯渣）的處理量要求約少點； ⒋ 運用的實例較多，經(jīng)驗也較豐富。 缺點 ⒈ 預處理的 要求較高； ⒉ 固形物的處理量約有增大； ⒊ 單體構筑物投資較大，但總投資減少了。 ⒈ 工程投資較高，占地較多，構筑物較多 ⒉ 第一級厭氧容積負荷較低； ⒊ 泥沙等對管道等設備沉積、磨損，需定期檢修。設備更新維護投入大； ⒋ 消化后的糟任需要處理； ⒌ 好氧投資和運行費用大幅度提高。 10 酒精廢液好氧處理技術 對于 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， 無法達到排放標準。若直接采用好氧處理，經(jīng)濟上則不合算，需要大量的投資和占地，能耗也較高。而厭氧 — 好氧相結合的工藝與單獨 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，從而設備容積也可縮小。 (2)厭氧工藝可對進水負荷的變化氣緩沖作用，為好氧處理創(chuàng)造較穩(wěn)定的 進水條件。 (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、生長快對環(huán)境條件適應能力強的特點，有利于運行條件的控制和縮小處理設備容積的縮小。 (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 — 好氧相結合的工藝 是目前在國內應用的較廣泛的方法之一 [12]。 過去，國內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，不符合國家保護耕地的政策，影響了經(jīng)濟的發(fā)展。 有機廢水經(jīng)厭氧處理后，出水的 BOD5/CODcr會降低，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 可達到 80%。盡管采用生物膜法處理效果可能會好一些，但難以適應 BOD５ 大于 250mg/L的來水。近年來開發(fā)了一些處理此類廢水（進水濃度較高， 可生化性較差，不易降解）的工藝技術，如 AB 工藝、延時曝氣法（ OD 工藝）、 SBR、塔式生物過濾池法、高負荷生物接觸氧化法等。這些先進的工藝技術均能對不易降解的有機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，反應裝置內布置生物填料為生物載體，微生物依附填料載體生長，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 容積負荷高，污泥生物量大，相對而言處理效率較高，而且對進水沖擊負荷的適應能力強 ； ⑵ 處理時間短，因此在處理水量相同的條件下，所需裝置的設備較小，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的優(yōu)點； ⑷ 可間歇運行，當停電或發(fā)生其他突然事故后，生物膜對間歇運行有較強的適應能力； ⑸ 維護管理方便，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可以自動保持平衡，所以不需要污泥回流，運行十分方便； ⑹ 二段生物接觸氧法流程，用分段方法進一步提高凈化能力。第一段有機物被吸附在污泥上，或貯存在細胞內，進行微生物合成，這個吸附合成速度是很快的，即微生物處于對數(shù)生長期； 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，保證了全系統(tǒng)對有機物去除率； 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 木薯酒精廢水有很好的可生化性，易于生物降解，適宜進行生物處理。由于其 COD 濃度相當高宜采用厭氧處理。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，需進行好氧處理進一步降低廢水的 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，但出水一般均能達到國家排放標準。 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)酵成熟醪時粗餾塔底部排放的蒸餾殘留物 — 酒精廢醪(糟 )(即高濃度有機廢水 )，以及生產(chǎn)過程中的洗滌水 (中濃度有機廢水 )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、酸性有機廢水。 由于其直接外排入開放水體，若不處理將會造成及其嚴重的污染，必須對其進 行處理，然后達標排放。 場地基本情況 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，地勢平坦，地面高程為。其西側為廠區(qū)，污水由西側進水管道排入污水處理站，進水管道高程為 。經(jīng)過處理后的污水，通過北側的出水管道排入自然水體。自然水體的設計水位高程為 。 該廢水處理站的全年主導風向為東北風。 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 設計原則、依據(jù)、范圍 設計原則 ⒈ 工藝成熟、技術先進； ⒉ 工程投資省、占地少，運行費用低； ⒊ 操作簡單，易于管理； ⒋ 貫徹國家關于環(huán)境保護的基本國策，執(zhí)行國家規(guī)定的相關法規(guī)、規(guī)范及標準； ⒌ 根據(jù)待處理污水的水質和水量，選擇行之有效的處理工藝； ⒍ 處理設備選擇低能耗、高效率的設備。 設計依據(jù) ⒈ 《中華人民共和國環(huán)境保護法》（ 1989） ⒉ 《中華人 民共和國水污染防治法》（ 1984） ⒊ 《室外排水設計規(guī)范》 GBJ141987(1997) ⒋ 《污水綜合排放標準》 GB89781996 ⒌ 《城市污水處理廠污水污泥排放標準》 CJ30251993 ⒍ 本公司提供的水質水量、地質、水文等資料 ⒎ 在本設計中，污水處理后要求達到《污水綜合排放標準》的一級標準：LmgCOD cr 100? ； LmgBOD 205 ? ； LmgSS 70? ； PH ： 6～ 9 設計范圍 該工程的設計范圍包括： ⒈ 生產(chǎn)廢水自流入污水處理場界區(qū)始至系統(tǒng)出水為止的各處理單元的工程 內容； ⒉ 經(jīng)廢水處理單元排放的固形渣及污泥處理的工程內容。 14 廢水處理工藝的確定 設計水質水量 ⒈ 設計處理水量 : 50 dm3 。 ⒉ 設計進水水質 : crCOD ： 40000 Lmg ； 5BOD ： 20200 Lmg ； SS ： 20200 Lmg PH ： 4～ 5 進水溫度： 90℃ ⒊ 設計出水水質 : LmgCOD cr 100? ； LmgBOD 205 ? ； LmgSS 70? ； PH ： 6～ 9 根據(jù)項目所在地的情況，尾水排入 自然水體。 出水水質 要求 達 到國家《污水綜合排放標準》（ GB897896）一 級排放標準。 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 (本設計的 BOD/COD=)的特點可知，該類廢水有很好的可生化性，易于生物降解，適宜進行生物處理。采用厭氧 — 好氧相結合的工藝。 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，第一級進行全糟厭氧發(fā)酵后再分離SS，分 離液到第二級厭氧等后處理。針對該酒精廢水特性并結合其它同 類工程經(jīng)驗，著重考慮整個工程投資及占地面積、廢水的治理效果、固形物的處理、經(jīng)濟回收效益等，初步設計整個處理系統(tǒng)采用以清液法處理工藝，分為四個部分：預處理、厭氧段、好氧段、污泥及沼氣處理單元。其簡單流程如下圖 21所示： 15 污水預處理 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，厭氧生物轉盤（ ARBCP）、折流式厭氧反應器（ ABR）、厭氧內循環(huán)式反應器（ IC），目前工藝尚不成熟。厭氧接觸法（ ACP），設備較多，操作上要求加多，而且，在實際運行中，采用絮狀污泥的 UASB反 應器處理酒精糟液 COD 負荷高于厭氧接觸工藝，顆粒污泥 UASB 反應器負荷高于絮狀污泥的 UASB 反應器 [2]。 EGSB 目前應用也越來越多，它和 UASB不同之處僅在于運行方式， EGSB 有機負荷高，但 EGSB 反應器和 UASB 反應器在高濃度下處理效率相差不多，因為：⑴較高的基質濃度可保證較高的傳質推動力；⑵較高的 COD 濃度可提高沼氣產(chǎn)生量，促進反應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了 UASB反應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 工藝應用最為廣泛，且工藝成熟。 UASB內污泥濃度高，運行穩(wěn)定，對污染物去除效率高，耐沖擊負荷能力強，對處理高濃度有機廢水具有顯著優(yōu)勢。 UASB 與厭氧濾池相比，反應器無需裝填料，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，無需設沉淀分離、脫氣設備、熱交換設備；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擬采用上流式厭氧污泥床（ UASB） 工藝。 對于木薯酒精廢水，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 70～ 85℃ 。為了適應夏季氣溫變化和提高厭氧消化效率， UASB 厭氧反應器采用高溫厭氧發(fā)酵，反應溫度在 55～ 57℃ ，在有 效 16 處理酒精廢醪中的有機污染物的同時，又充分利