【正文】 ，該廢水中含有大量的有機(jī)化合物及懸浮物，主要為糖份、蛋白質(zhì)、維生素等， pH 值約 4～ 6，屬無毒有害高濃度有機(jī)廢水。酒精廢液的治理問題已經(jīng)成為限制酒精產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸。為了減輕污染及節(jié)省生產(chǎn)成本，人們進(jìn)行了酒精廢醪綜合利用途徑的長期探索，取得了許多成功的經(jīng)驗(yàn)。濃縮燃燒法把生物能轉(zhuǎn)變成熱能，熱能用來濃縮廢 醪 液，濃 縮液又用來燃燒產(chǎn)熱，形成濃縮 —— 燃燒 —— 產(chǎn)汽—— 再濃縮 —— 再燃燒的良性循環(huán)，從而實(shí)現(xiàn)處理廢醪液零排放的目的。 目前，濃縮燃燒法己在波蘭、泰國、印度、日本、巴西等國家 的酒精廠使用， 較成熟的技術(shù)是荷蘭 HCG 公司與瑞典 Alaf 一 Lval 公司聯(lián)合研制的商用酒精廢液燃燒 爐，技術(shù)上采用了一臺(tái)專門的燃燒爐，廢液與煤粉在燃燒爐內(nèi)混燒。廣西個(gè)別生產(chǎn)廠也曾經(jīng)應(yīng)用過，主要是將廢液濃縮液混在蔗 渣 上 或與 煤 粉 一 起燃燒，存 在的主要問題是 ： 鍋爐爐 膛 很容易結(jié)焦，對(duì)流受熱 面很快就產(chǎn)生堵灰，影響鍋爐運(yùn)行，與煤粉的比例只能在 1/10 左右，廢液濃縮液很 難處理完。 培養(yǎng)飼 料酵母法 [8] 灑精廢液含有微生物所需要的營養(yǎng)物質(zhì)，這些物質(zhì)被微生物利用后，一方面可以得到有用的產(chǎn)品 (如酵母或其他真菌菌體 )，另一方面可以降低廢水中的污染物 (大 部分被微生物所利用 )，培養(yǎng)飼料酵母法是治理這類廢水的方法之一。由于酒精廢液中培養(yǎng)飼料酵母的營養(yǎng)成分不全或不足，需外加一定量物質(zhì)，而且懸浮物含量不能過高，要進(jìn)行固液分 5 離，所以酒精廢液培養(yǎng)飼料酵母的方法通常是將廢水中的大顆粒懸浮物先經(jīng)過粗濾而與水分離，濾渣干燥后 直接用作飼料。 生產(chǎn)飼料酵母的酒糟廢水多為糖蜜酒糟廢水與薯干酒糟廢水。培養(yǎng)菌絲可以粗放，但菌絲蛋白含量較低 ； ⒉ 酒精廢液粘度大，懸浮物高，生產(chǎn)飼料酵母需過濾去除懸浮物，但過濾困難， 且消耗動(dòng)力大。培養(yǎng)絲狀真菌后的二次廢水可回用于生產(chǎn) (試生產(chǎn)應(yīng)用成功 )； ⒌ 本法投資較大，且需要一定的生產(chǎn)規(guī)模，故大廠可以應(yīng)用，中、小廠難以應(yīng) 用。所以今后要在提高營養(yǎng)成分的轉(zhuǎn)化率、簡化工藝及設(shè)備、降低能耗等方面多作研究。 DDGS 的生 產(chǎn)技術(shù)大體步驟是：先將酒精糟進(jìn)行固液分離，再將濾液的一部分回用于原料的浸泡 及發(fā)酵。 由于玉米酒精產(chǎn)生的酒糟廢水，蛋自質(zhì)等多種營養(yǎng)物的含量很豐富，用于蛋白飼料（ DDGS） 的生產(chǎn)，具有較好的效 益。木薯酒精糟直接飼喂動(dòng)物 ,不僅營養(yǎng)價(jià)值低 ,還 極有可能導(dǎo)致動(dòng)物酒精中 6 毒。 酒精廢液生物處理工藝 酒糟廢水中懸浮物濃度高、營養(yǎng)元素豐富，應(yīng)該在以回收利用為主要目的的前提下，實(shí)現(xiàn)酒糟廢水的凈化，從而既取得經(jīng)濟(jì)效益、又減輕處理費(fèi)用和有效地保護(hù)環(huán)境。培養(yǎng)飼料酵母可獲得一定的經(jīng)濟(jì)效益，但產(chǎn)生的二次廢水達(dá)不到 排放標(biāo)準(zhǔn)，還需治理。 由于酒精發(fā)酵過程中，酵母代謝產(chǎn)生乙醇同時(shí)，也代謝產(chǎn)生多種高級(jí)醇、及各類酯、酸等，這種有機(jī)物質(zhì)中的高沸點(diǎn)物質(zhì)，在蒸餾分離時(shí)，高于乙醇沸點(diǎn)，隨塔底的廢水排出。但這些有機(jī)物質(zhì)，均以農(nóng)副產(chǎn)品為原料，系微生物的代謝產(chǎn)物，廢水的可生化性較好 [10]。生化治理技術(shù)包括了厭氧、好氧兩個(gè)單元。 酒精糟液厭氧處理技術(shù)在我國 20 世紀(jì) 60 年代即有應(yīng)用，早期采用的是隧道式（推流式）發(fā)酵池，這種發(fā)酵裝置容積大，滯留時(shí)間較長，一般在 10天以上，甚至達(dá)到 15天左右。 3 ， BOD去除率在 80%左右，產(chǎn)氣率一般為 ? ?dm 酒精糟液厭氧處理技術(shù)在 80 年代初得到了很大推廣。其 COD 負(fù)荷一般在 ~ ? ?dmkgCOD 33 。與隧道式發(fā)酵池相比，產(chǎn)氣率、 COD 負(fù)荷、去除率都有大幅度提高。 3以上時(shí)，易產(chǎn)生酸化現(xiàn)象，去除率下降。由于厭氧出水的污泥濃度高，固應(yīng)采用污泥濃縮池或氣浮池作為后處理工藝。 兩相厭氧消化工藝是將厭氧消化的水解產(chǎn)酸階段和產(chǎn)甲烷階段分開運(yùn)行，但是酒精糟液采用兩級(jí)厭氧都處 于甲烷發(fā)酵階段。與一級(jí) UASB 相比，設(shè)備投資和運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用反而提高，但任然是現(xiàn)階段厭氧處理酒糟廢水的可行工藝之一 [2]。 繼厭氧接觸工藝之后， UASB、 EGSB、 UBF 等高效反應(yīng)器已相繼應(yīng)用于處理酒糟廢水，并取得了較好的效果。 目前，現(xiàn)行的酒精廢水 治理工藝 ，主要應(yīng)用的 有去渣厭氧和全渣厭氧兩種工藝 。這類物質(zhì)在酒精生產(chǎn)過程中，雖也同樣經(jīng)歷了液化、蒸煮、糖化工藝單元處理，但由于纖維素必須經(jīng)過酸解或纖維素酶水解，才能由多糖轉(zhuǎn)化為單糖，所以在酒精發(fā)酵中不能被酵母菌所利用，在蒸餾單元隨廢水排出。根據(jù)在酒精污水多項(xiàng)治理工程中的測(cè)定，渣占 COD總量的 25～ 30%。在厭氧反應(yīng)器之前去渣的目的主要是： (1)渣 8 表 11 常見厭氧處理法比較 方法或反應(yīng)器 特點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 上流式厭氧污泥床（ UASB） 消化和固液分離在一個(gè)池內(nèi)。 負(fù)荷率高，容積小，反應(yīng)器無填料，無污泥回流裝置，不需攪拌；能耗低，成本和運(yùn)行費(fèi)用大大降低；效果好，投資??；操作簡單。 厭氧顆粒污泥膨脹床（ EGSB） 在裝置中可以形成顆?；勰唷? 污泥床處于膨脹狀態(tài)，進(jìn)水于顆粒污泥可充分接觸。有效地解決了 UASB常見的短流、死角和堵塞問題。 折流式厭氧反應(yīng)器 (ABR) 在反應(yīng)器中設(shè)置了上下折流板而在水流方向上形成依次串聯(lián)的隔室，從而使其中的微生物種群沿長度方向的不同隔室實(shí)現(xiàn)產(chǎn)酸和產(chǎn)甲烷相的分離，在單個(gè)反應(yīng)器中進(jìn)行兩相或多相運(yùn)行。 為了保證一定的水流和產(chǎn)氣上升速度， ABR反應(yīng)器不能太深。與單級(jí) UASB反應(yīng)器相比， ABR反應(yīng)器的第一格不得不承受遠(yuǎn)大于平均負(fù)荷的局部負(fù)荷，這可能會(huì)導(dǎo)致處理效率的下降。一個(gè)處于高負(fù)荷而另一個(gè)處于低負(fù)荷。 厭氧接觸法（ ACP） 用沉淀池污泥進(jìn)行回流。能適用高有機(jī)物濃度和高懸浮物的廢水。出水懸浮物固體低。 負(fù)荷高時(shí)污泥會(huì)流失。需污泥回流，固液分離有時(shí)較困難。 容積負(fù)荷高，無堵塞，耐沖擊負(fù)荷，運(yùn)行穩(wěn)定。 厭氧流化床（ 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)。產(chǎn)泥少，占地少。 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。設(shè)備簡單，操作方便。 步水不均勻，濾料費(fèi)用較高，濾料容易堵塞，生物膜很厚，沒有簡單有效的清洗方法，懸浮物高的廢水不適用。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。 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。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。 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 。 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。 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。 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)。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。 (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(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。 過去，國內(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。 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。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。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]。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??； 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。 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。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。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。 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。其屬于高溫、高濃度、高懸浮物、酸性有機(jī)廢水。 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。基本處于疏干狀態(tài)。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 。自然水體的設(shè)計(jì)水位高程為 。 廢水處理站所在地區(qū)干、濕季節(jié)分明。年降水量 2020 毫米左右， 4～ 9 月降水占全年的 80%[18]。 設(shè)計(jì)依據(jù) ⒈ 《中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法》（ 1989） ⒉ 《中華人 民共和國水污染防治法》（ 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。 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。 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。 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。其簡單流程如下圖 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。 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。 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 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]。 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。精糟液經(jīng)固液分離后的濾液溫度達(dá) 70～ 85