固液分离-UASB-S技术处理酒精糟液工程

固液分离-UASB-SBR技术处理酒精糟液工程 田宁宁 王凯军 提要 论述了薯干原料酒厂酒精糟液的处理技术，提出带式压滤机固液分离- UASB-SBR 的酒 精槽液处理工艺。以某酒厂的应用实例说明工程设计方案、调试过程和处理效果。 关键词 薯干制酒 酒精糟液 固液分离- UASB-SBR 带式压滤机 酒精工业是国民经济重要的基础原料产业。酒 精广泛应用于化学、食品、日用化工、医药卫生等领 域。我国的酒精年产量约为300 万t ，生产原料以粮 食（玉米、薯干等）为主，粮食酒精中约有80 % 是用 薯干酿造的。酒精生产过程中蒸馏工序排放的酒精 糟液是一种含高悬浮物、高浓度的有机废液。据统 计，每生产1t 酒精，排放的有机物含量达500kg 以 上。全国每年排放的酒精工业废水约为1 200 万 m3。大量的高浓度有机废水如果不经严格的处理 直接排放，将会造成严重的污染。资源浪费、污染环 境已成为制约国内酒精工业发展的一个重要因素。 安徽省泗州酒厂是一个以薯干为原料生产酒精 的白酒厂，年产酒精5 000t 。正常生产时排放酒精 糟液250m3／d，糟液温度为90 C。废水中主要含糖 类、有机酸、蛋白质和纤维素等，有机物浓度很高， CODCr达到30 000～45 000mg／L，BOD5 达到15 000 ～25 000mg／L。糟液非常浑浊，SS 约为40 000mg／L。 废液呈酸性，pH 为3 ～4。酒精糟液虽然污染物浓 度高，但没有生物毒性，可生化性好。该厂属于淮河 流域限期治理项目。为了彻底根治其对周围环境和 地下水资源的严重污染，该厂对酒糟废液进行综合 利用，建成处理能力为250m3／d 的高浓度有机废水 （酒精糟液）处理厂。同时回收糟液中的饲料和生产 沼气。 设计废水水质指标为：CODCr：40 000mg／L； BOD5：25 000mg／L；SS：20 000mg／L；pH：3. 5 ～4。 处理后出水水质应达到《污水综合排放标准》（GB8978 - 88 ）中的行业一级标准：CODCr：!350mg／L； BOD5：!200mg／L；SS：!200mg／L；pH：6～9。 1 处理工艺选择 酒精糟液综合利用和深度处理的关键之一是对 酒精糟液进行有效的固液分离。薯干酒精糟液的脱 水处理具有很大难度，过去采用离心脱水机和箱式 压滤机两种脱水设备进行脱水试验，由于薯干酒精 糟液粘度大，粒度小，容易将离心脱水机的滤网和箱 式压滤机的滤布堵塞，结果均不很成功。因而无法 应用于薯干酒精糟液的脱水。 原机械部环保所对酒精糟液脱水工艺进行了深 入研究，开发研制出新型带式压滤机（见图1）。新 型带式压滤机特点如下：①超长的重力脱水区；②超 长的斜式楔形区；③结构紧凑、压力递增的压榨区； ④独创滤带偏移检测方式和双端纠偏机构；⑤性能 好、效率高的反冲洗方式。 图1 新型带式压滤机工作原理 1 带压机 2 反应器 3 流量计 4 速溶机 5 加药泵 6 输料泵 7 空压机 8 冲洗泵 9 输送机 在某酿酒厂进行的工业性试验结果显示：进料 酒精糟液含水率为96 % ～96. 5 %，pH 值为4. 0，温 度为70 C。脱水处理后酒糟滤饼含水率72 %。利 用带式压滤机进行酒精糟液脱水是一种尝试和突 破。技术关键是针对性地提出调节等电点和相应的 絮凝处理工艺，可以提高糟渣回收率，提高糟液 给水排水 Vol.26 No.9 2000 49 CODCr去除率（74 %），对减轻后部滤液深度处理负 荷具有明显效果。 经过带式压滤机对酒糟废液进行固液分离以 后，滤液的CODCr可降低50 % 左右，SS 也大幅度降 低，有利于废水的厌氧和好氧的生化处理。后续的 厌氧工艺采用上流式厌氧污泥床（UASB），好氧工 艺采用序批式活性污泥反应器（SBR）。 2 处理工艺介绍 本工艺的核心是：固液分离、UASB 和SBR。酒 糟废液经过粗格栅进入调节池进行冷却和调节，再 用立式污泥泵将糟液泵入污泥浓缩池，浓缩后的糟 液进入带式压滤机进行固液分离。滤渣经挤压、干 燥可制成直接供销售的饲料。滤液泵入厌氧UASB 和好氧SBR 单元进行处理，出水达标排放。UASB 产生的沼气经水封阻火器后进入储气柜或输送到工 厂锅炉直接燃烧（见图2）。 图2 泗州酒厂酒精糟液处理流程 3 主要处理构筑物、设备的设计 3. 1 调节沉淀池 调节沉淀池为地下结构，总体尺寸为：长10m， 宽4. 5m，深3. 0m，水力停留时间为12. 0 。调节池 底部设污泥斗，污泥斗倾角50 ，斗内设污泥提升泵 将沉淀污泥提升至浓缩池。调节池浅水区设厌氧进 水泵2 台，1 用1 备。 3. 2 UASB 反应器 酒糟废液经固液分离后 CODCr 去除 50 %， UASB 进水CODCr20 000mg／L，!=225m3／d。设计 负荷为7. 0kgCODCr／（m3·d），消化温度35 !37 C。 UASB 反应罐选用"=11m，#=8. 0m，有效水深# =7. 5m。UASB 内设有供水、泥、气分离用的三相 分离器，以维持反应罐内高活性的厌氧污泥菌群，并 有效地回收沼气，UASB 出水CODCr !3 000mg／L， SS!1 500mg／L。其沼气产量为2 000m3／d。 3. 3 SBR 反应器 进水CODCr !3 000mg／L，SS!1 500mg／L，污 泥负荷为0. 3kgCOD／（kgMLSS·d），污泥浓度为3g／L， SBR 反应器有效容积为750m3。依据废水处理工艺 要求设置2 座圆形SBR 反应器。每座SBR 反应器 的尺寸为："=11m，#=5. 0m，有效水深4. 5m。 根据SBR 反应器的运行规律和设计要求确定 不同的运行周期，排水方式采用篦水器排水，依据时 间控制其升降实现排水。 曝气装置采用中微孔曝气器曝气，曝气器的氧 利用率按 10 % 计算，曝气池对 CODCr 去除率为 90 %，则供气量应为10m3／min，选SSR100 风机3 台，2 用1 备。 3. 4 风机房 风机房安装3 台SSR100 离心风机，2 用1 备。 单机风量为6. 73m3／min，#=5. 0m。 风机房设有隔音的配电室及操作休息间，风机 房总尺寸：长> 宽> 高=10m> 5m> 7m。 3. 5 污泥浓缩池 酒糟液进入调节沉淀池后，大部分污泥将沉淀 于污泥斗内，经污泥泵提升至污泥浓缩池进行浓缩， 以利于后续的污泥机械脱水。污泥浓缩池为半地下 式钢筋混凝土结构，其几何尺寸为："> #= 5. 0m > 7. 0m。 浓缩后污泥进入带式压滤机进行机械脱水，浓 缩池上清液回流至调节池后进入 UASB 厌氧反应 器进行处理。 3. 6 污泥脱水机及脱水机房 浓缩以后的糟液和污泥，用泥浆泵输送到管道 混合器与高分子絮凝剂和助凝剂混合，在折板式絮 凝反应器中反应后流入带式压滤机脱水，设计中选 用带式压滤机，带宽1. 5m，处理量为13. 5m3 湿泥／ 。 脱水机滤后的上清液回流至调节池后进入 UASB 进一步处理，带式压滤机反冲洗所用的自来水和空 50 给水排水 Vol.26 No.9 2000 气由离心泵和空压机供给。脱水以后的污泥饼（含 水率80 %）有很高的营养价值。工艺中所用药剂经 药品毒理试验及饲用试验均证明对牲畜无毒无害， 所以带式压滤机分离出的泥饼可直接做饲料，若以 每t 饲料（干物质）500 元计，每年以300 个工作日计 算，则年收益为120 万元。 污泥脱水机房由机房、配电室及值班室组成。 内装有带宽1. 5m 的带式压滤机1 台及相应的污泥 泵、溶药罐、空压机等辅助设备，脱水机房平面尺寸： !>"=12. 0m> 5. 0m，檐高5. 0m，砖混结构。 4 运行调试和处理效果 工程调试先从厌氧部分开始，分为三个阶段：污 泥驯化培养期、负荷提高期和满负荷运转期。从 1997 年10 月开始厌氧部分的调试，至1998 年4 月 酒精废水全部进入 UASB 反应器，有机负荷达 8. 0kgCODCr／（m3·d），CODCr 去除率稳定在90 % 以 上，出水CODCr为2 500mg／L 左右，SS 为1 500mg／L 左右。1998 年3 月好氧系统也投入运行，经过3 个 月的运转，各项指标均达标。 第一阶段污泥驯化培养期：利用邻县的灵璧酒 厂厌氧处理装置中的厌氧污泥接种，接种后反应器 污泥浓度约为20. 0g／L。由于两厂水质及发酵温度 相似，因此污泥不需要进行驯化，从而缩短启动时 间。厌氧罐由20 C升至37 C，每日升温1 !2 C。 将少量调节池中的高温废水泵入厌氧罐，多余废水 流出，如此进行加热循环。控制进水量为4!6m3／h。 同时控制以0. 1 !0. 3kgCODCr／（m3·d）的容积负荷 投加 废 水，当 温 度 升 高 到 37 C 时，负 荷 达 2kgCODCr／（m3·d）时，进入提高负荷阶段。 第二阶段负荷提高期：在反应罐稳定运行的基 础上，负荷从2kgCODCr／（m3·d）提高到设计负荷 7. 0kgCODCr／（m3·d）。驯化期内间歇进水，一天两 次，根据浓度和水量控制负荷。要求控制反应罐出 水挥发性有机酸（VFA）小于200mg／L，pH 7. 2 以 上，CODCr去除率80 %以上且产气正常，方可进一步 提高负荷。整个调试期约7 个月（第一阶段4 个月， 第二阶段3 个月），自1998 年4 月UASB 达到设计 负荷后，CODCr 去除率一直维持在90 % 以上。虽然 水质有波动，但有机负荷总是稳定在7. 0kgCODCr／ （m3·d）以上。随着有机负荷的提高，产气量也相应 提高，产气率为2. 6!3. 7m3／（m3·d）。 SBR 好氧反应器的调试比较简单。先在反应 器中注入清水和少量废液开始曝气，待生长出污泥 后逐渐增加废水量。1998 年3 月开始达到满负荷 运行，CODCr去除率达到90 %以上，出水水质达到规 定的排放标准。 安徽省环境监测中心站于1998 年5 月19 !21 日对酒厂生产排放废水进行监测，结果表明：泗州酒 厂酒精生产排放废水CODCr、SS 平均浓度、pH 值及 酒精吨排水量均符合《污水综合排放标准》（GB8978 -88）中发酵、酿造工业的有关规定。 参考文献 1 王凯军. 再论厌氧（水解）- 好氧处理工艺. 中国环境科学，1998， 18（4）：337!340 2 杜兵，等. UASB 处理酒精废水生产运行研究. 中国沼气，1999， 17（2）：14!17 3 张德清. 薯类酒精废糟液治理工程设计探讨. 给水排水，1999， 25（7）：34!36 !作者通讯处：100037 北京市阜外大街 北京市环境保护科学研究院 电话：（010）68332299 修回日期：2000"4" """""""""""""""""""""" " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " """""""""""""""""""""" " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " # ## # 5 书 讯 为全面总结国内外典型城市污水及工业废水处理 工程设计、施工、运行管理等方面的经验，建设部科技 信息研究所继1999 年编辑出版《国内外给水工程设计 实例》一书后，又于今年组织全国有关单位的技术人员 编辑出版了《国内外废水处理工程设计实例》一书。本 书共精选出57 个国内外典型废水处理工程设计实例， 其中有北京高碑店污水处理厂、天津新建东郊污水处 理厂、成都三瓦窑污水处理厂以及福州、深圳、西安、乌 鲁木齐、昆明等19 个生活污水处理厂；29 个工业废水 处理厂，以及美国、德国、澳大利亚、瑞士、芬兰等9 个 国外城市污水处理厂实例。 全书32. 4 万字，已由化学工业出版社出版发行。 售价30 元，另加邮费5 元。需要者请与建设部科技信 息研究所丁亚兰联系。 地址：北京西外车公庄大街19 号（100044） 电话：（010）68393546 68308213（传真） 给水排水 Vol.26 No.9 2000 51 固液分离-UASB-S技术处理酒精糟液工程 作者： 田宁宁， 王凯军 作者单位： 刊名： 给水排水 英文刊名： WATER & WASTEWATER ENGINEERING 年，卷(期)： 2000,26(9) 被引用次数： 5次 引证文献(5条) 1.刘丹.栾永翔.陈静静.胡国林 玉米发酵生产酒精废水处理工艺研究与设计[期刊论文]-净水技术 2009(2) 2.刘秦.赵素霞.赫丽肖 卧螺离心机在处理青霉素发酵废水中的应用[期刊论文]-河北化工 2008(10) 3.罗刚.谢丽.周琪.孙佳伟 木薯酒精废水资源化处理技术现状与进展[期刊论文]-工业水处理 2008(8) 4.孙建国.邵巍 UASB-AB工艺处理黄酒废水[期刊论文]-给水排水 2006(12) 5.龙杰红 国产大型卧螺机成功用于酒糟醪液分离[期刊论文]-化工设备与防腐蚀 2002(4) 本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_jsps200009016.aspx