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安(ān)徽省泗州酒廠利用(yòng)固液分(fēn)離技(jì )術處理(lǐ)酒精(jīng)糟液工(gōng)程案例
酒精(jīng)工(gōng)業是國(guó)民(mín)經濟重要的基礎原料産(chǎn)業。酒精(jīng)廣泛應用(yòng)于化學(xué)、食品、日用(yòng)化工(gōng)、醫(yī)藥衛生等領域。我國(guó)的酒精(jīng)年産(chǎn)量約為(wèi)300萬t，生産(chǎn)原料以糧食(玉米、薯幹等)為(wèi)主，糧食酒精(jīng)中(zhōng)約有(yǒu)80%是用(yòng)薯幹釀造的。酒精(jīng)生産(chǎn)過程中(zhōng)蒸餾工(gōng)序排放的酒精(jīng)糟液是一種含高懸浮物(wù)、高濃度的有(yǒu)機廢液。據統計，每生産(chǎn)1t酒精(jīng)，排放的有(yǒu)機物(wù)含量達500kg 以上。全國(guó)每年排放的酒精(jīng)工(gōng)業廢水約為(wèi)1200萬m3。大量的高濃度有(yǒu)機廢水如果不經嚴格的處理(lǐ)直接排放，将會造成嚴重的污染。資源浪費、污染環境已成為(wèi)制約國(guó)内酒精(jīng)工(gōng)業發展的一個重要因素。
安(ān)徽省泗州酒廠是一個以薯幹為(wèi)原料生産(chǎn)酒精(jīng)的白酒廠，年産(chǎn)酒精(jīng)5000t。正常生産(chǎn)時排放酒精(jīng)糟液250m3/d，糟液溫度為(wèi)90℃。廢水中(zhōng)主要含糖類、有(yǒu)機酸、蛋白質(zhì)和纖維素等，有(yǒu)機物(wù)濃度很(hěn)高，CODCr達到30000～45000mg/L，BOD5達到15000～25000mg/ L。糟液非常渾濁，SS約為(wèi)40000mg/L。廢液呈酸性，pH為(wèi)3～4。酒精(jīng)糟液雖然污染物(wù)濃度高，但沒有(yǒu)生物(wù)毒性，可(kě)生化性好。該廠屬于淮河流域限期治理(lǐ)項目。為(wèi)了徹底根治其對周圍環境和地下水資源的嚴重污染，該廠對酒糟廢液進行綜合利用(yòng)，建成處理(lǐ)能(néng)力為(wèi)250m3/ d的高濃度有(yǒu)機廢水(酒精(jīng)糟液)處理(lǐ)廠。同時回收糟液中(zhōng)的飼料和生産(chǎn)沼氣。
設計廢水水質(zhì)指标為(wèi)： CODCr：40000mg/L；BOD5：25000mg/L；SS：20000mg/L；pH：3.5～4。處理(lǐ)後出水水質(zhì)應達到《污水綜合排放标準》(GB8978-88)中(zhōng)的行業一級标準：CODCr：＜350mg/L；BOD5：＜200mg/L；SS：＜200mg/L；pH：6～9。?
1、處理(lǐ)工(gōng)藝選擇
酒精(jīng)糟液綜合利用(yòng)和深度處理(lǐ)的關鍵之一是對酒精(jīng)糟液進行有(yǒu)效的固液分(fēn)離。薯幹酒精(jīng)糟液的脫水處理(lǐ)具(jù)有(yǒu)很(hěn)大難度，過去采用(yòng)離心脫水機和箱式壓濾機兩種脫水設備進行脫水試驗，由于薯幹酒精(jīng)糟液粘度大，粒度小(xiǎo)，容易将離心脫水機的濾網和箱式壓濾機的濾布堵塞，結果均不很(hěn)成功。因而無法應用(yòng)于薯幹酒精(jīng)糟液的脫水。
原機械部環保所對酒精(jīng)糟液脫水工(gōng)藝進行了深入研究，開發研制出新(xīn)型帶式壓濾機。新(xīn)型帶式壓濾機特點如下：①超長(cháng)的重力脫水區(qū)；②超長(cháng)的斜式楔形區(qū)；③結構緊湊、壓力遞增的壓榨區(qū)；④獨創濾帶偏移檢測方式和雙端糾偏機構；⑤性能(néng)好、效率高的反沖洗方式。 在某釀酒廠進行的工(gōng)業性試驗結果顯示：進料酒精(jīng)糟液含水率為(wèi)96%～96.5%，pH值為(wèi)4.0 ，溫度為(wèi)70℃。脫水處理(lǐ)後酒糟濾餅含水率72%。利用(yòng)帶式壓濾機進行酒精(jīng)糟液脫水是一種嘗試和突破。技(jì )術關鍵是針對性地提出調節等電(diàn)點和相應的絮凝處理(lǐ)工(gōng)藝，可(kě)以提高糟渣回收率，提高糟液CODCr?去除率(74%)，對減輕後部濾液深度處理(lǐ)負荷具(jù)有(yǒu)明顯效果。
經過帶式壓濾機對酒糟廢液進行固液分(fēn)離以後，濾液的CODCr可(kě)降低50%左右，SS 也大幅度降低，有(yǒu)利于廢水的厭氧和好氧的生化處理(lǐ)。後續的厭氧工(gōng)藝采用(yòng)上流式厭氧污泥床(UASB)，好氧工(gōng)藝采用(yòng)序批式活性污泥反應器(SBR)。?
2、處理(lǐ)工(gōng)藝介紹
本工(gōng)藝的核心是：固液分(fēn)離、UASB和SBR。酒糟廢液經過粗格栅進入調節池進行冷卻和調節，再用(yòng)立式污泥泵将糟液泵入污泥濃縮池，濃縮後的糟液進入帶式壓濾機進行固液分(fēn)離。濾渣經擠壓、幹燥可(kě)制成直接供銷售的飼料。濾液泵入厭氧UASB和好氧SBR單元進行處理(lǐ)，出水達标排放。UASB産(chǎn)生的沼氣經水封阻火器後進入儲氣櫃或輸送到工(gōng)廠鍋爐直接燃燒。
3、主要處理(lǐ)構築物(wù)、設備的設計
3.1 調節沉澱池
調節沉澱池為(wèi)地下結構，總體(tǐ)尺寸為(wèi)：長(cháng)10m，寬4.5m，深3.0m，水力停留時間 ?2.0h 。調節池底部設污泥鬥，污泥鬥傾角50°，鬥内設污泥提升泵将沉澱污泥提升至濃縮池。調節池淺水區(qū)設厭氧進水泵2台，1用(yòng)1備。?
3.2 UASB反應器
酒糟廢液經固液分(fēn)離後CODCr去除50%，UASB進水CODCr=20000mg/L，?Q＝ 225m3/d。設計負荷為(wèi)7.0kgCODCr/(m3·d)，消化溫度35～37℃。UASB反應罐選用(yòng)D＝11m ，H＝8.0m，有(yǒu)效水深H＝7.5m。UASB内設有(yǒu)供水、泥、氣分(fēn)離用(yòng)的三相分(fēn)離器，以維持反應罐内高活性的厭氧污泥菌群，并有(yǒu)效地回收沼氣，UASB出水CODCr≤3000 mg/L，SS≤1 500mg/L。其沼氣産(chǎn)量為(wèi)2 000m3/d。?3.3 SBR反應器?進水CODCr≤3000mg/L，SS≤1500mg/L，污泥負荷為(wèi)0.3kgCOD/(kgMLSS·d) ，污泥濃度為(wèi)3g/L，SBR反應器有(yǒu)效容積為(wèi)750m3。依據廢水處理(lǐ)工(gōng)藝要求設置2座圓形SBR反應器。每座SBR反應器的尺寸為(wèi)：?D＝11m，?H＝5.0m，有(yǒu)效水深4.5m。
根據SBR反應器的運行規律和設計要求确定不同的運行周期，排水方式采用(yòng)篦水器排水，依據時間控制其升降實現排水。
曝氣裝(zhuāng)置采用(yòng)中(zhōng)微孔曝氣器曝氣，曝氣器的氧利用(yòng)率按10%計算，曝氣池對CODCr?去除率為(wèi)90%，則供氣量應為(wèi)10m3/min，選SSR100風機3台，2用(yòng)1備。?
3.4 風機房
風機房安(ān)裝(zhuāng)3台SSR100離心風機，2用(yòng)1備。單機風量為(wèi)6.73m3/min，?H＝5.0m。
風機房設有(yǒu)隔音的配電(diàn)室及操作(zuò)休息間，風機房總尺寸：長(cháng)×寬×高＝10m×5m×7m。?
3.5 污泥濃縮池
酒糟液進入調節沉澱池後，大部分(fēn)污泥将沉澱于污泥鬥内，經污泥泵提升至污泥濃縮池進行濃縮，以利于後續的污泥機械脫水。污泥濃縮池為(wèi)半地下式鋼筋混凝土結構，其幾何尺寸為(wèi)：?D×H＝5.0m×7.0m。
濃縮後污泥進入帶式壓濾機進行機械脫水，濃縮池上清液回流至調節池後進入UASB厭氧反應器進行處理(lǐ)。
3.6 污泥脫水機及脫水機房
濃縮以後的糟液和污泥，用(yòng)泥漿泵輸送到管道混合器與高分(fēn)子絮凝劑和助凝劑混合，在折闆式絮凝反應器中(zhōng)反應後流入帶式壓濾機脫水，設計中(zhōng)選用(yòng)帶式壓濾機，帶寬1.5m，處理(lǐ)量為(wèi)13.5m3濕泥/h。脫水機濾後的上清液回流至調節池後進入UASB進一步處理(lǐ)，帶式壓濾機反沖洗所用(yòng)的自來水和空氣由離心泵和空壓機供給。脫水以後的污泥餅(含水率80%) 有(yǒu)很(hěn)高的營養價值。工(gōng)藝中(zhōng)所用(yòng)藥劑經藥品毒理(lǐ)試驗及飼用(yòng)試驗均證明對牲畜無毒無害，所以帶式壓濾機分(fēn)離出的泥餅可(kě)直接做飼料，若以每t飼料(幹物(wù)質(zhì))500元計，每年以300個工(gōng)作(zuò)日計算，則年收益為(wèi)120萬元。
污泥脫水機房由機房、配電(diàn)室及值班室組成。内裝(zhuāng)有(yǒu)帶寬1.5m的帶式壓濾機1台及相應的污泥泵、溶藥罐、空壓機等輔助設備，脫水機房平面尺寸：L×B＝12.0m×5.0 m，檐高5.0m，磚混結構。?
4 運行調試和處理(lǐ)效果
工(gōng)程調試先從厭氧部分(fēn)開始，分(fēn)為(wèi)三個階段：污泥馴化培養期、負荷提高期和滿負荷運轉期。從1997年10月開始厭氧部分(fēn)的調試，至1998年4月酒精(jīng)廢水全部進入UASB反應器，有(yǒu)機負荷達8.0kgCODCr?/(m3·d)，CODCr去除率穩定在90%以上，出水CODCr為(wèi)2500mg/L左右，SS為(wèi)1500mg/L左右。1998年3月好氧系統也投入運行，經過3個月的運轉，各項指标均達标。
第一階段污泥馴化培養期：利用(yòng)鄰縣的靈璧酒廠厭氧處理(lǐ)裝(zhuāng)置中(zhōng)的厭氧污泥接種，接種後反應器污泥濃度約為(wèi)20.0g/L。由于兩廠水質(zhì)及發酵溫度相似，因此污泥不需要進行馴化，從而縮短啓動時間。厭氧罐由20℃升至37℃，每日升溫1～2℃。将少量調節池中(zhōng)的高溫廢水泵入厭氧罐，多(duō)餘廢水流出，如此進行加熱循環。控制進水量為(wèi)4～6m3/h。同時控制以0.1～0.3kg CODCr/(m3·d)的容積負荷投加廢水，當溫度升高到37℃時，負荷達2kg CODCr/(m3·d)時，進入提高負荷階段。
第二階段負荷提高期：在反應罐穩定運行的基礎上，負荷從2kgCODCr/(m3·d)提高到設計負荷7.0kgCODCr/(m3·d)。馴化期内間歇進水，一天兩次，根據濃度和水量控制負荷。要求控制反應罐出水揮發性有(yǒu)機酸(VFA)小(xiǎo)于200mg/L，pH 7.2以上，CODCr去除率80%以上且産(chǎn)氣正常，方可(kě)進一步提高負荷。整個調試期約7個月(第一階段4個月，第二階段3個月)，自1998年4月UASB達到設計負荷後，CODCr去除率一直維持在90%以上。雖然水質(zhì)有(yǒu)波動，但有(yǒu)機負荷總是穩定在7.0kgCODCr/(m3·d)以上。随着有(yǒu)機負荷的提高，産(chǎn)氣量也相應提高，産(chǎn)氣率為(wèi)2.6～3.7m3/(m3·d)。?SBR好氧反應器的調試比較簡單。先在反應器中(zhōng)注入清水和少量廢液開始曝氣，待生長(cháng)出污泥後逐漸增加廢水量。1998年3月開始達到滿負荷運行，CODCr去除率達到90%以上，出水水質(zhì)達到規定的排放标準。
安(ān)徽省環境監測中(zhōng)心站于1998年5月19～21日對酒廠生産(chǎn)排放廢水進行監測，結果表明：泗州酒廠酒精(jīng)生産(chǎn)排放廢水CODCr、SS平均濃度、pH值及酒精(jīng)噸排水量均符合《污水綜合排放标準》(GB8978－88)中(zhōng)發酵、釀造工(gōng)業的有(yǒu)關規定。