SOIJI ̄WATER&WASTEWATER 西南给排水 Vo1.26 No.1 2004 玉米酒精糟液废水处理 闫新萍滕红文吴金智 摘要以玉米为原料生产酒精产生的糟液由于浓度高、温度高、通常的生化处理难以有好的处理 效果,选用厌氧UASB+好氧SBR,经工程实际运行证明是行之有效的方法。 关键词 UASB玉米酒糟液厌氧处理好氧处理SBR
0概述 四川某集团下属一酒厂位于长江源头,年产量3, 0000吨酒精,生产工艺是以玉米为原料经过蒸煮、糖 化、发酵、在酒曲酶作用下形成酒精,酒精通过蒸馏提 纯成为产品。剩余物经离心脱水机固体部分烘干作 饲料;液体部分即为酒精糟液,排出的玉米酒精糟液 温度80℃左右,COD浓度为20000—60000mr/L。 1设计水质水量 (1)设计水量:1500t/d。 (2)设计水质:CODc =40000—70000mg/L; BOD5=35000mg/L;pH=3.7—4;SS=4000 mg/L。 2排水标准 执行GB8978—1996第二类污染物允许排放浓 度一级新扩建标准。即:CODcr≤100rag/L;BOD5≤ 30mg/L;pH:6—9;SS: ̄<70mg/L。 3工艺流程 3.1 方案确定 国外玉米酒糟液是通过DDGS(蒸发浓缩)回收 饲料,没有废液,但国内由于回收的饲料质量差、粮 食价格偏低,影响该工艺的实施,目前国内玉米酒精 糟液利用状况:其中约10%酒精糟液蒸发浓缩用作 饲料,约30%回用于前面发酵工段,约6o%排放。 排放部分必须处理,否则会严重污染环境。
(3)ca(at)的吸收速率较快,与PAC对有机溶 质的吸附相当。 . 该种方法工艺简单,易于操作,回收铝的纯度 高,是一种较有前景的工艺,但目前该法尚属实验室 试验阶段,应该进行更进一步的中试和生产性试验 以确定其经济性。
3结论 回收硫酸铝不但可以使资源得到循环再利用, 而且还大大降低污泥的产量,改善污泥脱水性质,具 有良好的经济和环境效益。因此,随着未来几年我
3 George P.Fulton.Recover Alum to Reduce Waste—Disp08al Costs. J.AWWA,May,1974,p312—4|D3. 4谢志平.给水厂的污水及污泥处理.安徽科学技术出版社。1988 年. 5 Committee Report.Water Treatment Plant Sludges—An Op iate of the StateoftheArt:Part1.J.AWWA,Sept.。1978。p498—503. 6 Garret P.WesterhoffandDavidA.Comwel1.ANewApproachtoA1. um Recovery.J.AWWA,Dee.,1978,p7o9—714. 7 David A.Comwell and James A.Susan.Chameteristios of Acid— Treated Alum Sludges.J.AWWA,October,1979,1,604—608. 8 David A.Com, ̄el1.An Overview ofLiquidIon Exchange, ̄ith Empha- sis on Alum Recovery.J.AWWA,Dee.,1979,p741—744.
维普资讯 http://www.cqvip.com SOUTHWEST WATER&WASTEWATER 西南给排水 Vo1.26 No.1 2004 从原水水质可看出,该废液浓度很高,如果单纯 进行好氧处理,则必须对原水进行稀释。是不切实 际的。由于厌氧微生物能在高浓度有机物环境生 存,且能通过自身生理活动,降低有机物浓度,达到 处理目的。同时因为厌氧没有鼓风曝气,能耗低,并 且可回收能源CH ,所以厌氧处理越来越多的应用 在高浓度废水处理中。但厌氧处理后废水的浓度仍 很高,COD5可达到上千个ppm,需进一步好氧处理才 能达到排放标准。初步确定处理工艺为厌氧+好 氧。 3.1.1厌氧工艺确定 UASB即上流式厌氧反应器由三部分构成。第 部分反应器是一个无填料的空容器,内装一定数 量的厌氧活性污泥。第二部分三相分离器位于厌氧 反应器上部,其将厌氧反应器分成沉淀区、反应区, 其作用机理:根据液、固、气比重不同的原理将其分 离,上升的气、固、液在碰到三相分离器反射板时气 体从液面扩散出去,液体从上部出口排出,固体(污 泥)由反射板阻挡沉淀下来。第三部分配水器位于 厌氧反应器底部,将废水均匀分配人反应器且与反 应器底部污泥充分混合。 UASB由于构造简单,有较高的负荷,且无填料 堵塞问题、不需要搅拌,因此UASB已引起国内外许 多污水处理技术人员的重视。UASB正越来越多的 应用在各个领域废水处理中。 3.1.2好氧工艺确定 SBR法即间歇式活性污泥是由美国教授Rirvine 于70年代开发成功于90年代中期引入我国的一种 新工艺。SBR系统运行是以间歇操作为主要特征, 每个SBR的运行在时间上是按次序间歇进行的,运 行次序分为五个阶段:进水、调节、反应、沉淀、排水。 在一个运行周期中,各个阶段的运行时间、反应器内 混合液体积的变化以及运行状态都可以根据具体的 污水性质、出水质量灵活掌握。 3.2工艺流程 3.2.1流程框图 3.2.2流程说明 ‘ A、水解调节池:降低水温调节水质水量,同时利 用回流污泥达到水解酸化目的。内置潜污泵。调试 期及厌氧反应启动期,在调节池末端调节pH。 B、集水池:池内设立式泵,提升至配水器并均分 至六个厌氧反应器。 同收沼气 气生活污水 蒸汽搅拌; ? l 丫 ; ◆ 酒糟废水·水解酸化池—◆集水池—’高温厌氧嚣—◆ 预曝气调节池 ▲ ▲ l ;空气 ● :— 一沉池—+加药反应—+:沉池— SBR反应池— 出水 ;一…………..j i “ --…一朽泥混合池……+污泥浓缩池…'污泥脱水机 ~'干泥处运 图1 工艺流程图 污水管线… 污泥管线… 沼气管…+空气管 c、厌氧反应器:采用高温厌氧55±5 ̄C,利用厌 氧菌消化分解废水中有机物,降低废水COD、BOD, 并产生能量一沼气,沼气通过回收系统,送至锅炉房 燃烧。沼气回收系统包括水封、气水分离器、沼气储 柜。 D、预曝气调节池:内置潜水曝气机,消除厌氧挟 带气泡,利于后序工段污泥沉降,同时补充冷却水或 生活污水,降低厌氧出水温度及废水粘稠度并提高 其可生化性,通过曝气抑制甲烷菌生长。 E、·沉池:采用辐流式沉淀池进行泥水分离,污 泥进入污泥混合池回流至水解酸化调节池及厌氧反 应器,由于水力停留时间为4.5小时,水通过一沉池 水温可得到降低。 F、二沉池:采用平流式混凝沉淀池,出水进入 SBR池,污泥排入污泥浓缩池。水温得以进一步降 低。 G、SBR反应池:利用好氧微生物降解废水中溶 解态有机污染物,出水达标排放。好氧曝气采用高 效潜水式曝气。无需建鼓风机房,噪音小。 H、冷却水池:引入污水沟的生活污水或低浓度 冷却水,用泵提升至预曝气调节池。 污泥处理:污泥在浓缩池浓缩,浓缩池的污泥进 入厢式压滤机,泥饼送人锅炉房燃烧或外送填埋,上 清液则回流至冷却水池处理。 4主要工艺设计参数 (1)水解调节池:停留时间1.5d,厌氧污泥回流 至水解调节池。 (2)集水池:停留时间42rain,潜水泵设计水量Q 62.5m /h。 (3)厌氧反应器:停留时间6.5d,容积负荷 8kgCOD/m .d,温度55±5oC。 (4)预曝气调节池:停留时间7.8h,推流式,设
维普资讯 http://www.cqvip.com SOUTHWEST WATER&WASTEWATER 西南给排水 Vo1.26 No 1 2004 计水量Q=85m /h。 (5)一沉池:设计水量Q=85m /h,表面负荷0. 75m3/m2.h,水力停留时间4.5h辐流式。 (6)二沉池(混凝沉淀)设计水量Q=85m /h, 反应时间30rain,表面负荷1.18m。/m2.h,沉淀水力
停留时间2.6h,平流式。 (7)SBR反应池:每周期18h,进水6h,曝气 12h,沉淀时间2h,闲置时间0.5h,污泥负荷0. 18kgBOD/kgMISS.d。 (8)污泥浓缩池:分二格,交替使用,每格停留时 间12—16h,污泥产量50m。/d(含水率98—99%)。 (9)污泥脱水机:厢式压滤机30lll2两台,污泥处 理量Q=6—8IIl3/h脱水后污泥含水率≤8O%。
5工程调试 5.1 UASB厌氧反应器启动 A菌种 5%(约l0吨)取自临近市酒精废水处理厌氧污 泥,其余厌氧污泥则由成都市污水处理厂消化脱水 污泥,投加量为每池250吨(约占池体体积30%)。 B污泥培养、驯化 污泥由厌氧反应器人孔投加,投加后封闭人孔, 池体开始进水,由于采用高温厌氧,首要问题是污泥 温度的驯化,将污泥温度升高,激活其中的高温菌或 培养细茵的耐高温性。将温度为6o℃以上的新鲜冷 却水(加热自来水)引入调节池或预曝气调节池,用 泵将上述热水提升至厌氧反应器浸泡2—3d,使厌氧 反应器温度为5O℃以上,如果温度达不到,可通过加 大进水量,但原则上出水不能挟带污泥。 水温升起来后,开始提高污染负荷,首次进水控 制COD浓度5000mg/L,进水温度5O一60℃,上升流 速0.66m/h,pH=8—9,Q=lO.5m /h,进水形式根 椐污泥性质、出水温度及外界大气温度,选择连续流 还是间断脉冲进水。 (1)如第一次进水COD去除率80%,VFA(挥发 性脂肪酸)低于15mmoL/L(或1000mg/L乙酸),稳 定5天左右可提高负荷。反之,应降低负荷,即降低 进水浓度。 (2)第二次进水COD提升至6500mg/L,容积负 荷0.95kg/m .d。去除率≥80%,VFA(挥发性脂肪 酸)低于15mmoL/L,稳定5天左右,反之,应降低负 荷。 1.3kg/m .d,操作同上。 (4)第四次进水COD为11000 mg/L,容积负荷 1.65kg/m3d,操作同上。 (5)第五次进水COD为14000 mg/L,容积负荷 2.1kg/m .d,操作同上。 (6)第六次进水COD为18000 mg/L,容积负荷 2.7kg/m’.d操作同上。 (7)第七次进水COD为23000 mg/L,容积负荷 3.45kg/m .d,操作同上。 (8)第八次进水COD为25000 mg/L,容积负荷 3.7kg/m。.d。进水1小时,停2小时,进水流量Q= 32m /h,操作同上。 (9)第九次进水COD为30000 mg/L,容积负荷 4.46kg/m3d,进水l小时,停2小时,进水流量Q= 32m。/h操作同上。 (10)第十次进水COD为35000 mg/L,容积负荷 5.2kg/m .d进水1小时,停2小时,进水流量Q= 32lll3/h,操作同上。 (I1)第十一次进水COD为40OO0 mg/L,容积负 荷5.96kg/in。.d,进水1小时,停2小时,进水流量Q =32m /h,操作同上。 至此,系统培养、驯化已基本稳定。以后负荷按 5000mg/L递增,稳定3—5天,再测定VFA、COD去 除率。UASB系统第一次启动约需3—5个月。为了 加快厌氧污泥颗粒化,每池投加1吨颗粒活性炭。 启动开始用NaOH、Na:CO,混合液调废水pH值。第 八次进水后逐步减少NaOH量,增加石灰量来调pH 值。营养物投加:N营养,加入农用或工业尿素;P投 加,加入磷酸二氢钾,投加比例COD:N:P=500:5: 1。按上述方法对厌氧部分调试3个半月,容积负荷 即达到5kgCOD/m’.d。 5.2 SBR(好氧)系统培养驯化 A、菌种 来源:由于好氧细菌较厌氧细菌繁殖速度快,因 此启动时间相对也较短,好氧污泥可选用:①城市污 水处理厂脱水干污泥;②同类废水处理好氧污泥;③ 原废水排放之沟渠污泥。本工程选用第一种城市污 水处理厂脱水干污泥。 数量:脱水污泥以80%含水率计,MISS以 200mg/L启动,池体体积1006m。,则每池需脱水污泥 3吨。 (3)第三次进水COD为8500 mg/L,容积负荷 B、水温