酒精生产过程废水的处理研究

摘 要：针对某燃料酒精有限公司高浓度酒精生产过程污水处理的工艺、设计参数研究， 以及工艺流程设计。并通过实际调试运行对设计参数的理论值进行适当修正。本文为酒精废水的工艺优化开辟了新途径， 既可降低污水的处理成本， 亦可减少处理系统的基建投资。

关键词：高浓度；酒精污水；工艺优化；回流比

0 水质概况

酒精废水属于高浓度有机废水， 污水主要来源于酿造、分离等生产过程，主要污染物有糖类、醇类、维生素等。具有COD浓度高、酸度高、含固量高、粘度大等特点。塔釜水是水质污染的主要污染源， 一般玉米塔釜水废水含量为CODcr30000到70000mg/l， 悬浮物600mg/l，总糖800mg/l，pH值 5.2 。本项酒精废水处理工程实例为安徽省某酒精厂， 水量2400m?/d ，确定本工程的设计水质标准为： COD≤35000mg/l，BOD5 ≤15000mg/l，SS≤30000mg/l ，TP=100mg/l， pH = 4.4 ， 温度60℃ 。

01污水处理工艺的选择

酒精废水可生化性较好，因此，考虑采用生物处理工艺较为适宜。在生物处理工艺前处理采用物理处理，去除悬浮物或漂浮物、砂粒等无机颗粒，消除这些污染物对生物处理工艺的影响， 在生物处理后采用物化处理氧化工艺进行深度处理，保证出水水质达标， 而且满足经济性的要求。结合该酒精废水的水质特征， 及参考其它同类企业酒精废水处理工艺，拟采用厌氧+好氧+物化深度处理方法。厌氧法适合处理高浓度有机废水、难降解的工业废水，但对运行条件要求较为苛刻，对温度、DO均比较敏感，反应器启动较难， 处理程度常常达不到排放标准， 须与好氧处理或者其它处理方法结合才可达到排放标准。确定厌氧采用UASB反应器作为主要处理工艺。UASB工艺污泥床内生物量多，折合浓度计算可20g/l-30g/l。容积负荷高，在中温发酵条件下一般可达10 kg COD/m3・d 左右，甚至能高达15 kg COD/m3・d-40kgCOD/m3・d ，废水在反应器内的水力停留时间较短，因此所需池容大大缩小。设备简单，运行方便，无需设沉淀池和污泥回流装置，不需充填填料，也不需在反应区内设机械搅拌装置，造价相对较低，便于管理，且无堵塞问题。经过厌氧处理后的污水，可生化性大大提高，进入好氧处理后，可去除9 5 % 以上的有机污染物质。

02工艺设计

主要构筑物设计如下：

（1）格栅

发酵酒精过程中产生的酒精废水，大的漂浮物和杂物较少， 故直接采用 中、细格栅，栅条间隙10mm，30mm. 格栅采用机械格栅，固定于格栅池预设槽钢内。

（2）调节池

由于企业生产状况变化造成污水排放量不稳定， 若直接进入污水处理设备会造成设备负荷变化过大， 难以正常运转， 调节池用以调节水量和水质。调节池停留时间： 8.0h ， 调节池尺寸： 20.3m×10.0m×5.0m ， 池内设置扰动系统。

（3）一级厌氧池

UASB 是上流式厌氧污泥床， 废水进入反应器， 经过悬浮着的活性颗粒厌氧污泥层， 在这里与厌氧细菌充分接触，水中有机污染物在被微生物吸附、 同化、 代谢的过程中得到分解去除，进入高温厌氧的污水约为60℃。高温厌氧处理效果好， 污染物去除率大， 污泥负荷高， 因此一级厌氧反应器采用高温厌氧。COD容积负荷：9.3kg COD/m3・d ，停留时间68h。回流泵流量：750m3/h，扬程： 12m。

（4）冷却塔

经过一级厌氧消化及二沉池的废水温度达60℃ 左右。为了满足后续二级厌氧消化微生物处理的温度要求，必须进行冷却降温。故利用二级工业高温塔降低温度至35℃。

（5）二级厌氧池

为了更好的去除污染物，设计了二级中温厌氧反应器，根据反应器的厌氧消化温度，中温厌氧约为35℃，处理效果好，污染物去除率大，污泥负荷高。COD容积负荷： 3.5kg COD/m3・d，HRT =45h .回流泵流量：500 m3/h ，扬程：8.5m。

（6）活性污泥氧化池

活性污泥氧化池通过人工鼓风曝气，增加水中的含氧量，进行污泥回流增加传质， 利于水中微生物在好氧条件下，充分吸收、吸附污水中的污染物新陈代谢， 达到降解有机污染物、减少BOD5、COD的过程。好氧COD容积负荷： 2.7kg COD/m3・d ， HRT=12h。回流泵流量：55m3/h，扬程：6m。

（7）混凝沉淀池

经过好氧生物处理后，通过投药、絮凝的方法，使悬浮物质与不溶解物质进一步去除。反应时间：21min，沉淀池停留时间：60min，沉淀池表面负荷：1. 9m3/m2・h。

03实际运行效果及分析

本套工艺的主要调试工作是UASB厌氧污泥床颗粒污泥的驯化、培养，以及好 氧段活性污泥的驯化、培养。按调试方案，采用间歇式培养方法。厌氧、 氧按设计负荷1/4、2/4、3/4、4/4 四个负荷阶段逐步提高运行负荷。调试时每天都进行常规水质项目分析监测，每个负荷阶段在CODcr去除率稳定一段时间后，才可提高负荷。

经过50d 左右的运行，基本完成1/4、2/4、3/4三个负荷段的过渡， 随后进入满负荷运行。经过前三个阶段的培养和驯化， 好氧反应池内污泥已基本成熟， 微生物数量较多， 污泥浓度为4.5g/L左右，SVI值为100mL/g左右，污泥可沉降性能好，出水水质好。而UASB反应池内污泥的成熟时间长， 在3/4负荷阶段结束时仍为絮状污泥，需进一步培养。经过80d 的运行后，UASB反应池污泥颗粒化程度高，结构密实，沉降性能好，污泥颗粒直径2mm左右，此时UASB反应池产气稳定， 出水呈浅黑色，悬浮物少，去除效果明显。

04 结论

采用本工艺技术路线，突出了两类生化处理技术的优势，运行费用低，每吨污水的处理费用为1.0元左右（不含设备折旧），厌氧阶段和好氧阶段几乎无需人工操作，操作管理方便等特点。

【参考文献】：

[1] 郑铭，陈万金等. 环保设备原理、设计与应用[M]北京：化学工业出版社，2001.

[2]王洪臣. 城市污水处理厂运行控制与维护管理[M] 北京： 科学出版社， 1997.

作者简介：邢玉萍（1981-），男，安徽庐江人，在安徽中粮生化燃料酒精有限公司担任项目处处长，助理工程师，环境污染治理专业，研究方向为水处理工程。