某酒精廠以玉米為原料生產(chǎn)酒精和生物蛋白飼料，年產(chǎn)酒精15000t，生物蛋白飼料10000t。其生產(chǎn)工藝為：玉米原料→粉碎(過篩)→配料→預(yù)煮→高壓蒸煮→糖化→發(fā)酵→粗餾→精餾→酒精成品。粗餾下的醪液經(jīng)板框壓濾后產(chǎn)生的固形物經(jīng)烘干、配兌、制成生物蛋白飼料。所排廢水主要是粗餾塔的廢醪液以及其他車間的冷卻水、洗滌水和沖洗水等一些較低濃度的廢水。工程采取了多項節(jié)水措施，如：(1)冷卻水自低溫至高溫多次循環(huán)套用，比較后用于拌料；(2)鍋爐排水用作水膜除塵器的補充水；(3)醪液經(jīng)固液分離后液體回用于拌料；(4)減少設(shè)備沖洗水等。項目廢水排放量約為418m3/d。酒精廢醪液以有機物為主，廢水CODCr濃度高，本工程采用UASB-CASS處理系統(tǒng)對酒精廢水進(jìn)行處理，保證了廢水出水水質(zhì)能夠穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。
1 廢水水質(zhì)
工程廢水水質(zhì)情況見表1。廢水排放量為418m3/d，設(shè)計水量為500m3/d，處理后出水水質(zhì)要求達(dá)到GB8978-1996《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》中的二級排放標(biāo)準(zhǔn)(表1)。
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表1廢水水質(zhì)(mg/l) |
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pH |
COD |
BOD |
SS |
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廢水水質(zhì) |
3.9 |
21200 |
10600 |
3810 |
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排放標(biāo)準(zhǔn) |
6-9 |
150 |
30 |
150 |
2 處理工藝
2.1 工藝流程(圖1)
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粗餾塔的廢醪液經(jīng)提取生物飼料后，其工藝廢水首先進(jìn)入調(diào)節(jié)沉淀池除去部分顆粒物，經(jīng)調(diào)節(jié)水量、pH值，均化水質(zhì)，然后進(jìn)入UASB反應(yīng)器，在此降解了大部分難降解有機物，提高廢水的可生化性，出水再與工程所產(chǎn)生的無污染物水混合后進(jìn)入CASS池，以去除可生物降解的污染物后達(dá)標(biāo)排放。
2.2 工藝說明
本廢水處理系統(tǒng)采用厭氧處理制取沼氣，好氧處理達(dá)標(biāo)排放的技術(shù)路線。
(1)調(diào)節(jié)沉淀池：首先采用將廢水中較大的顆粒物去除，調(diào)節(jié)pH值，作為預(yù)處理工序，為后續(xù)生化處理工序創(chuàng)造條件，同時削減部分有機污染物。
(2)厭氧處理采用兩級UASB反應(yīng)器，UASB反應(yīng)器主體為無填料的容器，廢水由反應(yīng)器底部進(jìn)入，其中含有大量厭氧污泥。由于廢水以一定的流速自下向上流動以及厭氧過程產(chǎn)生大量沼氣的攪拌作用，廢水與污泥充分混合，有機質(zhì)被吸附分解。又由于反應(yīng)器中可以形成沉淀性能非常好的顆粒污泥，能夠允許較大的上升流速和很高的容積負(fù)荷，兩級UASB處理對CODCr的去除率可以高達(dá)95%，BOD5去除率高達(dá)96%，是CODCr、BOD5的主要去除場所。
(3)好氧處理采用CASS反應(yīng)池。由于厭氧處理出水可生化性很差，必須對好氧工藝加以強化，方可實現(xiàn)達(dá)標(biāo)，根據(jù)我院對可生化性較差的廢水進(jìn)行好氧處理多年的應(yīng)用與研究經(jīng)驗，采用CASS工藝是一種合適的選擇。CASS工藝的曝氣與非曝氣階段不斷重復(fù)，將生物反應(yīng)過程和泥水分離過程結(jié)合在一個池子中進(jìn)行。其流程由進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀、閑置等基本過程組成，實行連續(xù)進(jìn)水、靜態(tài)沉淀和間歇排水，對污染物質(zhì)降解經(jīng)歷著“好氧-缺氧-厭氧”交替運行的過程，加之采用延時曝氣與生物選擇，有效地促進(jìn)了難降解有機物的好氧生化。
CASS工藝的優(yōu)點：運行費用省，自動化控制程度高，管理方便；氧的吸收率高；運行靈活，可根據(jù)實際情況改變運行方式。
2.3 主要構(gòu)筑物及工藝參數(shù)
本廢水處理工程主要構(gòu)筑物為調(diào)節(jié)沉淀池、UASB反應(yīng)器、CASS池、污泥濃縮池等。其設(shè)計參數(shù)見表2。
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3 運行效果(表3)
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4 經(jīng)濟技術(shù)分析
該酒精廠污水處理站設(shè)計處理水量500m3/d，工程總造價280萬元，勞動定員6人。廢水處理裝置的運行費用約為2【水處理設(shè)備】.52元/t，每噸水產(chǎn)生的沼氣利用收益10元左右，因此該工程不僅解決了廢水的污染問題，還帶來了可觀的經(jīng)濟效益。從經(jīng)濟上、技術(shù)上分析，該工程采用UASB-CASS處理系統(tǒng)工藝技術(shù)可靠、經(jīng)濟合理，能保證廢水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。
5 結(jié)論及經(jīng)驗
(1)采用UASB-CASS工藝處理酒精廢水具有工藝簡單，運行可靠，節(jié)省投資，日常維護(hù)簡單等特點，工程運行實踐表明，該工藝運行穩(wěn)定，各項污染物指標(biāo)能夠達(dá)到GB8978-1996《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》二級標(biāo)準(zhǔn)的要求。
(2)UASB反應(yīng)器的啟動是整個工程能夠順利運行的關(guān)鍵，啟動過程分成兩個主要階段進(jìn)行：首先采用低濃度進(jìn)水且保持進(jìn)水濃度不變，逐漸增加進(jìn)水量以提高有機負(fù)荷直至達(dá)到設(shè)計進(jìn)水量；然后保持進(jìn)水量不變，逐漸增加廢水濃度以提高有機負(fù)荷直至達(dá)到設(shè)計進(jìn)水濃度。當(dāng)UASB反應(yīng)器達(dá)到了設(shè)計的水質(zhì)水量，反應(yīng)器中形成顆粒污泥則進(jìn)入穩(wěn)定運行期。
(3)醪液廢水經(jīng)厭氧處理可產(chǎn)生大量的沼氣，每噸醪液厭氧發(fā)酵約可獲得沼氣22m3。產(chǎn)生的沼氣用于飼料熱風(fēng)爐烘干，剩余沼氣通入鍋爐內(nèi)燃燒。每利用1m3沼氣相當(dāng)于產(chǎn)生0.5元的收益，具有良好的經(jīng)濟效益。
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