酒精漕液廢水屬高濃度有機(jī)廢水，采用現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行處理，通過工藝流程和費(fèi)用分析，可以看出，處理效率低下，成本高，而采用本文提出的新技術(shù)進(jìn)行處理，效率可提高四倍以上。

1 概述

1.1 生產(chǎn)原料及其水質(zhì)特征

采用液體發(fā)酵法生產(chǎn)酒精，其原料一般以薯干、木薯、玉米和高粱等為主�；春恿饔虻貐^(qū)的山東省和安徽省等以采用薯干為原料者居多。其生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的高濃度有機(jī)污水主要為酒精蒸餾塔的釜底殘液，即酒精蒸餾塔所排出的酒精糟液。糟液的排出量一般為10～15m3/t酒精，其水質(zhì)特征為（1）溫度高，一般在70℃以上；（2）所含懸浮物濃度高，一般在3萬mg/L 以上；（3）有機(jī)物（COD）濃度高，一般在4萬mg/L～5萬mg/L；（4）pH低，一般為4～5。因此是一種高溫，高懸浮物的高濃度有機(jī)污水。

對(duì)于污水中溶解性的有機(jī)污染成分來說，薯干類污水主要以糖類和脂肪酸類化合物為主，玉米、高粱等污水中含有較多的蛋白質(zhì)。前者容易進(jìn)行厭氧沼氣發(fā)酵處理，后者較難。

1.2 現(xiàn)有處理技術(shù)的缺陷

目前，在酒精糟液處理方面主要采取固體物（懸浮物）分離作飼料厭氧產(chǎn)沼氣處理法。固體物分離采用離心機(jī)或沉淀過濾池，產(chǎn)沼氣則采用全混式沼氣發(fā)酵罐。由于投資和國產(chǎn)設(shè)備的性能所限，糟液中的固體物分離很低，殘存在分離液中的懸浮物濃度仍在1萬mg/L水平上，同時(shí)，這種老式的沼氣發(fā)酵罐效率很低，體積很大，一般水力停留時(shí)間要在10天左右，而且要靠水泵循環(huán)進(jìn)行攪拌動(dòng)力消耗大，攪拌不均勻。

從環(huán)保角度看，這種處理工藝所存在的最重要的問題是處理水質(zhì)不達(dá)標(biāo)。一般，經(jīng)這種厭氧大罐處理后的水，COD濃度仍在1.0～1.4萬mg/L以上，懸浮物濃度仍在1.0萬mg/以上，分別超出《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB8978-1996標(biāo)準(zhǔn)中所規(guī)定的相應(yīng)二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（COD≤300mg/L，懸浮物≤200mg/L）30倍以上和50倍以上。

為了排放達(dá)標(biāo)，近幾年不少廠家和環(huán)保公司采用［厭氧＋好氧］的處理工藝。對(duì)于處理高濃度的有機(jī)污水，國外已普遍采用這種工藝。但是，同樣是［好氧＋厭氧］工藝，在系統(tǒng)組成和處理單元的設(shè)計(jì)上卻有很大不同�，F(xiàn)在普遍存在的問題是處理構(gòu)筑物體積大，運(yùn)轉(zhuǎn)能耗高、處理水質(zhì)仍然達(dá)標(biāo)困難。具體舉例分析如下。

1.3 處理工藝及其造價(jià)和運(yùn)轉(zhuǎn)能耗

現(xiàn)以酒精生產(chǎn)量1.5萬t/a的薯干酒精糟液污水處理工廠為例進(jìn)行分析。

1.3.1 糟液量及其濃度

糟液量：750m3/d；COD：50kg/m3

1.3.2 處理工藝流程

糟液→除砂→離心機(jī)物體分離→分離液（污水）→溫度調(diào)整至60℃→加石灰調(diào)整pH值為7以上→進(jìn)料泵→ 全混式沼氣發(fā)酵罐→出水→冷卻至30℃左右→氣浮池去除懸浮物→活性污泥曝氣池→沉淀池→排放

1.3.3 處理構(gòu)筑物容積

a. 污水有機(jī)物負(fù)荷量（L1）

一般，離心機(jī)固體物的體積占糟液體積的10%，COD的去除率為30%。因此，分離液的有機(jī)物負(fù)荷為 L1=［750×（1-0.1）］m3/d×［50×（1-0.3）］kg/m3=23625kgCOD/d

b. 全混式沼氣發(fā)酵罐容積（V1）

一般，全混式沼氣發(fā)酵罐容積負(fù)荷為3kgCOD/m3·d，則其有效容積為： V1=23625COD/d÷3kgCOD/m3·d=7875m3 水力停留時(shí)間=7875m3÷［750×（1-0.1）］m3/d=9.45 d 按照以上計(jì)算，發(fā)酵罐的進(jìn)水COD濃度為35000mg/L，去除率為70%，出水的COD濃度為10500mg/L。

c. 活性污泥曝氣池容積（V2）

一般，全混式沼氣發(fā)酵罐的COD去除率為70%，氣浮池的COD去除率為30%，浮渣體積占污水體積5%，所以，進(jìn)入曝氣池的有機(jī)物負(fù)荷（L2）為：

L2=［750×（1-0.15）］m3/d×［50×（1-0.3）×（1-0.7）］kgCOD/m3 =6693.75kgCOD/d

曝氣池的容積一般取1.0kgCOD/m3·d，則： V2=6693.75kgCOD/d÷1.0kgCOD/m3·d=6693.75m3 水力停留時(shí)間=6693.75m3÷［750×（1-0.15）］m3/d=7.59 d

按照以上計(jì)算，曝氣池的進(jìn)水COD濃度為7350mg/L，如果要求出水的COD濃度滿足二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)，即COD濃度不大于300mg/L，則曝氣池的COD去除率不得小于96%。這是很難達(dá)到的。有酒精廢水需要處理的單位，也可以到污水寶項(xiàng)目服務(wù)平臺(tái)咨詢具備類似污水處理經(jīng)驗(yàn)的企業(yè)。

也就是說，即使采用上述所謂的［厭氧＋好氧］處理工藝，其處理結(jié)果也很難達(dá)標(biāo)。

1.3.4 運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用核算

我們?cè)賮砜雌溥\(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用。以下僅以上述工藝所獲得的經(jīng)濟(jì)效益（沼氣）和曝氣池電耗進(jìn)行考慮。

a. 沼氣產(chǎn)量

一般，厭氧處理段每去除1kgCOD可產(chǎn)沼氣0.5Nm3，其甲烷含量為60%左右。即1Nm3沼氣的發(fā)熱量相當(dāng)于1kg原煤。因此，上述沼氣罐的沼氣產(chǎn)量為：
23625kgCOD/d×0.7×0.5=8268.75Nm3 即，可獲得相當(dāng)于8噸原煤的經(jīng)濟(jì)效益。這就是為什么多半酒廠都積極上厭氧處理的原因。

b. 曝氣池電能消耗

根據(jù)日本的活性污泥法處理廠運(yùn)行資料統(tǒng)計(jì)，每去除1kgCOD，曝氣池的電能消耗（鼓風(fēng)機(jī)電耗）為1.3-1.8kw·h。在此按二級(jí)處理標(biāo)準(zhǔn)（COD=300mg/L）并以去除電耗為1.5kw·h/kgCOD計(jì)算上述曝氣池的能耗，則為：

［750×（1-0.15）］m3×［50×（1-0.3）×（1-0.7）-0.3］kgCOD/m3×1.5kw·h/kgCOD=6502.5kw·h/d 即，每天的處理電耗至少為6500kw·h

c. 運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用核算

設(shè)原煤每噸售價(jià)為240元，電費(fèi)每度為0.6元。則上述情況下的運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用（不含設(shè)備折舊費(fèi)、人工工資等）為： 8噸煤/天×240元/噸煤-6500度電/天×0.6元/度電=-1980元/天 即，每天需要支出運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)至少1980元，年累計(jì)額為59.4萬元（以年300天工作日計(jì)）。折合成每噸污水的處理費(fèi)用為2.64元。

建造上述形式的污水處理設(shè)施大約要投資500萬元，再加上如此高的運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)，對(duì)于企業(yè)是一筆沉重的負(fù)擔(dān)。

我國的酒廠數(shù)量非常多，而且多半分布在經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)較薄弱的地區(qū)。因此，開發(fā)投資省、運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低的處理技術(shù)具有非常重要的意義。

2 新技術(shù)介紹

根據(jù)上述情況，我們開發(fā)了針對(duì)酒精漕液污水的綜合處理技術(shù)，其具體特點(diǎn)介紹如下。

2.1 指導(dǎo)思想

采用酒廠現(xiàn)有在鍋爐節(jié)煤和能源充分利用方面所積累的成熟經(jīng)驗(yàn)，即：

（1）將燃煤型鍋爐改造為煤-沼氣混合燃燒型。通過加入助燃既節(jié)省一部分燃料煤，又因沼氣燃燒快而使?fàn)t膛溫度快速提高，使送入的煤得以燃燒充分，提高煤的利用率，減少煤灰中的含碳率。

（2）將鍋爐供汽壓力提高到16kgf/cm2，后接背壓發(fā)電機(jī)，實(shí)行熱-電聯(lián)產(chǎn)，以提高鍋爐的熱效率。

在以上基礎(chǔ)上，對(duì)于糟液污水處理采用先進(jìn)的沼氣發(fā)酵工藝，最大限度地從糟液中提取沼氣，以創(chuàng)造污水處理的經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)，由于沼氣產(chǎn)率的提高造成后續(xù)好氧處理單元的進(jìn)水濃度降低，因而減少了好氧處理的運(yùn)轉(zhuǎn)能耗，并可保證處理結(jié)果達(dá)標(biāo)。同時(shí)可以查看中國污水處理工程網(wǎng)更多技術(shù)文檔。

2.2 處理工藝流程

糟液→除砂→離心機(jī)物體物分離→分離液（污水）→溫度調(diào)整至60℃→加石灰調(diào)整pH值為7以上→進(jìn)料泵→全混式沼氣發(fā)酵罐→出水→冷卻至40℃左右→氣浮池去除懸浮物→兩級(jí)串聯(lián)型高效厭氧污泥床（UASB）沼氣發(fā)酵裝置→高效生物接觸氧化池→沉淀池→排放

其中，自動(dòng)內(nèi)循環(huán)型全混式氣發(fā)酵罐、高效厭氧污泥床（USSB）沼氣發(fā)酵裝置和高效生物接觸氧化池是本工藝的特有技術(shù)。高效厭氧污泥床（UASB）沼氣發(fā)酵裝置及其顆粒污泥的快速形成方法已在日本和中國申請(qǐng)發(fā)明專利。

2.3 技術(shù)參數(shù)

2.3.1 自動(dòng)內(nèi)循環(huán)型全混式沼氣發(fā)酵罐
　
容積負(fù)荷：10kgCOD/m3·d
　
去除率：70%COD

2.3.2 高效厭氧污泥床（UASB）沼氣發(fā)酵裝置
　
容積負(fù)荷：第一級(jí)10-15kgCOD/m3·d，第二級(jí)5-8kgCODm3·d
　
去除率：第一級(jí)70%COD，第二級(jí)70%COD

2.3.3 高級(jí)生物接觸氧化池
　
容積負(fù)荷：3kgCOD/m3·d
　
去除率：70COD以上

2.4 處理構(gòu)筑物容積及能耗計(jì)算

仍以上述同類酒廠進(jìn)行計(jì)算比較

2.4.1 自動(dòng)內(nèi)循環(huán)型全混式沼氣發(fā)酵罐

有效容積=23625kgCOD/d÷10kgCOD/m3·d=2362.5m3
　
水力停留時(shí)間=2362.5m3÷［750×（1-0.1）］m3/d=3.5d
　
進(jìn)水COD濃度為35000mg/L，去除率為70%，出水的COD濃度為10500mg/L。
　
沼氣產(chǎn)量=23625kgCOD/d×0.7×0.5Nm3/kgCOD=8268.8Nm3/d

2.4.2 高效厭氧污泥床（UASB）沼氣發(fā)酵裝置

a. 第一級(jí)

有機(jī)負(fù)荷=［750×（1-0.15）］m3/d×7.35kgCOD/m3 =4685.6kgCOD/d÷10kgCODm3·d =468.6m3

有效容積=4685.6kgCOD/d÷10kgCODm3·d=468.6m3

水力停留時(shí)間=468.6m3÷［750×（1-0.15）］m3/·d=0.74d

進(jìn)水COD濃度為73500mg/L，去除率為70%，出水的COD濃度為2200mg/L。

沼氣產(chǎn)量=5685.6kgCOD/d×0.7×0.5Nm3/kgCOD=1640Nm3/d

b. 第二級(jí)

有機(jī)負(fù)荷=［750×（1-0.15）］m3/d×2.2kgCOD/m3=1402.5kgCOD/d

有效容積=1402.5kgCOD/d÷5kgCODm3·d=280.5m3

水力停留時(shí)間=280.5m3÷［750×（1-0.15）］m3/d=0.44d

進(jìn)水COD濃度為2200mg/L，去除率為70%，出水的COD濃度為660mg/L。

沼氣產(chǎn)量=1402.5kgCOD/d×0.7×0.5Nm3/kgCOD=490Nm3/d

2.4.3 高效生物接觸氧化池

有機(jī)負(fù)荷=［750×（1-0.15）］m3/d×0.66kgCOD/m3=420.8kgCOD/d

有效容積=420.8kgCOD/d÷2kgCODm3·d=210m3

水力停留時(shí)間=210m3÷［750×（1-0.15）］m3/d=0.33d

進(jìn)水COD濃度為660mg/L，去除率為70%，出水的COD濃度為200mg/L，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。

好氧處理段的電耗以每去除1kgCOD耗電1.8kw·h計(jì)，則

電耗=420.8kgCOD/d×0.7×1.8kw·h=530.2kw·h

以上總的沼氣產(chǎn)量為10400Nm3/d。即，相當(dāng)于10.4噸原煤。來源：中國環(huán)保頻道