网摘:废水回收利用.doc
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1、新疆环境保护2006,28(2):11一14玉米酒精废水的处理工艺与设计吴建华,刘锋,徐富,蒋京东,马三剑(苏州科技学院环保应用技术研究所,江苏苏州215011)摘要:针对酒精废水的coD高、温度高、Ss高、pH低特点,主要介绍了酒精度水处理工艺路线和主要设计参数。采用高效腻厌氧反应器和卡鲁塞尔氧化沟3000型,眦有机负荷可达15kg溉,矗d,CODb去除率为路以上,卡鲁塞尔氧化沟有机负荷为O6kg C,矗d,00Dc,去除率为93以上,出水COD150mg,Lo厌氧所产生的沼气的回收价值抵去整个系统运行费用,每年可盈余1 300余万元。关键词:玉米酒精;眦c反应器;卡鲁塞尔氧化沟3O型;工艺
2、与设计参数中圈分类号: 文献标识码:A 文章编号:18230l(2006)吆一0011一04 m跏嘴砌脚0f骶蜘栅枷咖胁州WU肺一hua,删,XU Fu,J圳G J岖一doIlg,MA saIlji肌(hls曲ne 0f诎叩n瑚试6App】i训帆Tecbnol0盯,ScifImce锄d Technolo影Couege ofs1】小al,JiaIl学u Sllzh伽l 21501 1。China)Em,i】珈衄ntal P)慨tiof Xinji锄g 2006,28(2):ll14Ah触ct:Acc讲di】【lg to the w够钯撇iII clI眦蒯c ofcom alI删诵tlI high
3、 CoD,lligh te啪非嘲tllre,high SS arld lowpH,tlle枷cle iIl扭)duc瞄tllat tIle me洲肌d de:si粤蛐衄t p蚴t盯of坝啦州阻ste dle a出粕ol is ne删MIC陀actor趾ddle ca砌lsel o晒da矗on ditch wm be usedWhtlIe CODc0涨潮曲咖i0f idlm幅i8 8b眦t 15 kg COD,10。d,出e MICrelnoved e伍ciellcy 0f CODcr础mi璐above 85And whtl坨CODQ comen缸娟0f iIl】10鹇i8 about O6 k
4、g COD甜。d,删sel喇d撕on ditch IelI玎ved e伍ci衄cy ofCO跣瑚miIls abIm 931h明emuent is le鸥150 n】gL1he池e 0f biogass is II的relanle e)叩ellses in the wh0:k町steln锄d c眦舢【rplIls mom吐l趾13 million aIlnuauyKey words:c锄alcohol;MIC ame曲ic reactor;tlleITI叫sel似idai呲d妇m;the meIllod髓d d髓i弘p盯锄舱ter1酒精生产工艺及废水情况11酒精生产工艺某集团40104t,a燃
5、料酒精(一期工程为20104妇),以玉米为原料,采用清液发酵法生产酒精,玉米酒精生产工艺为:玉米一负压布袋除尘器除尘一分层筛除杂(除石子、土等)一永磁筒(除磁性金属)一料仓一锤式粉碎一加水调浆一喷射液化一糖化一板框压滤一滤液发酵罐一蒸馏系统(分粗溜和精溜)一分子筛一纯酒精。该法具有出酒率高,每28t玉米可生产1t酒精,同时有30的酵母、饲料等产出。12玉米酒精排水情况酒精生产的废水主要来自蒸馏发酵成熟醪时粗馏塔底部排放的蒸馏残留物酒精废醪(高浓度有机废水),以及生产过程中的洗涤水(中浓度有机废水)和冷却水。酒精废醪是高浓度有机废水,其污染物主要包括:悬浮在废水中的固体不溶物、油脂、淀粉、胶;溶
6、解在水中的糖、酸、碱、盐等;温度可高达100左右;悬浮物含量高,其中有机物占9495,灰分占67;外观混浊、色度高、易腐败。13设计水质和排放要求酒精废醪经过过滤分离,滤渣做饲料,滤液需进行处理,该废水水质情况和排放要求见表l。基金项目:江苏省教育厅产业化项目高效内循环厌氧反应器(c)的开发应用(mol删)收稿日期:20060510万方数据12 新疆环境保护第28卷2废水处理工艺21厌氧工艺选择厌氧消化工艺先后经历了厌氧滤池、升流式厌氧污泥层(uASB)反应器、厌氧膨胀床、厌氧流化床、厌氧生物转盘和厌氧折流板反应器等,科技工作者在u峪B高效厌氧反应器的基础上进一步开发成功了具有更高效能的厌氧膨
7、胀颗粒污泥床(EGSB)和厌氧内循环(IC)反应器n】。IIASB、EGsB等厌氧反应器具有CoD去除率高、产沼率高、出水的Ss低等优点。但uASB、EGSB等也具有如下缺点:进水系统易堵塞、清理麻烦;反应器内常有结晶和泥沙沉积等情况发生,减少了反应器的池容,直至无法运行;运行稳定性差,一旦发生酸败,很难恢复。本设计针对厂方的废水特性并结合其他同类工程经验,综合考虑整个工程投资、占地面积、废水的治理效果、经济回收效益等,采用厌氧和好氧为主导技术路线。厌氧以眦C为主,好氧以卡鲁塞尔氧化沟3000型为主。MIC厌氧反应器(Multih1搬珊】CircIlla越)是根据IC反应器原理,并针对IC反应
8、器可能存在的一些问题的基础上,研究开发了一种高效的多级内循环厌氧反应器幢1。该反应器由厌氧多级内循环反应器、波浪板三相分离器、内循环厌氧反应器回流管防堵装置专利设备集成在一起。22废水处理工艺及说明酒糟清液处理的工艺路线见图1。出水回流酒糟清液_换热器一调节池_一级MIC一脱气池_二级MIC一沉淀池一滴滤床一氧化沟_排放l望堡旦鎏II IL卜卜_J污泥池_污泥处置部分废水进入二级MIc 部分废水进入好氧图1废水处理工艺Fig1 TIle proce龉ck毗of w鹅tewater【_Dm a1伽hodjc f-em陀rIa在on酒糟清液在调节池前用板式换热器和出水回流来冷却,保证整个系统运行所
9、需的水温和碱度,并补充营养。厌氧调节池水泵人一级MIC厌氧反应器,一级MIC进水温度在3539,废水中有机物被大部分去除,出水不进行污泥分离,直接进入脱气池。在脱气池中将没有分离的c02等气体分离,防止二级厌氧泵的气蚀现象,并为二级C厌氧反应器提供缓冲体积。厌氧调节池中的水部分进入脱气池,以保证脱气池中的水温在3739和废水的营养要求。二级MIC厌氧反应器进一步降解废水中的有机物质,使之转化沼气,出水沉淀后进入滴滤床(),滴滤床采用自然通风,降低废水的温度和降解废水的有机物,出水进入氧化沟处理后达标排放。3构筑设计31预处理废水首先通过预处理以去除固体物质、降低水温、调节水质,其构筑物包括板式
10、换热器、调节池,经预处理后废水水温降至37左右,达到中温厌氧发酵所需的要求,同时保证处理系统运行的稳定性。万方数据第2期吴建华等:玉米酒精废水的处理工艺与设计1332厌氧处理系统为确保厌氧出水及沼气产率,减轻好氧负荷,设计采用两级厌氧(MIC)处理,第一级厌氧进行高负荷运行,再经污泥选择器分离、脱气后进第二级厌氧,将可厌氧处理部分的有机物尽可能处理,减轻好氧负荷,同时降低了处理成本并回收更多的沼气。为确保每级反应器内高活性菌群的高效运行,在一级厌氧反应器后设置污泥选择器筛选出优良菌种维持反应器内高浓度的生物量。一级MIC厌氧反应器4只,单体尺寸为口15m23m,每只反应器的体积为4 0000,
11、有机负荷为15kgcODod,cOD去除率为85。二级MIC厌氧反应器数量和体积与一级相同,有机负荷为4kg COD矗d,COD去除率为65。33好氧处理系统厌氧系统出水二级厌氧的出水直接进入一级好氧,一级好氧采用滴滤床形式,有几个优点:可以冷却废水,回流到厌氧调节罐中辅助降温,既像一个冷却塔又像一个预曝气塔;由于滴滤床本身有回流,不会有大量的气味产生;降低二级好氧的水温,以提高氧气利用率,降低运行费用;降低二级好氧的进水浓度,减少泡沫问题和污泥膨胀问题。二级好氧采用卡鲁塞尔氧化沟3000型,尺寸为讲m72m,同心圆式,碳钢结构,池壁共用,大大减少了占地面积,降低了工程造价。34沼气利用厌氧产
12、生的沼气约为121m3d,相当于110t标煤。沼气除水脱硫如下:水封一水洗塔一除水器一二加脱硫塔一水洗塔一水封一沼气柜,然后利用。钟式沼气柜为脚m9m,容积为2删。35污泥处置厌氧污泥的产量很低(00501kg SS蝇COD),所产的污泥大部分留在反应器内,少部分在沉淀池沉淀,极少部分进入好氧系统中。好氧污泥经浓缩后用板框压滤机脱水,干污泥可利用。厌氧污泥为均匀颗粒(粒径为l-砌3-砌),作为厌氧菌种备用或出售。4运行情况41眦C反应器的运行眦C反应器接种污泥为城市污水处理厂的厌氧消化污泥,接种量约为50kg加Ss,矗。先用冷却废水与工艺废水混合(l 000 CoDIng,L,水温3539)进
13、行启动,恢复污泥的活性,启动时间15d左右。然后,逐步配人工艺废水,并采用出水回流进行驯化,驯化时间60d。在此过程中,每次提高负荷采取的是先逐渐提高流量,待工艺废水流量为650h稳定后再增加进水浓度的方法,到进水有机负荷为15kg CoD,矗d左右。驯化阶段时间为3个月。在正常运行期间,工艺废水与好氧的出水作为hC反应器的进水,水温稳定控制在35一37有机负荷基本控制在15l【g COD岔d左右,出水COD浓度稳定,COD去除效率保持在88左右,MIC的出水在l 2001 500醒COD,Lo每日3次监测进、出水的水样,指标有pH、COD、1A、温度、流量等。运行阶段的C反应器情况见图2。运
14、行时间(d)一MIC有机负荷一MIC去除率图2稳定运行阶段的hC有机负荷、CoD去除率随运行时间的变化Fig2 11le触ctor8 0pe枷capaci哆and龇CODdE胡硝帆舶te砒g蛐plla4。2氧化沟的运行氧化沟运行采用A2O的形式,设厌氧区、缺氧区、好氧区和沉淀区,根据脱氮除磷机理,厌氧区DO02叫L、缺氧区DOO5叫L、好氧区为1525lIlgL。DO太低会抑制硝化作用,太高则会使DO随内回流进入缺氧段,破坏缺氧段的环境,降低了脱氮效果。控制刖O氧化沟各段的DO值,不仅要靠调节曝气设备的台数,还应控制好氧化沟中混合液浓度(M璐)的值。在其它工艺参数不变的情况下,如果不能及时排泥
15、,则会导致MLSS升高,即混合液中微生物增多,为维持它们的正常生长,必须加大供氧量才能保证系统稳定运行。万方数据14 新疆环境保护第28卷氧化沟进水与外回流污泥混合后以混合液的形式进入氧化沟,有30。40进入厌氧段,60一70进入缺氧段,除磷效果明显。这是因为一方面进入厌氧段的硝酸盐及溶解氧的浓度降低,确保了聚磷菌在厌氧段能充分释放磷;一方面又使混合液在厌氧段的水力停留时间延长,从而在好氧段能超量吸收磷,得到较好的除磷效果。运行中把工艺废水与厌氧出水混合比单独好氧处理厌氧出水的CoD去除率会有较大的提高,这样可以改善废水的可生化性能,又能使MIC反应器维持较稳定的负荷水平下充分发挥氧化沟的作用
16、,氧化沟有机负荷为o6kg COD矗d,CoD去除率为90以上。43整个废水处理系统运行情况整个废水处理系统自投入运行以来,在一年多的运行中,MIC反应器经历了低pH值、有机负荷、停开车等冲击,进一步考察了对低pH值废水的缓冲能力、承受负荷的能力和反应器重新启动效果恢复情况的考验。眦系统的CoD去除率为971,好氧系统的coD去除率为936,整个废水系统的总cOD去除率为997,去除的污染量为2886t COD,d,同时废水处理系统具有较强的耐冲击能力。运行情况见表2、图3。表2废水处理系统运行情况。啪2ope枷Ilg洳of枞咖衬豁o,、100辞。99錾98誉97oo961 2 3 4 5 6
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