玉米發酵法生產食用酒精污水處理技術分析與研究

楊秀敏 靳琛

摘 要：發酵法是當前主流的以糧食為原料生產食用酒精的工藝，水耗高，污染比較嚴重。該工藝通過采取清污分流、冷卻水循環利用等措施提高水資源循環利用率。通過水解酸化后兩級生物接觸氧化方法處理污水，使主要污染物CODCr、BOD5、懸浮物SS去除率分別達到97.3%、98.8%和64.4%，處理后的污水達到國家《污水綜合排放標準》中一級排放標準要求。

關鍵詞：酒精污水 水解酸化 接觸氧化

中圖分類號：X703 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）03（c）-0093-01

隨著我國優質食用酒精行業的迅速發展，特別是在國家推廣使用可再生能源政策的引導下，乙醇汽油逐步得到推廣使用。以玉米為原料生產乙醇汽油的產業也隨之蓬勃興起，乙醇產業在我國國民經濟中所占的比重逐年增加。而由此帶來的能耗、水耗和污染物排放量增加，也給環境造成了巨大的壓力。酒精行業水污染問題已經受到了越來越多的關注，成為我國環境保護工作必須解決的重要課題。

1 工程分析

目前，國內通用的以玉米為原料生產酒精工藝分三個主要步驟完成。

1.1 玉米的前處理

原料玉米先經篩分機去除碎玉米、石塊等雜質，放入貯存倉中貯存。然后進入破碎機破碎，再經清分機將胚、皮分出。胚被提出后，玉米粉經輸送裝置送至拌料、液化工序混制成玉米漿。玉米胚送至玉米油制作工序，玉米皮送至DDGS制作工序。

1.2 液化、糖化和發酵

玉米粉先經混料器混合加入新鮮水和酒糟水后，送至液化罐液化。將混合后的漿液PH值調節到6.0～6.5，同時加入液化酶，加入離心清液，將干物質含量調節至21%～22%，進入蒸煮罐和閃蒸罐進行蒸煮。90 min后，將其溫度降至60?C，pH值調節到4.0～4.5，加入糖化酶，糖化時間1小時左右，再將溫度降到30?C～32?C，加入成熟酒母，發酵時間50～60h。

1.3 蒸餾

經發酵處理后的熟料進入蒸餾塔進行蒸餾。蒸餾塔通常由粗餾塔、水洗塔、精餾塔、甲醇塔和回收塔5塔組成，經發酵后的糖化醪在此裝置中完成蒸餾和提純，實現乙醇和其他物質的分離。

2 污水處理工藝技術選擇

2.1 污水來源

以玉米為原料，采用發酵法生產酒精工藝的污水來源主要包含以下幾個環節：（1）生產污水生產污水主要來自釜餾水、酒糟分離冷凝水和車間清洗水。產生量占全廠污水排放總量的35%～40%，污染物產生量占全廠污染物產生總量的90%以上。（2）生活污水主要來源于機關辦公樓、食堂、浴池等公用工程設施，水量較小，占總水量的3%～5%，污染物含量較低。（3）間接冷卻水冷卻水主要來自工藝循環冷卻水和動力系統冷卻排水。水量相對較大，占總用水量的60%左右。污染物含量低，除熱污染和SS外，基本不增加其他污染物含量。此項污水經涼水塔等設施冷卻處理后，可全部循環利用，水循環利用率達到50%以上。此項污水由專用管線收集（清污分流），不進入污水生化處理設施（本文不做詳細論述）。

2.2 酒精廠污水中污染物統計

酒精廠污水中污染物濃度如表1所示。

2.3 污水處理工藝選擇

酒精生產污水以有機物污染為主，采用生化方法進行處理。污水處理工藝主要流程如下：

（1）水質水量調節。調節池采用地下（為避免冬季低溫影響）鋼砼構筑物，容量按12～16h污水產生量設計。生產車間產生的生產污水（夏季需先做降溫處理）、公用設施產生的生活污水可通過自流管道（或水泵）匯集到調節池中。在調節池中水質、水量得到調節后，泵入后序處理設施進行處理。（2）水解酸化。水解池采用地下（為避免冬季低溫影響）鋼砼構筑物，池內懸掛醛化綸填料，作為水解性微生物的載體。水解酸化工藝主要目的是降低污水的pH值，并對可生物降解的污染物進行初步的生化處理。即在產酸菌和產氫的作用下，經過6～8h的時間，使污水中溶解的懸浮有機物得到初步降解，污水中大分子有機物在水解池中轉化為小分子有機物，不可溶性有機物轉化為可溶性有機物，產生乙酸和氫，使污水中的有機物含量降低，pH值下降，大大提高了污水的可生化性。（3）生物氧化使用氧化塔對污水進行生物氧化處理。氧化塔由塔體、填料、曝氣系統和進水系統組成。填料采用最先進的ZH組合填料，它兼有軟性和半軟性填料的特點，比表面積大，運行時不結球、不堵塞、易掛膜，同時對氣泡有切割作用。污水由塔底進入氧化塔內，與填料上的生物膜接觸，利用微生物氧化、分解水中的有機物，從而達到凈化污水目的。（4）接觸氧化。生物接觸氧化池采用鋼砼構筑物，池內懸掛軟性填料，池底安裝微孔曝氣器。污水中的有機物在接觸氧化池中被完全氧化分解。（5）污泥處理。生物接觸氧化池出水先在二沉池中實現泥水分離，二沉池采用斜管沉淀方式提高其沉淀效率。二沉池污泥部分回流到生物氧化池中以維持生化處理所需污泥濃度，剩余污泥池進行濃縮干化處理。

3 污水深度處理及回用技術研究

由于酒精工藝用水對水質要求較高，且易造成雜菌污染，酒精質量難以保證，因此項目回用污水一般不作為工藝用水使用，回用水可作為循環冷卻水用水。

根據同類行業類比調查，項目廢水經二級水解酸化+接觸氧化處理后，采用高效纖維過濾+活性碳過濾+超濾處理，最后經消毒處理可達到循環冷卻用水指標。具體流程如圖1所示。

經超濾處理后的污水，能夠達到循環冷卻水水質要求，可直接進行冷卻水循環系統使用，大大提高水循環利用率，降低了全廠新鮮水用量，達到節水減排的良好效果。

參考文獻

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