玉米發酵酒精廢水處理工藝的選擇

劉 輝 盧清峰 李麗珍 史學峰 向 怡

1 廢水處理工藝背景分析

某公司采用玉米發酵工藝生產酒精，需要選取相應廢水處理工藝以保證廢水達標排放。

1.1 廢水來源

該廠產生的廢水主要包括DDGS 工段蒸發冷凝水、精餾塔排水、設備沖洗水、以及軟水站排水、鍋爐排污水和循環冷卻排污水等生產凈廢水，此外還有生活污水。生產凈廢水可不經處理直接排放，剩余廢水則全部排入廠內污水處理站進行處理。

1.2 廢水特點

酒精廠進入污水處理站處理的廢水具有以下特點:

(1)由于各工段排水時間不一致，從而導致廢水水質、水量波動較大。

(2)廢水為酸性有機廢水，pH 在4～5 之間;污染物為COD、BOD、SS、氨氮等常規污染物，無重金屬及其他毒性物質。

(3)廢水B/C=0.5～0.6，可生化性較好，易于生物降解。

鑒于酒精廢水的上述特點，宜采用生物法進行處理。

1.3 廢水水質

根據該廠竣工環保驗收監測結果，并類比同類企業監測資料，確定進入污水處理站的廢水水質，見表1。

表1 污水處理站進水水質

2 廢水處理工藝選擇

2.1 國內常用的處理工藝

目前，玉米酒精廢水多采用厭氧+好氧生物處理組合工藝進行處理。

厭氧技術較為常用的有UASB、USR、ABR、IC、EGSB、MIC 等工藝，其中UASB 工藝成熟穩定、運行成本低、處理效率高，目前已在國內外廣泛應用。EGSB和IC 反應器是UASB 的改進工藝，MIC 又是IC 反應器的改進工藝。

常用的好氧技術有傳統活性污泥法、氧化化溝、接觸氧化法、SBR、ICEAS、CASS 等。其中以SBR 和接觸氧化法最為多用。ICEAS 和CASS 均是SBR 的改進工藝［1］。

各企業根據當地受納水體水質要求確定廢水排放執行標準，以此確定廢水處理采用何種厭氧+好氧組合工藝。據報導，采用UASB+SBR 工藝、UASB+接觸氧化法、UASB+接觸氧化法+SBR、UASB+ICEAS+接觸氧化法、UASB+ CASS+ 接觸氧化法、ABR+ SBR 工藝、EGSB+HCR 工藝、IC+活性污泥法、IC+CASS 工藝、MIC+滴濾塔+氧化溝等組合工藝處理酒精廢水，處理效果均達到預期，出水達標排放。

2.2 排水要求

該廠廢水排放要達到GB27631－2011 發酵酒精和白酒工業水污染物排放標準［2］表2 中直接排放的標準限值，標準值見表2。

2.3 廢水處理工藝選擇

廠內已建有污水處理站，處理工藝為水解酸化+接觸氧化工藝，為滿足新排放標準的要求，要對現有污水處理站進行改造，改造工程盡可能地利用現有場地和設施。為提高廢水處理效率，企業擬采用國內常用的厭氧+好氧處理工藝。

表2 發酵酒精和白酒工業水污染物排放標準

由于該廠采用DDGS 工藝處理酒精糟液，回收固形物后，蒸發冷凝廢液中SS 和COD 濃度大幅降低(約4000mg/L 左右)，在厭氧段采用UASB 工藝較為適宜，同時考慮該工藝技術成熟運行穩定，確定厭氧處理采用UASB 工藝。

考慮到SBR 雖然工藝流程簡單占地省，但大部分自控設備需要進口且操作管理要求高，活性污泥法和生物轉盤投資高且工藝復雜、氧化溝占地太大，根據場地條件和現有設施，本次在好氧段依舊選擇生物接觸氧化法，該法結構緊湊占地省，投資和運行成本均較低，適合于企業實際情況。為提高廢水的可生化性，在接觸氧化池前端加水解酸化池，可將其中難于生物降解的有機物轉變為易生物降解的有機物，從而提高好氧處理的效率。

為了保證色度達標，在末端考慮加入化學氧化工藝，氧化劑為二氧化氯，主要用于脫色處理，同時也具有一定的COD 降解作用。

根據上述原則、進水水質及執行的廢水排放標準，確定廢水處理采用UASB+水解酸化+接觸氧化+化學氧化的組合處理工藝。

2.4 預期處理效果

根據實驗數據及工程技術經驗，采用上述處理工藝對COD、BOD、SS 去除效果較好，去除效率可達到97.9%、99%和90.9%以上，在生化處理單元采用的高效微生物處理技術，對氨氮的去除率也可達到80%以上。污水處理站出水能夠達到GB27631－2011 發酵酒精和白酒工業水污染物排放標準表2 中直接排放的標準要求。

根據文獻報導，對固液分離后的高濃度玉米酒糟廢水，劉丹等［3］采用UASB+ICEAS+接觸氧化工藝進行處理，孫根行等［4］采用UASB+兩級生物接觸氧化+過濾工藝進行處理，處理后出水均可達到GB8978－1996污水綜合排放標準一級標準及GB27631－2011 的要求。

該廠由于采用DDGS 工藝對酒糟中的固形物進行回收，所以進入污水處理站的廢水較僅對酒糟進行固液分離的廢水污染物濃度要低得多，采取相同或相近的厭氧－好氧處理工藝后出水濃度要更低，因此，該廠采用UASB+酸化水解+ 兩段式接觸氧化+ 化學氧化工藝，處理后廢水水質達到GB27631－2011 的直接排放標準是有保證的。

3 結 語

據以上分析，本研究提出以下研究結論:(1)該廠采用DDGS 工藝消除了酒精糟液的污染，大大減少了進入污水處理站的廢水量，同時廢水污染物濃度大大降低，減輕了廢水處理負荷。(2)該廠根據污水處理站現有場地和現有設施情況，采用UASB+接觸氧化工藝處理酒精廢水工藝成熟，在好氧處理前加入酸化水解池，以提高廢水可生化性和好氧處理效率。(3)接觸氧化池采用組合式填料，掛膜迅速，無堵塞現象。(4)廢水處理工藝大部分采用自流方式，減少廢水泵的提升次數，降低能耗;整個工程過程全自動控制，系統自動運行，可實現穩定達標排放。

［1］劉輝，盧清峰，李麗珍等．玉米發酵酒精廢水處理技術綜述［J］．環境與可持續發展．2014，40(1):189－190．

［2］環境保護部，國家質量監督檢驗檢疫總局．GB27631－2011．發酵酒精和白酒工業水污染物排放標準［S］．北京:中國環境科學出版社，2011．