淺談發酵酒精廢水的末端處理技術

邵麗 劉東玲（山東省環境保護科學研究設計院山東濟南250013）

淺談發酵酒精廢水的末端處理技術

邵麗 劉東玲
（山東省環境保護科學研究設計院山東濟南250013）

末端處理在發酵酒精廢水處理過程當中是十分關鍵的環節，本文結合發酵酒精廢水的特點，分析了不同酒精生產原料所需采用的處理方法，并列舉了幾種常見的處理工藝，指出做好廢水末端處理和綜合利用，可實現很好的經濟效益。

發酵酒精廢水；末端處理；綜合利用；經濟效益

發酵酒精行業是指以谷類、薯類、糖蜜為原料，經發酵、蒸餾而生產食用酒精、工業酒精和燃料乙醇的工業。企業在生產過程中產生的污染物包括廢水、廢氣、廢渣和噪聲。其污染特點是：資源和能源消耗量大，產污環節多，而且分散排放；污染物無毒、無害，絕大部分可回收利用；生產耗水量大，廢水量大。

1 概述

隨著發酵酒精行業的發展，其生產過程中產生的污染（尤其是廢水污染）也不容忽視。據調查結果測算，2010年行業年產生廢水總量約2.5億m3，其中酒精糟為9000多萬m3，年排有機污染物CODcr約7.2萬噸。酒精廢水占全國工業廢水排放總量的1%，所排CODcr占全國工業廢水中CODcr排放總量的1.2%。為降低行業污染排放量，改善環境質量，迫切需要增加科技投入，推進資源、能源節約，推行清潔生產，加強“三廢”治理和循環利用，實現“三廢”無害化處理，提升行業整體的污染防治水平。

發酵酒精行業能源和資源消耗量大，即在生產過程中需要大量的蒸汽和電能，采用清潔生產工藝和設備，合理提高出酒率和廢物綜合利用率，可以有效提高能源和資源利用效率。酒精糟是發酵酒精行業最主要的污染源，主要產生于酒精企業的蒸餾塔，其特點為產生量大、呈酸性、高度溫、有機負荷高。

生產酒精的原料不同所需采取的處理和綜合利用方法也有所差別。一般采取的工藝流程如圖1所示。

圖1 酒精廢水處理流程示意

從圖中可看出酒精生產企業排放的酒精綜合廢水主要經過四個步驟即預處理、厭氧處理、好氧處理以及深度處理。按照不同的生產原料在這四個步驟中采取的方法稍有差別比如以玉米為原料的發酵酒精，其酒精糟可處理后用于生產DDGS。這種方法既能實現消除污染的目的，還能獲得蛋白飼料這種副產品，不過生產DDGS的設備成本較高，而且能耗也高生產1tDDGS就需要250t水、2.7t蒸汽和電耗200kW/h，并且技術要求高，只有少部分企業在采取這種方法，固液分離依然是主流。又如薯干為原料的酒精，所排放的廢水，普遍采用厭氧處理+好氧處理的方法，能夠去除80%的COD，固液分離也比較常用，濾液回用或生化處理達標，濾渣直接做飼料。

2 末端處理技術

2.1 常見工藝

2.1.1 EASB

EASB，厭氧反應器，可承受具有高濃度特點的固體懸浮物，高溫發酵，能夠達到7.0kgCOD（m3.d）的容積負荷，相比傳統全渣厭氧發酵效果好2到3倍，能夠去除90%以上的COD。

2.1.2 UASB+缺氧池+接觸氧化

流程如圖2所示。

圖2 流程圖

UASB目前已是主流的厭氧處理技術，中文名稱上流式厭氧污泥反應器。上部是懸浮污泥層（低濃度），下部是污泥床（高濃度），廢水由反應器底部均勻進入并向上層流動，顆粒污泥處于懸浮狀態，并在向上流動過程中進行處理，有機物轉變成甲烷和二氧化碳。上部三相分離器作用是脫氣并使污泥沉淀。其COD負荷高，污泥濃度高達100~150g/L，去除率相對較高可達95%左右。缺氧池的作用在于預處理和消化處理并與后續接觸氧化形成A/O模式，同步脫氮除磷。接觸氧化是好氧處理流程中的一部分，其優點在于處理時間短，占地面積小，可達2~6kgBOD(m3.d)的體積負荷，生物活性高，相比活性污泥法其好氧速率要快1.8倍，出水水質好。

2.1.3 IC+A/O

流程如圖3所示。

圖3 流程圖

膨脹顆粒污泥床反應器（IC），這是新一代厭氧處理反應器，相當于兩個UASB的重疊串聯。優點在于容積負荷率高，處理時間短，抗沖擊負荷強，很少產生固體沉積物，投資小結合沼氣實現內循環，還能減少能耗，而且出水水質有著很好的穩定性。

A/O即Anoxic/Oxic，這種模式是常規二級生化處理延伸出來的生物去碳除氮技術，主要用于廢水脫氮。同時還能保持較高的COD、BOD去除率，深度處理剩余污泥少。

2.1.4 EGSB+SBR

EGSB同UASB類似，但比UASB更有優勢，廢水在反應器中的上升流速更快，可使顆粒污泥完全膨脹化，布水更均勻，有機物去除率更高（可達90%以上），使用廣泛，流程簡單，對進水溫度和pH值的要求不高。SBR在一個池中完成進水、曝氣和沉淀，具體可稱為序批式活性污泥法，結合PLC可實現自動化控制。

2.1.5 UASB+氧化塘

流程如圖4。

圖4 流程圖

這種工藝模式對郊區的木薯酒精生產企業特別合適，氧化塘能夠停留數月的廢水，適合長時間的污水處理。

2.2 實際應用

某酒精生產企業，酒精原料主要是木薯淀粉，年產量約6萬t，淀粉廢水達到4800m3/d，CODcr、BOD5、SS含量分別是30000mg/L、18000mg/L、2000mg/L，pH值4~5。根據GB8978系列國標的要求，要達到一級標準，COD、BOD、SS應分別效益100mg/L、20mg/L和70mg/ L，pH值6~9。

末端處理系統投運后，預處理階段在0.05~0.35元/噸水（添加藥劑按最高值算），厭氧處理階段（包括溫度調節和反應器的形式）綜合成本在0.65~1.0元/噸水之間，好氧處理階段成本大約在0.2~1.5元/噸水之間，直接費用1.0元/噸水，人工成本0.5元/噸水。

投運后厭氧處理階段回收沼氣51840m3，接收COD約129600公斤。沼氣回用相當于1kg煤產生的熱量值，達到5500千卡/m?，可節約51噸/天的標準煤，按當地600元/噸的煤價算，能夠節約30600元的成本。如果全年生產時間計算為300天，那么即可節約15300噸左右的煤，全年可節約900多萬的成本，除去運行成本后每處理一噸水可達到5.0元/噸左右的收益。

結語

發酵酒精廢水是酒精工業中最嚴重的污染源，末端處理是最為關鍵的環節。本文分析了整個廢水處理流程中比較常用的工藝，可按照企業實際并結合廢水水質在末端處理的四個步驟中選擇相應的處理方式，必將獲得理想的經濟效益，最終的目的是要實現節能減排，為美麗中國的建設提供助力。

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