化學(xué)實(shí)驗(yàn)室污水處理器含乙醇廢水設(shè)備
在眾多場(chǎng)合中用于消毒、清場(chǎng)，在化驗(yàn)室用于分析，制藥廠生產(chǎn)中用于提取、制粒等地方都會(huì)用到乙醇，這些過程中產(chǎn)生的廢水中都含有乙醇。其中釀酒過程中產(chǎn)生的廢水中含有大量的乙醇，現(xiàn)以釀酒工業(yè)污水為例介紹含乙醇廢水的處理。
一．酒精生產(chǎn)廢水特點(diǎn)
酒精工業(yè)的污染以水的污染jia為嚴(yán)重，生產(chǎn)過程中的廢水主要來自蒸餾發(fā)酵成熟醪后排出的酒精糟，生產(chǎn)設(shè)備的洗滌水、沖洗水，以及蒸煮、糖化、發(fā)酵、蒸餾工藝的冷卻水等。酒精廢水是高濃度、高溫度、高懸浮物的有機(jī)廢水，處理技術(shù)起步較早，發(fā)展較快。廢液中的廢渣含有粉碎后的木薯皮、根莖等粗纖維，這類物質(zhì)在廢水中是不溶性的COD；木薯中的纖維素和半纖維素是多糖類物質(zhì)，在酒精發(fā)酵中不能成為酵母菌的碳源而被利用，殘留在廢液中，表現(xiàn)為溶解性COD；無機(jī)灰分的泥砂雜質(zhì)。這些物質(zhì)增加了廢水處理的難度。
二、酒精廢水處理主要方法
酒精糟雖然無毒，但是污染負(fù)荷高成酸性。根據(jù)酒精生產(chǎn)的原料不同，其酒精糟的綜合利用和處理采用不同的方法。
1、玉米酒精糟的綜合利用
玉米酒精糟生產(chǎn)DDGS，既能較*的消除污染，使廢水處理達(dá)標(biāo)，又能獲得高質(zhì)量的蛋白飼料。但是DDGS生產(chǎn)設(shè)備投資大，能耗高（1tDDGS需要200kw•h電耗，蒸汽2.7t，水耗250t），技術(shù)要求高，所以國內(nèi)只有一部分企業(yè)實(shí)現(xiàn)DDGS生產(chǎn)，部分企業(yè)仍采用行固液分離。
2、薯干酒精糟的綜合利用
部分企業(yè)將薯干酒精糟經(jīng)厭氧+好氧處理，該方法COD去除率可達(dá)到80%。還有企業(yè)將酒精糟采用固液分離，濾液回用生產(chǎn)或者經(jīng)生化處理達(dá)標(biāo)，濾渣直接做飼料。
用厭氧消化處理酒精廢醪經(jīng)過30多年的研究實(shí)踐，已證明是一種切實(shí)可行的高效產(chǎn)能的處理方法，得到國內(nèi)外普遍的承認(rèn)和應(yīng)用。我國現(xiàn)行的酒精廢醪治理工程中絕大多數(shù)采用了厭氧消化工藝。
3、糖蜜酒精廢水處理方法
目前，對(duì)糖蜜酒精糟采用濃縮燃燒或者濃縮后制作顆粒肥料用，對(duì)綜合廢水仍采用二級(jí)生化處理技術(shù)。
三、酒精廢水常用處理工藝
3.1高效全混厭氧污泥罐（EASB）
厭氧反應(yīng)器采用鋼結(jié)構(gòu)，其外形結(jié)構(gòu)類似于第三代厭氧反應(yīng)器EGSB和IC，能承受高濃度的固體懸浮物（SS），是三代厭氧反應(yīng)器EGSB和IC不具備的特點(diǎn)，采用高溫發(fā)酵，容積負(fù)荷可高達(dá)7.0kgCOD/(m3.d),高于傳統(tǒng)全渣厭氧發(fā)酵工藝的2—3倍，COD去除率高達(dá)90％。該工藝有以下優(yōu)點(diǎn)：
①對(duì)高濃度污染物高SS的酒精有機(jī)廢水，耐沖擊力高承受力強(qiáng)，可*達(dá)到高濃度懸浮物廢水處理的要求。
②在高濃度懸浮液的情況下，雖不能或很難形成顆粒污泥，但高效厭氧裝置可以培養(yǎng)出沉淀性能很好和活性很高的污泥，這對(duì)于保證COD去除率是關(guān)鍵的。
③在高濃度懸浮液的情況下，容積負(fù)荷比普通全渣反映罐高很多，所以產(chǎn)沼氣量很大，能產(chǎn)生較好的經(jīng)濟(jì)效益。
3.2UASB+缺氧池+接觸氧化
上流式厭氧污泥反應(yīng)器（UASB）技術(shù)在國內(nèi)外已經(jīng)發(fā)展成為厭氧處理的主流技術(shù)之一，在UASB中沒有載體，污水從底部均勻進(jìn)入，向上流動(dòng)，顆粒污泥（污泥絮體）在上升的水流和氣泡作用下處于懸浮狀態(tài)。反應(yīng)器下部是濃度較高的污泥床，上部是濃度較低的懸浮污泥層，有機(jī)物在此轉(zhuǎn)化為甲烷和二氧化碳?xì)怏w。在反應(yīng)器的上部有三相分離器，可以脫氣和使污泥沉淀回到反應(yīng)器中。UASB的COD負(fù)荷較高，反應(yīng)器中污泥濃度高達(dá)100—150g/L，因此COD去除效率比普通的厭氧反應(yīng)器高三倍，可達(dá)80%～95%。
缺氧池具有雙重作用，一是對(duì)廢水進(jìn)行生物預(yù)處理，改善其生化性，并吸附、降解一部分有機(jī)物；二是對(duì)系統(tǒng)的污泥進(jìn)行消化處理。可以與后續(xù)的接觸氧化形成A/O模式，具有同步脫氮除磷作用，其中厭氧段主要作用是去除有機(jī)污染物和釋放磷，缺氧段的主要作用是反硝化脫氮，由于具有同步去除有機(jī)污染物、脫氮、除磷作用，因而目前該工藝廣泛應(yīng)用在需要脫氮除磷的污水處理方案中。
生物接觸氧化法是生物膜法的一種，屬于好氧生化處理工藝。整個(gè)系統(tǒng)由池體、填料、曝氣設(shè)備等組成。好氧生化法是細(xì)菌及菌類的微生物、后生動(dòng)物等一類的微型動(dòng)物在填料載體上生長繁殖，微生物攝取污水中的有機(jī)物作為養(yǎng)份，吸附分解污水中的有機(jī)物，微生物不斷新陳代謝，保持活性，從而使污水得以凈化。在脫落的生物膜表面新的生物膜又重新發(fā)展起來，在接觸氧化池內(nèi)，由于填料表面積大，所以生物膜發(fā)展的每一個(gè)階段都是存在的，使去除有機(jī)物的能力穩(wěn)定在一個(gè)水平上。接觸氧化工藝的主要優(yōu)點(diǎn)如下：
①體積負(fù)荷高，處理時(shí)間短，節(jié)約占地面積。生物接觸氧化法的體積負(fù)荷jia高可達(dá)3～6kgBOD（m3•d），污水在池內(nèi)停留時(shí)間jia短只需0.5～1.5h。同樣體積的設(shè)備，生物接觸氧化的處理能力高出幾倍，處理效率高，所以節(jié)約占地面積。
②生物活性高。由于曝氣系統(tǒng)設(shè)置在填料之下，不僅供氧充分而且對(duì)生物膜起到擾動(dòng)作用，加速生物膜的更新，大大提高生物膜的活性。曝氣形成的紊流使得生物膜不斷的連續(xù)的與污水中有機(jī)物接觸，避免形成死角。經(jīng)過我們?cè)陬愃乒こ讨械臋z測(cè)，同樣濕重的絲狀菌生物膜，其好氧速率比活性污泥法高1.8倍。
③微生物濃度高，一般的活性污泥法的污泥濃度為2～3g/L，微生物在池中處于懸浮狀態(tài)；而接觸氧化池中絕大多數(shù)微生物附著在填料上，單位體積內(nèi)水中和填料上的微生物濃度可達(dá)到10～20g/L。由于生物接觸氧化工藝的微生物濃度高，所以有利于提高容積負(fù)荷，從而降低占地面積。
④污泥產(chǎn)量低。
⑤出水水質(zhì)好而且穩(wěn)定。在進(jìn)水短期發(fā)生變化時(shí)，出水水質(zhì)受的影響很小，而且生物膜活性恢復(fù)快，適合短期間斷運(yùn)行的需要。
⑥運(yùn)行管理方便
3.4IC+A/O
IC反應(yīng)器即膨脹顆粒污泥床反應(yīng)器，是在UASB反應(yīng)器的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的第三代厭氧生物反應(yīng)器，它通過出水回流再循環(huán)，大大提高了污水的上升流速，反應(yīng)器中顆粒污泥始終處于膨脹狀態(tài)，加強(qiáng)污水與微生物之間的接觸和傳質(zhì)，獲得較高的去除效率，反應(yīng)器的高度高達(dá)16-25m。從外觀上看，IC反應(yīng)器由diyi厭氧反應(yīng)室和第二厭氧反應(yīng)室疊加而成，每個(gè)厭氧反應(yīng)器的頂部各設(shè)一個(gè)氣-固-液三相分離器。如同兩個(gè)UASB反應(yīng)器的上下重疊串聯(lián)。
IC的特點(diǎn)：
（1）容積負(fù)荷率高，水力停留時(shí)間短
IC反應(yīng)器生物量大（可達(dá)到60g/L），污泥齡長。特別是由于存在著內(nèi)、外循環(huán)，傳質(zhì)效果好。處理高濃度有機(jī)廢水，進(jìn)水容積負(fù)荷率可達(dá)15～25kgCOD/m3•d。
（2）抗沖擊負(fù)荷強(qiáng)
在IC反應(yīng)器中，當(dāng)COD負(fù)荷增加時(shí)，沼氣的產(chǎn)生量隨之增加，由此內(nèi)循環(huán)的氣提增大。處理高濃度廢水時(shí)，循環(huán)流量可達(dá)進(jìn)水流量的10～20倍。廢水中高濃度和有害物質(zhì)得到充分稀釋，大大降低有害程度，從而提高了反應(yīng)器的耐沖擊負(fù)荷能力；當(dāng)COD負(fù)荷較低時(shí)，沼氣產(chǎn)量也低，從而形成較低的內(nèi)循環(huán)流。因此，內(nèi)循環(huán)實(shí)際為反應(yīng)器起到了自動(dòng)平衡COD沖擊負(fù)荷的作用。
（3）避免了固形物沉積
有一些廢水中含有大量的懸浮物質(zhì)，會(huì)在UASB等流速較慢的反應(yīng)器內(nèi)容易發(fā)生累積，將厭氧污泥逐漸置換，jia終使厭氧反應(yīng)器的運(yùn)行效果惡化乃至失效。而在IC反應(yīng)器中，高的液體和氣體上升流速，將懸浮物沖擊出反應(yīng)器。
（4）基建投資省和占地面積小
由于IC反應(yīng)器的容積負(fù)荷率比普通的UASB反應(yīng)器要高3～4倍以上，則IC反應(yīng)器的體積為普通UASB反應(yīng)器的1/4～1/3左右。而且有很大的高徑比，所以，占地面積特別省，非常使用于占地面積緊張的廠礦企業(yè)采用。并且，可降低反應(yīng)器的基建投資。
（5）依靠沼氣提升實(shí)現(xiàn)自身的內(nèi)循環(huán)，減少能耗
厭氧流化床載體的膨脹和流化，是通過出水回流出水泵加壓實(shí)現(xiàn)。依次必須消耗一部分動(dòng)力。而IC反應(yīng)器正常運(yùn)行時(shí)是以自身產(chǎn)生的沼氣作為提升的動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)混合液內(nèi)循環(huán)，不必開水泵實(shí)現(xiàn)強(qiáng)制循環(huán)，從而減少能耗。
在眾多場(chǎng)合中用于消毒、清場(chǎng)，在化驗(yàn)室用于分析，制藥廠生產(chǎn)中用于提取、制粒等地方都會(huì)用到乙醇，這些過程中產(chǎn)生的廢水中都含有乙醇。其中釀酒過程中產(chǎn)生的廢水中含有大量的乙醇，現(xiàn)以釀酒工業(yè)污水wei例介紹含乙醇廢水的處理。
一．酒精生產(chǎn)廢水特點(diǎn)
酒精工業(yè)的污染以水的污染jiawei嚴(yán)重，生產(chǎn)過程中的廢水主要來自蒸餾發(fā)酵成熟醪后排出的酒精糟，生產(chǎn)設(shè)備的洗滌水、沖洗水，以及蒸煮、糖化、發(fā)酵、蒸餾工藝的冷卻水等。酒精廢水是高濃度、高溫度、高懸浮物的有機(jī)廢水，處理技術(shù)起步較早，發(fā)展較快。廢液中的廢渣含有粉碎后的木薯皮、根莖等粗纖維，這類物質(zhì)在廢水中是不溶性的COD；木薯中的纖維素和半纖維素是多糖類物質(zhì)，在酒精發(fā)酵中不能成wei酵母菌的碳源而被利用，殘留在廢液中，表現(xiàn)wei溶解性COD；無機(jī)灰分的泥砂雜質(zhì)。這些物質(zhì)增加了廢水處理的難度。
二、酒精廢水處理主要方法
酒精糟雖然無毒，但是污染負(fù)荷高成酸性。根據(jù)酒精生產(chǎn)的原料不同，其酒精糟的綜合利用和處理采用不同的方法。
1、玉米酒精糟的綜合利用
玉米酒精糟生產(chǎn)DDGS，既能較*的消除污染，使廢水處理達(dá)標(biāo)，又能獲得高質(zhì)量的蛋白飼料。但是DDGS生產(chǎn)設(shè)備投資大，能耗高（1tDDGS需要200kw•h電耗，蒸汽2.7t，水耗250t），技術(shù)要求高，所以國內(nèi)只有一部分企業(yè)實(shí)現(xiàn)DDGS生產(chǎn)，部分企業(yè)仍采用行固液分離。
2、薯干酒精糟的綜合利用
部分企業(yè)將薯干酒精糟經(jīng)厭氧+好氧處理，該方法COD去除率可達(dá)到80%。還有企業(yè)將酒精糟采用固液分離，濾液回用生產(chǎn)或者經(jīng)生化處理達(dá)標(biāo)，濾渣直接做飼料。
用厭氧消化處理酒精廢醪經(jīng)過30多年的研究實(shí)踐，已證明是一種切實(shí)可行的高效產(chǎn)能的處理方法，得到國內(nèi)外普遍的承認(rèn)和應(yīng)用。我國現(xiàn)行的酒精廢醪治理工程中絕大多數(shù)采用了厭氧消化工藝。
3、糖蜜酒精廢水處理方法
目前，對(duì)糖蜜酒精糟采用濃縮燃燒或者濃縮后制作顆粒肥料用，對(duì)綜合廢水仍采用二級(jí)生化處理技術(shù)。
三、酒精廢水常用處理工藝
3.1高效全混厭氧污泥罐（EASB）
厭氧反應(yīng)器采用鋼結(jié)構(gòu)，其外形結(jié)構(gòu)類似于第三代厭氧反應(yīng)器EGSB和IC，能承受高濃度的固體懸浮物（SS），是三代厭氧反應(yīng)器EGSB和IC不具備的特點(diǎn)，采用高溫發(fā)酵，容積負(fù)荷可高達(dá)7.0kgCOD/(m3.d),高于傳統(tǒng)全渣厭氧發(fā)酵工藝的2—3倍，COD去除率高達(dá)90％。該工藝有以下優(yōu)點(diǎn)：
①對(duì)高濃度污染物高SS的酒精有機(jī)廢水，耐沖擊力高承受力強(qiáng)，可*達(dá)到高濃度懸浮物廢水處理的要求。
②在高濃度懸浮液的情況下，雖不能或很難形成顆粒污泥，但高效厭氧裝置可以培養(yǎng)出沉淀性能很好和活性很高的污泥，這對(duì)于保證COD去除率是關(guān)鍵的。
③在高濃度懸浮液的情況下，容積負(fù)荷比普通全渣反映罐高很多，所以產(chǎn)沼氣量很大，能產(chǎn)生較好的經(jīng)濟(jì)效益。
3.2UASB+缺氧池+接觸氧化
上流式厭氧污泥反應(yīng)器（UASB）技術(shù)在國內(nèi)外已經(jīng)發(fā)展成wei厭氧處理的主流技術(shù)之一，在UASB中沒有載體，污水從底部均勻進(jìn)入，向上流動(dòng)，顆粒污泥（污泥絮體）在上升的水流和氣泡作用下處于懸浮狀態(tài)。反應(yīng)器下部是濃度較高的污泥床，上部是濃度較低的懸浮污泥層，有機(jī)物在此轉(zhuǎn)化wei甲烷和二氧化碳?xì)怏w。在反應(yīng)器的上部有三相分離器，可以脫氣和使污泥沉淀回到反應(yīng)器中。UASB的COD負(fù)荷較高，反應(yīng)器中污泥濃度高達(dá)100—150g/L，因此COD去除效率比普通的厭氧反應(yīng)器高三倍，可達(dá)80%～95%。
缺氧池具有雙重作用，一是對(duì)廢水進(jìn)行生物預(yù)處理，改善其生化性，并吸附、降解一部分有機(jī)物；二是對(duì)系統(tǒng)的污泥進(jìn)行消化處理。可以與后續(xù)的接觸氧化形成A/O模式，具有同步脫氮除磷作用，其中厭氧段主要作用是去除有機(jī)污染物和釋放磷，缺氧段的主要作用是反硝化脫氮，由于具有同步去除有機(jī)污染物、脫氮、除磷作用，因而目前該工藝廣泛應(yīng)用在需要脫氮除磷的污水處理方案中。
生物接觸氧化法是生物膜法的一種，屬于好氧生化處理工藝。整個(gè)系統(tǒng)由池體、填料、曝氣設(shè)備等組成。好氧生化法是細(xì)菌及菌類的微生物、后生動(dòng)物等一類的微型動(dòng)物在填料載體上生長繁殖，微生物攝取污水中的有機(jī)物作wei養(yǎng)份，吸附分解污水中的有機(jī)物，微生物不斷新陳代謝，保持活性，從而使污水得以凈化。在脫落的生物膜表面新的生物膜又重新發(fā)展起來，在接觸氧化池內(nèi)，由于填料表面積大，所以生物膜發(fā)展的每一個(gè)階段都是存在的，使去除有機(jī)物的能力穩(wěn)定在一個(gè)水平上。接觸氧化工藝的主要優(yōu)點(diǎn)如下：
①體積負(fù)荷高，處理時(shí)間短，節(jié)約占地面積。生物接觸氧化法的體積負(fù)荷jia高可達(dá)3～6kgBOD（m3•d），污水在池內(nèi)停留時(shí)間jia短只需0.5～1.5h。同樣體積的設(shè)備，生物接觸氧化的處理能力高出幾倍，處理效率高，所以節(jié)約占地面積。
②生物活性高。由于曝氣系統(tǒng)設(shè)置在填料之下，不僅供氧充分而且對(duì)生物膜起到擾動(dòng)作用，加速生物膜的更新，大大提高生物膜的活性。曝氣形成的紊流使得生物膜不斷的連續(xù)的與污水中有機(jī)物接觸，避免形成死角。經(jīng)過我們?cè)陬愃乒こ讨械臋z測(cè)，同樣濕重的絲狀菌生物膜，其好氧速率比活性污泥法高1.8倍。
③微生物濃度高，一般的活性污泥法的污泥濃度wei2～3g/L，微生物在池中處于懸浮狀態(tài)；而接觸氧化池中絕大多數(shù)微生物附著在填料上，單位體積內(nèi)水中和填料上的微生物濃度可達(dá)到10～20g/L。由于生物接觸氧化工藝的微生物濃度高，所以有利于提高容積負(fù)荷，從而降低占地面積。
④污泥產(chǎn)量低。
⑤出水水質(zhì)好而且穩(wěn)定。在進(jìn)水短期發(fā)生變化時(shí)，出水水質(zhì)受的影響很小，而且生物膜活性恢復(fù)快，適合短期間斷運(yùn)行的需要。
⑥運(yùn)行管理方便
3.4IC+A/O
IC反應(yīng)器即膨脹顆粒污泥床反應(yīng)器，是在UASB反應(yīng)器的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的第三代厭氧生物反應(yīng)器，它通過出水回流再循環(huán)，大大提高了污水的上升流速，反應(yīng)器中顆粒污泥始終處于膨脹狀態(tài)，加強(qiáng)污水與微生物之間的接觸和傳質(zhì)，獲得較高的去除效率，反應(yīng)器的高度高達(dá)16-25m。從外觀上看，IC反應(yīng)器由diyi厭氧反應(yīng)室和第二厭氧反應(yīng)室疊加而成，每個(gè)厭氧反應(yīng)器的頂部各設(shè)一個(gè)氣-固-液三相分離器。如同兩個(gè)UASB反應(yīng)器的上下重疊串聯(lián)。
IC的特點(diǎn)：
（1）容積負(fù)荷率高，水力停留時(shí)間短
IC反應(yīng)器生物量大（可達(dá)到60g/L），污泥齡長。特別是由于存在著內(nèi)、外循環(huán)，傳質(zhì)效果好。處理高濃度有機(jī)廢水，進(jìn)水容積負(fù)荷率可達(dá)15～25kgCOD/m3•d。
（2）抗沖擊負(fù)荷強(qiáng)
在IC反應(yīng)器中，當(dāng)COD負(fù)荷增加時(shí)，沼氣的產(chǎn)生量隨之增加，由此內(nèi)循環(huán)的氣提增大。處理高濃度廢水時(shí)，循環(huán)流量可達(dá)進(jìn)水流量的10～20倍。廢水中高濃度和有害物質(zhì)得到充分稀釋，大大降低有害程度，從而提高了反應(yīng)器的耐沖擊負(fù)荷能力；當(dāng)COD負(fù)荷較低時(shí)，沼氣產(chǎn)量也低，從而形成較低的內(nèi)循環(huán)流。因此，內(nèi)循環(huán)實(shí)際wei反應(yīng)器起到了自動(dòng)平衡COD沖擊負(fù)荷的作用。
（3）避免了固形物沉積
有一些廢水中含有大量的懸浮物質(zhì)，會(huì)在UASB等流速較慢的反應(yīng)器內(nèi)容易發(fā)生累積，將厭氧污泥逐漸置換，jia終使厭氧反應(yīng)器的運(yùn)行效果惡化乃至失效。而在IC反應(yīng)器中，高的液體和氣體上升流速，將懸浮物沖擊出反應(yīng)器。
（4）基建投資省和占地面積小
由于IC反應(yīng)器的容積負(fù)荷率比普通的UASB反應(yīng)器要高3～4倍以上，則IC反應(yīng)器的體積wei普通UASB反應(yīng)器的1/4～1/3左右。而且有很大的高徑比，所以，占地面積特別省，非常使用于占地面積緊張的廠礦企業(yè)采用。并且，可降低反應(yīng)器的基建投資。
（5）依靠沼氣提升實(shí)現(xiàn)自身的內(nèi)循環(huán)，減少能耗
厭氧流化床載體的膨脹和流化，是通過出水回流出水泵加壓實(shí)現(xiàn)。依次必須消耗一部分動(dòng)力。而IC反應(yīng)器正常運(yùn)行時(shí)是以自身產(chǎn)生的沼氣作wei提升的動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)混合液內(nèi)循環(huán)，不必開水泵實(shí)現(xiàn)強(qiáng)制循環(huán)，從而減少能耗。
化學(xué)實(shí)驗(yàn)室污水處理器含乙醇廢水設(shè)備
