酒精廢水

工業是國民經濟重要的基礎原料產業，酒精廣泛應用於化工、食品工業、日化、醫藥衞生等領域，同時又是酒基、浸提劑、溶劑、洗滌劑和表面活性劑。

我國酒精生產的原料比例為：澱粉質原料（玉米、薯幹、木薯）佔75%，廢糖蜜原料佔20%，合成酒精佔5%。由此，我國酒精生產的原料主要是玉米、薯乾等澱粉質原料。

酒精企業酒精糟的污染是食品與發酵工業最嚴重的污染源之一，由於投資、生產規模、技術、管理等原因，大部分酒精企業的綜合利用率較低。

酒精廢水是高濃度、高温度、高懸浮物的有機廢水，處理技術起步較早，發展較快。廢液中的廢渣含有粉碎後的木薯皮、根莖等粗纖維，這類物質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，在酒精發酵中不能成為酵母菌的碳源而被利用，殘留在廢液中，表現為溶解性COD；無機灰分的泥砂雜質。這些物質增加了廢水處理的難度。

酒精糟雖然無毒，但是污染負荷高成酸性。根據酒精生產的原料不同，其酒精糟的綜合利用和處理採用不同的方法。

玉米酒精糟的綜合利用

玉米酒精糟生產DDGS，既能較徹底的消除污染，使廢水處理達標，又能獲得高質量的蛋白飼料。但是DDGS生產設備投資大，能耗高（1tDDGS需要200kw·h電耗，蒸汽2.7t，水耗250t），技術要求高，所以國內只有一部分企業實現DDGS生產，部分企業仍採用先進行固液分離，濾渣生產DDG，做飼料，濾液部分回用生產，部分經生化處理，逐步實現酒精糟生產DDGS。

部分企業將薯幹酒精糟經厭氧+好氧處理，該方法COD去除率可達到80%。還有企業將酒精糟採用固液分離，濾液回用生產或者經生化處理達標，濾渣直接做飼料。

用厭氧消化處理酒精廢醪經過30多年的研究實踐，已證明是一種切實可行的高效產能的處理方法，得到國內外普遍的承認和應用。我國現行的酒精廢醪治理工程中絕大多數採用了厭氧消化工藝。

糖蜜酒精廢水處理方法

對糖蜜酒精糟採用濃縮燃燒或者濃縮後製作顆粒肥料用，對綜合廢水仍採用二級生化處理技術。

厭氧反應器採用鋼結構，其外形結構類似於第三代厭氧反應器EGSB和IC，能承受高濃度的固體懸浮物（SS），是三代厭氧反應器EGSB和IC不具備的特點，採用高温發酵，容積負荷可高達7.0kgCOD/(m3.d), 高於傳統全渣厭氧發酵工藝的2—3倍， COD 去除率高達90%。該工藝有以下優點：

①對高濃度污染物高SS的酒精有機廢水，耐衝擊力高承受力強，可完全達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出沉澱性能很好和活性很高的污泥，這對於保證COD 去除率是關鍵的。

③在高濃度懸浮液的情況下，容積負荷比普通全渣反映罐高很多，所以產沼氣量很大，能產生較好的經濟效益。

上流式厭氧污泥反應器（UASB）技術在國內外已經發展成為厭氧處理的主流技術之一，在UASB中沒有載體，污水從底部均勻進入，向上流動，顆粒污泥（污泥絮體）在上升的水流和氣泡作用下處於懸浮狀態。反應器下部是濃度較高的污泥牀，上部是濃度較低的懸浮污泥層，有機物在此轉化為甲烷和二氧化碳氣體。在反應器的上部有三相分離器，可以脱氣和使污泥沉澱回到反應器中。UASB的COD負荷較高，反應器中污泥濃度高達100—150 g/L，因此COD去除效率比普通的厭氧反應器高三倍，可達80%～95%。

缺氧池具有雙重作用，一是對廢水進行生物預處理，改善其生化性，並吸附、降解一部分有機物；二是對系統的污泥進行消化處理。可以與後續的接觸氧化形成A/O模式，具有同步脱氮除磷作用，其中厭氧段主要作用是去除有機污染物和釋放磷，缺氧段的主要作用是反硝化脱氮，由於具有同步去除有機污染物、脱氮、除磷作用，因而該工藝廣泛應用在需要脱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，屬於好氧生化處理工藝。整個系統由池體、填料、曝氣設備等組成。好氧生化法是細菌及菌類的微生物、後生動物等一類的微型動物在填料載體上生長繁殖，微生物攝取污水中的有機物作為養份，吸附分解污水中的有機物，微生物不斷新陳代謝，保持活性，從而使污水得以淨化。在溶解氧和食物都充足的情況下，微生物繁殖十分迅速，生物膜逐漸增厚，溶解氧和污水中的有機物憑藉擴散作用，被微生物利用。當生物膜達到一定厚度時，氧氣無法向生物膜內部擴散，好氧菌死亡，而兼性細菌和厭氧菌開始大量繁殖，形成厭氧層，利用死亡的好氧菌為基質，並在此基礎上不斷繁殖厭氧菌，經過一段時間後在數量上開始下降，加上代謝氣體的逸出，使生物膜大塊脱落。在脱落的生物膜表面新的生物膜又重新發展起來，在接觸氧化池內，由於填料表面積大，所以生物膜發展的每一個階段都是存在的，使去除有機物的能力穩定在一個水平上。接觸氧化工藝的主要優點如下：

① 體積負荷高，處理時間短，節約佔地面積。生物接觸氧化法的體積負荷最高可達3～6kgBOD（m3·d），污水在池內停留時間最短只需0.5～1.5h。同樣體積的設備，生物接觸氧化的處理能力高出幾倍，處理效率高，所以節約佔地面積。

② 生物活性高。由於曝氣系統設置在填料之下，不僅供氧充分而且對生物膜起到擾動作用，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的與污水中有機物接觸，避免形成死角。經過我們在類似工程中的檢測，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，微生物在池中處於懸浮狀態；而接觸氧化池中絕大多數微生物附着在填料上，單位體積內水中和填料上的微生物濃度可達到10～20g/L。由於生物接觸氧化工藝的微生物濃度高，所以有利於提高容積負荷，從而降低佔地面積。

④ 污泥產量低。

⑤ 出水水質好而且穩定。在進水短期發生變化時，出水水質受的影響很小，而且生物膜活性恢復快，適合短期間斷運行的需要。

⑥ 運行管理方便

工藝流程如右所示：

EGSB+SBR

EGSB與UASB非常相似，其區別在於，EGSB採用高達2.5～6m/h的上升流速，使得反應器中的顆粒污泥處於部分或者完全膨脹化。污泥顆粒之間的距離加大從而使污泥牀的體積加大。在高的上升流速以及產氣的作用下，廢水中的有機物與污泥牀更充分的接觸。因此可以允許廢水在反應器中有更短的停留時間，從而，EGSB可以用於處理較低濃度的廢水。與UASB相比，它比UASB布水更容易均勻，傳質效果更好，有機物去除率更高，能適應高濃度有機廢水和低濃度有機廢水，容積負荷高，COD去除率高。

EGSB優點：

1、使用範圍廣，不需要預酸化，流程簡單；

2、對進水的温度，pH要求不高，進水COD可達~30，000mg/L；

3、依靠進水和產氣達到自行膨脹，並且會根據負荷的變化自動改變牀層的膨脹度，無須另外增加循環泵保證膨脹，因此動力消耗小；

4、反應器中牀層的膨脹度由下自上逐漸增大，屬於變速膨脹牀，其抗衝擊負荷能力較強，有機物去除率較高（一般為75%~95%以上）；5、三項分離器：三相分離器專利設計，有效地將氣固液分離開，保證有效的污泥停留時間；

6、反應器沒有內循環，上升流速慢，負荷高時也不影響分離；

7、操作維護容易，便於管理。

SBR工藝集進水、曝氣、沉澱在一個池子中完成。一般由多個池子構成一組，各池工作狀態輪流變換運行，單池由潷水器潷水，間歇出水，故又稱為序批式活性污泥法。

該工藝將傳統的曝氣池、沉澱池由空間上的分佈改為時間上的分佈，形成一體化的集約構築物，並利於實現緊湊的模塊佈置，最大的優點是節省佔地。另外，可以減少污泥迴流量，

有節能效果。典型的SBR工藝沉澱時停止進水，靜止沉澱可以獲得較高的沉澱效率和較好的水質。隨着自動化技術的發展和PLC控制系統的普及化，SBR工藝的工程應用又進入了一個新的時代。

工藝流程如右所示：

IC+A/O

IC反應器即膨脹顆粒污泥牀反應器，是在UASB反應器的基礎上發展起來的第三代厭氧生物反應器，它通過出水迴流再循環，大大提高了污水的上升流速，反應器中顆粒污泥始終處於膨脹狀態，加強污水與微生物之間的接觸和傳質，獲得較高的去除效率，反應器的高度高達16-25m。從外觀上看，IC反應器由第一厭氧反應室和第二厭氧反應室疊加而成，每個厭氧反應器的頂部各設一個氣-固-液三相分離器。如同兩個UASB反應器的上下重疊串聯。

IC的特點：

（1）容積負荷率高，水力停留時間短

IC反應器生物量大（可達到60g/L），污泥齡長。特別是由於存在着內、外循環，傳質效果好。處理高濃度有機廢水，進水容積負荷率可達15～25kgCOD/m3·d。

（2）抗衝擊負荷強

在IC反應器中，當COD負荷增加時，沼氣的產生量隨之增加，由此內循環的氣提增大。處理高濃度廢水時，循環流量可達進水流量的10～20倍。廢水中高濃度和有害物質得到充分稀釋，大大降低有害程度，從而提高了反應器的耐衝擊負荷能力；當COD負荷較低時，沼氣產量也低，從而形成較低的內循環流。因此，內循環實際為反應器起到了自動平衡COD衝擊負荷的作用。

（3）避免了固形物沉積

有一些廢水中含有大量的懸浮物質，會在UASB等流速較慢的反應器內容易發生累積，將厭氧污泥逐漸置換，最終使厭氧反應器的運行效果惡化乃至失效。而在IC反應器中，高的液體和氣體上升流速，將懸浮物衝擊出反應器。

（4）基建投資省和佔地面積小

由於IC反應器的容積負荷率比普通的UASB反應器要高3～4倍以上，則IC反應器的體積為普通UASB反應器的1/4～1/3左右。而且有很大的高徑比，所以，佔地面積特別省，非常使用於佔地面積緊張的廠礦企業採用。並且，可降低反應器的基建投資。

（5）依靠沼氣提升實現自身的內循環，減少能耗

厭氧流化牀載體的膨脹和流化，是通過出水迴流出水泵加壓實現。依次必須消耗一部分動力。而IC反應器正常運行時是以自身產生的沼氣作為提升的動力，實現混合液內循環，不必開水泵實現強制循環，從而減少能耗。

（6）減少藥劑投量，降低運行費用

內外循環的液體量相當於第一級厭氧出水的迴流，對pH起緩衝作用，使反應器內的pH保持穩定。可減少進水的投鹼量，從而節約藥劑用量，而減少運行費用。

（7）出水的穩定性好

因為，IC反應器相當有上、下兩個UASB反應器串聯運行，下面一個UASB反應器具有很高的有機負荷率，起“粗”處理作用，上面一個UASB反應器的負荷較低，起“精”處理作用。一般説，多級處理工藝比單級處理的穩定性好，出水水質穩定。

(8)IC可以在較高温度下運行，非常適合於生產廢水温度較高的情況，可節省污水蒸汽加熱的運行費用。

A/O工藝系Anoxic/Oxic（兼氧/好氧）工藝的簡寫。是常規二級生化處理基礎上發展起來的生物去碳除氮技術，是考慮污水脱氮採用較多的一種處理工藝。充分利用缺氧生物和好氧生物的特點，使廢水得到淨化。

典型A/O工藝是把缺氧工段提前到好氧工段前，利用原水中有機物作為有機碳源，故稱為前置反硝化作用，轉化為硝化態氮，在缺氧段時，活性污泥中的反硝化細菌利用硝

化態氨和廢水中的含碳有機物進行反硝化作用，使化合態氨轉化為分子態氨，獲得去碳脱氮的效果，同時具有生物選擇的作用，防止污泥膨脹。因此A/O工藝不但具有穩定的脱氮功能，而且對COD、BOD有較高的去除率，處理深度高，剩餘污泥量少。

工藝流程圖如右所示：

該工藝特別適合於建在郊區的木薯酒精生產企業，氧化塘的廢水停

留時間可達數月，由於這類企業多處於市郊或鄉鎮，而且每年的生產期為間歇式生產，從而為這種佔地面積大，處理時間長的污水處理方式提供了可能。

以某木薯酒精廠廢水處理工程為例説明。主要生產木薯澱粉，年產6萬噸，澱粉廢水水量為4800m3/d，CODcr 30000mg/L，BOD5 18000mg/L，SS 2000mg/L，pH 4-5。

根據環保部門的有關規定，廢水排放應達到《污水綜合排放標準》(GB8978-1996)中的一級標準：CODcr ≤100mg/L，BOD5 ≤20mg/L，SS≤70mg/L，pH 6－9。

運行費用：人工費用0.05 元/噸水；噸水電耗0.65 元/噸水，藥劑費0.25元/噸水，直接費用1.00元/噸水。

效益分析：厭氧段每天接納COD總量約為129600公斤，則沼氣日產量為51840m3。沼氣發熱量約為5500千卡/m3，相當於1kg燃煤的熱值，回收用於廠內生產鍋爐燃燒，每天節約標準煤51噸，噸煤按600元計，每天可收益30600元，全年按300天生產時間計算，可節約標準煤炭15300餘噸，每年節約煤款918萬元。除上年運行費用約144萬元，噸水收益5.3元/噸水。

酒精廠污水都具備如下特點： ^[1] 

1、懸浮物含量高，平均懸浮物含量高達40000mg/L；

2、温度高，平均水温達70℃，蒸餾釜底排出的廢水温度高達100℃；

3、濃度高，廢水的COD高達2-3萬，包括懸浮固體、溶解性COD和膠體，有機物佔93%-94%，無機物佔6%-7%，有機物的成分是碳水化合物，其次是含氮化合物，生物菌和未分解出去的產品：如丁醇、乙醇等，此外還有500mg/L的有機酸；

4、廢水含有約500mg/L左右的有機酸，廢水呈酸性，運行初期可考慮加鹼或污泥的迴流以平衡廢水的酸鹼度，運行穩定後系統具備足夠的緩衝能力，則不需要加鹼或迴流；

5、無機物主要是來自原料中的灰塵和雜質。

廢水處理系統採用固液分離提取飼料，厭氧處理製取沼氣，好氧處理達標排放的技術路線。厭氧處理前的固液分離採用XM80/800-u型板框壓濾機，所得濾渣含水率為75%左右，經烘乾成為DDG蛋白飼料。濾液中由於大部分懸浮物(90%以上)被去除，使COD的質量濃度降至25000mg/L，BOD的濃度降至6000mg/L，SS的質量濃度降至2500mg/L。出水30%(約300m3)回用酒精車間拌料。

厭氧處理採用新型高效的厭氧複合牀反應器(UBF)，進水用該廠部分低濃度廢水調節。設計温度為35-38℃；設計流量1200m3/d；進水COD的質量濃度為18 000-20 000mg/L；去除率85%-90%；反應器單體直徑8m，總高度12m，有效容積500m3；污泥懸浮層高度為2m；填料層2m；填料層和三相分離器的間隔高度設計為1m；三相分離器和排水高度設計為4m；UBF中安裝YDT彈性立體填料。

UBF反應器的啓動是整個工程能夠順利運行的關鍵。首先就是接種污泥的性質，本工程中不管是採用性質相似的厭氧污泥還是好氧污泥(來自二沉池)，均能將UBF成功啓動且形成顆粒污泥。但是，用好氧污泥，所需時間長，形成的顆粒污泥小。接種污泥濃度不低於10kg[VLSS]/m3。本工程UBF反應器啓動過程分成2個主要階段進行：①採用低濃度進水且保持進水濃度不變，逐漸增加進水量以提高有機負荷直至達到設計進水量；②保持進水量不變，逐漸增加廢水濃度以提高有機負荷直至達到設計進水濃度。當UBF反應器達到了設計的水質水量，反應器中形成顆粒污泥則進人穩定運行期。

好氧處理採用週期循環活性污泥法(CASS)技術。原設計CASS的運行週期是4h，其中曝氣2h，沉澱1h，排水1h。調試過程中發現厭氧出水濃度比設計濃度低，經過調整，運行採用限量曝氣方式，進水4h，然後曝氣2h，沉澱1h，排水1h。出水達到國家《污水綜合排放標準》GB8978-1996酒精工業二級排放標準。