玉米酒精废水处理

申请免费试用、咨询电话：400-8352-114

水处理技术: 一、玉米酒精的特性
每生产1吨酒精需3吨玉米，排出糟液约为12立方米。淀粉质原料(玉米) 酒精发酵产生的废糟液COD ,BOD5 值相对较低,COD大约3～5 万mg/ L ,BOD5大约2～3 万mg/ L。
糟液污染重要指标之一是总固体，它包括溶解性固体、悬浮固体和胶体，它是由有机物、无机物和生物菌体所组成。有机物的成分主要是碳水化合物、其次是含氮化合物、生物菌体和未完全分离出去的产品如丁醇，乙醇、丙酮等低沸点易挥发物；无机物主要来自原水（自来水）中各种离子和原料中的杂质、灰尘，如Ca2+、Mg2+、SiO2、HCO3-、CO32-、SO42-、Cl-、PO42-等。在总固体中悬浮固体（包括超胶体和部分胶体）约占60%~80%，溶解性固体和部分胶体（即粒径小于4.5um）占20%~40%。糟液具有很强的腐蚀性和较高的粘度。

二、玉米酒精糟液污染控制技术

玉米酒精糟中含有大量的蛋白质、脂肪等具有丰富的有机成分，是极好的畜、禽饲料，目前采用的主要污染控制技术有：玉米酒精糟制取全干燥蛋白饲料（DDGS）；玉米酒精糟固掖分离、滤渣直接做饲料或生产DDG蛋白饲料、滤液稀释排放；玉米酒精固掖分离、滤渣直接做饲料或DDG蛋白饲料、滤液30%~50%回用于生产：玉米酒精糟固液分离、滤渣直接做饲料或生产DDG蛋白饲料、滤液厌氧发酵生产沼气等四种。
酒糟中存在的对酵母酒精发酵有抑制作用的物质,大部分被湿渣带走,留下的只是极少部分,通过调整回流比完全有可能在回流系统中将其浓度控制在酵母能够忍受的范围之内。所以现在一般酒精厂所采用的酒精废糟液的综合处理工艺中都包含有将部分或者全部返回生产系统作为拌料用水或液化、糖化添加水的回用路线。而且,若回流比恰当,酒精回流技术的应用不仅不会影响酵母的酒精发酵,反而有可能会提高酒精产量。
（一）、膜过滤法处理酒精废糟液
  膜处理技术由于操作简便、分离效果理想而得以广泛应用，同时也是污水深度处理的重要手段之一。目前，国内外已普遍应用与膜技术处理纺织、造纸废水、胶粘剂生产废水、含油废水以及味精生产废水等，其中不少单位也正尝试把膜技术应用于酒精工业废水的处理。
酒精废糟液先经离心分离去除粗渣，再经膜过滤，除去大部分对酵母生长和酒精发酵有抑制作用的大分子有机物，最后滤液全部回流。
应用膜过滤技术处理玉米酒精浓醪发酵酒精废糟液的工艺流程示意图如下：

                玉米粉—→拌　料—→低温蒸煮—→糖化—→发酵
　　　　　　               ↑　　　　　　　　　　　　　　↓
　　　　　                滤　液←—膜过滤←—酒糟液←—蒸馏
　　　　　　　　　　　                ↓　　　　　　　　↓
                                                       滤渣　　　　　　　 酒精 
玉米酒精浓醪发酵废糟液“全回流”工艺流程示意图

应用膜过滤技术能去除酒精槽液中主要的抑制副产物，大大降低了副产物对酵母生产及酒精发酵的抑制作用。在工艺上实现“全回流”是切实可行的。但在膜过滤过程中要注意膜的污染问题，以确保膜通量的稳定，并延长膜的使用寿命。

（二）、高效蒸发浓缩工艺

蒸发浓缩法是通过多效蒸发，将中的水分除去、蒸发冷凝水清澈透明，即可回用于酒精生产，又可达标排放，蒸发剩余的干物质制成固体蛋白质饲料DDG。流程如下：
 
因酒精糟液是酸性液体，极具腐蚀性，必须先进行中和处理，然后投加絮凝剂以去除中的残渣，沉淀下的残渣浆液经固液分离为产品，而上清液则进入多效蒸发，蒸发器按具体情况可选二至三级。

用玉米酒精槽生产DDGS，虽从根本上解决了环境污染问题，但该技术一般为国外采用，一次性投资巨大，能耗较大，目前在国内无法推广应用。

（三）、厌氧——好氧并用工艺
该工艺较耐高温，高负荷，高悬浮物，属环保型工艺，对处理高浓度酒糟废水有较好的适用性和针对性。特别是厌氧过程产生沼气，能减轻后续有机负荷处理，降低酒精生产成本，大量，节约资源，真正实现综合利用、、环保3个目标。

糟液从精馏塔排出，首先热能约30kcal/L，然后经固液分离机进行固液分离—经微滤机可去除50%左右的COD与固体物质，最后经厌氧—好氧及过滤吸附处理后排放，具体流程如下：
在厌氧处理工段,主要工艺有:厌氧接触反应器(ACP) 、升流式厌氧污泥床反应器(UASB) 、厌氧生物滤池(AF) 、厌氧附着膜膨胀床(AAFEB) 、厌氧流化床(AFB) 等 。目前国内常采用的厌氧反应器类型大致有3 种 :ACP、UASB、AF。UASB 反应器抗悬浮物冲击性能较差,AF 容易发生堵塞,ACP更适于处理悬浮物和有机物浓度均高的废液,其可处理的悬浮物浓度可高达50 000mg/ L。在处理过程中,温度、酸碱度、进料量、原料种类、溶解氧等都会对厌氧消化的效率和效果产生不同程度的影响,其中温度和酸碱度是影响和制约厌氧消化的关键因素。酒精废糟液固液分离所得清液酸度高,pH一般在4.5 左右,若清液直接进料,由于酸度高,易引起发酵液酸化。为避免酸化可采用部分发酵后料液回流以改善pH ,提高处理负荷。

厌氧处理后序工段——好氧处理方法较多,有活性污泥法(氧化沟、AB 法合连续式、间歇式活性污泥法) 和生物膜法。(生物滤池、生物转盘、生物接触氧化法和生物流化床)等.

例如：厌氧处理采用上流式污泥床反应器UASB，水温50~53oC，停留时间1~3d，COD去除率可达90%以上，反应器有机负荷7~10kgCOD/m3.d，产气率3~5m3/m3.d ,每m3进水产沼气10 m3以上，每去除1kgCOD产沼气580L，沼气中含甲烷58~60%。

例如：好氧处理采用沸石生物膜（浸没式沸石生物滤池）工艺，停留时间10h，COD去除率为50%~70%（亦可用生物接触氧化），最终出水若经活性炭吸附可使出水无色透明，COD达标排放标准。

（1）、上流式厌氧污泥床（UASB）加间歇式活性污泥法（SBR）

玉米酒精生产过程中，要消耗大量的水，其中90%是冷却用水，可循环利用。10%左右是污水（每吨酒精约生产12t）,包含冷凝水、污水、冲洗用水。这些污水中含有残余糖、粗纤维、粗蛋白、酵母残体、残余酒类以及少量的油脂类、酸碱类物质，成为无毒无害的有机废水。实践表明，酒精生产过程中的事故排污、DDGS车间不能回流使用的清夜是高浓度且有机废水，其CODcr平均含量在20000mg/L左右；酒精车间的设备冲洗、DDGS车间的冷凝污水以及厂区的污水是中低浓度、排放较稳定的有机废水，其CODcr含量平均在2000mg/L左右，：

             事故池                    沼气综合利用
             
  pH调节池     自循环搅拌  鼓风曝气

酒精车间污水      
                       集水池   冷水池    UASB     SBR    达标排放
DDGS车间污水 
脱泥水                  污泥     活性炭处理       中水
                事故池                          
                                            干化场     综合利用

采用上流式厌氧污泥床（UASB）加间歇式活性污泥法（SBR）综合工艺处理玉米酒精工业废水，这套工艺的运行费用低、效果好，处理后的污水达标排放，还可作为中水回用、污水先经预处理系统（包括事故调节池、集水池、pH调节、）处理后进入UASB反应器处理，经处理后出水CODcr 去除率达76%，BOD去除率达83%，然后进入SBR池处理。CODcr去除率达91%，BOD去除率达95%。处理后的水经活性炭吸附处理后可作中水使用。[3]

（2）、二级厌氧膨胀颗粒污泥床(EGSB)+好氧生物处理（接触氧化）
酒精废液一般呈较强的酸性,因此在配水罐中需加碱中和。污泥接种采用酒精厂原有的厌氧发酵罐中的絮状污泥接种。经过二级EGSB ,出水CODcr 的去除率可达91 %以上。废水经二级EGSB + 好氧生物处理(接触氧化)后,出水达标排放。处理工艺如下图所示：[4]


    石灰       沼气
压 
             滤   沉          配         EGSB   降    接
后——淀——泵——水——泵——反——温——触
稀    池          罐          应    池    氧
糟                            器          化
液

玉米酒精
新型EGSB 反应器CODcr 的容积负荷可以达到25 kgPm3•d 以上。主要通过沼气上升来维持污染物质与微生物的充分接触,在不同高度分别存在优势微生物种群,处理效率高可以达到90 %以上,而且由于不需要出水循环,从而降低了厌氧反应器的运行费用。这种反应器能够在较短的时间内启动并形成颗粒污泥,根据现有的工程实际运行结果,可以在3个月内形成颗粒污泥。其具有较高的抗冲击负荷能力。



（3）二级厌氧（MIC+MIC）+二级厌氧
IC（内循环）反应器被公认为具有有机负荷率高，水力停留时间短，高径比大，占地面积小，基建投资省，出水水质稳定，耐冲击负荷能力强等优点[5]。其处理工艺如下：

预处理——厌氧（MIC反应器，2台）——二级好氧（曝气、氧化沟）——深度处理（过滤）——塘处理

其过滤（或塘处理）出水（COD低于60mg/l）可回用于生产、绿化用水及锅炉冲渣。

但以下几个方面值得继续研究：1.IC反应器的最基本特征，与其它反应器的主要区别；2.IC内部的流体力学规律；3.循环（回流）的优缺点，和循环量的估算；4.IC设计的规范，制作的标准化；5.采用低等污泥启动IC。

（四）、缺氧生化和加压生化法处理酒精酿造废水
 
流程
采用混凝沉淀-缺氧生化-接触氧化-加压生化-气浮流程处理酒精酿造高浓度酒糟废液和低浓度废水, 可使废水中的CODcr和BOD5去除率均达99. 6%以上, 处理后废水符合国家排放标准中的二级标准。该废水处理流程工艺合理, 占地少, 一次性投资少, 运行费用低, 处理有机物高,耐负荷冲击性能强, 符合我国中小型酒精酿造厂废水处理要求。在该工艺的缺氧生化段实现了沼气回收。但应该考虑在冬季气温较低时该工艺的正常运行的问题。

三、几种技术性能比较
为了减少投资，合理利用资源，经多年的摸索实践，证明较为合理的工艺：将玉米酒精槽先固液分离，滤渣生产DDG蛋白饲料，滤液部分回用于生产，剩余滤液进行厌氧发酵生产沼气，作农灌或进行好氧处理。
从几种技术中都可以看出，固液分离是酒精工业污染控制技术中最基本的重要处理手段。经过多年的应用结果证明：固液分离设备中以卧式螺旋和充气隔膜双向自动效果良好。

四、结论与建议

对酒精工业现有要推行，提高资源利用率，筛选最佳技术，获取较大环境、经济统一效益。
酒精厂的废槽液要普遍采取固液分离，滤液部分循环利用。以玉米为原料生产酒精的要全面推广联产蛋白饲料技术，其中大中型要推广酒精槽全干燥蛋白饲料（DDGS）技术；滤渣生产DDGD蛋白饲料，滤液厌氧发酵生产沼气，消化也液农灌或好氧处理的技术。