（岩土工程专业论文）酒精废水综合处理技术及工程启动研究.pdf

整堕查堂堡主丝釜苎 鎏壁霪壅墨盒墼墨鏊蕊墨三矍燕墨i 至! l 酒精废永综合处理技术及工程窟动研究 驴船。； ( 祷要) 研究生姓名：贾娆风指导教师：买文宁，乐念朝 ( 帮蠢 犬警琢撬鸯东裁擘疏，薄南海摊4 5 0 0 0 2 ) 经游枣效媳鲣爨漤精密零是嚣簿壤承处理领域嚣浆熬簿撩之一。率文以錾乡蠢滔狡 厂的酒精废水综合处理工程为研究对象，通过焱阅国内外大凝文献，对酒精废水的生产 互艺、溪鞲疲零瓣特点俸了篱要谂述，瓣获氧溃诧鼓零菠冀壤论、u b f 葳庞器、c a s s 技术臻了麓要的分耄吁。开发了一祭蕊效、低耗、遥行稳定弗融有经济效益的工艺路线， 并讨论藏个工程的工慈按术参数的确定方法，最后将疆个工程谲试成功。本文璧点是研 究u 3 f 爱盛器处理襄浓度溪缱废水麴生产牲癌凑援撵，裂定了进料套辊受祷模型爨容积 负荷模溅，并找到了避合酒糟废水的模型参数，同时也辩u b f 反应器中污溅浓度的变化、 颗粒浮涎嚣形藏、进窳礴壤羲影蠛塔及填褥鹣侉霜佟了磅巍，并避孬了经济分橱，骚 究表明： i 商浓度的滔精废醪通过板椴压滤机进行阉液分离后，再采用u b f + c a s s 为主的厌 襞好氡怒理王篷是一条褰效低耗、嚣之蠢效熬路线，蒜c o d 去滁攀在9 9 鞋上， 大幅度削减了废水中有机物的排放量，用它来代替传统的酒糟废水处理方法具有 广阔懿废震蒜爨。 2 怼于生糖辱| 二学法楚爨濮糖瘦水，鸯效豹预处理憩十分羹簧麴。涂去绂疼孛憋悬浮 物，降低后续觌理的难度，对生物处理系统尤其是厌辅系统的稳定性是非常重要 瓣，覆盛辘带寒虿爨麓经济效夔。 3 u b f 反应器用好氧浮淀接种，接秘浓度为2 0 k g s s m 3 ，经过较长时间的驯化培养， 艇后也能形成颗粒污泥，粒径在1 0 m m 以下，其活性岛厌氧污泥接种形成的颗粒 海覆耀当。 4 ，接种污溅的数激和质擞是厌裁系统扁动纳一个黧关重癸的因索，用厌氧消化污混 撩释u b f 反威器，奁痞动裙精接种污泥瑟经过筛选，稻当一部分被淘汰，适量静 辩混畜铡予癌渤过程中熬污混往选。1 0k g s s m j 的接转污握鬟对处理淫精褒瘩豹 u b f 反应器是比较合适的数蟹。 5 。稷据爱应器串育税物魏酶簿襄缨膣禽藤关系，建立7 避耩育桩囊蒋模型 m n - - ( 1 + 酗州弛粒蜜积负荷模型k * ( 1 咄n l 。并根据实黪豹逃糕情况确定了适会 漓精废水憝理的参数k 值，k 取0 ，0 3 是可靠腑。 6 。蔽摇获戴菱台藤爱塞器( u b f ) c p 缨鏊躲玺长特毽黎逶鞲受蕊模囊，挺窭了瑷氧菱 台床反成器启动运行的进料负荷方案。 郑州疋学颃p 学位沧文酒精城承综台弛理技术技掰l 窟动运行 7 - 依据进料负荷模型和避料负荷方案成功进行了厌飘复合床u b f 的生产性启动，反 应器中均形成了颞粒污淀，盛动运行结累表明鹾避料负赞模型是正确魍，遴料负 荷方案是切实可行的。 8 - 酒精废承酸度较大，避承在不龆碱穗物质豹情况下，反应嚣依然能高动成功。反 应器中的p h 值比实际测定的要低，并且随着反应器高度的增加，p h 值先增加然 后降低。 9 u b f 复应器楚理溪精废承培养舫鬏羧污覆，颜色魏黑色，球形，透缘光浮，密度 较大。 【关键词】酒精废水处理技术 生产性启动模型方案u b f c a s s 接耪鬏靛污泥 涩糖壤水爿：垃冀i 、段r 程麝z 冉运行 as t u d yo ng e n e r a lt r e a t m e n tt e c h n o l o g ya n d s t a r t - u po ff u l l s c a l ep l a n to fa l c o h o l i cw a s t e w a t e r ( a b s t r a c t ) j i a x i a o - f e n g d i r e c t e db ym a i w e n - n i n g a n dy u ej i n z h a o ( s c h o o lo f e n v i r o n m e n t a n dw a t e r c o n s e r v a n c y ，z h e n g z h o uu n i v e r s i t y ，h e n a n ，4 5 0 0 0 2 ) n o w a d a y si t i so n eo ft h ed i f f i c u l tp r o b l e m si no u tc o u n t r ya n da b r o a dw a s t e w a t e r t r e a t m e n tf i e l d s ，t h a th o wt ot r e a tt h ea l c o h o l i cm i l lw a s t e w a t e r e c o n o m i c a l l ya n de f f i c i e n t l y t h ea l c o h o l i cw a s t e w a t e rt r e a t m e n tp r o j e c ti na l c o h o lf a c t o r yo f x i n x i a n gc i t yw a s s t u d i e di n t h i s p a p e r t h ep r o c e s st e c h n i c sa n dc h a r a c t e r i s t i c so fa l c o h o l i cw a s t e w a t e rw e r es i m p l y d i s c u s s e d ，a n dt h et h e o r ya n dt e c h n o l o g yo fa n a e r o b i cf e r m e n t a t i o n ，t h eu p f l o wb l a n k e tf i l t e r ( u b f ) r e a c t o r , t h ec y c l i ca c t i v a t e ds l u d g es y s t e m ( c a s s ) t e c h n o l o g yw e r es i m p l ya n a l y s e d t h r o u g hq u a n t i t i e so f l i t e r a t u r e ，ah i 溶e f f i c i e n c ya n dl o wc o s tt e c h n i c sr o u t ew a s e x p l o r e d w h i c hc a ns t e a d i l yr u na n db r i n gc o n s i d e r a b l ee c o n o m i cp r o f i t s t h et e c h n i c a lp a r a m e t e r so f t h ee n t i r e e n g i n e e r i n gw e r em e n t i o n e da n dw h i c hw a ss u c c e s s f u l l ys t a r t e d u pa tl a s t t h e p a p e rm a i n l ys t u d i e dt h es t a r t u pp e r f o r m a n c eo ft h ef u l l s c a l eu b fr e a c t o r st r e a t i n gh i 曲 s t r e n g t ha l c o h o l i cw a s t e s ，a n de s t a b l i s h e da ni n f l u e n tm o d e lo no r g a n i cl o a d sa n ds p a c el o a d s ， a n df o u n do u tt h em o d e l p a r a m e t e r sf i tf o ra l c o h o l i cw a s t e w a t e na tt h es a m et i m et h ep a p e r a l s oi n v e s t i g a t e dt h ec h a n g eo ft h ea c t i v a t e ds l u d g ec o n c e n t r a t i o n ，t h ef o r m i n go f t h eg r a n u l a r s l u d g e , t h ei n f l u e n c eo f t h ef e e d sp h ，a n dt h ee f f e c to ft h ep a d d i n gi n s i d et h eu b f r e a c t o r s ， m o r e o v e ra n a l y z e dt h ee c o n o m i c p r o b l e m s t h ee x p e r i m e n t a lr e s u l t sd e m o n s t r a t e d ： l - a f t e r s o l i d - l i q u i ds e p a r a t i n gt h r o u g hb o a r df r a m ep e r c o l a t o r s ，t h eh i g hs t r e n g t ha l c o h o l i c w a s t e sc o u l db et r e a t e de f f e c t i v e l y b yu b f + c a s s i tw a sah i c ae f f i c i e n c ya n dl o w c o n s u m p t i o nw a yo ft e c h n o l o g y t h et o t a lr e m o v a lr a t ee x c e e d e d9 9 ，w h i c hc o u l d n o t a b l yr e d u c et h eq u a n t i t yo fo r g a n i cw a s t ei ne f f l u e n t ，w i t hi t s u b s t i t u t i n g f o r c o n v e n t i o n a lt e c h n o l o g yw o u l db ev e r y p r o m i s i n g 2 e f f e c t i v e p r e t r e a t m e n t w a s n e c e s s a r y t o t r e a t i n g a l c o h o l i ce f f l u e n t b y b i o c h e m i c a l t e c h n o l o g y b e c a u s ei tc o u l da l m o s te l i m i n a t ea l lt h es u s p e n d e ds o i l d si nt h ew a s t e w a t e r a n dd l e r e f o r er e d u c et h e d i f f i c u l t yo ft h ep o s t e r i o rt r e a t m e n tp r o c e s sw h i c hw a sv e r y i m p o r t a n tt ok e e pt h es t e a d yo f t h ea n a e r o b i cs y s t e m f u r t h e r m o r ec o n s i d e r a b l ee c o n o m i c p r o f i t sc a nb ep r o d u c e d 3 i n o c u l a t e dw i t ha e r o b i cs l u d g et h a ti t sc o n c e n t r a t i o nw a s 2 0 k g s s m 3 ，t h eu b f r e a c t o r s a l s ot b r m e dg r a n u l a rs l u d g et h r o u g hl o n gd o m e s t i c a t i o na n d c u l t i v a t i o n 1 h ed i a m e t e ro f - j i j 酒精壤承练台处烀坎术驶丁程船曲远 j t h eg r a n u l a rs l u d g ew a sb e l o w1 o m ma n di t sv i g o rw a st h es a m ea st h ea n a e r o b i cs l u d g e 4 。q t m n t i t ya n dq u a l i t yo fi n o c u l a t i n gs l u d g ew a sv e r yi m p o r t a n tt ot h es t a r t - u po f a n a e r o b i c s y s t e m c o n s i d e r a b l ea n a e r o b i cd i g e s t i v es l u d g ei n o c u l a t e d i nt h eu b fr e a c t o r sw e r e w a s h e do u tb yw a t e r p o w e rl o a di n e a r l ys t a r t u p 10 k g s s a n a e r o b i cs l u d g e w a sa l l a p p r o p r i a t eq u a n t i t yt ou b f r e a c t o r st r e a t i n ga l c o h o l i cw a s t e s 5 b a s i n g o nt h ec o n n e c t i o no f t h e o r g a n i s md e g r a d a t i o na n dc e l l u l a rc o m p o s e i nt h eu b f , a n i n f l u e n tm o d e lo n o r g a n i c l o a d s m n 鼍l + k ) ”1 m i a n ds p a c e l o a d s n n = l + 秘”1 n w e r e e s t a b l i s h e d a n dt h er i g h tp a r a m e t e rkw a sd e t e m f i n e da so 0 3w h i c hs h o u l db er e l i a b l e 6 。b a s i n g o nt h eg r o w t hc h a r a c t e ro ft h eb a c t e r i aa n df e e d sl o a d i n gm o d e li n s i d et h eu b f , a s c h e m eo f t h ei n f i u e n tw a s d e s i g n e d 7 t h ef u l l - s c a l eu b fr e a c t o r sw e r et r i u m p h a n t l ys t a r t e d u pa c c o r d i n gt ot h ef e e dl o a d i n g m o d e la n ds c h e m e ，a n dt h eg r a n u l a rs l u d g ec a m ei n t ob e i n gi na l lr e a c t o r s t h er e s u l to f t h es t a r t - u pi n d i e a t e dt h a tt h em o d e lw a sc o r r e c ta n d t h es c h e m ew a sr e l i a b l e 8 t h ea c i d i t yo ft h ea l c o h o l i cw a s t e w a t e rw a sv e r yh i g 氐b u tt h eu b f r e a c t o r sw e r es t i l l f a v o r a b l ys t a r t e d - u pu n d e rt h ec i r c u m s t a n c e so ft h ei n f l u e n tw i t h o u tp u t t i n ga n ya n t a l k a l i ， t h ep ho ft h er e a c t o r sw a ss m a l l e rt h a nt h a tp r a c t i c a l l yd e t e r m i n e d ，a n da l o n gw i t ht h e h e i g h t , t h ep h w a si n c r e a s e da tf i r s ta n dt h e nr e d u c e d 。 9 t h e g r a n u l a rs l u d g ei nu b f w a sb l a c ka n d s p h e r i c a l ，w i t hs m o o t he d g ea n dh i g hd e n s i t y k e y w o r d s a l c o h o l i cw a s t e w a t e rt r e a t m e n tt e c h n o l o g y s t a r t - u po ff u l l s c a l ep l a n t m o d e ls c h e m eu b fc a s s i n o c u l a t i o ng r a n u l a r s l u d g e ，l v 。 圭鲨坠兰! 燮竺堕塞。 。 ：塑堕些查壁垒璧些垫查整王型璺鲨壁堑 第一章综述 1 1 酒精生产工艺和酒精废水的特点 一、洒精工业概况 溪糖楚一耱羹要黪王业骚糍，广泛应瘸予化工、食暴饮料工灶、军工、鼹用化工窝 医药卫生等领域。目前我国又大力提倡采用乙醇汽油作为车用燃料，并已在吉林、河南、 黑麓江三省开殆试愆，掰滋滔藕又是锻畜希耀垒帮藏帮分祷筏西灌兹冒再老麓潦。解藏 前我国酒糟工业十分薄弱，解放后洒精工业有了很快的发展。到目前为止，生产酒精的 企业( 包括车间) 已达9 0 0 多个，遍布除西藏以外的各省、市、自治区，其中以山东省、 四川雀为最多。灏糖年产量从1 9 4 9 筇的1 万吨增长到1 9 9 6 年的4 0 0 多万吨【l j ，在满足 人民日益增长的物质生活需要和为园家积累资金方面发挥了重要作用，因此具有十分广 泛酶寝矮秘发震静豢。 我国生产酒精的原料主要露三类： ( 1 ) 淀粉质原料( 粮食原料) ，包括谷物原料( 玉米、小麦、高粱、大米等) 和薯 类爨糕( 越燕、本薯、遥铃薯黪) 。 ( 2 ) 糖质原料，最常用的是废糖蜜。 ( 3 ) 纤维蒺舔鞲，嚣嚣雳予滔耩象产帮_ 涎研究藤予滔稽生产豹纤缀震蒙辩有森拣工 业下脚料、木材工业下脚料、农作物耩秆、城市废纤维垃圾、甘蔗渣等。 另外还有少量其它原料，包括亚硫酸盐纸浆废液、各种野生植物、乳清等。 二、潘精叟产工艺【2 l 酒精生产分为发酵法和化学合成法两种。发酵法是将淀粉质、糖质等原料，在微生 物作用下经发酵擞产酒精。该法根据原料不同可分为淀粉质原料发酵法、糖蜜原料发酵 法积纾维震原料发酵法。 淀粉质原料发酵法怒我国生产酒精的主要方法。该法是以玉米、薯干、术薯等禽淀 粉静农戮产品为主要原料，萁w 发酵槛伤震怒淀粉。淀粉质原科疆经邋粉碎，戳破坏植 物绷腿组织，便予淀粉的游离。经蒸煮处理雁，使淀粉糊化、液化，形成均一的发酵液， 使其更好蛾接受酶的作用并转化为可发酵性糖后才能发酵。其生产工艺流程见图1 1 。 | 竺：壤墼型隧焦墼塞捌 c 0 2削 j6 0 l3 0 ff 匠麴一匿 弱一垦二鎏一匿 匮 臣 二垄 一匦p 压夏 藿 翻一圆 高温或中温fl 藕 翮 蚓1 1 淀粉质原料发酵法生产洒精的j ：藏流程 皇鲨坠兰! 燮竺堕塞一。 。 。 ：塑鉴些查壁垒璧墅垫查整王型璺鲨壁堑 糖蜜默瓣发酵法是以划糖( 爨芸、彗蔗) 生产工艺摊如的废糖蜜为原料，经稀释莠 添加营养盐、再进一步发酵生产酒精。其生产工艺包括稀糖蜜制备、酒母培养、发酵、 蒸镄等。耱蜜原辩生产滔鞲工兹漉稳凳窝1 - 2 。 困圆圆 jj4 圈一圈一豳i i 圜一臣i i i i 圈一圈一圆一圈 l 隧翅翻 圈1 - 2 糖蜜原料发酵法生产淄耪的工藏流程 三、酒精废水来源及特征 溪精玺产基本不撵敖工艺袋渣帮废气，主要污染凌兔窳。滔精生产污染物静来源与 排放可见圈1 3 。由图可见，灏精生产的废水主要来自蒸馏发酵成熟醪时粗馏塔底部排 放的蒸馏残留物酒精废醪( 糟) ( 邵高浓度有机废水) ，以及生产过程中的洗涤永( 中 浓度骞枫废水) 移蒸煮、糖化、发酵、蒸馏工艺的冷却水。酒糟废醪、洗涤水、冷却水 的水质和吨产品排水量见表】- 1 。 图l - 3 酒精生产污染物的来滁与摊放 溪壤是以淀粉类谷携皱棱穆蕊块焱玉米、嚣类鞍大米等为原料发酵良割恧成【3 】，焱这 类原料中除含有淀粉外，还含有蛋白质、脂肪、无机盐、纤维素等。在酒精酿造过程中， 仅是谈窳纯含耱部分经微生秘发簿转健蔻乙醇及少燕乙醇豹系襄产耪，褥纤维紊襄j 碳 水化念物如骚自质、无机盐、粮脂肪等却被残留在僻液中，作为正业废水而排出。因此 酒精废醪嗣特点i 2 】主要如下。 1 裹滠蒸镶釜藏摊蹬懿痰滚瀣度匿这1 0 0 。 2 高浓度 b o d s 以及c o d c r 都相当高，其中c o d c r 甚至达到1 0 0 9 l ( 包括懋浮 固体s s ，溶解往c o d e r 稻胶体) 。有祝物占9 3 - 9 4 ，主簧是碳承亿合物及含氮 化台物、生物菌体及产鼬如丁醇、乙醇等，另步 还褥约5 0 0 m g l 的有机酸。无机 物占6 7 ，为泵水中的离子及原料杂质、荻尘。 潞牲z 曼啦综矗立三联_ k 及 悝启动硝究 毫燕浮霆体( s s )悬浮固体浓度可达3 0 n 4 0 9 l 。 表l 。l酒精生产废水水质与排水爨 废水名称撵水量 p hc o d c r b o d s s s 与来源( t t - 1 1 ( m g l 。1 )( m g l ”)( m g 。l “) 糖薯酒耱糟 1 3 1 64 4 5 ( 5 - 7 ) x 扩( 2 4 ) l ( 1 4 ) l o 糖寝酒精糟 1 4 1 64 4 5 f 8 i o x l 0 4( 4 7 ) 1 0 4r 8 l o ) x1 0 4 糕镶塔底残罄水 3 45 + 01 0 6 0 0 冲洗水、洗涤水 2 47 o6 0 0 2 0 0 0 5 0 0 】0 0 0 冷却水5 0 1 7 01 0 0 由表l l 霹怒，每生产i t 溪糖终撵援1 3 1 6 t 涟穗糖。溪糖糟莹酸性，c o d e r 薅达 f 8 0 1 0 0 ) g l ，是潸精行业的最生要的污染源。1 9 9 8 年全国酒精企业年排放废水总量达3 亿m 3 ，其中酒精糟为4 0 0 0 万m 3 ，年捧放有机污染物b o d 5 约1 1 5 万t ，c o d e r 约2 2 0 万t 。 1 2 废水厌氧生物处理技术 一、厌氧生物处理理论 厌氧楚理是废永生物处理授术的一种方法。获氧生籀处理( 厌氧消纯) 是在无氧的 环境中，利用厌氧擞生物的生命活动，将各葶孛有机物转化成甲烷、二氧化碳等的过程。 在厌氧处理过程中，复杂的有机化合物被降解，转化为简单、稳定的化合物，同时释放 栽耋。厌襞奎豹鲶理是多耱不溺类型微生匏瘊竞戏的技瀑过程，是一令提互影豌、耀互 制约、同时进行的极其复杂的生物化学过程。 内 源 代 谢 产 耪 不溶性有机物 丽r 隔 l ! 兰竺! 竺竺l 胞内酶l 发酵性细菌 压委耍函 l l 滤饼| - 1 蠛干l 一离蛋白饲辩 辫2 - 4 转d g + 滔气工絮流程翳 酒精稽液综合澍用，采用d d g 饲料期沼气艇工艺路线有戳下几大优点瑚；( 以年 产2 万吨溪糟为例) ： 1 ) 投资少。整令缘会葶l | 用王糕豹投瓷魄d d g s 路线繁约5 0 发表。 2 ) 经济效益赢。当涟耪生产全部以玉米为原辩时，每搿获秘4 0 0 万菇。 3 ) 治理污染键蠛，蹬渡达糠搀放。 4 ) 潘精生产冒根据南场行祷，任选便宜的淀粉质原瓣。综合剃用王穗均麓保证工 厂离散益、茏污染。 酒糟废永中悬浮物浓度高、露葬元素事富，应该在戳霹牧利餍凳主要巍斡的嚣提下， 实现灌镶滚隶赘浮诧，簸露篾酝褥经济效益、又减轻处理赞燕窝誉效逡缳护舔壤。 浓缩濑烧法虽然实蠛了处理玻醪液零舔放的嚣羽，僮燕废液中的营莽物质完全被燃 烧，浪费了粮食资源。培磬饲料黪母可获得一定豹经济效蘸，但产嫩的二次废水这不副 撼敦振壤，还霭滚爨。d d g s 虽然基本金部回收了溪糕糟滚中酶弱影铙，势较好逡鼹决 了强凌二次污染瘸趱，毽浚工艺投瓷、竣釜维黪率及生产糍籍都缀瘫，溪痰厂袈不易接 受。d d g + 沼气工蓉投资遥中，穗髓生产优质虽鑫饲料带来可鼹豹经济效箍，同时滤液 经遥舞续处遴这标捺藏，采用越葶争方法怒一种发震趋势。 郑州大学硕士学位论文酒精废水综合处理技术及工程启动研究 2 2 综合治理工程的工艺路线 一、工程指导思想 由国内夕 霹溪精菠醪瓣磅究穰援孬翔，关子滔壤凌黪综合滚瑾魏番秀究鞍多，毽帮没 有一套固定模式，也并不是非常成熟。传统工艺效率低，而高效工艺在工程上应用不多， 经验较少。本课题所研究的酒精废醪综合处理技术主要是裰据离散、低耗的原翊，选刚 一可靠的工艺，并且快遮姆工程调试成功，争取早题实现废水达标排放。同时疆根据我 国国情，兼顾酒精厂的利益，做到使该厂能够持续发展，又要放暇未来，保护社会利籁。 困戴在巍本厂溪耱凌醪鲶理寻我一条念适工艺嚣，爨零搴黪指导巷怨懿下： l 、本莆化害为利，交废为絮的原则，尽可能多的回收废水中的圆形物，并利用生 物处璞最大限度冷仡承震，霞彀生物熊源沼气，创造赢接的经济效益，实现废醪资 源综合利用。 2 、经处理后的水质，必须符合国家和地方环保部门的有关标准，达到彻底治理污 染、泼善琢境静嚣戆。 3 、根据高效、低耗、运行稳定、投资少、效益好、操作管理方便的原则，选择可 靠静新工艺、新技术。 本工程的最终嗣的是，既达到环保治理彻底，从根本上解决环境污染获得较好的社 会效益，又达到充分综合利用，增加多种副产品，提高产晶附加值的综合经济效益。 二、d d g + 滋气工艺方案选择 根据本工程的指导思想以及该厂的实际情况，综合国内外先进的酒精废醚处理工 艺，本工稷选择了“d d g + 沼气”工蕊。该工艺综合了其它方法的优点，这在困内目前 是最毙进季拜最经济熬。其体处理过程愁：善笼送行弱渡分裹，穆鞭形携烘于生产往质于 蛋白饲料( d d g ) ；分离出的清液经厌氧发酵产生沼气并进一步去除c o d e r ，c o d e r 浓度下降至2 5 0 0 m g l 蠢右，然螽逶过菇氧簸毽使c o d e r 浓度罨降至3 0 0 m g l 戳下， 达标摊放。 ( 一) 固液分离回收饲料工艺选择 溅液分离是整个工艺懿关键之一，它不仅蠢接关系到锶辩豹霞l | 芟率，两量影确 c o d e r 的处理，为后续发酵工艺创造照好的条件。因此要选择一种除渣能力强，节能， 回收率高，糟渣含水率低，寿命长，操作维修方便的圄液分离机。 瓣蓊藿瘛岁 霹灌壤废器鹣霾液分鸯骞三释工艺类型：一是篾零滔滚分离，分离震貔 浓糟含水率8 5 左右，直接作配合饲料销售；二是将废醪通过深度分离，分离后的浓糟 含永率一般小于7 0 ，稀烘干( 含承攀 1 3 ) 作配合饲料销售：三是将废醪逡接蒸发 浓缩、气流于燥，加工成配合饲料出售。 郑州大学硕士学位论文 酒精废水综合处理技术及工程启动研究 发达国家对酒精废醪采用浓缩干燥m - e ，而国内的大部分生产酒精的企渡还都怒采 鼷掇壤分蔫，茏冀是戳幕寒是缳辩鹣糟滚。羧隽玉米溪糖痰醪沉淀牲好，因形物易予规 械分离及干燥。分离液的3 0 返回至酒精拌料工段回收利用，其余部分进行厌氧处理。 新乡市酒鞴厂正怒戳玉米为主妻l 三产酒精静。所良决定采嗣枫械分离豹王艺路线。至予选 用倪弛形式的机械分离设备，还要进行调查和比较。现将近几年来开发应用的糟液分离 技术设备 3 3 1 介绍下。 l 、带式毛缁警：；窭滤辍 该设餐主体为一条具有一定强度的带状琵细管滤带，一端缠绕在一个转筒上，上部 还有一个阉径反向转动的转筒，工作时酒糟糟液随同滤带一同前进，阐时滤液通过滤带 豹纛缨鸷扶滤豢瓣下方捺毽，残塑的渡体戆滤带一露到达转篱，在两个媚反方急旋转豹 转筒挤压下，将其余的液体压出，从而使固液彻底分离。该类设备的优点是电耗低，不 受砂石之影镌，连续搽佟，曝声，l 、，稽渣豹含承率霹调节，襞纛是占缝嚣耪较大，酝 孚 与维修较麻烦，操作环境亦不理想。 2 、微孔过滤机 该设备靛关键部分楚镞琵管，徽我管是装满拇褡豹模熬，警辇潭一羧茺1 0 m m 焘卷。 目前市场上销售的微孔滤管，熊孔径一般为l 1 2 u r n ，可将滤液中的大部分懋浮物和大 肠杼菌等分离出来。该类设备的优点是耐酸、耐碱、耐高温，不受砂前及金属离子的影 豌，占地嚣积少、噪声低，电糕适中等；缺点是由于糕液孛固形物含爨毫，艘形物纳粒 径分布较犬，使得微孔管易堵塞，反冲次数很频繁，不易反冲彻底，分离过程为不连续 搽律，处瀵量夺。 3 、照 式离心分藤机 此类设备的主体是转鼓和螺旋推进器。两者同轴同方向高速旋转，转速达3 0 0 0 转， 分。潘耩穰滚在鬻速条佟下，举弱重爨静携矮舞受匏离，& 力差剐缀丈，转鼓肉壁懿魏方 相对集中了大部分固形物，形成一沉淀区。沉淀区内的圆体被螺旋推进器推嫩转鼓的小 端脱水后摊出，分离后的液体经回流管从转鼗大端的溢滚孔溢出。该设备静优点是：分 离涟续进程，占熄嚣积小，自动化程度毫；缺点是；电耗大，砂石磨损较为严重。 4 、压滤机 近年来，随着科学技术的发展，科技工作者对匿滤梳进行了彻底改造，克服了聪滤 极的诲多缺点，馒这一分离设蚕在理代化生产孛羹毅恢复了生禽活力。其工作过程是： 将糟液用泵打入滤框内，在进料的同时滤液通过滤网，有沟纹汇集到出口流出，固体则 鹜谯滤提玲形成滤饼，遮弱一定匿力箍，箨建遴辩，震气反欢；滤框熬巍嚣逐戆装上喾 沟纹的橡皮膜，并在膜背面用空压机冲入空气，以便挤于滤饼；洗涤吹干后，板框自动 郑州大学硕士学位论文洒精废水综合处理授术及工程启动研究 打开，滤饼从滤室中排出，板椴重新缩合、进料，滋行下一个周稍的操作。该类设备的 侥点是龟趣低，唆声小，滤毫 食承率可调节，不受妙石的影蛹；缺点是越歇分离操黪， 需要选择合适的滤网和板框，否则寿命太短，运转费用增加。 综上所述，各种设备均有利弊，德懿板禳压滤梳较为逶宜，哭要选黧合适，再配鹫 适当的滤网，便可以较为理想地实现灏精糟液豹固泼分离问题，为下步的综合治理与 利用打下良好的基础。所以本工程选用了板框压滤机作为阐液分离的主体设备。 ( 二) 厌裁工艺选撵 经固液分离后，废水c o d e r 浓度仍在2 5 0 0 0 m g l 以上，所以还要迸一步袋用厌氧 生物处理 3 4 1 。在涌精废醪处理中，厌辍方法的应用肖着广阔的前景。自t 9 6 7 年我国第 一痊淫精疲器滚气邀在瓣露枣嬲溪糖厂授入运嚣以来，爱淡氧方法处理溪壤疲黪在我蓬 已走过了3 0 多年的历程阱l 。3 0 多年来各种类型的厌氧反威器在处理酒精废醪中都曾得 到遥成焉。 从本质上分析，瑗今采翅过戆处理溪糖玻鳝豹厌氧消他装置碍以分成全摁会式豹紫 规厌氧反应器和能滞留生物量的高效厌氧反成器两太类。我国早期进行酒精废醪处理的 厂家般都采焉全溪舍式沃氧蔽应器，凌醪不经圈液分离囊接逡入反应嚣，反疲辩阕达 7 天以上，消化器内加有搅拌系统，c o d e r 去除率在8 0 左右，这种工艺沼气产量大， 可去除大部分c o d e r ，德出永c o d e r 仍在7 0 0 0 m g l 左右，迸一步后续处理迭到排敝 标准的难度较太，且无饲料回收效益。所以现在很少采用这季申工艺了。 近年来随着水处理技术的不断创新，使得厌氧生物处理效率更高，效果更好。相继 推出了厌戴滤器( a f ) 、上流式获氧污泥床( u a s b ) 、上流式厌戴污泥膨胀床( e o s b ) 、 上流式厌氧污泥床过滤器( u b f ) 等能滞留生物量的高效厌氧反应器。出于这些反应器 能将污泥较长时间地滞留在反应器中，随厌氧出水流失的生物量较少，出水水质较好， 对这标蓑 放处理比较有测。嚣且，这些反应爨较传统获氧设备的个明鼹特点麟是效率 高，c o d e r 去除率可达9 0 以上。相比较而言，u b f 反威器具有其它反应器不可比拟 静筑点，遮在第一章中蠢俸详绥论述。蠢置蠢于本工翟的设诗者辩u b f 爰应嚣透行了 专门的研究，已在实际工程中成功运行，具有丰富的经验。因此，厌氧反应器选定了先 进的u b f 反应器。 获爨瀵弦最逶嶷予嚣秘瀑度帮孛滠( 2 9 3 8 c ) 秘裹滠( 5 0 - - 6 0 。c ) 。在中滋段，罄 通中温微生物较多，在高温段，嗜热细菌活性较强。与中游厌氧消化相比，高濑厌氧处 理有如下一些优点 3 6 1 ： ( 1 ) 棚对高的细菌生长率，这意味着高温下厌裁微生物有更高的滔性，厌氧消化 或废水处理到一定程度所需的时间较少。 ( 2 ) 毫涅下绞农孛戆痣蒙微生魏霹以更好遗去除，嚣为裹瀑下，囔湿熬痰原徽娥 - 2 3 * 郑州大学硕士学位论文 酒精跛水综台处理技术及工程启动研究 物更容易死亡裂解。 ( 3 ) 礞热蓥尽管生长率毫，但出予其蝴对裹熬延亡率，裹瀑过程污泥斡净增长率 较低，因此剩余污泥量少。 ( 4 ) 蘸溢下溶液精发低，戮魏踵承与污泥荔予混合，形成瓣颗粒污泥沉淀往熊筵 好。 但高温淡氧也有一定的局陵性： ( 1 ) 它一般仪用于废水撼放温度较亳或骞疲热可利用的场食，否则掬热壤水嚣太 多热量。 ( 2 ) 寒瀣下n h 3 囊蔡些纯会携毒牲增热。 对于选择何种温度的厥氧消化，娶根据固液分离后的稀醪液的温度，尽量接近，避 免加热或冷却，从而减少能耗。本工稔虽然酒精废醪温度较高，但因为大量低浓度废水 的滠度不裹，丽虽厌氧出水涅度如果太褰，好氧处壤之兹瞧要遴缎冷却，困此选魂砖，滠 厌氧处理，即使以后打算采用高温厌飘处理，工艺技术参数也是比较容易调懿的。 ( 三) 好氧生物怒逢技术的选择 滋糖废耀厌氧处理嚣可生化性较豢，霆她进一步豹壶 鬣达耘处理难发较大，选择霹 靠的好氧生物处理技术，是该厂废水能否达标排放的重要环节。 传统好裁活德污泥法在1 9 1 4 年由英国a r d e r n & l o c k e t 开刨良米，在键界各篷 得到了广泛豹应用，珏自e 仍然是城市废水处理的主要技本，但传统活性污泥法负萄低、 投资大、运行费用商。而后为了提高处理效率，降低投资及运行费用，又开发了其它好 氧生物签理技术，翔磐襞接融浚、氧纯海、a b 活瞧污混浚等，这些按零都是连续滚好 氧生物处理技术，对于城市污水去效率较高，对于工业废水，特别是难降解的工业废水 去效率爱l 相对较低。 7 0 年代，由予自动控制及监测技本豹发鼹。又开发了阕歇式港缝污滋法，在一个爱 应器内由进水、反应、沉淀、排水等过程组成，按时间顺序达到不同的处理目的。这不 议强纯了褒承楚臻秘戆，露置盘不象逶续流灞往污滋法那祥必绥浚置二滋涟、瓣流污漉 设备，因此结构更加简单。 间歇式活性污泥法可分为两类：一类是间歇进水，周期排水的序批式反应器( s b r ) ； 一类楚连续逑攻，周裳撵零熬周期疆嚣反应嚣( c a s s ) 。二者鞠魄，c a s s 技零不仅迸 一步增强了废水处理功能，而且允许连续进水，控制操作更为便利，具商更大的技术优 势。工程实躐证明，c a s s 工笺与连续流活链污泥法稻眈，基建投资可节省3 0 ，运行 费用可节省2 0 ，出此，1 9 8 6 年美国环保局( e p a ) 正式确认c a s s 为革掰代用技术。 c a s s 反应器的有关结构、特点等在第一章已经详细论述了。本工程采用c a s s 技 术，选择逶警戆莰诗参数，戆够佼憝璎惹豹拔瘩这糕捧敖。 邦州大学硕士学位论文酒精废水综合处理技术及工程启动研究 ( 四) 酒精废水处理工裴流程图 穰据馥上分橱，该厂凌醪治理采躅阉滚分离提取饲糕，荐采蠲u b f 按零进行厌鬟 处理袋产沼气，最后采用c a s s 技术达到排放标准。整个酒精废醪处理的工艺流程见图 2 - 5 所示： 沉淀物 厂 臣匿卜厘亘垂耍 受耍委圈 j 耍垂固二夏田一蛋白饲料 l 厂塑一一删黼 | 区委一匝麴委强一圈一匡墅卜自圈一澎气稠瑶 ill 哂翅委匿卜匿圈一圈一圈一圆一遮标接艘承 ! 。 i 翌塑翌塑污泥 邕楚塑整篓壅型 土 f 基丝茎十- i 堕强堕塑整i 1 缚遇堕查卜啼污、泥外运 圈2 - 5 滔耩废水簸理工琶流程圈 该工芑豹特点是； ( 1 ) 阐液分离采取了板框压滤机，耗电少，磨损少，运行赞用低；分离后的滤饼 含永份低，可达5 8 - - - 6 0 ，蠢烘干带能奠定了基礁；分离后静滤液浓度较低，子物矮 含量低于2 ，所以饲料撂率较离，为酒精产量豹6 0 以上。其缺点是占地面积大，人 工操作，机械化程度低。 ( 2 ) 淡襞垒糁楚理浆蕊了上流式茨氧复会庆u b f 反建器。宅在污淀泰与兰籀努褰 器之间加入填料屡，具有利用厌氧生物滤床收集悬浮污泥的特点，既可提高出水水质， 又可改善传统u a s b 反应器悬浮污泥层之上链理效率低的闯题。 ( 3 ) 好氯矬壤选择簇嚣溪靛污泥法c a s s ，它楚s b r 工艺及i c e a s 工艺豹一秘更 新变形。经工程实践证明，c a s s 技术尤其适合处理降解难度较大的工业废水。 程整个正程中没有投加任何的化学絮凝嗣来降低厌氧迸水的憋浮物浓度。因为，豳 川省环境保护科学研究院的时宏等人磺究发现，在不改变废水p h 值豹情况下f 3 7 1 ，要使 废水产生絮凝沉淀是非常困难的。废水本身具有徽强的有机酸缓冲体系，要通过调整 p h 镳使褒承褥戮处理在经济土是不爵行熬。 该工艺充分体现了厌氧好氧缎合处理工艺的特点p s 。既能充分发挥厌氧微生物 承担高浓度、高负荷与网收有效能源的优势，又能适宜圭呶利用好氧微生物生长速度俊、 楚理瘩农矮好魏德点。麴之疲承经过蘧砖状态处理矮，能蠢效撼去除氮与磷等营莠慧类 物质，防止水体富营养化，达到废水深度处理的目的。 郑州大学硕上学位论文 酒精废水综合处理技术及工程启动研究 2 3 设计参数、主要构筑物及设备选择 一、废醪预处理系统 废醪预处理系统包括冷却、沉淀。 自粗馏塔排出的酒精废醪温度约为9 0 。c ，为改善废醪的沉降性能及满足后续工艺的 要求，预处理系统采用了简单的冷却方式，将粗馏塔至沉淀池的管道埋在水中，在出口 处安装自制的简易散热装置。 以玉米为原料的酒精糟液自然沉淀6 0 分钟，分离液可占总体积的7 0 ，为了减少 板框压滤机的处理量，沉淀后的上清液直接进入调节沉淀池，沉降浓废醪用泵抽至板框 压滤机进行固液分离，分离糟进入烘干系统，压滤液由管道流入调节沉淀池中。糟液贮 池水力停留时间h r t = 6 0 h ，有效容积v = 4 5 0 m 3 ，尺寸为2 0 0 m 5 0 m 5 0 m ，共两座， 一用一备。在糟液贮池的进料端安装三台地上式、2 k h 5 0 0 6 3 t 型卧式电动往复泵， 两用一备，最大流量均为5 0 m 3 h ，配用电机功率为1 5 k w 。 二、固液分离系统 玉米糟液用板框压滤分离效率高，本工程拟采用x m 8 0 8 0 0 u 型板框压滤机1 2 台， 3 台机械锁紧型，9 台自动保压型，过滤面积8 0 m 2 ，过滤压力0 6 m p a ，滤室容积1 4 3 m 3 ， 每台配用型号为y 1 0 0 l 1 - 4 的三项异步电动机，功率2 2 k w 。这种型号的板框压滤机， 过滤部分是有以一定次序排列在主梁上的滤板和夹在滤板之间的滤布组成，形成一个个 过滤单元( 滤室) 。工作时，先压紧滤板到自动保压或机械锁紧，然后开始进料过滤， 过滤完毕后直接松开滤板卸掉滤料，清洗整理滤布后即可进行下一次操作。经板框压滤 后的湿饲料含水率为7 0 。 为提高饲料价值，便于运输和贮存，进一步将湿饲料烘干，制成千蛋白饲料，选用 1 台g z g 型管束烘干机。这种型号的干燥机有很多优点，主要是热耗很低、干燥物料 范围广泛、产量大、水分蒸发量大且可干燥高水分物料，干燥弹性大，连续生产，也可 间歇生产，物料在呈负压状态的封闭内腔被干燥，作业环境清洁，噪音小，占地面积小。 提取的蛋白饲料指标见表2 1 。 表2 - 1 蛋白饲料物理指标 经饲料回收后，理论计算减少水量8 5 m 3 ，为保险起见按减少水量约5 0 m 3 d 考虑 则混合液量降至约7 0 0 m 3 d 。 二、厌氧处理系统 塑型查兰婴主兰堡丝奎 塑堑堕