（环境工程专业论文）厌氧好氧联合工艺处理薯干酒精糟液工程研究.pdf

a n e n g i n e e r i n g s t u d y o n t h e t r e a t m e n t o f p o t a t o e t h a n o l p r o d u c t i o n wa s t e w a t e r b y a n a e r o b i c - a e r o b i c b i o l o g i c a l t r e a t m e n t p r o c e s s ab s t r a c t a s o n e o f t h e l a r g e s t c o u n t ry o f e t h a n o l p r o d u c t i o n i n d u s t ry m a i n l y b y f e r me n t a t i o n m e t h o d . c h i n a h a s s u ff e r e d a l o t f r o m i t s w a s t e w a t e r t r e a t m e n t p r o b l e m . a c c o r d i n g t o t h e n a t i o n a l c o n d i t i o n s a n d w a s t e w a t e r q u a l it y , it i s v e ry i m p o t h a t we s h o u l d t a k e o f p o l l u t i o n r e c y c l e . c o n t r o l d e p e n d i n g o n b i o l o g i c a l t r e a t m e n t m e t h o d s a s w e l l a s t h e r e s o u r c e e ( i s b r e a c t o r , w h i c h i s o n e o f t h e m o s t a d v a n c e d h i g h e ff i c i e n c y a n a e r o b i c r e a c t o r , h a s a g l o r i o u s f u t u r e i n t h e t r e a t m e n t o f h i g h c o d o r g a n i c w a s t e w a t e r s u c h a s t h e p o t a t o e t h a n o l p r o d u c t io n i n d u s t r y . h o w e v e r , t h e a p p l i c a t i o n o f e g s b r e a c t o r i s s t i l l v e r y l i t t l e , a n d i t i s o f g r e a t s i g n i f i c a n c e t o c a r ry o n i t s e n g i n e e r i n g s t u d y a c c o r d i n g t o t h e e t h a n o l p r o d u c t i o n w a s t e w a t e r t r e a t m e n t p r o j e c t o f y i y u a n d i s t i l l e ry , s o m e p r o b l e m s c o n c e r n i n g i t s s t a rt u p , r u n n i n g a n d d e s i g n w e r e d i s c u s s e d i n t h i s t h e s i s , s o m e c o n c l u s i o n a r e a s f o l l o ws : 1 . h i g h e f f i c i e n c y a n a e r o b i c r e a c t o r c a n a l s o b e u s e d t o t r e a t h i g h s s o r g a n i c w a s t e w a t e r , a n d w i l l h a v e m u c h b e t t e r r e m o v a l e ffic i e n c y t h a n t h e t r a d i t i o n a l o n e s . ? . r e m o v a l o f s s i s t h e k e y f a c t o r t o t h e t r e a t m e n t o f p o t a t o e t h a n o l p r o d u c t i o n w a s t e w a t e r , s o t h e e f f i c ie n t p r e t r e a t m e n t t e c h n i q u e s m u s t b e t a k e n f i r s t . o n t h e b a s is o f a b o v e , a g e n e r a l t r e a t m e n t p r o c e s s o f t h i s k i n d o f w a s t e w a t e r w a s p u t f o r w a r d . w h i c h e s p e c i a l l y a c c o r d e d w i t h c h in a c o n d i t i o n s , a n d c a n b e u s e d a s r e f e r e n c e o f e t h a n o l p r o d u c t i o n w a s t e w a t e r t r e a t m e n t p r o j e c t d e s i g n . k e y w o r d s : a n a e r o b i c - a e r o b i c b i o l o g i c a l t r e a t m e n t p r o c e s s p o t a t o e t h a n o l p r o d u c t i o n w a s t e w a t e r e g s b r e a c t o r g e n e r a l t r e a t m e n t p r o c e s s 一一一亘鱼进竺兰巡些匕一一一一一一一 前言 我国是世界酒精生产与消费大国， 生产工艺以发酵法为主， 酒精生产过程中要产生 大量后 j 温废液， 俗称酒精糟液， 简称酒糟。 酒精糟液是一种典型的高浓度有机废水， c o d 高 达4 0 0 0 0 - 6 0 0 0 0 m g / l , s s 在2 0 0 0 0 m g / l 以 上，由 于 长期 缺乏达标治理的 有效 技术， 污染问题相当严重，已成为我国第一大污染源。 从目 前来看， 发酵法仍然在今后相当长 的一段时间内占 据酒精工业的主导地位， 酒精工业自 身发展与环境污染之间日 益尖锐的 矛后; 、 诉 我们:根治酒糟污染，己是刻不容缓。 随着厌氧生物处理技术的不断发展， 以厌氧法为主体的生物处理技术已成为包括酒 精糟液沱内的多种高浓度有机废水的主要手段。 生物处理技术具有运行费用低廉、 处理 效果枪定、 管理方便等优点，尤其是厌氧生物处理技术，可以更加有效地实现污染治理 与 资洲 h d 收相结合，是符合我国国情的最佳处理工艺。 以 、 年代以 来， 酒糟的厌氧发酵技术己在我国的一些厂家得到应用， 在酒糟治理方面 发抨了积极作用， 但限于当时的经济技术水平，酒糟的厌氧发酵往往只局限于资源回收 的角仪、 并未从根本上实现酒糟的达标治理， 结果导致大量的二次污水和污泥排入环境。 从7 0年代末到现在，随着人们对厌氧发酵机理认识的不断深入和以u a s b为代表的高 效厌r t 反应器设计方面的飞速发展， 酒糟的厌氧生物处理技术取得了长足的进步， 不少 酒精)陆续建立了较为完善的、以厌氧法为主体与其它工艺相结合的酒糟治理工程， 掀 起了i 14 腆治理的又一个高潮，典型的有河南南阳酒精厂、山东秦池酒厂、山东景芝酒厂 等。);城单元多为升流式厌氧污泥床 ( u a s b )和厌氧滤器 ( a f ) ，也有少数采用厌氧 接触 艺， 基本上都实现了酒精糟液的达标治理， 达到了 环境、 经济及社会效益的统一。 迈) l 年来，随着高效厌氧处理装 的进一步发展，厌氧膨胀式颗粒污泥床反应器 ( e ( i s l 3 )在酒糟治理中的应用已 取得初步的成功。同 u a s b相比，e g s b通常具有更 启 ， 的 i)i l 速度和更大的产气搅拌强度，反应器中颗粒污泥床处于部分或全部 “ 膨胀化” 状态，( r 高的上流速度和产气搅拌作用 卜 ， 废水与颗粒污泥间的接触也更加充分，提高 了 反腼器的容积负荷和处理效率。以天津挂月酿酒集团的玉米酒糟治理工程为例，由于 采) i j i g s b装.，处r效果较原有的厌氧发酵罐提高 1 0倍以上，进水 c o d稳定在 南 开 术 尝 硕 生 *塑 鱼- 一一 一 2 5 0 0 0 m g / 1 以 上时 采用 e g s b技术， ，出 水c o d低于2 0 0 0 m g / 1 ， 容积负 荷 超过2 0 公 斤c o d / m 3 . d 。 因 此， 可以进一步提高厌氧单元的处理效果， 资源回收奠定良 好基础， 最终实现酒糟治理经济、社会、 展 。 节约设备投资， 为污染治理及 环境三方面效益的良 性协调发 南开大学环境科学与工程学院在以酒糟为代表的高浓度有机废水的生物处理技术 方面居f 国内领先地位， 先后主持建造了多家酒精厂的废水处理工程。 本论文就是以山 东沂派酿酒总厂的酒糟治理工程为例， 对工程的设计、 启动与运行进行较为详细的介绍 与 探讨， 并在总结该类废水治理工艺的基础上提出粮薯类酒糟治理的一般路线， 同时对 以u a s b , e g s b为代表的高效厌氧处理装置的启动与 运行过程中的一些问 题从理论上 进行初步探讨。 一一一t 3 f j : 竺 兰(z 些 匕 一 第一章 我国的酒精生产与酒精废水治理 l . 1 我国酒精生产及酒精糟液治理现状 我1 4 是世界酒精生产大国，生产工艺以发酵法为主， 常用原料包括糖质和淀粉质两 大类。其中， 糖质原料采用最多的是制糖工业的副产物糖蜜， 淀粉质原料则主要是薯类 和谷物。 我国发酵酒精的8 0 %是用淀粉质原料生产的， 而在淀粉质原料中，以山芋干等 薯类为原料的要占到4 5 %，以玉米等谷物为原料的占 到3 5 %。据统计，截止到 1 9 9 7 年 我国共有以粮薯为原料的酒精厂8 0 0 余家， 年产商品酒精量超过百万吨， 其中薯干酒精 即占到酒精总产量7 0 % 左右。 按原料的就近取材产地关系， 淮河流域地区以薯类为主， 河南省以北地区包括河北 省以及东北三省以玉米为主，南方地区，主要是广东、 广西、云南等省多采用糖蜜。酒 精生， 门止 程中要产生大量废液，以占酒精生产主体的薯干和玉米酒精为例， 生产 1 吨酒 精通常要 排放醛液1 2 - 1 6 吨， 俗称酒精糟液， 简称酒糟。酒精糟液为典型的高浓度有机 废水 c o d浓度高达3 0 - 6 0 创 l , 悬浮物2 0 - 4 0 g / l ，一个年产酒精万吨的酒精厂每月排 放的污水相当于 5 0万城市人口生活污水的污染程度，己取代造纸废水成为我国第一大 有机朽染源。以薯类酒精最为集中的淮河流域为例，全流域 1 9 1 条支流中，8 0 %的支流 水体。 . 黑 绿色， 一半以 上河段己完全丧失使用价值， 不少工厂被迫减产， 一些地区农作 物绝收， 而且这种趋势仍在不断加剧。严峻的现实提醒我们，根治淮河，治理污染己是 迫在ii i lilt 。 为从根本上改善淮河乃至我国的水环境状况，1 9 9 5 年国务院颁布了 淮河流 域水? l 染防治暂行条例 ， 制定了水污染防治规划和一些优惠政策，截止到 1 9 9 7 年，全 流域毕本实现工业污染源达标排放，有机污染 ( c o d ) 负荷削减4 0 %。环保部门加强现场 监督检查，污染设施正常运转率在9 0 % 巩固了 治理成果，水质有所改善。随后，国务 院 关r 环境保护若干问题的决定 卜 ，进一步对 2 0 0 0年以前我国的水污染防治工作 提出j 四 项具体要求， .明确提出要在 2 0 0 0年底全国 所有工业污染源要做到达标排放， 淮河、人 湖要实现水体变清等。根据困务院的统一部署， 淮河流域又开展新一轮的大规 模治幸 j， 劣 j 一 动，以薯干为原料的酒精厂作为重点治理对象受到格外重视。 洒精v 1 液作为一种典型的高浓度有机废水，治理难度很大， 在过去相当长的一段时 期内，一r以川 都缺乏这方面的有效治理技术。进入 8 0年代，随着酒精糟液高效厌氧处理 一一 一 一 一 一 丝 竺 巡兰lt ie j c 工艺的推广应用， 酒精糟液的综合治理才迎来了它的真正开端。 但是，由于资金和技术 的原囚， 我国酒精糟液的治理状况一直不够理想， 水平参差不齐。 有的厂家仅仅对酒精 糟液中的固形物 ( 糟渣) 通过单纯的沉降或过滤等方式进行简单回收后即予排放， 这种 处理从本 上没有实现污染治理的目 的， 造成大量的污染物继续污染环境， 尤以技术和资 金缺乏的中小酒厂为多。从 6 0年代起，我国的一些厂家陆续开展了酒精糟液的厌氧发 酵处理， 初步达到了资源和能源回收的目的， 但是单纯的厌氧工艺并不能实现对酒精糟 液的根本治理， 处理出水仍然含有大量的污染物， 难以实现达标排放。 有些厂家采用了 较为完磨和合理的处理工艺， 如采用厌氧、好氧及物化等联合处理工艺， 基本实现了达 标处理、 当然，更有少数资金技术比较雄厚的大厂， 采用全糟干燥工艺( d d g s 7 ， 对酒 精糟液实现了完全意义上的污染治理和资源回收。 下表是我国一些酒精厂的酒糟治理工 程概ii l 表1 . 1国内部分淀粉质原料酒精厂糟液治理工程 中 位 原料 类型 规模 ( 万吨 / 年) 工艺路线建设 日期 河南!川利 酒精厂玉米 9 固液分离十 厌氧发酵罐 1 9 8 5 安徽 i11 洲酒厂薯干 0 . 5 固液分离+ u a s b + s b r 1 9 9 7 山为 、 j 生 莱酒厂 薯干 0 . 7 厌氧发酵池+ 气浮+ 接触氧化 1 9 9 7 1 1 1 东i ij . 兴酒厂薯干 1 固液分离+ 厌氧接触法+ 活性污 泥法 淮宾县芍 龙酒厂玉米 1 固液分离+ 厌氧发酵罐十 气浮 + uas b + s b r 山为 、 介 池酒厂 -薯千 0 . 7 固液分离+ 厌氧发酵罐+ 好氧十 气浮 1 9 9 4 山j j 七 芝酒厂薯干 1 . 5 固液分离+ u a s b 十 接触氧化+ 混凝 1 9 9 6 山东 陵集团郊 城分 之 司酒厂 薯二 干 1 . 5 厌氧发酵罐+ u a s b + 接触氧化 1 9 9 7 大津j 月集团玉米 4 固液分离+ e g s b + 接触氧化 1 9 9 9 丫 i -al 如% ;1 酒精厂 薯干固液分离十 粗滤液全回流拌料 . 2芥种处理工艺的技术特点及比较 1 . 2 . ! 常用处理工艺简介 粗祥类酒精糟液中含有大量糖类、 蛋白质、 纤维素、 有机酸以及n , p , k等营养物 一一一一 一 一 t 3 f l f i z ie j c 一 一 一 质，既是污染物又是一种可以利用的宝贵资源， 因此在该类废水的治理过程中必须始终 贯穿“ 变废为宝，实现资源回收”的思想， 在确保达标的基础上兼顾经济社会效益的实 现。典吧的酒精糟液治理技术主要有以下几种: u y t 物蛋白 饲料法， 也称培养饲料酵母法。 酒精糟液中含有微生物所需的营养物质， 利用这些物质可以得到有用的产品 ( 如酵母或其它真菌菌体) ，同时降低了 废水中的污 染物含量，污染负荷的消减量可达到4 0 %. ( 2 ) 71 精糟液拌料回用法。 利用固液分离机对糟液实行固液分离， 所得滤液部分或全 部回川拌料， 所得糟渣可加工成饲料出售， 实现资源回用与污染治理目 的。 酒糟滤液回 用口前仃三种方案，即部分滤液回用， 全部清滤液回用和全部粗滤液回用。 滤液部分回 用在i) 4 i f 一些国家早就采用，并已纳入常规设计的工艺过程。据称，将2 0 - - 5 0 %的滤液 回用伯拌料用水，有利于节约能耗，减轻污染处理负荷。 清滤液全部回流技术在国外已 研究b k j 力 ，如美国的 “ l b w”工艺，但该法同样存在设备投资大，运转费用高的问题， 只有以i%, 米为原料的大厂可以考虑采用。粗滤液全回流工艺是我国“ 七五” 重点攻关项 目，已卜1 9 8 9年提前通过国家鉴定和验收。该工艺特点是能耗低，投资少， 特别适合 中小7 p 9 精厂的应用。 ( :4 ) 物化法。典型的物化法主要包括以废治废的混凝沉淀工艺， 一般的混凝气浮工艺 等，也仃 利用超临界水氧化法处理高浓度有机发酵废水的试验报道， 但尚无生产上的应 用。有研究表明:采用造纸黑液与酒精废水混合后发生混凝反应，沉淀下来湿糟可作饲 料，处理出水回用于生产工艺，可提高酒精产量 1 - 2 %，具有明显的经济效益。 但大多 情况 卜 ，物化法只作为生物法等的配套单元，对废水进行深度处理。 wd d g s干糟工艺。 利用回收固液分离浓缩千燥设备， 将废水全部干燥成粗饲料颗 粒。11 1 纯从技术角度讲，该法可从根本上实现资源全部回收，彻底根治污染。 l :. 几 物处理法。酒精槽液有机物含量极高，具有良 好的可生化性，易于生物降解， 生化刀 、 泛 可分为厌氧及好氧两大类， 一 者通常联合使用， 其中， 厌氧法作为主 要的前处 理单， 七 .将糟液中绝大部分有机物转化成甲烷、二氧化碳等小分子物质从体系中除去， 实现; 。 染物去除与能m 7 回收。 好氧处理作为后续处理设施可对厌氧单元出水作进一步强 化处川 ， ，保证出水达标。 _ 一一一竺 ) t 塑 1 塾进-t一一一一一 1 . 2 . 2 酒精糟液治理工艺的综合比较与方案选优 洒精糟液作为一种典型的高浓度有机废水，既是宝贵的资源，又是难以治理的主要 污染物酒精糟液的治理必须采取 “ 综合利用与污染治理相结合”的对策，达到既节约 投资，又 减少浪费的目的， 最终实现经济效益、 社会效益和环境效益的统一。 根据这一 原则， 伐们可对以上技术进行简要的分析比较， 并根据实际情况进行筛选和组合， 确定 最优力案。以下是对上述技术的一些简要分析。 ( 1 ) 先， 生物蛋白饲料法虽然可以实现对糟液中有效资源的回收利用与污染物去除， 但是也存在着很多不足: 酒精糟液营养成分偏低，培养饲料酵母需添加营养物 ( 如糖 化f.硫胺、磷酸等) ，使成本增加;酒精糟液粘度大，悬浮物浓度高，生产饲料酵 母需过滤去除悬浮物， 但过滤困难， 且消耗动力大; 成熟的酵母菌体不易分离、 干 燥; .新， e 二次废水c o d仍高达1 0 澎 l以 上，尚 需进一步处理: 本法投资较大，需要 一定 i : it 规模，中小企业难以采用，故国内只有少数厂家采用，如安徽阜阳酒厂、广东 平砂橄) 一 等。 ( 2 ) i 14 精糟液拌料回用法可解决部分糟液的处理问题， 但在实践中全部回用难度很大。 以酒p i4 i 青 滤液全回用为例，我国目前尚无此技术，关键设备和技术需从国外进口， 耗资 巨大，准以推广使用。粗滤液全回用技术虽然通过了国家验收， 但是在实际应用中仍然 存在f l 多 问题， 难以长期坚持。部分滤液回流虽然投资较小， 但无法从根本上实现污染 治理，剩余糟液仍然需要作进一步处理。因此，该法难以从根本上实现污染治理目的， 必须 。 i t . 它处理技术相结合。 洲衷 用物化法根治酒精糟液，只有建立在以废治废的基础上刁 有推广使用的意义， 目前只处于试验阶段，尚无生产应用的报道。同生物处理法相比，物化法具有投资大， 运行赘明高，不利于实现资源回收等显著缺点，因此在大多数情况下， 仅限于生物法等 处理 艺的配套单元，用于废水的深度处理。 阳，l.纯从污染治理和资源回收角度出发，d d g s干糟工艺是目前最为根本有效的治 理 艺，但投资巨大， 运行及维护费用也很高，还不适于我国国情，在我国也只有极少 数规4 1 11 校大的酒精厂采用，如北京酿洒总厂，天津市酒精厂等。天津市酒精厂年产2 万 吨洒v i ，以玉米为原料，应用 d d g s总投资4 0 0 0 万元，这对于众多的中小厂家来说， 无k le 二少 、 文数字。 此外，薯干酒糟山厂 营养价值远较玉米酒糟为低，故对于薯干酒精厂 来说，采用d d g s是很不经济的。 6 一t 3 f 1 : 3 -g! 4i ie 3 一 ( 5 ) 几 物法具有投资少，可部分回收资源，运行管理方便，处理效果好的优点，尤其 是伴随着以u a s b等为代表的高效厌氧处理技术的飞速发展， 生物处理技术更是在酒精 糟液等i高 浓度有机废水治理方面发挥了决定性的作用。 对绝大多数酒精厂而言， 根据酒 精糟液 “ 综合利用与污染治理相结合”的原则， 采用以生物处理工艺为主体，与其它工 艺相4 1 合是目前最为可行的处理路线。 1 . 3 洒精糟液的生物处理概述 / 物法包括厌氧、 好氧以及兼氧处理技术， 但在酒糟治理中发挥主导作用的是厌氧 处理技术。 厌氧发酵技术很早就被我国劳动人民广泛采用， 6 0 年代以来酒糟的厌氧发酵 一度( 1 it= 多酒精厂得到应用。但是，由于当时的厌氧反应器比较原始，人们对酒糟甲烷 发醉的机理认识不深，基于当时的经济和技术水平， 酒糟的厌氧发酵往往只局限于资源 回收的角度，二次污水和污泥处理问题也无法从根本上得到解决。进入 7 0年代，随着 人们刘决氧发酵机理认识的不断深入，以及以 u a s b . a f等为代表的高效厌氧反应器 设计力厄 的飞速发展， 酒精糟液的厌氧生物处理得到了长足的进步。 8 0 年代以来， 我国 的许多酒精厂陆续建立了较为完善的以厌氧生物处理为主体、辅以其它技术的处理工 艺， m起了酒糟治理的又一个高潮。典型的有河南南阳酒精厂、山东秦池酒厂、山东景 芝酒)、山东临沐县酒厂、山东兰陵集团郊城分公司等厂家的酒糟治理工程。 厌氧装置 多为l a s b 和a f ， 也有少数采用厌氧接触工艺， 基本上都实现了 酒精糟液的达标治理， 达到户下 境、经济及社会效益的统一。 ()( ) 年代以来， 随着u a s b的改进型e g s b( 膨胀式颗粒污泥床反应器) 的出现， 酒 精糟液的厌氧生物处理技术又得到进一 步发展。 同u a s b相比， e g s b 通常具有更高的 仁 流速ix 或具有更大的产气搅拌强度，因此反应器中颗粒污泥床处于部分或全部“ 膨胀 化” 状务 ， 在高的上流速度和产气的搅拌作用下， 废水与颗粒污泥间的接触也更加充分， 大大11l i角了反应器的处理效率和运行负荷。 以天津挂月酿酒集团的玉米酒精糟液生物处 理1 _ i.为 例，由于采用e g s b装置， 大大减少了设备投资， 处理效率较原有的厌氧发酵 罐提: : 1 0 倍以一 l ， 在进水c o d稳定在2 5 0 0 0 m g / l以上时，出 水c o d低于2 0 0 0 m g / l . 容 积f : i)! 超 过2 0 k g c o d / m 3 .d 。 因 此， 采 用e g s b 技术，可 以 大大 提高 厌 氧单 元的 处 理 效果竹 约设备 投资，为酒糟达标治理及资 源回收奠定良 好基础3 1 卜 !j 七 它技术一样，厌氧处理也存在着一些不足。厌氧出水的 c o d浓度仍然会保持 南开大 学硕士学位论文 很高水乙 ， 原则上仍需进一步处理才能达到较高的排放标准，单纯的厌氧处理很难实现 对酒# li 槽液的根本治理。 而相比之下， 好氧法具有出水效果好的 优点， 可以 有效弥补厌 氧法的下足，故好氧法己成为目前应用最为广泛的后续处理工艺。国内的许多酒精厂都 是采川)h 氧一 好氧联合处理工艺，并取得了良好的处理效果。 一一一鱼型l a 竺 巡it 生一一一一一 第二章厌氧一 好氧联合工艺处理薯干酒糟应用研究 2 . 1 i _ 程概况 2 . 1 . ! 工程背景 山东沂源酿酒总厂位于山东省沂源县城中央， 是一家己有多年历史的酒精、白 酒生 产，以薯干为原料， 年产酒精1 .5 万吨，日 排酒糟7 0 0 m ，为该县主 要污染源之一。 沂源只城位于鲁中山区，地处淮河重要支流一沂河源头， 地理位置非常重要，因此该县 的环咬保护工作历来都很受重视。根据 1 9 9 5年国务院颁布的 淮河流域水污染防治暂 行条例中有关规定，该厂己于 1 9 9 7年建成了以三座厌氧发酵罐为主体的酒糟治理设 施，仁 i llr 由于工艺落后，运行费用高，处理效果差，根本无法实现达标处理，己基本陷 于瘫1 j 状态。随着国务院对水污染防治工作的进一步重视，国务院在 关于环境保护若 于 问题的决定中明确提出要在2 0 0 0 年底全国所有工业污染源要做到达标排放， 淮河、 太#)要实现水体变清。 因此， 从环境保护和企业生存角度出发，开展酒精糟液的达标治 理 i . v , 已成为事关企业存亡的大事，木课题就是在这一背景下开展的。 2 . 1 . 2 原有工艺简介 改主 要污染物为酒精蒸馏车间排放出来的酒精糟液，浓度高，水量大，为污染治 理! _ 们巨 点， 有关指标见下表。 表 2 . 1 原糟水质 片 标p h水温 c c ) v f avs s / s s ( %) t 1 值 3 . 8 - 4 . 2 9 5 - 1 0 0 ( m g / l ) 3 0 0 - 5 0 08 2 - 8 5 f isl 环1 , , 私 ， 夕 i i i- 友中数据可以看出，该厂所排酒糟为典型的高浓度有机废水，直接排放势必给周 犷 来严重危害。该厂在 1 9 9 7年曾经投资 3 0 0多万元建成一套酒糟治理工程，流 原纳液一沉砂池一脱糟一吸料池 接触认化池 1 l 砂池一调节池一i 沉淀罐，混凝气浮 一全混式厌氧发酵罐 ( 三座)一沉淀罐一 澄洁池排放 一鱼旦 里 竺拦 丝些 3r 一 一 一一 一 一一一 各 处理单元主要参数见下表: 表 2 . 2 二 1 - p j 1 1f 原工艺主要处理单元有关参数 i而 ) 下一丽墓一 处理单元 总容积 ( 米3 ) ?j i. 砂池 钢筋硷 r 廊道 式 每条廊道尺 寸 4 0 * 0 . 8 * 1 3 排并行， 每排包括3 道一座 廊一1 调节池 脱槽机 钢筋硅 锥篮式立式 离心脱糟机 2 . 8 * 2 . 5 * 1 . 5 最大工作流三用一备 碗一准 吸料池钢筋硅 量l o m 3 / h 5 * 2 . 5 * 1 . 5 2 8 8 1 0 . 5 1 8 . 7 5 钢板 仄r l 发酵罐 d1 0 . 5 * h1 5 ， 另有罐底， 罐项容积约 1 5 0 0 * 3 =4 5 0 0 座一座1座一座 板一板 钢一钢 仄i l 沉淀罐 接触氧化池 n;f if 气浮池 好认沉淀罐 钢板 2 0 0 方 d6 * h7 钢筋硅 2 6 * 1 3 . 3 * 4 7 * 3 * 1 d6 * h6 . 3 i 1 i , i . 艺基本上沿袭了山东省秦池酒厂酒糟治理工艺路线，采用以生物法为主体、物 化法相配套的联合处理工艺， 基本工艺路线是正确的， 但在一些具体单元的设计上存在 很人小足，导致该工艺无法实现达标处理。该工艺存在的主要问题有: ( i , 庆氧单元作为酒糟治理工程主体， 承担了 绝大部分污染物去除任务， 因此工艺选 择非名 、 关 键。本工艺中所采用的旧式厌氧发酵罐装置由于技术落后， 装置负荷及去除率 低下，龙 法实现厌氧单元的高效运行，这也是原工艺设计中存在的主要问题。 ( 2 ) )1 氧单 元处理出 水c o d仍然高达 1 0 0 0 0 - 1 5 0 0 0 m g / l ，并且携带有大 量难以 沉降 的仄权丙泥， 给后续单元带来了很大负担， 造成接触氧化池无法正常运行，大量的厌氧 污泥, 11- 接触氧化池连同部分好氧污泥直接进入混凝单元，直接导致混凝单元的崩溃， 不 仅出刁 i iv 重超标，药剂、电费等运行费用更是高的惊人。 伪才 身 触氧化池采用半软性复合式填料， 虽然挂膜速度快， 但是容易发生填料结球堵 tie现兮,导致运行情况恶化。实践证明，池中填料结球情况严重，填料架不堪重负，大 部分r l 已崩塌。 鉴 气 以仁 问 题， 必须对原工艺 进行技术改造， 基本原则是“ 在确保达标的前提下兼 顾 艺的经济可行性” ，改造的重点是原工艺中的厌氧单元，即用新型的高效 e g s b反 应器取代原有的厌氧发酵罐，大幅度提高厌氧单元的处理效果，为达标排放奠定基础。 一一一 一 一 一 一 遭 二 堕gx 兰 丝ie j c 一一 2 . 1 . 3 改造后工艺介绍 _ 程自2 0 0 0 年8 月起开始改造， 到1 0 月下旬改造完毕， 共历时2 个多月时间， 改 造后的 艺流程如下: 原槽液沉砂池调节池脱糟泵脱糟吸料池一级厌氧泵一级 e g s b罐 ( 两座) 中间水池二级厌氧泵二级e g s b罐沉淀罐冷却水池一接触氧化池、 斜管沉淀池一排放 同i! 有工艺相比，新工艺有以下几点明显改进: ( 1) 变原有的旧式厌氧发酵罐为新型 e g s b( 厌氧膨胀式颗粒污泥床反应器) ，从而 大幅度提高厌氧单元的容积负荷和有机物去 除率，为后续处理打下良 好基础。 ( 2 ) 接触氧化池采用新型弹性填料以代替原有的半软性复合纤维填料， 在保证挂膜能 力的前提下，加快生物膜的更新速度， 有效避免了填料堵塞与结球现象， 提高了处理效 果。 ( 3 ) 原 工艺中 厌氧出 水c o d仍在1 0 0 0 0 m g / l 以 上， 并携带有大量难以 沉降的 悬浮污 泥，为保证好氧单元正常运转，原工艺在厌氧单元后加设一沉淀罐，但沉淀效果极差， 基本处r 瘫痪状态。 改造后的e g s b可实现对脱糟液中c o d及s s的有效去除， 出水中 携带i ， 泥沉降性好，便于泥水分离，可保证分离效果。 表2 . 3 改造后工艺各单元预计达到处理效果 而 命一迎 c o d ( m g / l )s s ( m g / l ) i 酒精原糟液 4 0 0 0 0 - 6 0 0 0 03 0 0 0 0 - 4 0 0 0 0 兑 糟机脱糟后 3 0 0 0 0 - 5 0 0 0 0 4 0 % 吸e g s b处理出水 5 0 0 01 0 0 0 0 ; 余 率 8 5 % 5 0 % 吸e g s b处理出水 2 5 0 02 0 0 0 余率 5 0 %8 0 % 找单元总去除率 9 5 %9 2 % 淀罐出水 2 5 0 0 5 0 0 触氧化池处理出水 3 0 01 0 0 0 版沉淀池出水 5 0 % 处一湃一纤一去么一);一沉一按刹一如 .， 限 几 该 厂情况，改造后的工艺基木沿用原有处理设施，没有增建新的构筑物，投入 相对较少。工程的厌氧部分在 1 0 月初即完成改造， 此时距国务院规定的2 0 0 0 年底淮河 _一pk f ) : * r 上* r , it 乙一一 流域治巧工作 “ 零点行动”已不足3 个月的时间，时间己是异常紧迫。鉴于厌氧单元启 动过利相对较慢，决定以厌氧单元为重点开始调试工作。 2 . 2 : 1 - 程启动 在卞工艺中， 厌氧部分承担了酒糟中绝大部分污染物的去除任务，也是后续单元实 现达标处理的根本保证。 所以说， 厌氧单元始终是本工艺中的核心单元， 也是调试工作 的重点 鉴于e g s b反应器所具有的启动慢、 操作要求比 较严格等缺点， 在整个调试过 程中我们对两级e g s b装置的启动投入了相当大的精力，本部分也将对此作详细阐述。 2 . 2 . 1 厌氧单元简介 原 ( _ 艺共建有三座大小完全相同的厌氧发酵罐，均为钢板焊制。每罐尺寸:地上部 分高 度1 5 米，内 径1 0 .5 米，罐顶和罐底均为球缺形，改 造之前 每罐容积接近1 5 0 0 m 3 0 改造后的e g s b反应器， 变原球缺形罐顶为平顶，上部安装三相分离器， 进料总管改为 由 底部进水， 并经布水管均匀布水。 所用三相分离器为南开大学环境科学与工程学院专 利产. n . ， 均采用独立制作， 现场安装方式。 原有发酵罐为并联运行，三班交替进料， 新 毛艺将续中两座改为一级，另一座改为二级，两座一级罐并联后经中间水池再和二级罐 串联，编号依次为 1 # , 2 # 和 3 # ，均采用连续进料方式。为便于对进料量进行监控，各 罐进料价路上均装有转子流量计。 二级厌氧出水依靠高差自 流至厌氧沉淀罐等后续处理 !y n : 蹄体改 造基本上是在原罐基础上进行的， 改造后每罐总容积接近1 4 0 0 m 3 ， 其中三 相分昌器 部分高 度近3 米， 扣除掉三相分离器部分所占 容积， 每罐有效容积约在1 1 0 0 m 3 左石 罐体采用聚氨酷发泡塑料保温，为便于对罐温进行监控，每罐底部和中部9 米高 度处各设一 测温电极，另从罐底往上设置6 个取样口，高度分布如下: 表2 . 4 取样口高度分布表 取徉口编号 取样! 距地表高度 ( 米) 9 . 93 . 9- 0 . 5 - 一 一一一一一一一一一一吐 k竺 2 . 2 . 2 污泥接种 种泥问题为厌氧单元启动过程中所遇到的最为严重的问题之一，为配合改造， 各罐 中原f 1 污泥均己 排空， 仅沉淀罐中 仍保留 有约2 0 0 m 3 原 厌氧罐底排出污泥。 改造完成后， 厌氧缺启动所面临的种泥缺乏问题随即变得严峻起来。 后经同厂方多次协商， 鉴于厂方 周围无合 适泥源可供接种， 考虑到厂方经济承受能力， 决定暂以 现有2 0 0 m 3 污泥作为种 泥，先对两座一级e g s b罐进行启动，二级罐由于缺乏种泥，暂时推迟启动。 另外， 接种初期发现原接触氧化池中尚存有大量好氧污泥， 粗测污泥沉降比( s v %) 为1 0 0h 共约4 0 0 m 3 。 由 于 长期 停止曝 气， 己 变为 厌 氧 状态， 决定 也 将其 作为 种泥打入 两座级 e g s b罐。 接种完成后，每座一级罐接种情况为:1 0 0 m ， 原有厌氧污泥 ( 污泥浓度约在 3 0 - 4 0 g / l ) , 2 0 0 时接 触 氧 化 池 污 泥( s v % 为1 0 % ) , 再 加 上 罐 中 未 排 净 试 漏 水2 0 0 m 3 , 总 泥水量 约 在5 0 0 m 3 左 右， p h值7 左 右。 2 . 2 . ;3厌氧单元启动 启动初期的任务有两点:首先是罐中菌种的驯化培养，其次是在不断提高装置负荷 的基础仁 ，完成装置提温工作 ( 由 常温提高到5 5 + 2 0c ) . e g s b反应器进水为原糟液经 脱糟机脱糟后所得滤液， 同原糟液相比， 脱糟液s s 约降低4 0 % , c o d减少3 0 % ， 水量 减少1 0 - 2 0 %，有关水质见下表: 表 2 . 5 p h v f avs s i s s ( %) 3 . 8 - 4 2 脱糟液水质 c od ( g / l ) 3 0 - 5 0 ( m g / l ) 3 0 0 - 4 0 07 8 - 8 0 根据调试阶段的实际情况，我们可以把一级e g s b启动过程分为两个阶段，第一阶 段为， . 温 3 5 + 2 条件下的菌 种活性恢复及驯化阶段，第二 阶段为装置提负荷阶段，也 是装胃温度由中温提高到高温阶段，现分述如下。 2 . 2 . 3 . 1 装置启动及中温驯化阶段 吸e g s b接种工作于 1 0月 l f l 完成，1 0 月2日下午立即开始进料启动，鉴于酒 精/ 卜 仍在正常进行， 为便于操作， 决定采用间歇进料方式， 同时考虑到种泥承受能力 一 堕二蟹竺兰竺些匕一一一一一一 决定采用车间循 环水对脱糟液进行稀释， 由 于脱糟液碱度极低， p h值在4 .0 以 下， 故加 入石灰乳进行调节。 1 0 月2 日 下午每 罐进料总 量 约在5 0 矽左右， 其中 脱 糟液同 循环水 构成比 约为1 : 2 , 进 料p h 值 略 大于7 , 碱 度1 0 0 0 - 1 2 0 0 m g / l ， 游 离 态v f a 6 0 - 7 0 m g / l a 1 0 1 3 日 继 续 进 料 ， 进 料 量 大于8 0 m 3 / 罐， 进 料c o d 1 6 0 0 0 - 1 7 0 0 0 m g / l 。 进 完 料 后， 1 # 罐洲3 0 .2 0c，2 # 罐温2 9 .8 0c o 1 0 ) j 4 日 : 继续进料， 进料量大于8 0 m 3 / 罐， 进料c o d约1 4 0 0 0 m g / l ， 水温5 5 0c 上下。 进料后罐温:1 # : 3 3 0c , 2 # : 3 1 . 8 0c 。 再取罐中水样， 测得1 # 罐中5 # 采样口c o d 为2 3 0 9 m g / l ， 游离态挥发酸浓 度9 5 m g / l , p h值 略大于6 。 取2 # 罐4 # 采样口 测得p h 值6 2 ，有明显臭味。 1 0) j 5 日: 进料前1 # 罐温度3 2 .7 c ， 降温幅度约为0 .2 - 0 .3 0c / 夜。取3 # 采样口测得 p h值为6 , c o d为3 6 0 5 m g / l ， 进料c o d为1 8 0 0 0 m g / l 。 进完料后罐温:1 # : 3 4 . 3 0c , 2 # : 3 2 . 7 0c。 1 01 6f i :进料前罐温:1 4 : 3 4 . 1 0c , 2 4 : 3 2 .7 0c 。从罐中取样时发现有强烈的酸 臭 味，再 测p h值己降 到6 以 下， 初步 判 断为 罐中 碱度偏低， 缓冲能 力不 足， 造成游离 态抨发酸的不断积累。 为防止酸化， 并创造一 个稳定的温度条件以尽早促进甲烷菌活性 恢复， 决定暂不提温， 采用中温发酵， 待菌种活性恢复后再把温度提到高温阶段。 因此， 从今川 起 暂停进料， 打入 石灰水以 提高 罐中 碱 度， 促进菌 种恢复活 性。 各打入4 0 m 3 石 灰水。 此， 亏 一段时间的一级 e g s b运行情况见下表。 表3 . 6 一级 e g s b 运行情况 l哭 进料 情况 罐温 ( ) c o d及v f a等指标变化情况备注 1 0 . 7 继续 打入 石灰 水 1 # 3 5 3 2 # 3 3 . 5 各罐3 # 取样口水样指标。 1 # 罐: c o d 4 4 4 4 m g / l , v f a 8 7 0 m g / l , 碱 度 2 6 0 0 m g / l o 2 #罐 : c o d 4 1 4 7 m g / l , v f a 8 8 5 m g / l 罐中p h已大于6 . 5 ，酸 臭味依然明显。为便于 考察进水酸化情况，从 今日 起测定总挥发酸。 1 0 . 8 各 进 7 2 m 石灰 水 1 # 3 5 . 9 2 # 3 4 . 9 采样测定结果。1 # 罐 6 # c o d 3 7 4 4 m g / l ， p h 6 . 5 v f a 8 2 5 m g / l。 2 #罐3 #: c o d 3 4 6 9 m 留 l，p h = 6 . 5 ， v f a 8 3 4 m g / l - 一 - - 一 一 一 一 一 一 一ai 3 f =i b t f i t ie c 一 一 一 1 0 . 9 各 进 8 0 m 3 1 # 3 5 , 8 2 # 3 4 . 8 观察到采得水样中悬浮 物浓度较以往增加，颜 色加深，底部悬浮物浓 度仍小于上部，估计是 由于连续进石灰水所致 灰 石水 1 0 . 1 0 各 进 8 0 m , 1 # 3 5 . 9 2 # 3 4 7 各罐水位均已到达三相 分离器高度，可感到反 应器开始产气。 灰 石水 1 0 . 1 1 各 进 6 0 m 3 1 # 3 5 .4 2 # 3 4 . 9 1 # 罐5 # : p h 6 .5， c o d 3 3 9 2 m g / l ， v f a i 1 4 0 m g / l;2 # 罐 3 #: p h 6 . 5 石水-各 1 0 . 1 3 5 0 m 3 1 # 3 5 刃 2 # 3 4 . 7 c o d 2 8 8 8 m g / l , 2 # 罐2 # c o d 2 4 7 0 mg / l , v f a 9 3 0 m g / l ; p h 6 . 5 v f a 8 4 0 m g / l 灰一进糟加释共 石水一各脱液稀水 1 0 . 1 41 # 3 5 3 2 # 3 4 . 8 1 # 罐 2 # :c o d 2 7 6 6 m g / l， v f a 9 3 0 m g /