糖蜜废水的处理及发展

糖蜜废水的处理及发展摘要：糖蜜废水是甘蔗糖厂典型的三大废弃产物之一，也是糖厂综合利用和循环发展的对象。随着国家不断的注重环境保护，糖厂更加的注重节能减排、清洁生产、废弃物的循环利用。注重糖蜜酒精废水生产的副产物的利用，并取得了显著的成果。本文基于糖厂糖蜜废水的组成及理化性质，综述了近年来国内外甘蔗糖厂废水的资源化利用的最新报告，为我国糖业发展研究提供产考。关键词：糖蜜 废水 综合利用及发展一.糖蜜废水源及现状1.糖蜜的来源食品糖是天然营养食品, 可提供 1 400 kJ /kg 的热量, 它是直接消费品, 又是食品、医药工业的原料。在食糖的生产过程中产生很多的糖蜜废水。糖蜜是制糖过程中不能再结晶糖的残余糖浆, 其主要成分是糖, 大约占干物质的 78%, 另外还有蛋白质、天然矿物质和维生素等多种营养成分。它是一种深褐色的、粘稠状, 具有较高可溶性的碳水化合物。2.糖蜜废水特性糖蜜废水的一个突出特点是污染物浓度高,其成分有以下几个特点:2.1 糖蜜废水的化学耗氧量 COD 812 万mg L- 1 , 生化耗氧量 BOD5 46 万 mgL- 1, SS 值 1 163 mgL- 1 左右11 个日产 20 t 厂每日排放污水相当于 50 万城市人口生活污水污染的程度。2.2糖蜜废水中的固形物70%为有机质.其中有糖分、蛋白质、氨基酸, 维生素等。剩余 30%为灰分, 含有氮、磷、钾、钙、镁等无机盐, 钾含量高达 0.51-1.31 2, 重金属痕量,无毒 的、无害的。这些都是动、植物营养元素,是宝贵的资源。2.3 糖蜜废水色度高, 大多呈棕黑色, 其中所含色素为类黑色素、棕色素, 其主要成分为焦糖色素、酚类色素、多糖分解产物和与氨基酸的浓聚产物等色素, 难以被微生物所降解, 耐温、耐光照, 放置时间延长其色值不减。3.糖蜜废水的现状甘蔗糖蜜废水是以糖厂制糖副产品糖蜜为原料,在发酵生产酒精过程中产生的高浓度有机废水。此类废水产量大,每生产 1 t 酒精约产 1014 t废水。我国日榨甘蔗 500 t 以上规模的糖厂约有 75% 以上都设有糖蜜制酒精车间, 全国酒精年产量达千万吨, 产生的废水总量相当大。现在大部分生产厂家尚无行之有效的处理措施,产生的大量废水给环境 也给生产厂家造成很大负担,也制约了生产的发展和生产规模的扩大。随着经济和社会的发展, 人民生活水平的提高, 环境问题越来越受到重视, 糖蜜酒精废水处理势在必行。二、糖蜜废水的处理方法3.1 微生物处理为了贯彻国家节能减排的政策实现稳定达标排放及“十一五”节能减排工作目标，我区几乎所有甘蔗制糖企业均上了末端废水治理项目，其中绝大多数糖厂采用了包含活性污泥法在内的好氧- 微生物处理法。这种方法是在溶解氧存在的条件下，通过工业废水与好氧微生物充分接触而进行微生物代谢和有机物分解，使制糖废水最终达到排放水质标准要求。如今许多糖厂的好氧- 微生物处理废水工艺流程比较相似好氧氧化可采用氧化塘法, 曝气法和生物滤塔法等3。氧化塘的基建成本、能耗和运行费用均较低，但其自净效率也很低，占地面积大，易污染地下水；曝气法占地面积相对较小，但运行费用和能耗均较高；生物滤塔法设备简单，运行费用也很低，但处理时间长，对难降解的有机物几乎无降解作用。根据郑元景等4 的研究表明: 只要废水中 CODCr 8000mg/ l 则厌氧部分产生的沼气的能量就可以与好氧部分的能耗相平衡。所以，现在的好氧部分均采用曝气法。1955年,厌氧接触法首次被提出，这一方法标志了现代厌氧工艺的诞生。之后，包括我国在内的众多国家对厌氧工艺与技术不断地进行发展与性能改善，直到今天，厌氧法成为治理高浓度有机废水的最有效的方法5。对于糖蜜酒精废水治理的技术中，我国主要研究与应用的工艺主要有：升流式厌氧污泥床（UASB）、膨胀颗粒污泥床（EGSB）、厌氧生物滤池和两相厌氧工艺等。3.2 微氧技术将微氧技术应用于污水处理的研究是近几年才发展起来的, 主要包括:( 1) 用于污泥消化。张全等6向污水生化处理设施的剩余污泥中通入少量氧气, 在 20 下反应 35 40 h, 污泥量由原来的 80%减为 15%20%。胡颖华等7也进行了活性污泥法污水厂剩余污泥微氧消化的研究, 结果表明, 污泥经过 20 d 的微氧消化后, SS 的去除率达到 37.0%, VSS 的去除率达到 52.0%, 达到 城镇污水处理厂污染物排放标准( GB18918-2002) 中有机物降解大于 40%的要求。( 2) 用于改善出水水质。孙艳玲等8 采用水解- 厌氧- 微氧联合处理工艺处理城市污水的研究结果表明: 在总水力停留时间( HRT) 不超过 8.5 h( 水解2.5h、厌氧 4.0 h、微氧 2.0 h) , 平均温度为 19 , 进水 COD 浓度为 30050 mg/L 时, 总 COD 和 SS 的去除率分别可达 75% 和 80% 以上, 总出水 COD、BOD5、SS 达到污水综合排放标准( GB3978- 1996) 二级排放标准; 刘红等9 采用微氧生物吸附好氧生物氧化联合工艺处理生活污水, 在 HRT 为 9.47 h( 微氧单元 3.54 h、好氧单元 5.93 h) 条件下, 进水COD 在 200450 mg/L 时, COD 和 BOD5 去除率分别为 92.67%和 97.75%, 出水中 COD 和 BOD5 分别低于30 mg/L 和 7 mg/L,达到 污 水综合排放标准( GB3978-1996) 一级排放标准中相应指标的要求( 3) 用于脱氮。微氧状态下, 硝化菌和反硝化菌具备各自适合的空间, 能够同时发挥作用, 同时发生硝化反硝化反应从而脱除氮; 亓化亮等10 报道, 济青高速公路服务区污水经厌氧处理后的出水, 用微氧工艺可以降解氨氮, 并进一步降解厌氧处理出水中的残留有机物; 初里冰等11 采用微氧颗粒污泥膜反应器处理生活污水, 研究结果表明, 在进水氮容积负荷为 23.872.6 mg/( Ld) , 反应器氮的去除负荷为 2045 mg/( Ld) , 在 HRT 为 16 h 以上时, 系统总氮去除率为 65%92%, 平均去除率为 77%( 4) 用于处理含有毒性或难降解物质的废水。蓝惠霞等12 在微氧条件下培养出能有效降解五氯酚的颗粒污泥, 解决了有机氯化物在厌氧条件下不能彻底矿化的问题; 祁佩时等13 用微氧水解酸化工艺处理高浓度抗生素废水, 降低了难生物降解抗生素废水中的生物毒性物质浓度, 减少了抑制性作用, 极大地改善了其生物降解性3.3浓缩法浓缩法14分浓缩焚烧法和浓缩后综合利用法焚烧法焚烧法是国外已广泛采用的酒精废液治理方法, 其原理是将废液浓缩至一定浓度, 使热值达到一定水平后, 用专用的焚烧炉进行焚烧。广西桂糖集团最早研究并借鉴实施了这一处理方法, 由国家轻工业部组织了项目鉴定。目前酒精废液浓缩后燃烧的 治理途径有两种形式: 使用专用燃烧炉燃烧, 回收热能和钾灰; 酒精废液浓缩后, 喷入糖厂锅炉燃烧, 回收热能。该技术是目前处理废液的众多办法中, 较为有效和彻底的方法之一, 从广西宾阳县大桥糖厂的生产使用情况来看, 基本上达到了零排放。但是, 糖蜜酒精废液浓缩后喷入蔗渣炉燃烧, 易引起炉膛结焦, 换热管表面粘附焦体后, 会造成锅炉热效率的降低, 因而要经常停机清理炉焦, 给正常生产带来不小的麻烦, 致使此方法的试验和运行难以维持。三.糖蜜废水的发展 糖厂对于处理后废水的回收利用，可以实现废水的“资源化”，为制糖工业生产用水做到“零水、零排放”奠定基础，确保污染物长期、稳定达标排放，减少、消除对周围河流的水体污染与生态破坏。而且还能节约工业新鲜用水量，降低甘蔗成品糖的生产成本，从而达到制糖经济可持续发展的目的，真正实现节能减排与经济发展的共赢。我国今后应加强对废水或污水农灌理论、方法和标准等方面的研究，建立适用于不同类型的废水或污水以及灌溉对象的废水农灌技术体系和标准体系，为充分利用水资源、解决我国缺水问题提供政策、法律依据以及技术和方法。参考文献：1秦麟源, 俞庭康.两级串联厌氧污泥床处理糖蜜酒精废液的研究J. 环境污染与防治, 1986, 2 : 6- 9.2李红光, 邱漩红.糖蜜酒精废水资源化治理J. 环境保护, 1995, 2 : 23- 25.3 周素华，日本糖蜜酒精废液处理技术J.酿酒科技，2003，,17(3):90-914 郑元景.厌氧发酵技术与有机污水处理 M .北京市环境保护科研所, 1983; 8015刘琴，张敬东UASB 处理高浓度糖蜜酒精废液的研究进展J酿酒科技，2005，26(11)：95986张 全, 陆 鲁, 许德俊. 剩余污泥微氧消解工艺研究 J .上海环境科学, 1995, 14( 11) : 15- 22.7.胡颖华, 孙丰霞, 高廷耀, 等.活性污泥法污水厂剩余污泥微氧消化的试验研究 J .中国沼气, 2005, 23( 1) : 3- 6.8孙艳玲, 杜 兵, 司亚安, 等.城市污水水解厌氧微氧8054合处理工艺 J .环境科学, 2000, 21( 6) : 77- 79.9刘 红, 郭清马, 何建平, 等.微氧生物吸附好氧生物氧化联合工艺处理污水的研究 J . 给水排水, 2003, 29( 2) : 27- 30.10陈学民, 王夕伟.厌氧 / 微氧工艺处理高速公路服务区污水 J .中国给水排水, 2005, 21( 16) : 35- 37.务区污水 J .中国给水排水, 2005, 21( 16) : 35- 37.11初里冰, 张兴文, 李晓惠, 等.微氧膜生物反应器同时去除有机物和氮的研究 J .环境污染治理技术与设备, 2005, 6( 5)