酒精废水处理方案

江苏某酒精厂酒精废水处理初步方案**环保工程技术有限公司1江苏某酒精厂酒精废水处理初步方案一、水量及水质概况1.废水的水量根据该公司提供的水量资料，每天排放的酒精糟废液为700m3/d，本方案设计规模按700m3/d设计。Q=700m3/d=29.2m3/h2.废水水质及出水水质数据见表一单位：mg/L项目pHCODcrBOD5SS色度进水水质4.5510002800030000出水水质6～930015020080去除率99.4%99.5%99.3%二、废水处理工程设计原则及设计依据１、设计原则：1）经过本方案工艺技术处理后的水质，要求必须可靠地达到国家污水综合排放标准(GB8978-1996)中的第二类污染物最高允许排放浓度的二级标准；2）工艺方案技术先进、成熟，处理效果稳定；3）投资省、运行费用低，便于操作管理；在满足工艺要求的前提下尽量节约投资，单位造价低于国内平均水平；4）适应该厂的具体情况，尽量减少占地面积。2.设计依据及本设计方案采用的主要技术规范及技术标准：根据“酿酒工业环境保护行业政策、技术政策和污染防治对策”、“轻工业资源综合利用技术政策”，实现有经济效益的综合利用和废水达标排放的要求，结合该厂废水性质及实际情况。本设计方案采用的主要技术规范及技术标准：2１)室外排水设计规范GBJ14-87２)污水综合排放标准GB8978-1996３)建筑结构荷载规范GBJ9-87４)混凝土结构设计规范GBJ10-89５)建筑地基基础设计规范GBJ7-89６)建筑抗震设计规范GBJ11-89７)建筑设计防火规范GBJ16-89８)工业企业电气设计标准９)其他专业设计规范及标准三、废水处理的工艺方案的确定根据该公司提供的水质资料，该公司废水中的COD、BOD以及SS等都严重超标，成为水体污染的主体污染源，也是该公司处理的污染物对象。酒精生产的废水主要来自蒸馏发酵成熟醪时初馏塔底排放的蒸馏残留物—酒精糟（即高浓度有机废水），以及生产过程中的洗涤水（中浓度有机废水）和冷却水。本次治理的重点是高浓度有机废水。该废水中含有大量供微生物生长的有机物和微生物，适合生化处理。根据该公司提供的废水资料，废水的可生化比为0.55，属于可生化性较好的高浓度有机废水。对于高浓度的有机废水处理工艺，同行业大多数采用厌氧+好氧的生化处理工艺。高浓度的有机废水采用厌氧生化处理工艺，已得到广泛的应用。厌氧生化工艺降解废水中的高分子物质基本分为四个阶段：水解阶段：即高分子物质通过酶促作用转化为可溶性碎片。产酸阶段：产生各种短链的有机酸。产乙酸阶段：有机酸和醇类转化为有机酸。产甲烷阶段：甲烷（沼气）主要由乙酸产生，也有氢气和二氧化碳产生。3近年来由于对厌氧反应动力学的深入研究为开发高效厌氧反应工艺和反应器提供了理论依据。厌氧技术发展很快，日趋成熟。目前各种厌氧反应器已实际运用到高浓度的有机废水处理工程中如厌氧滤池、厌氧复合床反应器、厌氧接触法、两步厌氧法和复合厌氧法及上流式厌氧污泥床反应器(UASB)。UASB厌氧反应器具有以下特点：①动耗低，是一般好氧生化动耗的1/10；②反应器内污泥浓度高。一般平均污泥浓度为30～40g/L；③有机负荷高，水力停留时间短。中温消化COD容积负荷一般为10～20kgCOD/m3·d；④反应器内设三相分离器，被沉淀区分离的污泥能自流回到反应区，一般无污泥回流设备；⑤无混合搅拌装置。运行时利用本身的沼气和进水搅动；⑥污泥床内无填料和载体，节省工程造价，运行中无堵塞现象。UASB反应器处理工艺是目前研究较多，应用日趋广泛的新型污水厌氧生物处理工艺，它具有其它厌氧处理工艺(厌氧流化床、厌氧滤池等)难以比拟的优点：可实现污泥的颗粒化；生物固体的停留时间可长达100d；气、固、液的分离实现了一体化；通常情况下不发生堵塞。具有以上特点因而它具有很高的处理能力和处理效率，尤其适用于如酒精糟等高浓度有机废水的处理。UASB反应器运行一般不加热，利用废水本身水温，反应器一般采取保温措施和防腐措施。UASB反应器的主体部分是一个无填料的设备，它的工艺构造和实际运4行具有以下几个突出的特点：一是反应器中高浓度的以颗粒状形式存在的高活性污泥。这种污泥是在一定的运行条件下，通过严格控制反应器的水力特性以及有机污染物负荷的条件下，经过一段时间的培养而形成的。颗粒污泥特性的好坏将直接影响UASB反应器的运行性能，即是说有否性能良好的颗粒污泥存在是UASB反应器运行的关键所在。颗粒污泥是在反应器运行过程中，通过污泥的自身絮凝、结合及逐步的固化过程而形成的。二是反应器内具有集泥、水和气分离于一体的三相分离器。这种三相分离器可以自动地将泥、水、气加以分离并起到澄清出水，保证集气室正常水面的功能。三是反应器中无需安装任何搅拌装置，反应器的搅拌是通过布水装置产生的上升迁移作用而实现的，因而具有操作管理比较简单的特性。厌氧UASB对BOD、COD去除率可达90％,为后续处理保证出水水质达标提供有力保证。采用厌氧UASB反应器，1g的COD在厌氧反应器完全降解的条件下，可产生0.25g的沼气(CH4)，相当于标准状态下的沼气0.40L。沼气是一种很好的气态燃料，发热量为20000～23000kJ/m3沼气。处理700m3/d的酒精废水，产生的沼气量的热值相当于8吨燃煤热值。厌氧工艺去除COD产生的沼气回用每去除1kg的COD可产生0.3～0.4元的经济效益。根据以上所述，本方案酒精废水的第一级生化处理确定为UASB厌氧处理工艺。经厌氧后的消化液的COD值仍较高，且又黑又臭，需进一步处理。根据该公司的实际情况，后续处理工艺采用好氧生化工艺。对于好氧生化工艺，根据近年来国内外有关资料及文献表明，多数如味精、食品、酒精、啤酒等高浓度有机废水后级的好氧处理采用SBR生化工艺，并取得很好的治理效果。我方选用自行研究的高效射流曝气SBR法(即序批式活性污泥法)工艺。SBR工艺是八十年代发展起来的新型好氧生化工艺，是将生化反应过程：进水—反应—沉淀—排水集中在一个生化反应池内完成。5在生化反应过程中SBR工艺经历缺氧—好氧的环境更替，为需氧的氨化作用和硝化作用以及微需氧的反硝化作用创造条件。SBR工艺间歇运行，不需要设回流二沉装置，不仅节省了投资造价，还可以保留大量的污泥，使吸附其上的硝化菌和反硝化菌不致流失。增强了好氧生化处理硝化和反硝化的功能。SBR工艺的缺氧—好氧环境更替，为反应池中菌种物相复杂，能更好地适应各类有机废水的降解。我方的SBR工艺曝气设备采用高效射流曝气装置充氧，高效射流曝气装置将过去的一级气液混合改为二级液液混合，使气水比由原1:1.2改变为1:0.6，大大降低了能耗。对于好氧生化工艺关键是氧的转移率和活性污泥的质量，高效射流曝气器氧的转化率经同济大学测定高达30％。充氧速率比其他方式高154～174%。高效射流曝气器无主动部件。反应室用耐磨材料，耐磨损。其使用寿命可在15年以上。高效射流曝气器可切割活性污泥，提高内传质速率，增加了污泥活性。高效射流曝气器形成高流速(8m/s)，使SBR生化反应池深达6.5～7.0米。可大大节省占地面积。SBR工艺我公司采用潜水曝气泵，因此不存在噪音污染等现象。我方研究开发的高效射流曝气SBR工艺已成功从93年开始使用于制革废水，啤酒废水，制药废水，印染废水及城市生活污水等工程上。国家环保总局解振华局长曾到我方承包的湖南省株州董家段污水处理厂进行视察，给予肯定和好评，并多次在全国环保工作会议上表扬。高效射流曝气SBR工艺还具有其他特点：1)处理效果好，运行稳定，处理后水质优于国家排放标准指标。2)工艺简单实用，工程造价较其他工艺节省30～35%,，设备运行期长，基本不需要经常维修更换，设备维修费用低。3)实现操作自动化，减少或基本不需专职操作人员，减少运行成本。4)不设二沉池，减少构筑物占地面积，降低工程造价。6SBR法处理食品工业、化学工业废水的效果及运转情况见下表表二试样PHCOD(mg/L)BOD(mg/L)SS(mg/L)运转情况豆汁废水原水5.8～6.510000～2000015000～300001500～3500BOD负荷1.5～4kg/(m3·d)MLSS600～10000(mg/L)SVI41～61处理水8.8～9.188～29014～18031～95面筋废水原水6.2～7.3900～17001000～1800100～350BOD负荷0.5～0.9kg/(m3·d)MLSS4000～6000(mg/L)SVI80～100处理水7.8～8.210～153～122～8薯粉废水原水5.5～6.310000～2100012000～230003300～17000BOD负荷1.3～2.5kg/(m3·d)MLSS800～10000(mg/L)SVI50～80处理水8.0～8.3130～25080～120-溶剂蒸馏精制废液原水7.0～9.830000～5100086000～160000200～900BOD负荷2.5～4kg/(m3·d)MLSS15000(mg/L)SVI41～55处理水8.8～9.1380～950300～97020～75植物成分萃取废液原水5.6～7.5-11000～15000100～2400BOD负荷1.3～1.8kg/(m3·d)MLSS13000～18000(mg/L)SVI4～65处理水7.8～8.2-10～1560～110感光剂工业废水原水7.6～8.98100～56003700～1100044～300BOD负荷1.9～3.9kg/(m3·d)MLSS8000～12000(mg/L)SVI处理水8.7～9.1650～80080～30020～40针对该公司生产酒精的废水。本方案确定采用UASB——SBR工艺系统进行净化处理。其总去除率可达99%以上。四、工艺流程及说明(一)工艺流程图（如下）7滤渣（二）、工艺流程说明：酒精废水经明渠管道汇流至集水井。集水井内设置微孔过滤格栅机，以去除废水中大颗粒的悬浮物、杂质，随后直流至调节池。加NaOH或石灰乳调节pH至6.5～7.8，废水在调节池内预曝以防止水质腐败和具有初级水解作用。调节后的废水用泵提升到UASB反应器，酒精废水经厌氧反应，将大分子物质降解为小分子物质后，泵至气浮池，并投加PAC和PAM混凝剂。经气浮后废水直流至SBR生化反应池。池内配置高效射流曝气器充氧，进行好氧生化反应。经过SBR生化反应后的废水达标排放。SBR生化池的剩余酒精废水微孔过滤格栅机调节池气浮池SBR反应池污泥浓缩池污泥脱水车间投药装置外运排放投加絮凝剂直流上清液上清液沼气利用药池UASB反应器出售8活性污泥用泵抽排至贮泥池后进行机械脱水。厌氧池生化反应产生的沼气，经收集后存于贮气柜，再增压后，净化脱H2S后，用于锅炉的燃料或民用。浓缩池及脱水机的上清液及过滤液回流至调节池。（三）、处理工艺设计及各项水质指标去除率：（表3）单位：mg/L工艺项目pHCODBODSS色度（倍）微孔过滤格栅机进水510002800030000出水35700252009000去除率301070调节池出水32130226807650去除率101015厌氧生化出水7～8321322683825去除率909050气浮池出水25702041383去除率201090SBR生化出水7～830015010030去除率88.39374总去除效率99.499.599.3五、主要构筑物及设备配置1、集水格栅井集水格栅井建筑容积按三班制生产确定建筑容积为2m×1.5m×1.0m，半地下式钢砼结构。集水井内配置ZJ—XZ型旋转反切式机械格栅机1台，材质为不锈钢材料，分离废水中大颗粒的固体物；主要设备配置：9ZJ—XZ型格栅(固液分离机)1台栅距：0.3mm处理水量：80m3/h电机功率：N=1.1KW2、调节池由于该厂废水水质、水量波动较大，且pH为4.5，必须设调节池进行均衡才能保证处理工艺的稳定运行。本方案调节池水力停留时间设计为8小时，调节池容积10m×4m×6m。并设有预曝装置，且具有水解功能