高溫厭氧處理酒精廢水的工藝定型報(bào)告
1 酒精廢水工藝流程
酒精糟液廢水處理工藝目前無定型工藝，各廠家根據(jù)使用原料情況及當(dāng)?shù)貙?shí)際條件，擬定工藝路線。本公司生產(chǎn)酒精所用木薯原料全部進(jìn)口于泰國、印度尼西亞，原料含沙泥量大，木薯皮多、根多，雜質(zhì)多，故采用工藝路線：首先除雜、除泥沙；蒸餾酒精后排放糟液，經(jīng)長達(dá)600米沉沙池進(jìn)行沉沙，進(jìn)入暫存池經(jīng)固液分離去掉25%含80%水分的固體糟作飼料外運(yùn)。分離后采用厭氧－好氧生物技術(shù)處理，酒精廢水處理率達(dá)100%。
2 酒精廢水處理高溫厭氧過程中環(huán)境因素溫度、PH值等對高溫厭氧的控制。
2.1 溫度的控制
各種微生物都在一定的溫度范圍內(nèi)生長，根據(jù)微生物生長的溫度范圍，習(xí)慣上將微生物分為三類：①嗜冷微生物，生長溫度5－20℃；②嗜溫微生物，生長溫度20－42℃；③嗜熱微生物，生長溫度42－75℃。
厭氧生物分為嗜熱菌（高溫細(xì)菌）和嗜溫菌（中溫細(xì)菌），采用高溫厭氧，在厭氧消化過程中，高溫菌生長速率為中溫菌的2－2.5倍，產(chǎn)氣率高，高溫消化后污泥脫水性能較好，利用了原糟液排放時(shí)的高溫，菌種的生長溫度是菌種本身固有特性，嗜熱菌不能經(jīng)馴化而在高溫范圍內(nèi)生長，而嗜熱菌在中（文章來源：華夏酒報(bào)·中國酒業(yè)新聞網(wǎng)）溫范圍內(nèi)通常也不能生長，中溫下運(yùn)行中污泥接種高溫污泥菌種，使糟液和廢水中少量嗜熱菌（在中溫時(shí)它們處于休眠狀態(tài)）在適應(yīng)它們生長的溫度下迅速增殖結(jié)果。
反應(yīng)器中溫度控制是控制厭氧發(fā)酵的重要工藝參數(shù)之一，溫度高出細(xì)菌的生長溫度上限，將導(dǎo)致細(xì)菌死亡，如果溫度過高或持續(xù)時(shí)間足夠長，當(dāng)溫度恢復(fù)后，污泥活性不能恢復(fù)，反應(yīng)器酸化無法運(yùn)行，應(yīng)停止進(jìn)水，重新啟動；當(dāng)溫度低于溫度范圍下限，細(xì)菌不會死亡，菌種處于休眠狀態(tài)；當(dāng)溫度上升至適當(dāng)溫度時(shí)，細(xì)胞（或污泥）活性逐漸恢復(fù)。經(jīng)過長期生產(chǎn)實(shí)踐摸索總結(jié)，反應(yīng)器溫度應(yīng)控制在59±2℃，高于此范圍進(jìn)行冷卻，低于此范圍進(jìn)水保溫，溫度控制結(jié)果見表1。
2.2 PH值的控制
PH值是廢水厭氧處理最主要的影響因素，酒精糟液廢水含有大量溶解性碳水化合物（例如糖殘?jiān)、淀粉），進(jìn)入反應(yīng)器后PH值將迅速降低，甲烷菌對PH值波動十分敏感，對PH值改變最大的影響因素是酸的形成，低于PH值下限并持續(xù)過久，會導(dǎo)致甲烷菌的活力喪失殆盡，而使乙酸菌大量繁殖，引起反應(yīng)器系統(tǒng)的“酸化”。通過生產(chǎn)實(shí)踐總結(jié)，甲烷菌適應(yīng)生長PH值6.5－7.2，在實(shí)際厭氧消化過程中，PH值應(yīng)控制在7.0~7.5。PH值低于7.0時(shí)，就要比正常少進(jìn)廢水；PH值小于6.5時(shí)停止進(jìn)廢水；即使進(jìn)廢水原糟水也要調(diào)用反應(yīng)器出水調(diào)配PH在6.7以上。
2.3 進(jìn)料方式
邊進(jìn)水邊打循環(huán)，提高水力沖擊，使水和反應(yīng)器內(nèi)污泥攪拌更均勻，有利于充分厭氧發(fā)酵。采用間歇式進(jìn)水，將反應(yīng)器出水與原糟水混合，控制PH值在5.5－6.0，這樣可充分利用原糟水中的有機(jī)物，增大進(jìn)水水力負(fù)荷，使厭氧出水甲烷菌與原糟混合更充分，這樣既保證了進(jìn)水處的PH值較接近甲烷菌生長PH值范圍，又保證了進(jìn)水處在低揮發(fā)酸狀態(tài)，同時(shí)也稀釋了COD，使之達(dá)到甲烷菌的利用條件。
3 高溫厭氧的條件
經(jīng)過生產(chǎn)實(shí)踐探索，對薯干原料生產(chǎn)酒精高溫厭氧得到以下工藝參數(shù)和條件：
3.1 原糟液最大化進(jìn)行沉沙、分離，保證反應(yīng)器及管道通暢，設(shè)備、設(shè)施正常運(yùn)行。
3.2 進(jìn)原糟水采用出水與原水混合均勻后進(jìn)反應(yīng)器。
3.3 進(jìn)水時(shí)，用循環(huán)泵使反應(yīng)器內(nèi)糟水和甲烷菌進(jìn)行充分混合，不產(chǎn)生死角，使甲烷菌充分發(fā)酵，提高厭氧發(fā)酵率。
3.4 對反應(yīng)器取樣要有代表性，反應(yīng)器上、中、下溫度，PH值的測試要準(zhǔn)確。
3.5 反應(yīng)器正常運(yùn)行，進(jìn)水PH值控制在5.5－6.0，溫度控制在61－62℃，冬季63－65℃；培養(yǎng)溫度控制在60－61℃，PH值控制在7.0－7.2。
3.6 特別注意PH值低于6.8時(shí)少進(jìn)水，低于6.5時(shí)停止進(jìn)水1－2天，再進(jìn)少量糟水混合液，PH值調(diào)配到5.5－6.0，否則，PH值迅速下降，不易升至范圍。
3.7 每天定時(shí)排高濃度厭氧污泥去壓濾間壓濾，這樣不僅增加反應(yīng)器內(nèi)容積，減少反應(yīng)器內(nèi)有機(jī)負(fù)荷，防止沉淀形成死區(qū)，而且在壓濾時(shí)節(jié)約絮凝劑，易于壓濾，減輕好氧的負(fù)荷。
4 效益分析
高溫厭氧發(fā)酵較中溫厭氧發(fā)酵增加沼氣產(chǎn)量10m3/m3，同時(shí)，增加10%有機(jī)物去除率，如果這部分有機(jī)物轉(zhuǎn)入好氧，將多消耗2x104/d氧氣，多消耗電8萬度/月。因此，采用高溫厭氧發(fā)酵可以有效降低運(yùn)行成本。
4.1 沼氣代替煤炭燃燒。甲烷發(fā)熱量39300kj/m3，按1m3沼氣折1kg煤計(jì)算，以每天1000m3糟水產(chǎn)沼氣25000－28000m3，折標(biāo)煤28噸，折價(jià)1.5萬元，年產(chǎn)3萬噸酒精可省煤410萬元。
4.2 高溫厭氧減少有機(jī)物量進(jìn)入好氧系統(tǒng)，節(jié)省處理費(fèi)用40萬元。
4.3 預(yù)計(jì)年節(jié)約成本費(fèi)用450萬元。
綜上所述，采用高溫厭氧發(fā)酵工藝是真正做到酒糟水的資源開發(fā)再利用，起到節(jié)能、降耗、減污、增效四贏的目的，具有顯著的經(jīng)濟(jì)、社會和環(huán)境效益，符合我國可持續(xù)發(fā)展的方針。
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