污水处理技术工艺

玉米发酵法生产食用酒精产生的污水如何处理?处理技术分析与研究

发酵是粮食生产食用酒精的主流工艺,耗水量大,污染严重。该工艺采用清污分流、冷却水循环利用等措施,提高了水资源的循环利用率。水解酸化后的两级生物接触氧化对CODcr、BOD5和SS的去除率分别为97.3%、98.8%和64.4%。处理后的废水达到国家污水综合排放标准一级排放标准。

随着我国优质食用酒精工业的快速发展,特别是在国家促进可再生能源利用政策的指导下,乙醇汽油已经逐步普及和使用。以玉米为原料生产乙醇汽油的工业也在蓬勃发展,乙醇工业在我国国民经济中的比重逐年提高。由此导致的能源消耗、水消耗和污染物排放的增加也对环境造成了很大的压力。酒精工业的水污染问题越来越受到人们的重视,已成为我国环境保护工作中必须解决的一个重要问题。

1 工程分析

目前,以玉米为原料生产酒精的主要步骤有三种。

1.1玉米预处理

首先用筛选机从破碎的玉米、石块等杂质中筛选出生玉米,并将其贮存在储仓中。然后进入破碎机破碎,然后通过分拣机分离胚胎和皮肤。提出胚后,将玉米粉通过输送装置送至搅拌液化工序,制成玉米糖浆。玉米胚芽送至玉米油生产工艺,玉米皮送至干玉米酒糟生产工艺。

1.2液化、糖化和发酵

玉米粉通过搅拌机与淡水和酒糟混合,然后送到液化罐进行液化。将混合料浆的PH值调整为6.0≤6.5,加入液化酶,加入离心澄清液,调节干物质含量为2 1%≤2 2%。将干物质含量调整到21%≤22%,并在蒸煮罐和闪蒸罐中进行蒸煮。90min后,温度降至60μC,pH值调至4.0≤4.5,加入糖化酶,糖化时间约1h,然后将温度降至30μC≥32μC,并加入成熟酒母,发酵时间为5 0×6 0h。

1.3 蒸馏

发酵后,进入精馏塔进行蒸馏。精馏塔通常由原油精馏塔、水洗塔、精馏塔、甲醇塔和回收塔组成。该装置对发酵产物进行了分离纯化,实现了乙醇和其它物质的分离。

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2污水处理技术的选择

2.1 污水来源

以玉米为原料,发酵法生产乙醇的污水来源主要包括以下几个环节:(1)生产污水主要来源于釜蒸馏水、酒糟分离冷凝水和车间清洗水。污染物排放量占全厂污水排放总量的35%-40%,污染物排放量占全厂污染物排放总量的90%以上。(2)生活污水主要来自办公楼、食堂、浴室等公共工程设施。水量小,占总水量的3%-5%,污染物含量低。(3)间接冷却水主要来自工艺循环冷却水和电力系统冷却排水。用水量较大,约占总用水量的60%。污染物含量低,除热污染和硫外,其他污染物没有增加。废水经冷却塔等设施冷却后可完全回用,回用率可达50%以上。该污水由专用管道(清污分流)收集,不进入污水生化处理设施(本文不作详细说明)。

2.2污水处理过程的选择

酒精生产废水主要受有机物污染,采用生化法处理。污水处理过程的主要过程如下:

(1)水质及水量的规管。为避免冬季低温的影响,调节池采用钢混凝土结构,根据12~16h污水处理能力进行设计。生产车间产生的污水(夏季需要冷却处理),可通过自流管(或泵)将公用事业产生的生活污水收集到调节池中。调整调节水箱的水量和水质后,泵入后处理设施进行处理。

(2)水解酸化。水解槽采用地下钢桁架结构(以避免冬季低温的影响),醛配制的填料作为可水解微生物的载体悬浮在槽中。水解酸化过程的主要目的是降低污水的pH值,并对可生物降解的污染物进行初步的生化处理。也就是说,在产酸细菌和氢气生成的作用下,6-8小时后,溶解在污水中的悬浮有机物最初会被降解,污水中的大分子有机物质会转化为小分子有机物。水解槽,将不溶性有机物转化为可溶性有机物,产生乙酸和氢,从而降低污水中的有机物含量,降低pH值,大大提高了污水的生物降解性。

(3)生物氧化采用氧化塔处理废水。氧化塔由塔体、填料、曝气系统和进水系统组成。填料采用最先进的ZH复合填料,具有软填料和半软填料的特点,比表面积大,不结球,不堵塞,易挂膜,对气泡有切割作用。废水从塔底进入氧化塔,与填料上的生物膜接触,利用微生物氧化分解水中的有机物,对废水进行净化。

(四)接触氧化。生物接触氧化池采用钢筋混凝土结构,池内悬挂软填料,池底安装微孔曝气装置。污水中的有机物在接触式氧化罐中被完全氧化分解。

(5)污泥处理。将生物接触氧化池的出水与二沉池中的泥、水分离,通过斜管沉淀提高了二沉池的沉降效率。将二沉池的污泥部分回流到生物氧化池,以保持生化处理所需的污泥浓度,剩余污泥池浓缩干燥。

污水深度处理回用技术研究

由于酒精加工水的水质高,容易引起细菌污染,难以保证酒精的质量。因此,该项目的循环水一般不用作工艺用水,循环水可用作循环冷却水。

根据同类行业类比调查,本项目废水经二次水解酸化+接触氧化处理,再经高效纤维过滤+活性炭过滤+超滤处理。最后,通过消毒处理,达到循环冷却水的目标。具体流程如图1所示。

超滤处理后,污水能满足循环冷却水水质的要求,可直接由冷却水循环系统使用,大大提高水循环利用率,降低了全厂的淡水使用量,并在节水减排方面取得良好效果。

玉米发酵法生产食用酒精产生的污水如何处理?处理技术分析与研究

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