酒精工業(yè)廢水處理方案
酒精工業(yè)污水的特點：
酒精工業(yè)的污染以水的污染最為嚴重，生產(chǎn)過程中的污水主要來自蒸餾發(fā)酵成熟醪后排出的酒精糟，生產(chǎn)設備的洗滌水、沖洗水，以及蒸煮、糖化、發(fā)酵、蒸餾工藝的冷卻水等。酒精污水是高濃度、高溫度、高懸浮物的有機污水。廢液中的廢渣含有粉碎后的木薯皮、根莖等粗纖維，這類物質(zhì)在污水中是不溶性的COD；木薯中的纖維素和半纖維素是多糖類物質(zhì)，在酒精發(fā)酵中不能成為酵母菌的碳源而被利用，殘留在廢液中，表現(xiàn)為溶解性COD；無機灰分的泥砂雜質(zhì)。這些物質(zhì)增加了污水處理的難度。
酒精工業(yè)的污染以水的污染最為嚴重，生產(chǎn)過程中的污水主要來自蒸餾發(fā)酵成熟醪后排出的酒精糟，生產(chǎn)設備的洗滌水、沖洗水，以及蒸煮、糖化、發(fā)酵、蒸餾工藝的冷卻水等。酒精污水是高濃度、高溫度、高懸浮物的有機污水。廢液中的廢渣含有粉碎后的木薯皮、根莖等粗纖維，這類物質(zhì)在污水中是不溶性的COD；木薯中的纖維素和半纖維素是多糖類物質(zhì)，在酒精發(fā)酵中不能成為酵母菌的碳源而被利用，殘留在廢液中，表現(xiàn)為溶解性COD；無機灰分的泥砂雜質(zhì)。這些物質(zhì)增加了污水處理的難度。
酒精工業(yè)污水處理的常規(guī)流程：
糟液中含有大量的有機物，并具有良好的可生物降解性能。所以，糟液的常規(guī)綜合治理流程是以生物處理中的厭氧反應器為核心，以回收糟液中的潛有能源和其他資源。為了保證糟液通過厭氧反應器回收沼氣的效果，糟液在進入反應器前應進行預處理。
通過厭氧反應器，將糟液中極大部分有機物轉(zhuǎn)化為沼氣，糟液的COD值也大幅度下降，但殘存的有機物濃度仍不能滿足國家規(guī)定的排放標準的要求。須接受進一步的處理，若先進行好氧生物處理，隨后再進行以混凝過程和氧化吸附等技術(shù)后處理，滿足排放標準的要求。混凝、過濾、氧化和吸附等處理方法稱為深度處理。
糟液綜合治理的常規(guī)流程可歸納為預處理，厭氧生物處理、好氧生物和深度處理等四部分組成。
糟液中含有大量的有機物，并具有良好的可生物降解性能。所以，糟液的常規(guī)綜合治理流程是以生物處理中的厭氧反應器為核心，以回收糟液中的潛有能源和其他資源。為了保證糟液通過厭氧反應器回收沼氣的效果，糟液在進入反應器前應進行預處理。
通過厭氧反應器，將糟液中極大部分有機物轉(zhuǎn)化為沼氣，糟液的COD值也大幅度下降，但殘存的有機物濃度仍不能滿足國家規(guī)定的排放標準的要求。須接受進一步的處理，若先進行好氧生物處理，隨后再進行以混凝過程和氧化吸附等技術(shù)后處理，滿足排放標準的要求。混凝、過濾、氧化和吸附等處理方法稱為深度處理。
糟液綜合治理的常規(guī)流程可歸納為預處理，厭氧生物處理、好氧生物和深度處理等四部分組成。
酒精工業(yè)污水處理的常用工藝：
一、高效全混厭氧污泥罐（EASB）
厭氧反應器采用鋼結(jié)構(gòu)，其外形結(jié)構(gòu)類似于第三代厭氧反應器EGSB和IC，能承受高濃度的固體懸浮物（SS），是三代厭氧反應器EGSB和IC不具備的特點，采用高溫發(fā)酵，容積負荷可高達7.0kgCOD/(m3.d)，高于傳統(tǒng)全渣厭氧發(fā)酵工藝的2-3倍，COD去除率高達90％。
該工藝有以下優(yōu)點：
(1)對高濃度污染物高SS的酒精有機污水，耐沖擊力高承受力強，可完全達到高濃度懸浮物污水處理的要求。
(2)在高濃度懸浮液的情況下，雖不能或很難形成顆粒污泥，但高效厭氧裝置可以培養(yǎng)出沉淀性能很好和活性很高的污泥，這對于保證COD去除率是關鍵的。
(3)在高濃度懸浮液的情況下，容積負荷比普通全渣反映罐高很多，所以產(chǎn)沼氣量很大，能產(chǎn)生較好的經(jīng)濟效益。
二、UASB+缺氧池+接觸氧化
上流式厭氧污泥反應器（UASB）技術(shù)在國內(nèi)外已經(jīng)發(fā)展成為厭氧處理的主流技術(shù)之一，在UASB中沒有載體，污水從底部均勻進入，向上流動，顆粒污泥（污泥絮體）在上升的水流和氣泡作用下處于懸浮狀態(tài)。反應器下部是濃度較高的污泥床，上部是濃度較低的懸浮污泥層，有機物在此轉(zhuǎn)化為甲烷和二氧化碳氣體。在反應器的上部有三相分離器，可以脫氣和使污泥沉淀回到反應器中。UASB的COD負荷較高，反應器中污泥濃度高達100-150g/L，因此COD去除效率比普通的厭氧反應器高三倍，可達80%～95%。
缺氧池具有雙重作用，一是對污水進行生物預處理，改善其生化性，并吸附、降解一部分有機物；二是對系統(tǒng)的污泥進行消化處理。可以與后續(xù)的接觸氧化形成A/O模式，具有同步脫氮除磷作用，其中厭氧段主要作用是去除有機污染物和釋放磷，缺氧段的主要作用是反硝化脫氮，由于具有同步去除有機污染物、脫氮、除磷作用，因而目前該工藝廣泛應用在需要脫氮除磷的污水處理方案中。
生物接觸氧化法是生物膜法的一種，屬于好氧生化處理工藝。整個系統(tǒng)由池體、填料、曝氣設備等組成。好氧生化法是細菌及菌類的微生物、后生動物等一類的微型動物在填料載體上生長繁殖，微生物攝取污水中的有機物作為養(yǎng)份，吸附分解污水中的有機物，微生物不斷新陳代謝，保持活性，從而使污水得以凈化。在脫落的生物膜表面新的生物膜又重新發(fā)展起來，在接觸氧化池內(nèi)，由于填料表面積大，所以生物膜發(fā)展的每一個階段都是存在的，使去除有機物的能力穩(wěn)定在一個水平上。
接觸氧化工藝的主要優(yōu)點如下：
(1)體積負荷高，處理時間短，節(jié)約占地面積。生物接觸氧化法的體積負荷最高可達3～6kgBOD（m3.d），污水在池內(nèi)停留時間最短只需0.5～1.5h。同樣體積的設備，生物接觸氧化的處理能力高出幾倍，處理效率高，所以節(jié)約占地面積。
(2)生物活性高。由于曝氣系統(tǒng)設置在填料之下，不僅供氧充分而且對生物膜起到擾動作用，加速生物膜的更新，大大提高生物膜的活性。曝氣形成的紊流使得生物膜不斷的連續(xù)的與污水中有機物接觸，避免形成死角。經(jīng)過我們在類似工程中的檢測，同樣濕重的絲狀菌生物膜，其好氧速率比活性污泥法高1.8倍。
(3)微生物濃度高，一般的活性污泥法的污泥濃度為2～3g/L，微生物在池中處于懸浮狀態(tài)；而接觸氧化池中絕大多數(shù)微生物附著在填料上，單位體積內(nèi)水中和填料上的微生物濃度可達到10～20g/L。由于生物接觸氧化工藝的微生物濃度高，所以有利于提高容積負荷，從而降低占地面積。
(4)出水水質(zhì)好而且穩(wěn)定。在進水短期發(fā)生變化時，出水水質(zhì)受的影響很小，而且生物膜活性恢復快，適合短期間斷運行的需要。
(5)污泥產(chǎn)量低。
(6)運行管理方便。
一、高效全混厭氧污泥罐（EASB）
厭氧反應器采用鋼結(jié)構(gòu)，其外形結(jié)構(gòu)類似于第三代厭氧反應器EGSB和IC，能承受高濃度的固體懸浮物（SS），是三代厭氧反應器EGSB和IC不具備的特點，采用高溫發(fā)酵，容積負荷可高達7.0kgCOD/(m3.d)，高于傳統(tǒng)全渣厭氧發(fā)酵工藝的2-3倍，COD去除率高達90％。
該工藝有以下優(yōu)點：
(1)對高濃度污染物高SS的酒精有機污水，耐沖擊力高承受力強，可完全達到高濃度懸浮物污水處理的要求。
(2)在高濃度懸浮液的情況下，雖不能或很難形成顆粒污泥，但高效厭氧裝置可以培養(yǎng)出沉淀性能很好和活性很高的污泥，這對于保證COD去除率是關鍵的。
(3)在高濃度懸浮液的情況下，容積負荷比普通全渣反映罐高很多，所以產(chǎn)沼氣量很大，能產(chǎn)生較好的經(jīng)濟效益。
二、UASB+缺氧池+接觸氧化
上流式厭氧污泥反應器（UASB）技術(shù)在國內(nèi)外已經(jīng)發(fā)展成為厭氧處理的主流技術(shù)之一，在UASB中沒有載體，污水從底部均勻進入，向上流動，顆粒污泥（污泥絮體）在上升的水流和氣泡作用下處于懸浮狀態(tài)。反應器下部是濃度較高的污泥床，上部是濃度較低的懸浮污泥層，有機物在此轉(zhuǎn)化為甲烷和二氧化碳氣體。在反應器的上部有三相分離器，可以脫氣和使污泥沉淀回到反應器中。UASB的COD負荷較高，反應器中污泥濃度高達100-150g/L，因此COD去除效率比普通的厭氧反應器高三倍，可達80%～95%。
缺氧池具有雙重作用，一是對污水進行生物預處理，改善其生化性，并吸附、降解一部分有機物；二是對系統(tǒng)的污泥進行消化處理。可以與后續(xù)的接觸氧化形成A/O模式，具有同步脫氮除磷作用，其中厭氧段主要作用是去除有機污染物和釋放磷，缺氧段的主要作用是反硝化脫氮，由于具有同步去除有機污染物、脫氮、除磷作用，因而目前該工藝廣泛應用在需要脫氮除磷的污水處理方案中。
生物接觸氧化法是生物膜法的一種，屬于好氧生化處理工藝。整個系統(tǒng)由池體、填料、曝氣設備等組成。好氧生化法是細菌及菌類的微生物、后生動物等一類的微型動物在填料載體上生長繁殖，微生物攝取污水中的有機物作為養(yǎng)份，吸附分解污水中的有機物，微生物不斷新陳代謝，保持活性，從而使污水得以凈化。在脫落的生物膜表面新的生物膜又重新發(fā)展起來，在接觸氧化池內(nèi)，由于填料表面積大，所以生物膜發(fā)展的每一個階段都是存在的，使去除有機物的能力穩(wěn)定在一個水平上。
接觸氧化工藝的主要優(yōu)點如下：
(1)體積負荷高，處理時間短，節(jié)約占地面積。生物接觸氧化法的體積負荷最高可達3～6kgBOD（m3.d），污水在池內(nèi)停留時間最短只需0.5～1.5h。同樣體積的設備，生物接觸氧化的處理能力高出幾倍，處理效率高，所以節(jié)約占地面積。
(2)生物活性高。由于曝氣系統(tǒng)設置在填料之下，不僅供氧充分而且對生物膜起到擾動作用，加速生物膜的更新，大大提高生物膜的活性。曝氣形成的紊流使得生物膜不斷的連續(xù)的與污水中有機物接觸，避免形成死角。經(jīng)過我們在類似工程中的檢測，同樣濕重的絲狀菌生物膜，其好氧速率比活性污泥法高1.8倍。
(3)微生物濃度高，一般的活性污泥法的污泥濃度為2～3g/L，微生物在池中處于懸浮狀態(tài)；而接觸氧化池中絕大多數(shù)微生物附著在填料上，單位體積內(nèi)水中和填料上的微生物濃度可達到10～20g/L。由于生物接觸氧化工藝的微生物濃度高，所以有利于提高容積負荷，從而降低占地面積。
(4)出水水質(zhì)好而且穩(wěn)定。在進水短期發(fā)生變化時，出水水質(zhì)受的影響很小，而且生物膜活性恢復快，適合短期間斷運行的需要。
(5)污泥產(chǎn)量低。
(6)運行管理方便。
三、EGSB+SBR
EGSB與UASB非常相似，其區(qū)別在于，EGSB采用高達2.5～6m/h的上升流速，使得反應器中的顆粒污泥處于部分或者完全膨脹化。污泥顆粒之間的距離加大從而使污泥床的體積加大。在高的上升流速以及產(chǎn)氣的作用下，污水中的有機物與污泥床更充分的接觸。因此可以允許污水在反應器中有更短的停留時間，從而，EGSB可以用于處理較低濃度的污水與UASB相比，它比UASB布水更容易均勻，傳質(zhì)效果更好，有機物去除率更高，能適應高濃度有機污水和低濃度有機污水，容積負荷高，COD去除率高。
EGSB優(yōu)點：
(1)使用范圍廣，不需要預酸化，流程簡單。
(2)對進水的溫度，pH要求不高，進水COD可達~30，000mg/L。
(3)依靠進水和產(chǎn)氣達到自行膨脹，并且會根據(jù)負荷的變化自動改變床層的膨脹度，無須另外增加循環(huán)泵保證膨脹，因此動力消耗小。
(4)反應器中床層的膨脹度由下自上逐漸增大，屬于變速膨脹床，其抗沖擊負荷能力較強，有機物去除率較高（一般為75%~95%以上）。
(5)三項分離器：三相分離器專利設計，有效地將氣固液分離開，保證有效的污泥停留時間。
(6)反應器沒有內(nèi)循環(huán)，上升流速慢，負荷高時也不影響分離。
(7)操作維護容易，便于管理。
SBR工藝集進水、曝氣、沉淀在一個池子中完成。一般由多個池子構(gòu)成一組，各池工作狀態(tài)輪流變換運行，單池由潷水器潷水，間歇出水，故又稱為序批式活性污泥法。
該工藝將傳統(tǒng)的曝氣池、沉淀池由空間上的分布改為時間上的分布，形成一體化的集約構(gòu)筑物，并利于實現(xiàn)緊湊的模塊布置，最大的優(yōu)點是節(jié)省占地。另外，可以減少污泥回流量，有節(jié)能效果。典型的SBR工藝沉淀時停止進水，靜止沉淀可以獲得較高的沉淀效率和較好的水質(zhì)。隨著自動化技術(shù)的發(fā)展和PLC控制系統(tǒng)的普及化，SBR工藝的工程應用又進入了一個新的時代。
IC反應器即膨脹顆粒污泥床反應器，是在UASB反應器的基礎上發(fā)展起來的第三代厭氧生物反應器，它通過出水回流再循環(huán)，大大提高了污水的上升流速，反應器中顆粒污泥始終處于膨脹狀態(tài)，加強污水與微生物之間的接觸和傳質(zhì)，獲得較高的去除效率，反應器的高度高達16-25m。從外觀上看，IC反應器由第一厭氧反應室和第二厭氧反應室疊加而成，每個厭氧反應器的頂部各設一個氣-固-液三相分離器。如同兩個UASB反應器的上下重疊串聯(lián)。
IC的特點：
(1)容積負荷率高，水力停留時間短IC反應器生物量大（可達到60g/L），污泥齡長。特別是由于存在著內(nèi)、外循環(huán)，傳質(zhì)效果好。處理高濃度有機污水，進水容積負荷率可達15～25kgCOD/m3.d。
(2)抗沖擊負荷強在IC反應器中，當COD負荷增加時，沼氣的產(chǎn)生量隨之增加，由此內(nèi)循環(huán)的氣提增大。處理高濃度污水時，循環(huán)流量可達進水流量的10～20倍。污水中高濃度和有害物質(zhì)得到充分稀釋，大大降低有害程度，從而提高了反應器的耐沖擊負荷能力；當COD負荷較低時，沼氣產(chǎn)量也低，從而形成較低的內(nèi)循環(huán)流。因此，內(nèi)循環(huán)實際為反應器起到了自動平衡COD沖擊負荷的作用。
(3)避免了固形物沉積有一些污水中含有大量的懸浮物質(zhì)，會在UASB等流速較慢的反應器內(nèi)容易發(fā)生累積，將厭氧污泥逐漸置換，最終使厭氧反應器的運行效果惡化乃至失效。而在IC反應器中，高的液體和氣體上升流速，將懸浮物沖擊出反應器。
(4)基建投資省和占地面積小由于IC反應器的容積負荷率比普通的UASB反應器要高3～4倍以上，則IC反應器的體積為普通UASB反應器的1/4～1/3左右。而且有很大的高徑比，所以，占地面積特別省，非常使用于占地面積緊張的廠礦企業(yè)采用。并且，可降低反應器的基建投資。
(5)依靠沼氣提升實現(xiàn)自身的內(nèi)循環(huán)，減少能耗厭氧流化床載體的膨脹和流化，是通過出水回流出水泵加壓實現(xiàn)。依次必須消耗一部分動力。而IC反應器正常運行時是以自身產(chǎn)生的沼氣作為提升的動力，實現(xiàn)混合液內(nèi)循環(huán)，不必開水泵實現(xiàn)強制循環(huán)，從而減少能耗。
(6)減少藥劑投量，降低運行費用內(nèi)外循環(huán)的液體量相當于第一級厭氧出水的回流，對pH起緩沖作用，使反應器內(nèi)的pH保持穩(wěn)定?？蓽p少進水的投堿量，從而節(jié)約藥劑用量，而減少運行費用。
(7)出水的穩(wěn)定性好因為，IC反應器相當有上、下兩個UASB反應器串聯(lián)運行，下面一個UASB反應器具有很高的有機負荷率，起“粗”處理作用，上面一個UASB反應器的負荷較低，起“精”處理作用。一般說，多級處理工藝比單級處理的穩(wěn)定性好，出水水質(zhì)穩(wěn)定。
(8)IC可以在較高溫度下運行，非常適合于生產(chǎn)污水溫度較高的情況，可節(jié)省污水蒸汽加熱的運行費用。
A/O工藝：系Anoxic/Oxic（兼氧/好氧）工藝的簡寫。是常規(guī)二級生化處理基礎上發(fā)展起來的生物去碳除氮技術(shù)，是考慮污水脫氮采用較多的一種處理工藝。充分利用缺氧生物和好氧生物的特點，使污水得到凈化。
目前典型A/O工藝是把缺氧工段提前到好氧工段前，利用原水中有機物作為有機碳源，故稱為前置反硝化作用，轉(zhuǎn)化為硝化態(tài)氮，在缺氧段時，活性污泥中的反硝化細菌利用硝化態(tài)氨和污水中的含碳有機物進行反硝化作用，使化合態(tài)氨轉(zhuǎn)化為分子態(tài)氨，獲得去碳脫氮的效果，同時具有生物選擇的作用，防止污泥膨脹。因此A/O工藝不但具有穩(wěn)定的脫氮功能，而且對COD、BOD有較高的去除率，處理深度高，剩余污泥量少。
