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我国食品用酒精的生产主要以发酵法为主,根据生产的原料不同,可分为淀粉质原料酒精和糖蜜酒精。淀粉质酒精主要采用玉米、薯类(甘薯、木薯、马铃薯等)、谷类等原料,利用其中的淀粉生产发酵而成。蜜糖酒精是以糖厂(甘蔗、甜菜为原料)副产品---蜜糖为原料,经发酵后醪液在初馏塔蒸馏而出。我国生产酒精的原料比例为,淀粉质原料占75%,蜜糖原料占20%,合成酒精占5%。
淀粉质原料酒精生产工艺流程见下图:
发酵法制取酒精和溶剂,虽然采用的原料和生产工艺有所不同,但在制取过程中都产生大量的糟液。据统计,每生产1t酒精约产生12-16t酒精废醪糟,酒精废醪糟是高浓度有机废水,其污染物主要包括:悬浮在废水中的固体不溶物油脂、蛋白质、淀粉、胶体;溶解在水中的糖、酸、碱、盐;以及可能存在的病毒、病菌等。
酒精工艺废水主要来自蒸馏发酵成熟醪后排放的酒精醪、生产设备的洗涤水、冲洗水、以及蒸煮、糖化、发酵、蒸馏工艺的冷却水等。其废水的主要特点如下:1悬浮物含量高,平均悬浮物含量高达40000mg/L;2温度高,平均水温达70℃,蒸馏釜底排出的废水温度高达100℃;3浓度高,废水的COD高达(2-3)×104 mg/L,包括悬浮固体、溶解性COD和胶体,有机物占93%-94%,无机物占6%-7%,有机物的成分是碳水化合物,其次是含氮化合物、生物菌和未分解出去的产品如丁醇、乙醇等,此外还有有机酸;4废水含有约500mg/L左右的有机酸,废水呈酸性,厌氧处理运行初期可考虑加碱或污泥的回流以平衡废水的酸碱度,运行稳定后系统具备足够的缓冲能力,则不需要加碱或回流。
二、白酒行业酒精废水传统工艺处理工程实例
1)、白酒行业废水传统工艺工程概况实例
北京某酒厂是谷物淀粉原料生产白酒的专业工厂,年产白酒5万吨、原浆1万吨,每天排放酒精废液1500t。废水处理工程设计规模2000m³/d。
该废水处理工程二级厌氧-好氧工艺路线。厌氧工段于2014年建成投入运转,并通过验收,达标运行。
2)、传统MBR处理工艺设计
i、设计废水水质参数
该厂每天排放1600m³酒精废液(每年生产330d),废液COD为25000-30000mg/L,BOD为10000mg/L,pH值为4.2。处理后的出水要求达到北京市《污水综合排放标准》中的一级级标准,COD≤30mg/L,BOD≤30mg/L,SS≤50mg/L,pH值为6-9。
ii、工艺流程
本工程工艺流程框图如图
3)、运行情况
i、主要技术经济指标
该工程由于采用了活性污泥法+MBR膜工艺处理酒精废液,比常规的一级厌氧-好氧工艺节省了工程投资20%。节省能耗30%。工程的主要技术经济指标如下表:
工程的主要技术经济指标
项 目 | 数 据 | 项 目 | 数 据 |
废水排放量 | 1600m³/d | 50000m³/d | |
废水COD浓度 | 55000-60000mg/L | 1650万米3/年 | |
排放水COD浓度 | 150-280mg/L | 干污泥 | 8t/d |
ii、工程效益
该工程运行二年,废水稳定达标,处理排放水排入一级地表水。
工程总投资2500万元,年运行成本400万元。
三、白酒行业废水新型臭氧生化处理工艺(简称OAO工艺)介绍:
中合元白酒废水的臭氧生化处理工艺特点说明
1、臭氧同步污泥减量技术:在废水处理工程中,剩余污泥处理和处置问题的日益突出使得污泥减量技术成为研究的热点。在目前国内外研究的污泥减量技术中,利用臭氧同步对隐性生长的污泥减量,取得很好的效益。该技术由于其破解效率高、不产生毒副作用,只产生少量的污泥等特点,不仅降低了设备采购成本、减少了工程占地面积,运营成本也降低10---20%,所以,很快便被应用于水处理实践。
臭氧具有强的杀伤力,它能够渗入细胞壁从而破坏细菌有机体链状结构导致细菌的死亡,细胞溶解释放有机物质到水中, 而这些自产底物可重新被用于生物代谢,这样部分有机碳的重复使用将会导致污泥产量的减少。利用臭氧对剩余污泥进行破解,可以使污泥胞内外物质溶出进入液相,改变污泥特性。
2、高级氧化法(Advanced Oxidation processible, 简称AOP)技术:目前,废水处理常用的生物法处理的缺点在于:对可生化性差、相对分子质量从几千到几万的物质处理较困难,处理速度慢,耗时较长,因此处理效率较低。臭氧高级氧化法可将其其直接矿化或通过氧化提高污染物的可生化性,同时还对环境类激素等微量有害化学物质的处理方面有很大的优势。因此,废水生物法处理的效率大为提高。
水处理过程中以羟基自由基为主要氧化剂的氧化过程称为AOPs过程,用于水处理则称为AOP法。臭氧化学处理速度快,效率高。二者有机结合,可以*提高污水的处理效率。不仅处理效果提高,而且单位时间的污水处理量大为增加,使污水处理工程小型化成为可能。
3、臭氧闭环矢量控制投加技术:臭氧设备的选项以及臭氧投加量的精准控制是该技术的关键。普通的臭氧投加采用曝气器或射流器等,需要设计较大的投加量,但利用效率却很低,臭氧大量溢出,不仅污染环境,而且造成*浪费。
臭氧闭环矢量控制技术根据污水流量及需求量精准投加臭氧量,使臭氧产量与需求量达到精确匹配,既达到设计处理要求,又无臭氧溢出。这个过程,都在计算机的精准控制下进行。所以,该技术不仅能精确控制处理效果,而且使臭氧用量大幅减少。从而大幅降低了设备的采购成本和使用成本。
4、OAO生化处理工艺占地面积:生物法污水处理工艺,由于其处理效果好,成本低的特点已经成为有机废水处理的主体。但是,其仍存在一些不容忽视的缺点:耐冲击负荷能力差、易发生污泥膨胀、构筑物占地面积大、基建投资多、运行条件要求高以及日常管理复杂等。
近几十年来。国内外学者对以上这些问题进行了不懈地探索和研究,开发了多种新工艺,使得生物法污水处理工艺朝着低投资、高效、节能的方面发展。OAO生化处理工艺,正是采用臭氧AOP技术,结合生物法污水处理工艺优点,很好的解决了传统生物法污水处理工艺占地面积大、运行条件高、管理复杂等缺点,*的提高了污水处理工程的效率。在保证相同处理效果的前提下,工程平面占地大幅缩小30---50%,高程降低30---50%。因此,工程造价大幅降低,且运转更高效,节能。
5、 OAO生化处理工艺的运行管理:传统生物法污水处理工艺因为其工艺特点,处理效果极易受污水组成成分、污水温度、PH值、水力负荷、有机负荷等条件影响,所以运行管理对人员要求较高,并且实验设备、检测设备投入也较高。较高的日常运行管理成本会造成“买得起,用不起”的难题。
OAO生化处理工艺相对简捷,一次性投入低,后期运行维护费用低。采用OAO生化处理工艺小型化污水处理工程,仅需极少人员操作的工作量。
OAO生化处理工艺的核心设备臭氧发生器及控制设备,臭氧的生产原料为空气,单位时间用电成本低,后续投入极少。中合元核心技术的臭氧发生器,单位质量 (kg/h)的臭氧生产成本仅需10元/h。
6、OAO生化处理工艺水质目标持续可达性:水质处理目标的可达性是污水处理工程的核心目的。同时,建设者还应考虑以下因素:
科学性和合理性------寻求尽可能简洁、高效、经济、配置合理的技术途径达到既定处理目标,充分借鉴国内外*的相关工程经验。
可靠性------工艺应成熟可靠,能满足*稳定运行,系统风险性较小,故障率在可控范围内。
*性------在保证可靠的前提下,应尽量开来采用新技术、新工艺、新设备来提高效率,降低消耗。
经济性------在预算内,应重点考虑节省投资,用地面积小,节省能耗运行费用低。
可扩展性------应适当考虑未来发展对处理设施的要求,应首先考虑扩充容量成本较低,便于扩容的工艺。
中合元核心技术的OAO生化处理工艺,在以上诸多领域均做了缜密考虑,产品设计,容量扩充,工艺可靠性,运行经济性均有可靠数据可供建设者参考。
白酒制造废水臭氧处理工艺
白酒制造废水臭氧处理工艺