我國(guó)食品用酒精的生產(chǎn)主要以發(fā)酵法為主,根據(jù)生產(chǎn)的原料不同,可分為淀粉質(zhì)原料酒精和糖蜜酒精。淀粉質(zhì)酒精主要采用玉米、薯類(lèi)(甘薯、木薯、馬鈴薯等)、谷類(lèi)等原料,利用其中的淀粉生產(chǎn)發(fā)酵而成。蜜糖酒精是以糖廠(甘蔗、甜菜為原料)副產(chǎn)品---蜜糖為原料,經(jīng)發(fā)酵后醪液在初餾塔蒸餾而出。我國(guó)生產(chǎn)酒精的原料比例為,淀粉質(zhì)原料占75%,蜜糖原料占20%,合成酒精占5%。
淀粉質(zhì)原料酒精生產(chǎn)工藝流程見(jiàn)下圖:
發(fā)酵法制取酒精和溶劑,雖然采用的原料和生產(chǎn)工藝有所不同,但在制取過(guò)程中都產(chǎn)生大量的糟液。據(jù)統(tǒng)計(jì),每生產(chǎn)1t酒精約產(chǎn)生12-16t酒精廢醪糟,酒精廢醪糟是高濃度有機(jī)廢水,其污染物主要包括:懸浮在廢水中的固體不溶物油脂、蛋白質(zhì)、淀粉、膠體;溶解在水中的糖、酸、堿、鹽;以及可能存在的病毒、病菌等。
酒精工藝廢水主要來(lái)自蒸餾發(fā)酵成熟醪后排放的酒精醪、生產(chǎn)設(shè)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。其廢水的主要特點(diǎn)如下:1懸浮物含量高,平均懸浮物含量高達(dá)40000mg/L;2溫度高,平均水溫達(dá)70℃,蒸餾釜底排出的廢水溫度高達(dá)100℃;3濃度高,廢水的COD高達(dá)(2-3)×104 mg/L,包括懸浮固體、溶解性COD和膠體,有機(jī)物占93%-94%,無(wú)機(jī)物占6%-7%,有機(jī)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產(chǎn)品如丁醇、乙醇等,此外還有有機(jī)酸;4廢水含有約500mg/L左右的有機(jī)酸,廢水呈酸性,厭氧處理運(yùn)行初期可考慮加堿或污泥的回流以平衡廢水的酸堿度,運(yùn)行穩(wěn)定后系統(tǒng)具備足夠的緩沖能力,則不需要加堿或回流。
二、白酒行業(yè)酒精廢水傳統(tǒng)工藝處理工程實(shí)例
1)、白酒行業(yè)廢水傳統(tǒng)工藝工程概況實(shí)例
北京某酒廠是谷物淀粉原料生產(chǎn)白酒的專(zhuān)業(yè)工廠,年產(chǎn)白酒5萬(wàn)噸、原漿1萬(wàn)噸,每天排放酒精廢液1500t。廢水處理工程設(shè)計(jì)規(guī)模2000m³/d。
該廢水處理工程二級(jí)厭氧-好氧工藝路線。厭氧工段于2014年建成投入運(yùn)轉(zhuǎn),并通過(guò)驗(yàn)收,達(dá)標(biāo)運(yùn)行。
2)、傳統(tǒng)MBR處理工藝設(shè)計(jì)
i、設(shè)計(jì)廢水水質(zhì)參數(shù)
該廠每天排放1600m³酒精廢液(每年生產(chǎn)330d),廢液COD為25000-30000mg/L,BOD為10000mg/L,pH值為4.2。處理后的出水要求達(dá)到北京市《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》中的一級(jí)級(jí)標(biāo)準(zhǔn),COD≤30mg/L,BOD≤30mg/L,SS≤50mg/L,pH值為6-9。
ii、工藝流程
本工程工藝流程框圖如圖
3)、運(yùn)行情況
i、主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)
該工程由于采用了活性污泥法+MBR膜工藝處理酒精廢液,比常規(guī)的一級(jí)厭氧-好氧工藝節(jié)省了工程投資20%。節(jié)省能耗30%。工程的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)如下表:
工程的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)
項(xiàng) 目 | 數(shù) 據(jù) | 項(xiàng) 目 | 數(shù) 據(jù) |
廢水排放量 | 1600m³/d | 50000m³/d | |
廢水COD濃度 | 55000-60000mg/L | 1650萬(wàn)米3/年 | |
排放水COD濃度 | 150-280mg/L | 干污泥 | 8t/d |
ii、工程效益
該工程運(yùn)行二年,廢水穩(wěn)定達(dá)標(biāo),處理排放水排入一級(jí)地表水。
工程總投資2500萬(wàn)元,年運(yùn)行成本400萬(wàn)元。
三、白酒行業(yè)廢水新型臭氧生化處理工藝(簡(jiǎn)稱(chēng)OAO工藝)介紹:
中合元白酒廢水的臭氧生化處理工藝特點(diǎn)說(shuō)明
1、臭氧同步污泥減量技術(shù):在廢水處理工程中,剩余污泥處理和處置問(wèn)題的日益突出使得污泥減量技術(shù)成為研究的熱點(diǎn)。在目前國(guó)內(nèi)外研究的污泥減量技術(shù)中,利用臭氧同步對(duì)隱性生長(zhǎng)的污泥減量,取得很好的效益。該技術(shù)由于其破解效率高、不產(chǎn)生毒副作用,只產(chǎn)生少量的污泥等特點(diǎn),不僅降低了設(shè)備采購(gòu)成本、減少了工程占地面積,運(yùn)營(yíng)成本也降低10---20%,所以,很快便被應(yīng)用于水處理實(shí)踐。
臭氧具有強(qiáng)的殺傷力,它能夠滲入細(xì)胞壁從而破壞細(xì)菌有機(jī)體鏈狀結(jié)構(gòu)導(dǎo)致細(xì)菌的死亡,細(xì)胞溶解釋放有機(jī)物質(zhì)到水中, 而這些自產(chǎn)底物可重新被用于生物代謝,這樣部分有機(jī)碳的重復(fù)使用將會(huì)導(dǎo)致污泥產(chǎn)量的減少。利用臭氧對(duì)剩余污泥進(jìn)行破解,可以使污泥胞內(nèi)外物質(zhì)溶出進(jìn)入液相,改變污泥特性。
2、高級(jí)氧化法(Advanced Oxidation processible, 簡(jiǎn)稱(chēng)AOP)技術(shù):目前,廢水處理常用的生物法處理的缺點(diǎn)在于:對(duì)可生化性差、相對(duì)分子質(zhì)量從幾千到幾萬(wàn)的物質(zhì)處理較困難,處理速度慢,耗時(shí)較長(zhǎng),因此處理效率較低。臭氧高級(jí)氧化法可將其其直接礦化或通過(guò)氧化提高污染物的可生化性,同時(shí)還對(duì)環(huán)境類(lèi)激素等微量有害化學(xué)物質(zhì)的處理方面有很大的優(yōu)勢(shì)。因此,廢水生物法處理的效率大為提高。
水處理過(guò)程中以羥基自由基為主要氧化劑的氧化過(guò)程稱(chēng)為AOPs過(guò)程,用于水處理則稱(chēng)為AOP法。臭氧化學(xué)處理速度快,效率高。二者有機(jī)結(jié)合,可以*提高污水的處理效率。不僅處理效果提高,而且單位時(shí)間的污水處理量大為增加,使污水處理工程小型化成為可能。
3、臭氧閉環(huán)矢量控制投加技術(shù):臭氧設(shè)備的選項(xiàng)以及臭氧投加量的精準(zhǔn)控制是該技術(shù)的關(guān)鍵。普通的臭氧投加采用曝氣器或射流器等,需要設(shè)計(jì)較大的投加量,但利用效率卻很低,臭氧大量溢出,不僅污染環(huán)境,而且造成*浪費(fèi)。
臭氧閉環(huán)矢量控制技術(shù)根據(jù)污水流量及需求量精準(zhǔn)投加臭氧量,使臭氧產(chǎn)量與需求量達(dá)到精確匹配,既達(dá)到設(shè)計(jì)處理要求,又無(wú)臭氧溢出。這個(gè)過(guò)程,都在計(jì)算機(jī)的精準(zhǔn)控制下進(jìn)行。所以,該技術(shù)不僅能精確控制處理效果,而且使臭氧用量大幅減少。從而大幅降低了設(shè)備的采購(gòu)成本和使用成本。
4、OAO生化處理工藝占地面積:生物法污水處理工藝,由于其處理效果好,成本低的特點(diǎn)已經(jīng)成為有機(jī)廢水處理的主體。但是,其仍存在一些不容忽視的缺點(diǎn):耐沖擊負(fù)荷能力差、易發(fā)生污泥膨脹、構(gòu)筑物占地面積大、基建投資多、運(yùn)行條件要求高以及日常管理復(fù)雜等。
近幾十年來(lái)。國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)以上這些問(wèn)題進(jìn)行了不懈地探索和研究,開(kāi)發(fā)了多種新工藝,使得生物法污水處理工藝朝著低投資、高效、節(jié)能的方面發(fā)展。OAO生化處理工藝,正是采用臭氧AOP技術(shù),結(jié)合生物法污水處理工藝優(yōu)點(diǎn),很好的解決了傳統(tǒng)生物法污水處理工藝占地面積大、運(yùn)行條件高、管理復(fù)雜等缺點(diǎn),*的提高了污水處理工程的效率。在保證相同處理效果的前提下,工程平面占地大幅縮小30---50%,高程降低30---50%。因此,工程造價(jià)大幅降低,且運(yùn)轉(zhuǎn)更高效,節(jié)能。
5、 OAO生化處理工藝的運(yùn)行管理:傳統(tǒng)生物法污水處理工藝因?yàn)槠涔に囂攸c(diǎn),處理效果極易受污水組成成分、污水溫度、PH值、水力負(fù)荷、有機(jī)負(fù)荷等條件影響,所以運(yùn)行管理對(duì)人員要求較高,并且實(shí)驗(yàn)設(shè)備、檢測(cè)設(shè)備投入也較高。較高的日常運(yùn)行管理成本會(huì)造成“買(mǎi)得起,用不起”的難題。
OAO生化處理工藝相對(duì)簡(jiǎn)捷,一次性投入低,后期運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低。采用OAO生化處理工藝小型化污水處理工程,僅需極少人員操作的工作量。
OAO生化處理工藝的核心設(shè)備臭氧發(fā)生器及控制設(shè)備,臭氧的生產(chǎn)原料為空氣,單位時(shí)間用電成本低,后續(xù)投入極少。中合元核心技術(shù)的臭氧發(fā)生器,單位質(zhì)量 (kg/h)的臭氧生產(chǎn)成本僅需10元/h。
6、OAO生化處理工藝水質(zhì)目標(biāo)持續(xù)可達(dá)性:水質(zhì)處理目標(biāo)的可達(dá)性是污水處理工程的核心目的。同時(shí),建設(shè)者還應(yīng)考慮以下因素:
科學(xué)性和合理性------尋求盡可能簡(jiǎn)潔、高效、經(jīng)濟(jì)、配置合理的技術(shù)途徑達(dá)到既定處理目標(biāo),充分借鑒國(guó)內(nèi)外*的相關(guān)工程經(jīng)驗(yàn)。
可靠性------工藝應(yīng)成熟可靠,能滿(mǎn)足*穩(wěn)定運(yùn)行,系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)性較小,故障率在可控范圍內(nèi)。
*性------在保證可靠的前提下,應(yīng)盡量開(kāi)來(lái)采用新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備來(lái)提高效率,降低消耗。
經(jīng)濟(jì)性------在預(yù)算內(nèi),應(yīng)重點(diǎn)考慮節(jié)省投資,用地面積小,節(jié)省能耗運(yùn)行費(fèi)用低。
可擴(kuò)展性------應(yīng)適當(dāng)考慮未來(lái)發(fā)展對(duì)處理設(shè)施的要求,應(yīng)首先考慮擴(kuò)充容量成本較低,便于擴(kuò)容的工藝。
中合元核心技術(shù)的OAO生化處理工藝,在以上諸多領(lǐng)域均做了縝密考慮,產(chǎn)品設(shè)計(jì),容量擴(kuò)充,工藝可靠性,運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性均有可靠數(shù)據(jù)可供建設(shè)者參考。
白酒制造廢水臭氧處理工藝
白酒制造廢水臭氧處理工藝