❶ 三相分離器的工作原理
三相分離器就是一種主要用於生物污水處理中的上流式厭氧污泥床反應器(UASB),用以分離消化氣、消化液和污泥顆粒的機器,能夠凈化污泥顆粒,在集氣室的上部還要設置消泡噴嘴之後,就可以處理污水有嚴重的泡沫問題,還能盡可能地減少和防止氣室產生和積聚大量的泡沫和浮渣而且採用十分優質的材質,能夠有效的解決問題,下面就讓小編給你具體介紹一下三相分離器。
三相分離器的工作原理
一、油氣水混合物高速進入預脫氣室,靠旋流分離及重力作用脫出大量的原油伴生氣,預脫氣後的油水混合物經導流管高速進入分配器與水洗室,在含有破乳劑的活性水層內洗滌破乳,進行穩流,降低來液的雷諾系數,再經聚結整流後,流入沉降分離室進一步沉降分離,脫氣原油翻過隔板進入油室,並經流量計計量,控制後流出分離器,水相靠壓力平衡經導管進入水室,從而達到油氣水三相分離的目的。
二、氣液混合流體經氣液進口進入分離器進行基本相分離,氣體進入氣體通道並經過整流器和重力沉降,分離出液滴;液體進入液體空間分離出氣泡後油向上流動、水向下流動得以分離,氣體在離開分離器之前經捕霧器除去小液滴後從出氣口流出,油從頂部經過溢流隔板進入油槽並從出油口流出,水經溢流檔板進入水槽並從排水口流出。
三相分離器的結構
一、混合液進入三相分離器後在反射錐的阻擋作用下折向兩邊,氣泡快速上升,進入集氣室,泥和水進入沉降區。由於消除了氣泡的提升作用,液流在上升過程中速度逐漸降低,使污泥沉降。
二、氣、液、固三相流體進入分離器後,氣體由集氣罩收集後排出反應器,泥和水則通過集氣罩和阻氣板之間的縫隙進入沉澱區,進行泥水分離,上清液排出,沉澱污泥則返回反應區。
三相分離器生產廠家
格林諾斯環保科技有限公司,沈陽市文盛儀器設備有限公司,諸城市美林環保設備科技有限公司,萍鄉市金達萊化工填料有限公司等等,都是生產三相分離器的廠家。
要說這三相分離器,就不得不說它的作用,兩大重要作用,絕對能夠滿足要求,工作起來更加省時省力省人工,而且消化氣自反應器頂部導出;污泥顆粒自動滑落沉降至反應器底部的污泥床;消化液從澄清區出水,幾乎沒有什麼剩餘的,沒有造成資源浪費,相比之下,更省錢哦,對環境的污染也會降到最低哦,真正做到無污染,無公害。今天介紹的三相分離器,就是希望能夠給需要的人提供一些幫助。
❷ 什麼是三相分離器
用於氣-固-液三相分離,屬於分離設備。該分離器由泥倉、水倉兩部分構成內,兩者上、下相連容,成為一體。泥倉由筒體、封頭、進氣口、出氣口、過濾組件、擋泥柵、卸泥器、排水口及人孔組合而成。水倉由箱板、底板、隔板、出水口、換氣口及人孔組成。本實用新型結構簡單、佔地面積小,運行可靠、無能耗,分離過程自動完成;適用於氣、固、液三相分離,特別是氣、固含量高,流量變化較大的氣、固、液三相分離。
❸ uasb的設計要點 主要三項分離器
uasb的生產性設備採用鋼筋混凝土結構,高度一般為3-6m,最高可達8-9m,其關鍵是三項分離器,必須滿足以下條件,
1沉澱器斜壁角約50度。
2沉澱器表面負荷保持在0.7m/h以下。
3處於氣室,氣-液界面的污泥要很好的浸於水。
三相分離器多用於生物污水處理中的上流式厭氧污泥床反應器(UASB),用以分離消化氣、消化液和污泥顆粒。消化氣自反應器頂部導出;污泥顆粒自動滑落沉降至反應器底部的污泥床;消化液從澄清區出水。
❹ 求圓形UASB池的三相分離器的設計計算公式!
7、三相分離器位置的確定上三角形集氣罩底端到下三角形集氣罩斜面的垂直距離CE0.52 m上三角形集氣罩底端到下三角形集氣罩的豎直距離BC0.91 m取上三角形集氣罩與下三角形集氣罩重疊的斜面長度AB0.40 m求得上三角形集氣罩底端與下三角形集氣罩底端的高度h1.31 m則確定上三角形集氣罩底端到池頂的距離1.80 m下三角形集氣罩底端到池頂的距離3.11 m8、氣液分離設計沿下集氣罩斜面方向的水流速度va1.24 或者圓形0.90 m/h氣泡的直徑dg設為0.01 cmβ——碰撞系數。可取0.95廢水的動力粘滯系數μ=vρ10.01 取0.02 g——重力加速度,cm/s�0�5ρ1——液體密度,g/cm�0�5(β*g/18μ)*(ρ1-ρg)*d�0�5ρg——沼氣密度,g/cm�0�5氣泡在下集氣罩邊緣的上升速度vb=0.27 cm/sd——氣泡直徑,cm9.59 m/hμ——廢水的動力粘滯系數,g/(cm.s)9、核算設計結果v——液體的運動粘滯系數,cm�0�5/sBC/AB=2.28 vb/va=7.72 或者圓形10.69 滿足vb/va > BC/AB的要求,可以脫除直徑等於或大於0.01cm的氣泡。10、沼氣的產量每天的產量體積V=1372.80 m�0�6/d鍋爐利用沼氣櫃容積=274.56 m3按照每天氣量的20%設計水封罐表面積0.16 m2沼氣上升流速取0.1m/s水封罐尺寸直徑 0.45 m高度1.20 m液面高度取0.5-0.8m氣體所佔高度取0.3-0.5m11、污泥產量V泥=286.00 kgSS/d
❺ 什麼叫升流式厭氧污泥床法(UASB)簡單的講一下!!
UASB是目前發展最快的厭氧反應器,其特徵是自下而上流動的污水穿流過膨脹的顆粒狀的污泥床。厭氧反應器分為三個區,即污泥床、污泥層和三相分離器。分離器將氣體分流並阻止固體漂浮和沖出,使微生物滯留期(MRT)比水力滯留期(HRT)大大增長,產甲烷效率明顯提高。污泥床區平均只佔厭氧反應器體積的30%,但80%~90%的有機物在這里被降解。該工藝將污泥的沉降和迴流置於一個裝置內,降低了造價。在國內外已被大量用於低懸浮固體廢水的處理,如廢酒醪濾液、啤酒廢水、豆製品廢水等。
❻ UASB與ABR在處理中葯廢水上的對比
從這幾年學的專業以及做的設計研究來看,處理中葯廢水,還是選用ABR工藝吧,因為一般制葯廢水一般是間歇排放的,流量不是很大,但是水質變化大、有機物濃度高。本人從以下幾個方面總結,您看滿不滿意哈:
1、反應啟動時間。UASB污泥馴化期40天以上,不宜間歇運行,污泥床破壞後重復啟動困難。這對於小流量且間歇排放的制葯處理來說不大好。而ABR污泥馴化期在20天左右,各隔室的微生物隨流程逐級遞彎,可間歇運行。(實際中我們得考慮每年過年時工廠停產的情況)
2、構築物結構。UASB體結構復雜,其三相分離器對設計要求較高,且單反應器存在明顯的床體水流溝流的現象;ABR則是多格室代替單室反應器結構,無專用的固液分離系統,結構簡單。
3、設計、運行管理。UASB對進水要求高,進水時布水一定要相當均勻,很多時候設攪拌器都沒法滿足進水時泥水充分接觸的要求從而造成布水死區中污泥過酸化現象,甚至有時要採用專門的進水設備,如脈沖進水器。而ABR不需要專門的布水系統,其運行管理相對簡單。
當然了,ABR也有其無法規避的缺點,那就是其對運行中的活性性污泥要求高,要對接種馴化的污泥培養出顆粒性厭氧污泥才能啟動運行,而UASB不管是顆粒狀污泥還是絮狀污泥都行。但是,這其實也挺好解決的,我們可以直接投入已經馴化培養出來的厭氧污泥(從同行中已經運行的ABR池中取),省去啟動前的污泥培訓工作。退一萬步講,即使要自己培養馴化,那無非也是砍柴前的磨刀工夫。
希望您能滿意!祝您快樂好心情!
❼ UASB池增加內迴流管,水的上升流速提高,會不會給三相分離器帶來副作用
這個問題問的比較模糊,首先你沒有說內迴流管安裝在什麼地方,如果採用經過三相分離器後的出水再迴流到反應器,那樣在三相分離區的水力停留時間變短了,對三相分離器肯定有很大影響。如果採用UASB三相分離區以內區域取迴流水源這樣三相分離區的水力停留時間不變,基本沒有什麼影響,但是如果三相分離區設計的不好,那就難說了,本身污泥到三相分離區的機會並不多,增加迴流後,污泥到三相分離區的幾率要高很多,總的來說影響不是很大,前提你的三相分離區停留時間要足夠。不然會有較大影響。
❽ 我想做一篇關於酒廠 廢水治理方案設計的綜述!
白酒廢水調研報告
一、 概述
白酒是一種含有較高酒精濃度的無色透明的飲料酒,是利用澱粉質原料和糖質原料經過發酵、蒸餾而製成,根據原料和工藝的不同,具有各自獨特的風味,近年來,隨著人民生活水平的提高,白酒的需求量增大,全國各大酒廠紛紛擴建,增加產量,以滿足市場的需求,白酒生產過程中排出大量有機廢水,如直接排放將對環境造成污染。
二、 白酒生產工藝
我國白酒生產大多數以高梁、小麥、玉米等作為原輔料,經過四道基本工序釀制而成,即原料的預處理、糖化發酵、蒸餾出酒、裝瓶。白酒的生產工藝有固態發酵法、半固態發酵法和液態發酵法,下圖是典型的固態發酵法:
三、 廢水的來源
白酒廢水是指從生產到貯存陳化過程中所產生的工業廢水,各個廠生產工藝有所不同,但都是屬於間歇式排放,廢水主要來自以下幾個方面:釀造車間的冷卻水、蒸餾操作工具的沖洗水、蒸餾鍋底水、蒸餾工段地面沖洗水以及發酵池滲瀝水、地下酒庫滲漏水、發酵池盲溝水、灌裝車間酒瓶清洗水、「下沙」和「糙沙」工藝工程中原料沖洗、浸泡排放水等。
四、 白酒廢水的水質水量
白酒廢水按污染程度可分為兩部分,一部分為高濃度廢水,所含有機物濃度非常高如蒸餾鍋底水、發酵池盲溝水、蒸餾工段地面沖洗水、地下酒庫滲漏水、「下沙」和「糙沙」工藝工程中原料沖洗、浸泡排放水等,其COD高達100000mg/l左右,BOD高達44000 mg/l,pH呈酸性,但這部分廢水量很小,占廢水總量不到5%,其他屬於低濃度廢水,污染物濃度遠遠低於國家排放標准,可直接排放,一般高低濃度廢水分開排放。以下是某酒廠排放的廢水水質表,該廠以高梁為原料釀酒。
釀酒車間及酒庫排放廢水水質
廢水類別 pH COD(g/l) BOD(g/l) TN(g/l) TP(mg/l) SS
(g/l)
冷卻水 7.3~7.9 0.011~0.025
蒸餾鍋底水 3.7~3.8 10~100 5.8~66 0.3~1.1 31.4~664 1.35~31
發酵池盲溝水 4.0~4.8 43~130 21~67 1.0 703 0.2~6.0
蒸餾工段地面沖洗水 4.5~5.8 4~17 1.6~8.1 0.2~1.0 158~597 2.5~6.3
地下酒庫滲水 5.7~6.0 61 31 0.15 0.3 0.4
下沙、糙沙工藝廢水水質
廢水類別 水溫 水色 pH COD(mg/l) BOD(mg/l)
高梁沖洗水 40 紅褐色渾 4.8 1781
高梁浸泡水 33 紅色 3.7 7192 2700
蒸餾鍋底水 80 灰黑色渾 6.5 7809 2665
五、 高濃度白酒廢水常見處理工藝
設計參數一覽表
厭氧反應池 容積負荷:3.0~6.0kgCOD/m3.d,
BOD去除率:80%,
接觸氧化池 容積負荷:1.0~1.5kgBOD5/m3.d,
BOD去除率:95%,
產泥量:0.3~0.5 kg/ kgBOD5
六、 工程實例
常德市武陵酒廠日排放廢水量2000噸,工程設計採取了清污分流制,高濃度廢水採用「厭氧-好氧-物化」三級處理工藝,見下圖:
高濃度廢水匯合後,水質情況如下:COD=17700mg/L,BOD=8900 mg/L,SS=5500 mg/L,pH=3.8~5.0,厭氧採用厭氧流化床反應器,該反應器以砂為載體,有機負荷為15kgCOD/m3.d,COD、BOD去除率為80%,厭氧出水經生物濾池、接觸氧化、氣浮池後,COD降至70.8 mg/L,BOD降至53.4 mg/L,全流程COD、BOD的總去除率分別為99.5%、99.4%,處理效果比較好。
本工程要求處理的酒精廢液,是一種高懸浮物、高濃度的有機廢液,對於這種生產廢液實際工程中有採用全糟處理工藝也有採用半糟處理工藝的成功實例。所謂全糟處理工藝是指生產廢液不經固液分離全部的酒糟都進入厭氧發酵系統。半糟處理工藝是指酒精糟液先經固液分離,粗渣作飼料,剩餘濾液(半糟)進厭氧處理工藝。
全糟處理工藝不產生可回用作飼料的粗渣,但沼氣產量遠高於半糟處理工藝。全糟處理工藝由於節省了固液分離機械設備,具有投資省、運行費用低的優點。但由於全部糟液都厭氧發酵,造成厭氧發酵反應器較大,整個工程佔地面積大。
由於該廠酒精生產原料採用木薯,木薯為原料產生的粗糟回用作飼料原料市場銷路不好,粗糟如果不能及時銷售出去,不但不能給公司帶來效益,而且勢必造成嚴重的二次污染。相反,甲方對沼氣需求量較大(甲方計劃將廢液處理過程中產生的沼氣回用作鍋爐燃料),全糟厭氧工藝產生的所有沼氣都能吸納,從而很大程度上減少了煤的用量,為公司帶來經濟效益。綜合以上分析,本方案選擇全糟厭氧處理工藝。
經過厭氧發酵處理後的廢水有機污染物濃度還較高,可生化性較好,需進一步進行好氧生化處理才能達到《污水綜合排放標准》GB8978-96中一級排放標准。
3.1厭氧工藝選擇
目前在廢水處理工程中,採用的厭氧處理工藝較多,如普通厭氧消化池、厭氧接觸工藝、厭氧生物濾器、上流式厭氧污泥床(UASB)和厭氧折流板反應器等。從容積負荷、去除效率來進行比較分析,目前應用較為廣泛的是UASB反應器。但是,UASB反應器抗懸浮物沖擊性能較差,當廢水中懸浮物含量太高時,顆粒污泥很難形成,而絮狀污泥的沉降性能較差,三相分離器很難保證厭氧污泥的濃度,無法實現UASB反應器高容積負荷的特點。考慮到酒精廢液高懸浮物、高濃度有機物的特點,本方案採用兩級厭氧處理工藝,第一級厭氧工藝採用適應懸浮物濃度高的厭氧接觸工藝。
厭氧接觸工藝出水經過脫氣沉澱後出水再進後續的UASB厭氧反應器進行進一步的有機物降解,使好氧生化段進水有機物濃度更低,減少能耗。
結合本工程的特點,下面對這兩種工藝介紹如下:
厭氧接觸工藝
厭氧接觸工藝是普通消化池改進的一種工藝,它包含消化池、脫氣池、沉澱池三部分。消化池是厭氧接觸工藝的反應主體,酒糟廢液從消化池上部進入池內,經與池中原有的厭氧微生物混合、接觸後,通過厭氧微生物的吸附、吸收和生物降解作用,使廢水中的有機物轉化為甲烷、 二氧化碳為主的氣體(俗稱沼氣)。消化池排出的混合液先經脫氣池脫除未分離干凈的氣體,再進沉澱池進行泥水分離。沉澱池出水進入下一級處理,沉澱池污泥迴流至消化池。
為了保證消化池厭氧微生物與有機物的充分接觸,池內溫度、水質的均勻,同時防止形成浮渣層(形成浮渣層會阻礙沼氣的及時排出),消化池需設攪拌裝置。攪拌方式較多,本方案採用泵加水射器的攪拌方式,主要居於如下考慮。由於酒糟廢液pH較低,僅僅為4~5,而厭氧微生物特別是產甲烷菌對系統內泥水的pH非常敏感,其最佳要求為6.8~7.2,因此為了保證厭氧系統的處理效果,需要對來水pH進行調節,這樣必將消耗大量的葯劑,增加了整個污水處理系統的運行成本,而厭氧系統出水pH相對較高,鹼度含量較大,卻不能得到充分的利用。通過消化池出水迴流,不但能減少鹼的投加量,而且經水射器釋放,還有很好的攪拌作用。
UASB工藝
升流式厭氧污泥床(UASB)反應器是荷蘭學者Lettinga等人於20世紀70年代初開發的。由於這種反應器結構簡單,不用填料,沒有懸浮物堵塞等問題,因此一出現便立即引起了廣大廢水處理工作者的極大興趣,並很快被廣泛應用到工業廢水和生活污水的處理中。UASB反應器在處理各種有機廢水時,反應器內一般情況下均能形成厭氧顆粒污泥,而厭氧顆粒污泥不僅具有良好的沉降性能,而且有較高的比產甲烷活性。由於UASB反應器設有三相分離器,使得反應器內的污泥不易流失,所以反應器內能維持很高的生物量,平均濃度能達到80gSS/L左右。同時,反應器的STR很大,HRT很小,這使反應器有很高的容積負荷率和處理效率以及運行穩定性。
待處理的廢水被引入UASB反應器的底部,向上流過由絮狀或顆粒狀污泥組成的污泥床。隨著污水與污泥相接觸而發生厭氧反應,產生沼氣(氣體是甲烷和二氧化碳)引起污泥床擾動。在污泥床產生的氣體中有一部分附著在污泥顆粒上,自由氣泡和附著在污泥顆粒上的氣泡上升至反應器的頂部。污泥顆粒上升撞擊到脫氣擋板的底部,這引起附著的氣泡釋放;脫氣的污泥顆粒沉澱回到污泥床的表面。自由氣體和從污泥顆粒釋放的氣體被收集在反應器頂部的集氣室內。液體中包含一些剩餘的固體和生物顆粒進入到沉澱室內,剩餘固體和生物顆粒從液體中分離並通過反射板落回到污泥層的上面。分離氣體、固體後的液體繼續上升,最後從出水堰溢流,經集水槽排出。沼氣聚集於三相分離器頂部,通過氣管排出。
高濃度有機生產廢水經過兩級厭氧反應器預處理後,有機物得到大量去除,但出水還含有一定有機污染物,本方案選用好氧系統進行後續處理。
3.2好氧工藝選擇
好氧生化處理工藝主要包含兩種形式:活性污泥法和生物膜法。活性污泥法常用工藝普通活性污泥法、SBR及各類變形工藝如CASS、DAT-IAT等、氧化溝、A/O、A2/O等。生物膜法常用工藝有生物濾池、生物轉盤、生物接觸氧化池和曝氣生物濾池,代表工藝為生物接觸氧化工藝。
下面就本工程的特點對以上幾種工藝進行比選,確定出最適宜的工藝。
普通活性污泥法
普通活性污泥法又稱普曝法,是採用普通曝氣池為主體構築物,對污水進行生化處理的方法。廢水及迴流污泥從曝氣池首端進入,沿池長方向推流式前進,需氧量首端高,末端低,利用好氧微生物對廢水中有機物進行降解,達到凈化廢水的目的。其工藝比較簡單,運行經驗成熟,此工藝對COD,BOD,SS的去除率均可達到預期效果,但該工藝BOD負荷低,抗擊負荷的能力較弱,佔地面積大。
SBR工藝
SBR法是間歇式活性污泥法(Sequence Batch Reactor Activated Sludge Process縮寫為SBR),又稱序批式活性污泥法。其特點是集生化反應池和沉澱池於一體,不需設初沉池和二沉池,亦避免迴流污泥泵房等裝置。基本操作為進水,反應,沉澱,出水等過程組成。從廢水流入開始到出水排泥結束為一個周期。在周期內一切過程都在一個設有曝氣裝置的反應池中依次進行。該法不易產生污泥膨脹,處理構築物簡單,同時對運行參數調整後可有效進行生物脫氮除磷。但由於其運行的周期性,一般要設置多池,池體內有效利用率低,佔地面積較大,運行控制較復雜。
接觸氧化工藝
生物接觸氧化是一種好氧生物膜法工藝,池內設有填料,部分微生物以生物膜的形式固著生長在填料表面,部分則是絮狀懸浮生長於水中。該工藝兼有活性污泥法與生物膜法二者的特點,其優點有:
容積負荷高,處理時間短;
生物活性高;
污泥產量低,無需污泥迴流;
出水水質好且穩定;
不存在污泥膨脹問題;
該工藝成熟穩定,佔地面積省,設備國產化,在小規模廢水處理工程中得到了廣泛的應用。但對於水量較大時,存在填料用量大、安裝、維護復雜,填料費用高等不利因數。
各種工藝的綜合比較見下表:
幾種好氧技術或工藝在工業廢水處理應用的比較
序號 工藝或技術 普通活性污泥法 生物接觸氧化法 SBR
1 BOD負荷 低 較高 較低
2 抗沖擊負荷 較差 一般 好
3 抗絲狀膨脹 較差 好 較好
4 投資 大 較大 一般
5 佔地面積 大 較小 小
6 運行控制 一般 簡單 復雜
7 自控要求 簡單 簡單 復雜
8 設備維修 一般 一般 復雜
9 運行費用 較高 一般 一般
綜合比較以上工藝,對於本工程日處理水量3500噸採用SBR工藝較合理。因此,在本方案中,好氧段我們採用SBR工藝對廢水進行處理。
好氧處理系統出水各項污染物指標都有很大程度的降低,基本能夠保證出水達到《污水綜合排放標准》GB8978-96中一級排放標准。考慮到一定沖擊負荷,為了確保出水水質的達標,SBR出水再經絮凝過濾處理後排放,如果SBR出水長期穩定達標,可以超越絮凝過濾裝置,SBR出水直接排放。
❾ 什麼是上流式厭氧污泥床(UASB)
上流式厭氧污泥床是目前世界上發展最快、應用最多的厭氧消化器,由於該消化器結構簡單,運行費用低,處理率高而引起人們的普遍興趣。該消化器適用於處理可溶性廢水,要求較低的固體懸浮含量。
上流式厭氧污泥床示意圖
工作原理:上流式厭氧污泥床消化器內分為三個區,從下至上為污泥床、污泥層和氣液固三相分離器。消化器的底部是濃度很高並具有良好沉澱性能和凝聚性能的絮狀或顆粒狀污泥形成的污泥床。
污水從底部經布水管進入污泥床,向上穿流並與污泥床內的污泥混合,污泥中的微生物分解污水中的有機物,將其轉化為沼氣。沼氣以微小的氣泡形式不斷釋放,並在上升過程中不斷合並成大氣泡。在上升的氣泡和水流的攪動下,消化器上部的污泥處於懸浮狀態,形成一個濃度較低的污泥懸浮層。消化器的上端設有氣、液、固三相分離器。在消化器內生成的沼氣氣泡受反射板的阻擋進入三相分離器下面的氣室內,再由管道經水封而排出。固、液混合液經分離器的窄縫進入沉澱區,在沉澱區內由於污泥不再受到上升氣流的沖擊,在重力的作用下而沉澱。沉澱至斜壁上的污泥沿著斜壁滑回污泥層內,使消化器內積累大量的污泥。分離後的液體,從沉澱區上表面進入溢流槽而流出。
上流式厭氧污泥床優點:①除三相分離器外,消化器結構簡單,沒有攪拌裝置及共生物附著的填料;②較長的SRT(固體滯留期)和MRT(微生物滯留期)使其達到了很高的負荷率;③顆粒污泥的形成,使微生物天然固定化,改善了微生物的環境條件,增加了工藝的穩定性;④出水的懸浮固體含量低。
上流式厭氧污泥床缺點:①需要安裝三相分離器;②進水中只能含有低濃度的懸浮固體;③需要有效的布水器使進料能均布於消化器的底部;④當沖擊負荷或進料中懸浮固體含量升高,以及遇到過量有毒物質時,會引起污泥流失。
❿ 酒廠廢水處理
白酒廢水調研報告
一、 概述
白酒是一種含有較高酒精濃度的無色透明的飲料酒,是利用澱粉質原料和糖質原料經過發酵、蒸餾而製成,根據原料和工藝的不同,具有各自獨特的風味,近年來,隨著人民生活水平的提高,白酒的需求量增大,全國各大酒廠紛紛擴建,增加產量,以滿足市場的需求,白酒生產過程中排出大量有機廢水,如直接排放將對環境造成污染。
二、 白酒生產工藝
我國白酒生產大多數以高梁、小麥、玉米等作為原輔料,經過四道基本工序釀制而成,即原料的預處理、糖化發酵、蒸餾出酒、裝瓶。白酒的生產工藝有固態發酵法、半固態發酵法和液態發酵法,下圖是典型的固態發酵法:
三、 廢水的來源
白酒廢水是指從生產到貯存陳化過程中所產生的工業廢水,各個廠生產工藝有所不同,但都是屬於間歇式排放,廢水主要來自以下幾個方面:釀造車間的冷卻水、蒸餾操作工具的沖洗水、蒸餾鍋底水、蒸餾工段地面沖洗水以及發酵池滲瀝水、地下酒庫滲漏水、發酵池盲溝水、灌裝車間酒瓶清洗水、「下沙」和「糙沙」工藝工程中原料沖洗、浸泡排放水等。
四、 白酒廢水的水質水量
白酒廢水按污染程度可分為兩部分,一部分為高濃度廢水,所含有機物濃度非常高如蒸餾鍋底水、發酵池盲溝水、蒸餾工段地面沖洗水、地下酒庫滲漏水、「下沙」和「糙沙」工藝工程中原料沖洗、浸泡排放水等,其COD高達100000mg/l左右,BOD高達44000 mg/l,pH呈酸性,但這部分廢水量很小,占廢水總量不到5%,其他屬於低濃度廢水,污染物濃度遠遠低於國家排放標准,可直接排放,一般高低濃度廢水分開排放。以下是某酒廠排放的廢水水質表,該廠以高梁為原料釀酒。
釀酒車間及酒庫排放廢水水質
廢水類別 pH COD(g/l) BOD(g/l) TN(g/l) TP(mg/l) SS
(g/l)
冷卻水 7.3~7.9 0.011~0.025
蒸餾鍋底水 3.7~3.8 10~100 5.8~66 0.3~1.1 31.4~664 1.35~31
發酵池盲溝水 4.0~4.8 43~130 21~67 1.0 703 0.2~6.0
蒸餾工段地面沖洗水 4.5~5.8 4~17 1.6~8.1 0.2~1.0 158~597 2.5~6.3
地下酒庫滲水 5.7~6.0 61 31 0.15 0.3 0.4
下沙、糙沙工藝廢水水質
廢水類別 水溫 水色 pH COD(mg/l) BOD(mg/l)
高梁沖洗水 40 紅褐色渾 4.8 1781
高梁浸泡水 33 紅色 3.7 7192 2700
蒸餾鍋底水 80 灰黑色渾 6.5 7809 2665
五、 高濃度白酒廢水常見處理工藝
設計參數一覽表
厭氧反應池 容積負荷:3.0~6.0kgCOD/m3.d,
BOD去除率:80%,
接觸氧化池 容積負荷:1.0~1.5kgBOD5/m3.d,
BOD去除率:95%,
產泥量:0.3~0.5 kg/ kgBOD5
六、 工程實例
常德市武陵酒廠日排放廢水量2000噸,工程設計採取了清污分流制,高濃度廢水採用「厭氧-好氧-物化」三級處理工藝,見下圖:
高濃度廢水匯合後,水質情況如下:COD=17700mg/L,BOD=8900 mg/L,SS=5500 mg/L,pH=3.8~5.0,厭氧採用厭氧流化床反應器,該反應器以砂為載體,有機負荷為15kgCOD/m3.d,COD、BOD去除率為80%,厭氧出水經生物濾池、接觸氧化、氣浮池後,COD降至70.8 mg/L,BOD降至53.4 mg/L,全流程COD、BOD的總去除率分別為99.5%、99.4%,處理效果比較好。
本工程要求處理的酒精廢液,是一種高懸浮物、高濃度的有機廢液,對於這種生產廢液實際工程中有採用全糟處理工藝也有採用半糟處理工藝的成功實例。所謂全糟處理工藝是指生產廢液不經固液分離全部的酒糟都進入厭氧發酵系統。半糟處理工藝是指酒精糟液先經固液分離,粗渣作飼料,剩餘濾液(半糟)進厭氧處理工藝。
全糟處理工藝不產生可回用作飼料的粗渣,但沼氣產量遠高於半糟處理工藝。全糟處理工藝由於節省了固液分離機械設備,具有投資省、運行費用低的優點。但由於全部糟液都厭氧發酵,造成厭氧發酵反應器較大,整個工程佔地面積大。
由於該廠酒精生產原料採用木薯,木薯為原料產生的粗糟回用作飼料原料市場銷路不好,粗糟如果不能及時銷售出去,不但不能給公司帶來效益,而且勢必造成嚴重的二次污染。相反,甲方對沼氣需求量較大(甲方計劃將廢液處理過程中產生的沼氣回用作鍋爐燃料),全糟厭氧工藝產生的所有沼氣都能吸納,從而很大程度上減少了煤的用量,為公司帶來經濟效益。綜合以上分析,本方案選擇全糟厭氧處理工藝。
經過厭氧發酵處理後的廢水有機污染物濃度還較高,可生化性較好,需進一步進行好氧生化處理才能達到《污水綜合排放標准》GB8978-96中一級排放標准。
3.1厭氧工藝選擇
目前在廢水處理工程中,採用的厭氧處理工藝較多,如普通厭氧消化池、厭氧接觸工藝、厭氧生物濾器、上流式厭氧污泥床(UASB)和厭氧折流板反應器等。從容積負荷、去除效率來進行比較分析,目前應用較為廣泛的是UASB反應器。但是,UASB反應器抗懸浮物沖擊性能較差,當廢水中懸浮物含量太高時,顆粒污泥很難形成,而絮狀污泥的沉降性能較差,三相分離器很難保證厭氧污泥的濃度,無法實現UASB反應器高容積負荷的特點。考慮到酒精廢液高懸浮物、高濃度有機物的特點,本方案採用兩級厭氧處理工藝,第一級厭氧工藝採用適應懸浮物濃度高的厭氧接觸工藝。
厭氧接觸工藝出水經過脫氣沉澱後出水再進後續的UASB厭氧反應器進行進一步的有機物降解,使好氧生化段進水有機物濃度更低,減少能耗。
結合本工程的特點,下面對這兩種工藝介紹如下:
厭氧接觸工藝
厭氧接觸工藝是普通消化池改進的一種工藝,它包含消化池、脫氣池、沉澱池三部分。消化池是厭氧接觸工藝的反應主體,酒糟廢液從消化池上部進入池內,經與池中原有的厭氧微生物混合、接觸後,通過厭氧微生物的吸附、吸收和生物降解作用,使廢水中的有機物轉化為甲烷、 二氧化碳為主的氣體(俗稱沼氣)。消化池排出的混合液先經脫氣池脫除未分離干凈的氣體,再進沉澱池進行泥水分離。沉澱池出水進入下一級處理,沉澱池污泥迴流至消化池。
為了保證消化池厭氧微生物與有機物的充分接觸,池內溫度、水質的均勻,同時防止形成浮渣層(形成浮渣層會阻礙沼氣的及時排出),消化池需設攪拌裝置。攪拌方式較多,本方案採用泵加水射器的攪拌方式,主要居於如下考慮。由於酒糟廢液pH較低,僅僅為4~5,而厭氧微生物特別是產甲烷菌對系統內泥水的pH非常敏感,其最佳要求為6.8~7.2,因此為了保證厭氧系統的處理效果,需要對來水pH進行調節,這樣必將消耗大量的葯劑,增加了整個污水處理系統的運行成本,而厭氧系統出水pH相對較高,鹼度含量較大,卻不能得到充分的利用。通過消化池出水迴流,不但能減少鹼的投加量,而且經水射器釋放,還有很好的攪拌作用。
UASB工藝
升流式厭氧污泥床(UASB)反應器是荷蘭學者Lettinga等人於20世紀70年代初開發的。由於這種反應器結構簡單,不用填料,沒有懸浮物堵塞等問題,因此一出現便立即引起了廣大廢水處理工作者的極大興趣,並很快被廣泛應用到工業廢水和生活污水的處理中。UASB反應器在處理各種有機廢水時,反應器內一般情況下均能形成厭氧顆粒污泥,而厭氧顆粒污泥不僅具有良好的沉降性能,而且有較高的比產甲烷活性。由於UASB反應器設有三相分離器,使得反應器內的污泥不易流失,所以反應器內能維持很高的生物量,平均濃度能達到80gSS/L左右。同時,反應器的STR很大,HRT很小,這使反應器有很高的容積負荷率和處理效率以及運行穩定性。
待處理的廢水被引入UASB反應器的底部,向上流過由絮狀或顆粒狀污泥組成的污泥床。隨著污水與污泥相接觸而發生厭氧反應,產生沼氣(氣體是甲烷和二氧化碳)引起污泥床擾動。在污泥床產生的氣體中有一部分附著在污泥顆粒上,自由氣泡和附著在污泥顆粒上的氣泡上升至反應器的頂部。污泥顆粒上升撞擊到脫氣擋板的底部,這引起附著的氣泡釋放;脫氣的污泥顆粒沉澱回到污泥床的表面。自由氣體和從污泥顆粒釋放的氣體被收集在反應器頂部的集氣室內。液體中包含一些剩餘的固體和生物顆粒進入到沉澱室內,剩餘固體和生物顆粒從液體中分離並通過反射板落回到污泥層的上面。分離氣體、固體後的液體繼續上升,最後從出水堰溢流,經集水槽排出。沼氣聚集於三相分離器頂部,通過氣管排出。
高濃度有機生產廢水經過兩級厭氧反應器預處理後,有機物得到大量去除,但出水還含有一定有機污染物,本方案選用好氧系統進行後續處理。
3.2好氧工藝選擇
好氧生化處理工藝主要包含兩種形式:活性污泥法和生物膜法。活性污泥法常用工藝普通活性污泥法、SBR及各類變形工藝如CASS、DAT-IAT等、氧化溝、A/O、A2/O等。生物膜法常用工藝有生物濾池、生物轉盤、生物接觸氧化池和曝氣生物濾池,代表工藝為生物接觸氧化工藝。
下面就本工程的特點對以上幾種工藝進行比選,確定出最適宜的工藝。
普通活性污泥法
普通活性污泥法又稱普曝法,是採用普通曝氣池為主體構築物,對污水進行生化處理的方法。廢水及迴流污泥從曝氣池首端進入,沿池長方向推流式前進,需氧量首端高,末端低,利用好氧微生物對廢水中有機物進行降解,達到凈化廢水的目的。其工藝比較簡單,運行經驗成熟,此工藝對COD,BOD,SS的去除率均可達到預期效果,但該工藝BOD負荷低,抗擊負荷的能力較弱,佔地面積大。
SBR工藝
SBR法是間歇式活性污泥法(Sequence Batch Reactor Activated Sludge Process縮寫為SBR),又稱序批式活性污泥法。其特點是集生化反應池和沉澱池於一體,不需設初沉池和二沉池,亦避免迴流污泥泵房等裝置。基本操作為進水,反應,沉澱,出水等過程組成。從廢水流入開始到出水排泥結束為一個周期。在周期內一切過程都在一個設有曝氣裝置的反應池中依次進行。該法不易產生污泥膨脹,處理構築物簡單,同時對運行參數調整後可有效進行生物脫氮除磷。但由於其運行的周期性,一般要設置多池,池體內有效利用率低,佔地面積較大,運行控制較復雜。
接觸氧化工藝
生物接觸氧化是一種好氧生物膜法工藝,池內設有填料,部分微生物以生物膜的形式固著生長在填料表面,部分則是絮狀懸浮生長於水中。該工藝兼有活性污泥法與生物膜法二者的特點,其優點有:
容積負荷高,處理時間短;
生物活性高;
污泥產量低,無需污泥迴流;
出水水質好且穩定;
不存在污泥膨脹問題;
該工藝成熟穩定,佔地面積省,設備國產化,在小規模廢水處理工程中得到了廣泛的應用。但對於水量較大時,存在填料用量大、安裝、維護復雜,填料費用高等不利因數。
各種工藝的綜合比較見下表:
幾種好氧技術或工藝在工業廢水處理應用的比較
序號 工藝或技術 普通活性污泥法 生物接觸氧化法 SBR
1 BOD負荷 低 較高 較低
2 抗沖擊負荷 較差 一般 好
3 抗絲狀膨脹 較差 好 較好
4 投資 大 較大 一般
5 佔地面積 大 較小 小
6 運行控制 一般 簡單 復雜
7 自控要求 簡單 簡單 復雜
8 設備維修 一般 一般 復雜
9 運行費用 較高 一般 一般
綜合比較以上工藝,對於本工程日處理水量3500噸採用SBR工藝較合理。因此,在本方案中,好氧段我們採用SBR工藝對廢水進行處理。
好氧處理系統出水各項污染物指標都有很大程度的降低,基本能夠保證出水達到《污水綜合排放標准》GB8978-96中一級排放標准。考慮到一定沖擊負荷,為了確保出水水質的達標,SBR出水再經絮凝過濾處理後排放,如果SBR出水長期穩定達標,可以超越絮凝過濾裝置,SBR出水直接排放。