我想做一篇关于酒厂 废水治理方案设计的综述!
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发布时间：2022-04-22 23:00
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时间：2023-10-08 14:09
一、 概述
白酒是一种含有较高酒精浓度的无色透明的饮料酒，是利用淀粉质原料和糖质原料经过发酵、蒸馏而制成，根据原料和工艺的不同，具有各自独特的风味，近年来，随着人民生活水平的提高，白酒的需求量增大，全国各大酒厂纷纷扩建，增加产量，以满足市场的需求，白酒生产过程中排出大量有机废水，如直接排放将对环境造成污染。
二、 白酒生产工艺
我国白酒生产大多数以高梁、小麦、玉米等作为原辅料，经过四道基本工序酿制而成，即原料的预处理、糖化发酵、蒸馏出酒、装瓶。白酒的生产工艺有固态发酵法、半固态发酵法和液态发酵法，下图是典型的固态发酵法：
三、 废水的来源
白酒废水是指从生产到贮存陈化过程中所产生的工业废水，各个厂生产工艺有所不同，但都是属于间歇式排放，废水主要来自以下几个方面：酿造车间的冷却水、蒸馏操作工具的冲洗水、蒸馏锅底水、蒸馏工段地面冲洗水以及发酵池渗沥水、地下酒库渗漏水、发酵池盲沟水、灌装车间酒瓶清洗水、“下沙”和“糙沙”工艺工程中原料冲洗、浸泡排放水等。
四、 白酒废水的水质水量
白酒废水按污染程度可分为两部分，一部分为高浓度废水，所含有机物浓度非常高如蒸馏锅底水、发酵池盲沟水、蒸馏工段地面冲洗水、地下酒库渗漏水、“下沙”和“糙沙”工艺工程中原料冲洗、浸泡排放水等，其COD高达100000mg/l左右，BOD高达44000 mg/l，pH呈酸性，但这部分废水量很小，占废水总量不到5％，其他属于低浓度废水，污染物浓度远远低于国家排放标准，可直接排放，一般高低浓度废水分开排放。以下是某酒厂排放的废水水质表，该厂以高梁为原料酿酒。
酿酒车间及酒库排放废水水质
废水类别 pH COD（g/l） BOD（g/l） TN（g/l） TP（mg/l） SS
（g/l）
冷却水 7.3～7.9 0.011～0.025
蒸馏锅底水 3.7～3.8 10～100 5.8～66 0.3～1.1 31.4~664 1.35~31
发酵池盲沟水 4.0～4.8 43～130 21～67 1.0 703 0.2~6.0
蒸馏工段地面冲洗水 4.5～5.8 4～17 1.6～8.1 0.2～1.0 158~597 2.5~6.3
地下酒库渗水 5.7～6.0 61 31 0.15 0.3 0.4
下沙、糙沙工艺废水水质
废水类别 水温 水色 pH COD（mg/l） BOD（mg/l）
高梁冲洗水 40 红褐色浑 4.8 1781
高梁浸泡水 33 红色 3.7 7192 2700
蒸馏锅底水 80 灰黑色浑 6.5 7809 2665
五、 高浓度白酒废水常见处理工艺
设计参数一览表
厌氧反应池 容积负荷：3.0～6.0kgCOD/m3.d，
BOD去除率：80％，
接触氧化池 容积负荷：1.0～1.5kgBOD5/m3.d，
BOD去除率：95％，
产泥量：0.3～0.5 kg/ kgBOD5
六、 工程实例
常德市武陵酒厂日排放废水量2000吨，工程设计采取了清污分流制，高浓度废水采用“厌氧－好氧－物化”*处理工艺，见下图：
高浓度废水汇合后，水质情况如下：COD＝17700mg/L，BOD＝8900 mg/L，SS＝5500 mg/L，pH＝3.8～5.0，厌氧采用厌氧流化床反应器，该反应器以砂为载体，有机负荷为15kgCOD/m3.d，COD、BOD去除率为80％，厌氧出水经生物滤池、接触氧化、气浮池后，COD降至70.8 mg/L，BOD降至53.4 mg/L，全流程COD、BOD的总去除率分别为99.5％、99.4％，处理效果比较好。
本工程要求处理的酒精废液，是一种高悬浮物、高浓度的有机废液，对于这种生产废液实际工程中有采用全糟处理工艺也有采用半糟处理工艺的成功实例。所谓全糟处理工艺是指生产废液不经固液分离全部的酒糟都进入厌氧发酵系统。半糟处理工艺是指酒精糟液先经固液分离，粗渣作饲料，剩余滤液（半糟）进厌氧处理工艺。
全糟处理工艺不产生可回用作饲料的粗渣，但沼气产量远高于半糟处理工艺。全糟处理工艺由于节省了固液分离机械设备，具有投资省、运行费用低的优点。但由于全部糟液都厌氧发酵，造成厌氧发酵反应器较大，整个工程占地面积大。
由于该厂酒精生产原料采用木薯，木薯为原料产生的粗糟回用作饲料原料市场销路不好，粗糟如果不能及时销售出去，不但不能给公司带来效益，而且势必造成严重的二次污染。相反，甲方对沼气需求量较大（甲方计划将废液处理过程中产生的沼气回用作锅炉燃料），全糟厌氧工艺产生的所有沼气都能吸纳，从而很大程度上减少了煤的用量，为公司带来经济效益。综合以上分析，本方案选择全糟厌氧处理工艺。
经过厌氧发酵处理后的废水有机污染物浓度还较高，可生化性较好，需进一步进行好氧生化处理才能达到《污水综合排放标准》GB8978-96中一级排放标准。
3.1厌氧工艺选择
目前在废水处理工程中，采用的厌氧处理工艺较多，如普通厌氧消化池、厌氧接触工艺、厌氧生物滤器、上流式厌氧污泥床（UASB）和厌氧折流板反应器等。从容积负荷、去除效率来进行比较分析，目前应用较为广泛的是UASB反应器。但是，UASB反应器抗悬浮物冲击性能较差，当废水中悬浮物含量太高时，颗粒污泥很难形成，而絮状污泥的沉降性能较差，三相分离器很难保证厌氧污泥的浓度，无法实现UASB反应器高容积负荷的特点。考虑到酒精废液高悬浮物、高浓度有机物的特点，本方案采用两级厌氧处理工艺，第一级厌氧工艺采用适应悬浮物浓度高的厌氧接触工艺。
厌氧接触工艺出水经过脱气沉淀后出水再进后续的UASB厌氧反应器进行进一步的有机物降解，使好氧生化段进水有机物浓度更低，减少能耗。
结合本工程的特点，下面对这两种工艺介绍如下：
厌氧接触工艺
厌氧接触工艺是普通消化池改进的一种工艺，它包含消化池、脱气池、沉淀池三部分。消化池是厌氧接触工艺的反应主体，酒糟废液从消化池上部进入池内，经与池中原有的厌氧微生物混合、接触后，通过厌氧微生物的吸附、吸收和生物降解作用，使废水中的有机物转化为甲烷、 二氧化碳为主的气体（俗称沼气）。消化池排出的混合液先经脱气池脱除未分离干净的气体，再进沉淀池进行泥水分离。沉淀池出水进入下一级处理，沉淀池污泥回流至消化池。
为了保证消化池厌氧微生物与有机物的充分接触，池内温度、水质的均匀，同时防止形成浮渣层（形成浮渣层会阻碍沼气的及时排出），消化池需设搅拌装置。搅拌方式较多，本方案采用泵加水射器的搅拌方式，主要居于如下考虑。由于酒糟废液pH较低，仅仅为4~5，而厌氧微生物特别是产甲烷菌对系统内泥水的pH非常敏感，其最佳要求为6.8～7.2，因此为了保证厌氧系统的处理效果，需要对来水pH进行调节，这样必将消耗大量的药剂，增加了整个污水处理系统的运行成本，而厌氧系统出水pH相对较高，碱度含量较大，却不能得到充分的利用。通过消化池出水回流，不但能减少碱的投加量，而且经水射器释放，还有很好的搅拌作用。
UASB工艺
升流式厌氧污泥床（UASB）反应器是荷兰学者Lettinga等人于20世纪70年代初开发的。由于这种反应器结构简单，不用填料，没有悬浮物堵塞等问题，因此一出现便立即引起了广大废水处理工作者的极大兴趣，并很快被广泛应用到工业废水和生活污水的处理中。UASB反应器在处理各种有机废水时，反应器内一般情况下均能形成厌氧颗粒污泥，而厌氧颗粒污泥不仅具有良好的沉降性能，而且有较高的比产甲烷活性。由于UASB反应器设有三相分离器，使得反应器内的污泥不易流失，所以反应器内能维持很高的生物量，平均浓度能达到80gSS/L左右。同时，反应器的STR很大，HRT很小，这使反应器有很高的容积负荷率和处理效率以及运行稳定性。
待处理的废水被引入UASB反应器的底部，向上流过由絮状或颗粒状污泥组成的污泥床。随着污水与污泥相接触而发生厌氧反应，产生沼气（气体是甲烷和二氧化碳）引起污泥床扰动。在污泥床产生的气体中有一部分附着在污泥颗粒上，自由气泡和附着在污泥颗粒上的气泡上升至反应器的顶部。污泥颗粒上升撞击到脱气挡板的底部，这引起附着的气泡释放；脱气的污泥颗粒沉淀回到污泥床的表面。自由气体和从污泥颗粒释放的气体被收集在反应器顶部的集气室内。液体中包含一些剩余的固体和生物颗粒进入到沉淀室内，剩余固体和生物颗粒从液体中分离并通过反射板落回到污泥层的上面。分离气体、固体后的液体继续上升，最后从出水堰溢流，经集水槽排出。沼气聚集于三相分离器顶部，通过气管排出。
高浓度有机生产废水经过两级厌氧反应器预处理后，有机物得到大量去除，但出水还含有一定有机污染物，本方案选用好氧系统进行后续处理。
3.2好氧工艺选择
好氧生化处理工艺主要包含两种形式：活性污泥法和生物膜法。活性污泥法常用工艺普通活性污泥法、SBR及各类变形工艺如CASS、DAT-IAT等、氧化沟、A/O、A2/O等。生物膜法常用工艺有生物滤池、生物转盘、生物接触氧化池和曝气生物滤池，代表工艺为生物接触氧化工艺。
下面就本工程的特点对以上几种工艺进行比选，确定出最适宜的工艺。
普通活性污泥法
普通活性污泥法又称普曝法，是采用普通曝气池为主体构筑物，对污水进行生化处理的方法。废水及回流污泥从曝气池首端进入，沿池长方向推流式前进，需氧量首端高，末端低，利用好氧微生物对废水中有机物进行降解，达到净化废水的目的。其工艺比较简单，运行经验成熟，此工艺对COD，BOD，SS的去除率均可达到预期效果，但该工艺BOD负荷低，抗击负荷的能力较弱，占地面积大。
SBR工艺
SBR法是间歇式活性污泥法（Sequence Batch Reactor Activated Sludge Process缩写为SBR），又称序批式活性污泥法。其特点是集生化反应池和沉淀池于一体，不需设初沉池和二沉池，亦避免回流污泥泵房等装置。基本操作为进水，反应，沉淀，出水等过程组成。从废水流入开始到出水排泥结束为一个周期。在周期内一切过程都在一个设有曝气装置的反应池中依次进行。该法不易产生污泥膨胀，处理构筑物简单，同时对运行参数调整后可有效进行生物脱氮除磷。但由于其运行的周期性，一般要设置多池，池体内有效利用率低，占地面积较大，运行控制较复杂。
接触氧化工艺
生物接触氧化是一种好氧生物膜法工艺，池内设有填料，部分微生物以生物膜的形式固着生长在填料表面，部分则是絮状悬浮生长于水中。该工艺兼有活性污泥法与生物膜法二者的特点，其优点有：
容积负荷高，处理时间短；
生物活性高；
污泥产量低，无需污泥回流；
出水水质好且稳定；
不存在污泥膨胀问题；
该工艺成熟稳定，占地面积省，设备国产化，在小规模废水处理工程中得到了广泛的应用。但对于水量较大时，存在填料用量大、安装、维护复杂，填料费用高等不利因数。
各种工艺的综合比较见下表：
几种好氧技术或工艺在工业废水处理应用的比较
序号 工艺或技术 普通活性污泥法 生物接触氧化法 SBR
1 BOD负荷 低 较高 较低
2 抗冲击负荷 较差 一般 好
3 抗丝状膨胀 较差 好 较好
4 投资 大 较大 一般
5 占地面积 大 较小 小
6 运行控制 一般 简单 复杂
7 自控要求 简单 简单 复杂
8 设备维修 一般 一般 复杂
9 运行费用 较高 一般 一般
综合比较以上工艺，对于本工程日处理水量3500吨采用SBR工艺较合理。因此，在本方案中，好氧段我们采用SBR工艺对废水进行处理。
好氧处理系统出水各项污染物指标都有很大程度的降低，基本能够保证出水达到《污水综合排放标准》GB8978-96中一级排放标准。考虑到一定冲击负荷，为了确保出水水质的达标，SBR出水再经絮凝过滤处理后排放，如果SBR出水长期稳定达标，可以超越絮凝过滤装置，SBR出水直接排放。
