CN102107989A - 薯类非粮淀粉质燃料乙醇糟液处理方法 - Google Patents

薯类非粮淀粉质燃料乙醇糟液处理方法 Download PDF

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刘克
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Abstract

本发明涉及一种薯类等非粮淀粉质燃料乙醇糟液的方法，该方法包括：废糟液经简单前处理，经调节池调节后，进入厌氧处理系统，一级厌氧采用全混高温厌氧发酵、二级厌氧采用中温UASB厌氧反应器，利用不同的微生物菌群降解污水中的有机污染物产生沼气，在两级厌氧反应器之间设置冷却装置、沉淀池、气浮装置，保证全混高温厌氧污泥浓度，两级厌氧出水进入串联的两段氧化沟进一步去除有机物，并根据氨氮指标选用不同的脱氮工艺，获得稳定的脱氮效果，最终通过絮凝沉淀物化处理后达标排放。具有成本低，工艺稳定，废水中提取沼气效率高，污泥作为有机肥料，出水达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)酒精行业一级标准。

Description

薯类非粮淀粉质燃料乙醇糟液处理方法
技术领域
本发明属于污水处理、资源综合利用技术领域，尤其涉及对薯类非粮淀粉质燃料乙醇生产过程中产生的大量高浓度、高含固体量有机废液的处理方法，保证燃料乙醇生产过程中的废水达标排放，并资源化利用获取绿色能源生物燃气。
背景技术
燃料乙醇拥有清洁、可再生等特点，可以降低汽车尾气中一氧化碳和碳氢化合物的排放，是可再生能源的重要组成部分，在替代能源、改善环境，促进农业产业化，实现农业增效、农民增收等方面具有重要作用。目前，国家发展燃料乙醇战略规划要求“不与人争粮，不与粮争地”，积极科学发展非粮燃料乙醇，坚持以非粮为主，鼓励原料多元化，成为燃料乙醇技术发展趋势。薯类淀粉质燃料乙醇主要包括木薯和红薯等根生淀粉质原料，由于它有加工性能良好，已被应用于大规模燃料乙醇生产的理想替代原料，薯类非粮淀粉质燃料乙醇生产过程中产生大量酸性高温高浓度有机废水，每生产1t燃料乙醇可产生11～15t工艺废水，废水温度在60℃以上，PH为4～5，COD(化学需氧量)为40000～80000mg/l，粘度大，悬浮物含量高且不易固液分离，然而在非粮淀粉质原料生产燃料乙醇过程中产生的废水在达标排放的处理过程中也面对着众多问题：如悬浮物含量高，处理难度大，处理成本高，很难应用于大规模产业化发展等。传统的薯类乙醇废水一般经固液分离后，采用“一级厌氧+好氧”工艺处理，但传统工艺存在前处理费用高、投资大、不稳定，从而对后续厌氧处理带来不便，容易对系统进行冲击，另外由于该类废水的悬浮固体含量较高，应用高效厌氧反应器UASB、EGSB存在不利因素，且存在着木薯渣进入处理系统引起的堵塞问题，大型全混厌氧发酵不易搅拌均匀、污泥流失问题(消化污泥不易沉淀回收)等，同时一级厌氧出水黏度大，液固分离困难，全糟废水厌氧操作容积负荷通常在2.5KgCOD/m3.d左右，影响燃料乙醇生产和经济效益，传统方法需将高温厌氧消化液进行污泥分离后回流至一级高温厌氧罐，造成能耗及投资大大增加，不适用于大型处理系统。同时进入二级厌氧前悬浮物不能有效去除，SS含量仍高达6000～12000mg/l，严重影响后续UASB等厌氧反应器的连续高效运行。不能最大限度的提取废水中的能量(沼气)，同时通过传统好氧工艺处理后氨氮不能有效去除，氮磷的去除率难以达到稳定的效果。
发明内容
为解决现有技术存在的上述缺陷，本发明的目的在于提供一种薯类非粮淀粉质燃料乙醇糟液处理方法，具有成本低，工艺稳定，废水中提取沼气效率高，污泥作为有机肥料，出水达标排放。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案：该薯类非粮淀粉质燃料乙醇糟液处理方法，其特征在于按下述工艺步骤实现的：
1、废糟液前处理：废糟液经沉砂池除去较重杂质，通过孔径为0.5～1.5毫米的网板进行渣滤，进入调节池调节水质、水量、水温，控制水质均匀：CODCr＝40000～80000mg/l、水量：缓冲时间2～3h、水温：55～60℃；
2、一级厌氧处理：调节池出水进入高温厌氧罐发酵，进水COD浓度为40000～80000mg/l，温度控制为55～60℃，去除率在85％以上，产生沼气收集利用；
3、中间处理：一级厌氧出水经脱气冷却装置、沉淀池、气浮装置进行处理，做到消化液固液分离，改善生物环境，达到满足二级中温厌氧70％～80％的去除率要求，并得到浓缩活性污泥回流至一级厌氧反应罐，其中在沉淀池中停留时间3～6小时，表面负荷0.7～1.2m3/m2.h；
4、二级厌氧处理：气浮装置出水进入UASB厌氧反应器，UASB厌氧反应器温度为35±2℃，利用不同的微生物菌群降解污水中的有机污染物产生沼气并收集利用；
5、两级氧化沟好氧处理：厌氧出水CODCr≤2000mg/l经消能罐进入两级串联氧化沟，控制一级氧化沟污泥浓度2000～10000mg/l，溶解氧量2.5～6mg/l，停留时间25～40h；控制二级氧化沟污泥浓度3000～15000mg/l，溶解氧量3～8mg/l，停留时间30～45h，二级厌氧出水氨氮含量降至15mg/l以下；
6、絮凝沉淀：好氧处理出水进入絮凝沉淀池进行絮凝沉淀处理，采用铝系絮凝剂15～25mg/l，絮凝反应时间10～20分钟，沉淀时间为2～4小时，表面负荷1～2.5m3/m2.h，达到脱色除磷效果，出水达标排放；
7、沼气生产和污水处理过程中生成的剩余污泥经过污泥脱水机房浓缩分离后，经烘干制得有机肥。
采用上述技术方案的有益效果：该薯类非粮淀粉质燃料乙醇糟液处理方法，在废糟液经简单前处理后，经调节池调节后，进入厌氧处理系统，一级厌氧采用全混高温厌氧发酵、二级厌氧采用中温UASB厌氧反应器，利用不同的微生物菌群降解污水中的有机污染物产生沼气，在两级厌氧反应器之间设置冷却装置、沉淀池、气浮装置等中间处理设施，保证全混高温厌氧污泥浓度，并解决了二级高效UASB厌氧反应器进水悬浮物过高的技术问题。两级厌氧出水(CODCr≤2000mg/l)经消能罐进入串联的两段氧化沟进一步去除有机污染物，降低厌氧出水的势能，沉淀厌氧出水带出的部分污泥并减少水流冲击造成的泡沫。经两级氧化沟处理可去除绝大部分有机污染物，通过合理配置缺氧区和好氧区循环处理，可不需要另外补充碳源即可对污水脱氮，组成良好的脱氮过程，好氧出水再经絮凝反应沉淀除磷。在整个工艺过程中，脱氮和除磷相对单独独立解决了脱氮和除磷的相互影响，实现了高效的除磷脱氮，最终通过絮凝沉淀物化处理达标排放，出水达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)酒精行业一级标准。
结合生产实践进一步说明本方法的效果：总处理水量25000m3/d，进水中有机物浓度为CODCr＝47000mg/l，SS＝30000mg/l，经过厌氧处理达到CODCr＝2000mg/l，SS＝2000mg/l的指标，处理过程如下表：
Figure BSA00000399076500041
二级氧化和絮凝沉淀的进出水处理结果见下表：
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施例作进一步详细的说明。
图1为薯类非粮淀粉质燃料乙醇糟液处理方法的流程图。
具体实施方式
如图1所示的薯类非粮淀粉质燃料乙醇糟液处理方法，其特征在于按下述工艺步骤实现：
1、废糟液前处理：废糟液经沉砂池除去较重杂质，通过孔径为0.5～1.5毫米的网板进行渣滤，进入调节池通过无堵塞冷却装置调节水质、水量、水温，控制水质均匀：CODCr＝40000～80000mg/l、水量：缓冲时间2～3h、水温：55～60℃；
2、一级厌氧处理：调节池出水进入高温厌氧罐发酵，进水COD浓度为40000～80000mg/l，温度控制为55～60℃，去除率在85％以上，产生沼气收集利用；
3、中间处理：一级厌氧出水经脱气冷却装置、沉淀池、气浮装置进行处理，做到消化液固液分离，改善生态环境，达到满足二级中温厌氧70％～80％的去除率要求，并得到浓缩活性污泥回流至一级厌氧反应罐，其中在沉淀池中停留时间3～6小时，表面负荷0.7～1.2m3/m2.h；
4、二级厌氧处理：气浮装置出水进入UASB厌氧反应器，UASB厌氧反应器温度为35±2℃，利用不同的微生物菌群降解污水中的有机污染物产生沼气并收集利用；
5、两级氧化沟好氧处理：厌氧出水CODCr≤2000mg/l通过消能罐进入两级串联氧化沟，控制一级氧化沟污泥浓度2000～10000mg/l，溶解氧量2.5～6mg/l，停留时间25～40h；控制二级氧化沟污泥浓度3000～15000mg/l，溶解氧量3～8mg/l，停留时间30～45h，二级厌氧出水氨氮含量降至15mg/l以下；
6、絮凝沉淀：好氧处理出水进入絮凝沉淀池进行絮凝沉淀处理，采用铝系絮凝剂15～25mg/l，絮凝反应时间10～20分钟，沉淀时间为2～4小时，表面负荷1～2.5m3/m2.h，脱色除磷，出水达标排放。
7、沼气生产和污水处理过程中生成的剩余污泥经过污泥脱水机浓缩分离后，该污泥是一种由微生物细胞构成的固体残渣，其含丰富的氮、磷元素，经脱水、烘干制得有机肥。

Claims (1)

1.薯类非粮淀粉质燃料乙醇糟液处理方法，其特征在于按下述工艺步骤实现的：
1)、废糟液前处理：废糟液经沉砂池除去较重杂质，通过孔径为0.5～1.5毫米的网板进行渣滤，进入调节池调节水质、水量、水温，控制水质均匀：CODCr＝40000～80000mg/l、水量：缓冲时间2～3h、水温：55～60℃；
2)、一级厌氧处理：调节池出水进入高温厌氧罐发酵，进水COD浓度为40000～80000mg/l，温度控制为55～60℃，去除率在85％以上，产生沼气收集利用；
3)、中间处理：一级厌氧出水经脱气冷却装置、沉淀池、气浮装置进行处理，做到消化液固液分离，改善生物环境，达到满足二级中温厌氧70％～80％的去除率要求，并得到浓缩活性污泥回流至一级厌氧反应罐，其中在沉淀池中停留时间3～6小时，表面负荷0.7～1.2m3/m2.h；
4)、二级厌氧处理：气浮装置出水进入UASB厌氧反应器，UASB厌氧反应器温度为35±2℃，利用不同的微生物菌群降解污水中的有机污染物产生沼气并收集利用；
5)、两级氧化沟好氧处理：厌氧出水CODCr≤2000mg/l经消能罐进入两级串联氧化沟，控制一级氧化沟污泥浓度2000～10000mg/l，溶解氧量2.5～6mg/l，停留时间25～40h；控制二级氧化沟污泥浓度3000～15000mg/l，溶解氧量3～8mg/l，停留时间30～45h，二级厌氧出水氨氮含量降至15mg/l以下；
6)、絮凝沉淀：好氧处理出水进入絮凝沉淀池进行絮凝沉淀处理，采用铝系絮凝剂15～25mg/l，絮凝反应时间10～20分钟，沉淀时间为2～4小时，表面负荷1～2.5m3/m2.h，达到脱色除磷效果，出水达标排放；
7)、沼气生产和污水处理过程中生成的剩余污泥经过污泥脱水机房浓缩分离后，经烘干制得有机肥。
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