玉米發(fā)酵酒精廢水處理技術(shù)研究

孫鳳羽

隨著石油資源越來越匱乏，石油的價(jià)格驟然上升，與此同時(shí)，提倡環(huán)保與干凈的新能源——燃料乙醇深受科學(xué)家們的青睞，在未來，燃料乙醇代替部分汽油將會(huì)是一個(gè)新的能源突破口。現(xiàn)階段我國(guó)提煉乙醇所用的原料是玉米，因?yàn)橛衩桩?dāng)中具有豐富的淀粉，極容易進(jìn)行發(fā)酵，所生產(chǎn)的乙醇價(jià)格較為適中。但是由于玉米在經(jīng)過發(fā)酵提取乙醇之后的廢水具有嚴(yán)重污染性，如果不經(jīng)過一定的處理便貿(mào)然排放，會(huì)對(duì)周圍環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。

玉米酒精醪液分離技術(shù)

通常情況下每1噸乙醇的生產(chǎn)需要3噸玉米的量，根據(jù)發(fā)酵成熟酒份的不同，每生產(chǎn)1噸乙醇產(chǎn)生的酒精醪液量約為9- 12m3。這種酒精醪液由溶解性固體以及懸浮固體和膠體組成，具有一定的腐蝕性和粘度，所以這種醪液要經(jīng)過一系列的技術(shù)處理，從而實(shí)現(xiàn)安全排放。

離心分離技術(shù)。一般的企業(yè)在分離酒精醪液當(dāng)中的固體時(shí)主要采用離心分離的技術(shù)，而這種離心分離技術(shù)一般會(huì)用到沉降式的離心機(jī)，這種沉降式離心機(jī)在國(guó)內(nèi)外現(xiàn)階段是最為先進(jìn)的一種設(shè)備，其中以臥式螺旋沉降離心機(jī)為代表，它不需要對(duì)介質(zhì)進(jìn)行過濾并且耐磨保護(hù)性較為良好，具有能耗低的優(yōu)點(diǎn)，這種臥式螺旋沉降離心機(jī)在酒精醪液的固體分離當(dāng)中有著廣泛應(yīng)用。

DDGS工藝。這種工藝技術(shù)基本會(huì)將所有酒精醪液當(dāng)中的固體一并進(jìn)行干燥，比如在離心分離過后產(chǎn)生的清液，需要經(jīng)過蒸發(fā)濃縮之后所形成的糖漿與離心分離當(dāng)中的固體混愈合后，再經(jīng)過干燥、包裝等一系列處理加工后成為畜牧所使用的飼料。所謂廢物利用便是如此。使用DDGS工藝能夠?qū)U物所變成飼料加以利用，而清液在蒸發(fā)濃縮過程中產(chǎn)生的蒸發(fā)凝液等高COD廢水，還要再經(jīng)過廢水處理裝置處理，這部分工藝在國(guó)內(nèi)屬于處理酒精廢水環(huán)節(jié)。

玉米酒精廢水處理技術(shù)

用玉米發(fā)酵而生產(chǎn)酒精，所產(chǎn)生的工業(yè)廢水具有一定的酸性，其中BOD、COD的含量都較高，如果直接采用好氧生物處理技術(shù)，便會(huì)產(chǎn)生大量的成本，而一般情況下國(guó)內(nèi)通常采用厭氧與好氧結(jié)合的處理技術(shù)，不僅能夠節(jié)省一定成本，而且成功率具有較大的提升。

厭氧生物處理技術(shù)。厭氧生物處理技術(shù)通常有厭氧顆粒污泥膨脹床（ECSB）、升流式厭氧污泥床（UASB）、厭氧折流板反應(yīng)器（ABR）、多級(jí)內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器（MIC）以及厭氧生物濾池（AF）等，而其中升流式厭氧污泥床反應(yīng)器（UASB）的應(yīng)用最為廣泛。這種反應(yīng)器由污泥反應(yīng)區(qū)、氣液固三相分離器以及氣室三個(gè)部分組成。在反應(yīng)器的底部反應(yīng)區(qū)當(dāng)中有著大量的厭氧污泥，具有良好的沉淀功能以及凝聚功能，將玉米酒精廢水從厭氧污泥床當(dāng)中流入，與污泥層的污泥進(jìn)行充分的混合，這時(shí)污泥當(dāng)中的微生物便會(huì)將廢水當(dāng)中的有機(jī)物進(jìn)行充分分解，再轉(zhuǎn)化為沼氣。沼氣再以微小的氣泡形式不斷地生成，又不斷地合并形成較大的氣泡。在污泥床上部，通過沼氣將污泥濃度較低的污泥與水一起放入三相分離器，再經(jīng)過氣室，在氣室當(dāng)中將沼氣集中在一起用導(dǎo)管導(dǎo)出，污泥與水形成的混合液會(huì)經(jīng)過三相分離器的沉淀，這時(shí)候污泥的顆粒便會(huì)變大，在重力作用下進(jìn)行沉淀，再進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)區(qū)當(dāng)中，使反應(yīng)區(qū)形成大量的污泥，在與分離污泥之后的水一起從沉淀區(qū)當(dāng)中的溢流堰上部溢出去排出污泥床。這種反應(yīng)器的容積負(fù)荷率較高，并且設(shè)備操作簡(jiǎn)單，不需要填充填料，也不需要在反應(yīng)區(qū)當(dāng)中設(shè)立機(jī)械攪拌裝置，通常情況下在國(guó)內(nèi)具有廣泛的應(yīng)用。

好氧生物處理技術(shù)。傳統(tǒng)的好氧生物處理技術(shù)包括有序列間歇式火星污泥法（SBR）、周期循環(huán)活性污泥法（CASS）以及間歇式循環(huán)延時(shí)曝氣活性污泥法（ICEAS）等技術(shù)，其中的ICEAS工藝最為常用。這種工藝是在序列間歇式活性污泥法（SBR）的基礎(chǔ)上所進(jìn)行改良的工藝，在SBR的反映池當(dāng)中增加了一道隔墻，將反應(yīng)池分為預(yù)反應(yīng)區(qū)以及主反應(yīng)區(qū)，預(yù)反應(yīng)區(qū)可以用來調(diào)節(jié)水流，而主反應(yīng)區(qū)則是用來曝氣和沉淀。ICEAS是一種連續(xù)進(jìn)水的工藝，在反應(yīng)階段以及沉淀和潷水階段都在進(jìn)水，當(dāng)污水進(jìn)入預(yù)反應(yīng)區(qū)之后，通過其中的隔墻底部的連接口進(jìn)入主反應(yīng)池，在主反應(yīng)池當(dāng)中進(jìn)行間接曝氣與沉淀潷水，使之成為連續(xù)進(jìn)水與間接出水的SBR反應(yīng)池，不會(huì)影響出水的水質(zhì)，不但能夠?qū)⒂袡C(jī)物質(zhì)所進(jìn)行去除，還能夠?qū)⑵渲械牡镔|(zhì)以及磷物質(zhì)去除，具有適應(yīng)能力強(qiáng)、污泥生成量少以及操作簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。

由于玉米酒精發(fā)酵廢水當(dāng)中的COD、BOD含量濃度較高，并且可生化性較好，所以許多酒精企業(yè)一般采用厭氧以及好氧生物處理技術(shù)進(jìn)行處理，目的便是能夠?qū)U水進(jìn)行廢物回收利用，更加注重環(huán)保節(jié)能，更好地保護(hù)我們所在的大自然環(huán)境。