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浅论新型UASB工艺治理糖蜜酒精废液治理

发布时间：2021-12-17 15:41:09 浏览数：次
摘  要：本试验研究了用新型UASB工艺治理糖蜜酒精废液的最佳工艺，同时考察生物能源的回收情况。8个多月来的小试中试试验证明，运用GXBJ-TLP工艺可在15-30天内快速启动治理糖蜜酒精废液，其进液浓度为30000-40000mg/L，负荷20-25kg/m3.d时，处理效率可达60-70%，沼气量为每去除1kg的COD可产气574-700L气体，而且经处理后的出水PH为中性，可以无害化农灌。

关键词：糖蜜酒精废液； UASB；能源回收 

1  引言

1.1  糖蜜酒精废液现状

制糖生产副产品废蜜经发酵蒸馏出酒精后的废液即为糖蜜酒精废液。废液色深、呈红棕色，一般干固物量为8-10%，PH3.9-4.5，废液CODcr值高达80000-130000mg/L，BOD达55000-75000 mg/L，氨氮1500-2500 mg/L，SS达10000-20000 mg/L，色度5000，硫酸根5000-8000 mg/L，温度100℃左右。生产1吨酒精产生13-15吨废液，在废液的干固物量中无机物占30~35%（重量比），有机物占65-70%（重量比），为此一间日产20吨酒精的车间，每日排出的有机物相当于一个30万人口城市排放的污染物负荷。因此糖蜜酒精废液的治理已成为环境保护的重要课题。酒精工业已成为今次于造纸工业废水最大的有机污染行业。[1] [5]

这种废醪液色度深、酸度大、有机物浓度高，治理难度大。由于受到资金与技术的限制，目前国内外针对糖蜜酒精废醪液处理技术还不十分成熟。近年来，国内外对糖蜜酒精废水处理工艺和技术进行了大量的研究和探索，对糖蜜酒精废水处理进行了各方面的试验和实践，目前各种工艺及技术尚在试验应用阶段。从当前酒精废水处理的现状来看，我国酒精废水大面积的无害化处理势在必行，针对酒精废水安全、高效的处理工艺技术研发更是刻不容缓。

1.2  高浓度糖蜜酒精有机废水新型厌氧生化处理的新技术路线

　　UASB厌氧生物处理的优点有：高效节能，省地省投资；高生物能源回收；污泥产量少；对氮磷的需量要求低；对某些难降解有机物有较好的降解能力。新型UASB工艺是一种比传统UASB结构更合理，效果更好的完全新型的厌氧生物处理工艺。

糖蜜酒精废液属于难生物降解且富含有高硫有毒物质。因此，首先要通过适当的预处理，以厌氧生物发酵分解处理为主，回收生物能源，降低处理成本，是处理本高浓度有机废水的最佳工艺。

基于本原因，我公司开始了新的探索，采用优化组合环保治理技术，扬长避短，对糖蜜酒精废液进行无害化资源化处理，走综合治理与资源化利用的道路。其工艺流程为：沉淀{固液分离}—→水解酸化—→新型高效厌氧处理—→生态塘处理—→农灌。而该工艺流程的核心部分是新型高效厌氧处理系统。     

2  糖蜜酒精废液生物能源回收新型UASB工艺试验

    本试验对酒精废液可生化性、新型UASB工艺的最佳处理参数、产气率作了定性定量的研究。

2.1  试验材料与方法

2.1.1  试验材料  糖蜜酒精废液：广西某酒精厂（COD=90000-130000mg/L,pH=4.0）；化学试剂：微量元素、工业酸碱调节剂；GXEM菌、活性炭；接种污泥：本公司自制

2.1.2  技术合作单位  日本爱博公司

2.1.3  设备  21L规模、250L规模新型UASB及其自动供热系统；恒流泵:HL-2、HL-4；笔试PH计；回流泵（活塞泵改造）。

2.1.4  GXBJ-TLP试验工艺   

    核心设备新型UASB反应器引进消化日本爱博公司专利技术TLP厌氧反应器。该反应器具有合理的废水供给及循环系统，形成独特的厌氧生化反应区。废水在厌氧生化反应区内形成不同的流态，与活性污泥进行高效率的接触反应。这样可以大大提高厌氧装置的有机负荷和反应效率，并具有很高的有机污染物去除率和沼气回收率。

2.1.5  试验规模  小试规模：21L厌氧罐V有=18L，一级。中试规模：250L厌氧罐V有=220L，一级。反应器底面直径d＝0.4m，高h＝2m。

2.1.6  工艺控制参数[2] [3]  进水浓度待定；PH=5-6.5；HRT=2-3d；出水PH=6.0-7.8；水温30-40℃；负荷20-40kg/ m3.d；回流：按实际出水情况确定。

2.1.7分析项目  水温、进出水PH、COD、SS。

2.1.8  分析方法  COD的测定采用重铬酸钾法，VFA的测定采用蒸馏法，参见《水和废水监测分析方法》第四版。

2.2  结果与讨论

2.2.1  GXBJ-TLP工艺治理糖蜜酒精废液的最佳运行参数研究

   从经济投资合理的角度考虑，为了寻找最佳运行参数（主要指是最佳进水浓度和最佳负荷的确定），我们作了最佳进水浓度试验（小试）研究如下：

固定进液流量、温度、PH等工艺参数，不断提高进水浓度，观察系统的处理效率和产气量。本试验约历经了5个来月，由表1和图1、图2我们得到：①有机负荷在10-35kg/m3.d，进液浓度在30000-40000mg/L，去除率能稳定在55%以上，尤其是在负荷为15-25 kg/m3.d时，去除率能达到65%；②负荷在40kg/m3.d以上，进液浓度在70000mg/L时，去除率急剧下降，降至10％左右，而且回收的沼气中硫化氢含量增加。从这些现象说明了负荷太高，进液浓度太大时，糖蜜酒精废液中高硫有毒物质的抑制作用会突显出来，影响甲烷菌的活性。由此可见新型UASB处理糖蜜酒精废液的最佳进液浓度为30000-40000mg/L ，负荷为20-25kg/m3.d。

表1  进水浓度极限试验数据

进  水

 出   水

去除率

容积负荷kg/m3.d

CODmg/L

CODmg/L

10000

5693.5

0.431

3

9350

4378

0.532

4.4

12400

7325

0.409

6.2

10862

5033

0.537

6.0

10450

4677

0.552

8.6

16580

5094

0.693

11.6

17697

5879

0.668

12.4

20356

7193

0.647

14.2

22817

7033

0.692

16.5

23652

7895.6

0.666

17.7

27289

8146

0.701

20.5

29382

11074

0.623

22.0

34000

12280

0.639

25.5

35995

18298

0.492

27.00

40521

16208

0.600

30.4

40251

18234

0.547

30.2

42548

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