酒精廢水處理技術現(xiàn)有處理技術的缺陷
目前,在酒精糟液處理方面主要采取固體物(懸浮物)分離作飼料厭氧產(chǎn)沼氣處理法。固體物分離采用離心機或沉淀過濾池,產(chǎn)沼氣則采用全混式沼氣發(fā)酵罐。由于投資和國產(chǎn)設備的性能所限,糟液中的固體物分離很低,殘存在分離液中的懸浮物濃度仍在1萬mg/L水平上,同時,這種老式的沼氣發(fā)酵罐效率很低,體積很大,一般水力停留時間要在10天左右,而且要靠水泵循環(huán)進行攪拌動力消耗大,攪拌不均勻。
從環(huán)保角度看,這種處理工藝所存在的最重要的問題是處理水質不達標。一般,經(jīng)這種厭氧大罐處理后的水,COD濃度仍在1.0~1.4萬mg/L以上,懸浮物濃度仍在1.0萬mg/以上,分別超出《污水綜合排放標準》GB8978-1996標準中所規(guī)定的相應二級標準(COD≤300mg/L,懸浮物≤200mg/L)30倍以上和50倍以上。
為了排放達標,近幾年不少廠家和環(huán)保公司采用[厭氧+好氧]的處理工藝。對于處理高濃度的有機污水,國外已普遍采用這種工藝。但是,同樣是[好氧+厭氧]工藝,在系統(tǒng)組成和處理單元的設計上卻有很大不同,F(xiàn)在普遍存在的問題是處理構筑物體積大,運轉能耗高、處理水質仍然達標困難。
1.3 處理工藝及其造價和運轉能耗
現(xiàn)以酒精生產(chǎn)量1.5萬t/a的薯干酒精糟液污水處理工廠為例進行分析。
1.3.1 糟液量及其濃度
糟液量:750m3/d;COD:50kg/m3
1.3.2 處理工藝流程
糟液→除砂→離心機物體分離→分離液(污水)→溫度調(diào)整至60℃→加石灰調(diào)整pH值為7以上→進料泵→ 全混式沼氣發(fā)酵罐→出水→冷卻至30℃左右→氣浮池去除懸浮物→活性污泥曝氣池→沉淀池→排放
1.3.3 處理構筑物容積
a. 污水有機物負荷量(L1)
一般,離心機固體物的體積占糟液體積的10%,COD的去除率為30%。因此,分離液的有機物負荷為 L1=[750×(1-0.1)]m3/d×[50×(1-0.3)]kg/m3=23625kgCOD/d
b. 全混式沼氣發(fā)酵罐容積(V1)
一般,全混式沼氣發(fā)酵罐容積負荷為3kgCOD/m3·d,則其有效容積為: V1=23625COD/d÷3kgCOD/m3·d=7875m3 水力停留時間=7875m3÷[750×(1-0.1)]m3/d=9.45 d 按照以上計算,發(fā)酵罐的進水COD濃度為35000mg/L,去除率為70%,出水的COD濃度為10500mg/L。
c. 活性污泥曝氣池容積(V2)
一般,全混式沼氣發(fā)酵罐的COD去除率為70%,氣浮池的COD去除率為30%,浮渣體積占污水體積5%,所以,進入曝氣池的有機物負荷(L2)為:
L2=[750×(1-0.15)]m3/d×[50×(1-0.3)×(1-0.7)]kgCOD/m3 =6693.75kgCOD/d
曝氣池的容積一般取1.0kgCOD/m3·d,則: V2=6693.75kgCOD/d÷1.0kgCOD/m3·d=6693.75m3 水力停留時間=6693.75m3÷[750×(1-0.15)]m3/d=7.59 d
按照以上計算,曝氣池的進水COD濃度為7350mg/L,如果要求出水的COD濃度滿足二級排放標準,即COD濃度不大于300mg/L,則曝氣池的COD去除率不得小于96%。這是很難達到的。有酒精廢水需要處理的單位,也可以到污水寶項目服務平臺咨詢具備類似污水處理經(jīng)驗的企業(yè)。
也就是說,即使采用上述所謂的[厭氧+好氧]處理工藝,其處理結果也很難達標。
1.3.4 運轉費用核算
我們再來看其運轉費用。以下僅以上述工藝所獲得的經(jīng)濟效益(沼氣)和曝氣池電耗進行考慮。
a. 沼氣產(chǎn)量
一般,厭氧處理段每去除1kgCOD可產(chǎn)沼氣0.5Nm3,其甲烷含量為60%左右。即1Nm3沼氣的發(fā)熱量相當于1kg原煤。因此,上述沼氣罐的沼氣產(chǎn)量為:
23625kgCOD/d×0.7×0.5=8268.75Nm3 即,可獲得相當于8噸原煤的經(jīng)濟效益。這就是為什么多半酒廠都積極上厭氧處理的原因。
b. 曝氣池電能消耗
根據(jù)日本的活性污泥法處理廠運行資料統(tǒng)計,每去除1kgCOD,曝氣池的電能消耗(鼓風機電耗)為1.3-1.8kw·h。在此按二級處理標準(COD=300mg/L)并以去除電耗為1.5kw·h/kgCOD計算上述曝氣池的能耗,則為:
[750×(1-0.15)]m3×[50×(1-0.3)×(1-0.7)-0.3]kgCOD/m3×1.5kw·h/kgCOD=6502.5kw·h/d 即,每天的處理電耗至少為6500kw·h
c. 運轉費用核算
設原煤每噸售價為240元,電費每度為0.6元。則上述情況下的運轉費用(不含設備折舊費、人工工資等)為: 8噸煤/天×240元/噸煤-6500度電/天×0.6元/度電=-1980元/天 即,每天需要支出運轉費至少1980元,年累計額為59.4萬元(以年300天工作日計)。折合成每噸污水的處理費用為2.64元。
建造上述形式的污水處理設施大約要投資500萬元,再加上如此高的運轉費,對于企業(yè)是一筆沉重的負擔。
我國的酒廠數(shù)量非常多,而且多半分布在經(jīng)濟基礎較薄弱的地區(qū)。因此,開發(fā)投資省、運轉費用低的處理技術具有非常重要的意義。
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