酒精廢水是高濃度、高溫度、高懸浮物的有機廢水，酒精工業(yè)的污染以水的污染最為嚴重，生產(chǎn)過程中的廢水主要來自蒸餾發(fā)酵成熟醪后排出的酒精糟，生產(chǎn)設備的洗滌水、沖洗水，以及蒸煮、糖化、發(fā)酵、蒸餾工藝的冷卻水等。

中文名

酒精廢水

外文名

alcohol wastewater

作用

生產(chǎn)設備的洗滌水、沖洗水

主要特點

懸浮物含量高，溫度高，濃度高

主要來源

酒精糟、糖蜜酒精

處理工藝

UASB+缺氧池+接觸氧化等

廣泛用于

化工、食品、日化、醫(yī)藥衛(wèi)生等

酒精

工業(yè)是國民經(jīng)濟重要的基礎原料產(chǎn)業(yè)，酒精廣泛應用于化工、食品工業(yè)、日化、醫(yī)藥衛(wèi)生等領(lǐng)域，同時又是酒基、浸提劑、溶劑、洗滌劑和表面活性劑。

我國酒精生產(chǎn)的原料比例為：淀粉質(zhì)原料（玉米、薯干、木薯）占75%，廢糖蜜原料占20%，合成酒精占5%。由此，我國酒精生產(chǎn)的原料主要是玉米、薯干等淀粉質(zhì)原料。

酒精企業(yè)酒精糟的污染是食品與發(fā)酵工業(yè)最嚴重的污染源之一，由于投資、生產(chǎn)規(guī)模、技術(shù)、管理等原因，大部分酒精企業(yè)的綜合利用率較低。

酒精廢水是高濃度、高溫度、高懸浮物的有機廢水，處理技術(shù)起步較早，發(fā)展較快。廢液中的廢渣含有粉碎后的木薯皮、根莖等粗纖維，這類物質(zhì)在廢水中是不溶性的COD；木薯中的纖維素和半纖維素是多糖類物質(zhì)，在酒精發(fā)酵中不能成為酵母菌的碳源而被利用，殘留在廢液中，表現(xiàn)為溶解性COD；無機灰分的泥砂雜質(zhì)。這些物質(zhì)增加了廢水處理的難度。

處理主要方法

酒精糟雖然無毒，但是污染負荷高成酸性。根據(jù)酒精生產(chǎn)的原料不同，其酒精糟的綜合利用和處理采用不同的方法。

玉米酒精糟的綜合利用

酒精工業(yè)

玉米酒精糟生產(chǎn)DDGS，既能較徹底的消除污染，使廢水處理達標，又能獲得高質(zhì)量的蛋白飼料。但是DDGS生產(chǎn)設備投資大，能耗高（1tDDGS需要200kw·h電耗，蒸汽2.7t，水耗250t），技術(shù)要求高，所以國內(nèi)只有一部分企業(yè)實現(xiàn)DDGS生產(chǎn)，部分企業(yè)仍采用先進行固液分離，濾渣生產(chǎn)DDG，做飼料，濾液部分回用生產(chǎn)，部分經(jīng)生化處理，逐步實現(xiàn)酒精糟生產(chǎn)DDGS。

薯干酒精糟的綜合利用

部分企業(yè)將薯干酒精糟經(jīng)厭氧+好氧處理，該方法COD去除率可達到80%。還有企業(yè)將酒精糟采用固液分離，濾液回用生產(chǎn)或者經(jīng)生化處理達標，濾渣直接做飼料。

用厭氧消化處理酒精廢醪經(jīng)過30多年的研究實踐，已證明是一種切實可行的高效產(chǎn)能的處理方法，得到國內(nèi)外普遍的承認和應用。我國現(xiàn)行的酒精廢醪治理工程中絕大多數(shù)采用了厭氧消化工藝。

糖蜜酒精廢水處理方法

對糖蜜酒精糟采用濃縮燃燒或者濃縮后制作顆粒肥料用，對綜合廢水仍采用二級生化處理技術(shù)。

常用處理工藝

高效全混厭氧污泥罐

EASB反應器

厭氧反應器采用鋼結(jié)構(gòu)，其外形結(jié)構(gòu)類似于第三代厭氧反應器EGSB和IC，能承受高濃度的固體懸浮物（SS），是三代厭氧反應器EGSB和IC不具備的特點，采用高溫發(fā)酵，容積負荷可高達7.0kgCOD/(m3.d), 高于傳統(tǒng)全渣厭氧發(fā)酵工藝的2—3倍， COD 去除率高達90%。該工藝有以下優(yōu)點：

①對高濃度污染物高SS的酒精有機廢水，耐沖擊力高承受力強，可完全達到高濃度懸浮物廢水處理的要求。

②在高濃度懸浮液的情況下，雖不能或很難形成顆粒污泥，但高效厭氧裝置可以培養(yǎng)出沉淀性能很好和活性很高的污泥，這對于保證COD 去除率是關(guān)鍵的。

③在高濃度懸浮液的情況下，容積負荷比普通全渣反映罐高很多，所以產(chǎn)沼氣量很大，能產(chǎn)生較好的經(jīng)濟效益。

UASB+

缺氧池

+接觸氧化

UASB構(gòu)造圖

上流式厭氧污泥反應器（UASB）技術(shù)在國內(nèi)外已經(jīng)發(fā)展成為厭氧處理的主流技術(shù)之一，在UASB中沒有載體，污水從底部均勻進入，向上流動，顆粒污泥（污泥絮體）在上升的水流和氣泡作用下處于懸浮狀態(tài)。反應器下部是濃度較高的污泥床，上部是濃度較低的懸浮污泥層，有機物在此轉(zhuǎn)化為甲烷和二氧化碳氣體。在反應器的上部有三相分離器，可以脫氣和使污泥沉淀回到反應器中。UASB的COD負荷較高，反應器中污泥濃度高達100—150 g/L，因此COD去除效率比普通的厭氧反應器高三倍，可達80%～95%。

缺氧池具有雙重作用，一是對廢水進行生物預處理，改善其生化性，并吸附、降解一部分有機物；二是對系統(tǒng)的污泥進行消化處理?？梢耘c后續(xù)的接觸氧化形成A/O模式，具有同步脫氮除磷作用，其中厭氧段主要作用是去除有機污染物和釋放磷，缺氧段的主要作用是反硝化脫氮，由于具有同步去除有機污染物、脫氮、除磷作用，因而該工藝廣泛應用在需要脫氮除磷的污水處理方案中。

生物接觸氧化法是生物膜法的一種，屬于好氧生化處理工藝。整個系統(tǒng)由池體、填料、曝氣設備等組成。好氧生化法是細菌及菌類的微生物、后生動物等一類的微型動物在填料載體上生長繁殖，微生物攝取污水中的有機物作為養(yǎng)份，吸附分解污水中的有機物，微生物不斷新陳代謝，保持活性，從而使污水得以凈化。在溶解氧和食物都充足的情況下，微生物繁殖十分迅速，生物膜逐漸增厚，溶解氧和污水中的有機物憑借擴散作用，被微生物利用。當生物膜達到一定厚度時，氧氣無法向生物膜內(nèi)部擴散，好氧菌死亡，而兼性細菌和厭氧菌開始大量繁殖，形成厭氧層，利用死亡的好氧菌為基質(zhì)，并在此基礎上不斷繁殖厭氧菌，經(jīng)過一段時間后在數(shù)量上開始下降，加上代謝氣體的逸出，使生物膜大塊脫落。在脫落的生物膜表面新的生物膜又重新發(fā)展起來，在接觸氧化池內(nèi)，由于填料表面積大，所以生物膜發(fā)展的每一個階段都是存在的，使去除有機物的能力穩(wěn)定在一個水平上。接觸氧化工藝的主要優(yōu)點如下：

漂浮大量死泥的缺氧池（非正常狀況）

① 體積負荷高，處理時間短，節(jié)約占地面積。生物接觸氧化法的體積負荷最高可達3～6kgBOD（m3·d），污水在池內(nèi)停留時間最短只需0.5～1.5h。同樣體積的設備，生物接觸氧化的處理能力高出幾倍，處理效率高，所以節(jié)約占地面積。

② 生物活性高。由于曝氣系統(tǒng)設置在填料之下，不僅供氧充分而且對生物膜起到擾動作用，加速生物膜的更新，大大提高生物膜的活性。曝氣形成的紊流使得生物膜不斷的連續(xù)的與污水中有機物接觸，避免形成死角。經(jīng)過我們在類似工程中的檢測，同樣濕重的絲狀菌生物膜，其好氧速率比活性污泥法高1.8倍。

③ 微生物濃度高，一般的活性污泥法的污泥濃度為2～3g/L，微生物在池中處于懸浮狀態(tài)；而接觸氧化池中絕大多數(shù)微生物附著在填料上，單位體積內(nèi)水中和填料上的微生物濃度可達到10～20g/L。由于生物接觸氧化工藝的微生物濃度高，所以有利于提高容積負荷，從而降低占地面積。

④ 污泥產(chǎn)量低。

UASB+缺氧池+接觸氧化工藝流程圖

⑤ 出水水質(zhì)好而且穩(wěn)定。在進水短期發(fā)生變化時，出水水質(zhì)受的影響很小，而且生物膜活性恢復快，適合短期間斷運行的需要。

⑥ 運行管理方便

工藝流程如右所示：

EGSB+SBR

EGSB反應器構(gòu)造圖

EGSB與UASB非常相似，其區(qū)別在于，EGSB采用高達2.5～6m/h的上 升流速，使得反應器中的顆粒污泥處于部分或者完全膨脹化。污泥顆粒之間的距離加大從而使污泥床的體積加大。在高的上升流速以及產(chǎn)氣的作用下，廢水中的有機物與污泥床更充分的接觸。因此可以允許廢水在反應器中有更短的停留時間，從而，EGSB可以用于處理較低濃度的廢水。與UASB相比，它比UASB布水更容易均勻，傳質(zhì)效果更好，有機物去除率更高，能適應高濃度有機廢水和低濃度有機廢水，容積負荷高，COD去除率高。

EGSB優(yōu)點：

1、使用范圍廣，不需要預酸化，流程簡單；

2、對進水的溫度，pH要求不高，進水COD可達~30，000mg/L；

3、依靠進水和產(chǎn)氣達到自行膨脹，并且會根據(jù)負荷的變化自動改變床層的膨脹度，無須另外增加循環(huán)泵保證膨脹，因此動力消耗??；

SBR反應器原理圖

4、反應器中床層的膨脹度由下自上逐漸增大，屬于變速膨脹床，其抗沖擊負荷能力較強，有機物去除率較高（一般為75%~95%以上）；5、三項分離器：三相分離器專利設計，有效地將氣固液分離開，保證有效的污泥停留時間；

6、反應器沒有內(nèi)循環(huán)，上升流速慢，負荷高時也不影響分離；

7、操作維護容易，便于管理。

SBR工藝集進水、曝氣、沉淀在一個池子中完成。一般由多個池子構(gòu)成一組，各池工作狀態(tài)輪流變換運行，單池由潷水器潷水，間歇出水，故又稱為序批式活性污泥法。

該工藝將傳統(tǒng)的曝氣池、沉淀池由空間上的分布改為時間上的分布，形成一體化的集約構(gòu)筑物，并利于實現(xiàn)緊湊的模塊布置，最大的優(yōu)點是節(jié)省占地。另外，可以減少污泥回流量，

EGSB+SBR工藝流程圖

有節(jié)能效果。典型的SBR工藝沉淀時停止進水，靜止沉淀可以獲得較高的沉淀效率和較好的水質(zhì)。隨著自動化技術(shù)的發(fā)展和PLC控制系統(tǒng)的普及化，SBR工藝的工程應用又進入了一個新的時代。

工藝流程如右所示：

IC+A/O

IC厭氧反應器原理圖

IC反應器即膨脹顆粒污泥床反應器，是在UASB反應器的基礎上發(fā)展起來的第三代厭氧生物反應器，它通過出水回流再循環(huán)，大大提高了污水的上升流速，反應器中顆粒污泥始終處于膨脹狀態(tài)，加強污水與微生物之間的接觸和傳質(zhì)，獲得較高的去除效率，反應器的高度高達16-25m。從外觀上看，IC反應器由第一厭氧反應室和第二厭氧反應室疊加而成，每個厭氧反應器的頂部各設一個氣-固-液三相分離器。如同兩個UASB反應器的上下重疊串聯(lián)。

IC的特點：

（1）容積負荷率高，水力停留時間短

IC反應器生物量大（可達到60g/L），污泥齡長。特別是由于存在著內(nèi)、外循環(huán)，傳質(zhì)效果好。處理高濃度有機廢水，進水容積負荷率可達15～25kgCOD/m3·d。

（2）抗沖擊負荷強

在IC反應器中，當COD負荷增加時，沼氣的產(chǎn)生量隨之增加，由此內(nèi)循環(huán)的氣提增大。處理高濃度廢水時，循環(huán)流量可達進水流量的10～20倍。廢水中高濃度和有害物質(zhì)得到充分稀釋，大大降低有害程度，從而提高了反應器的耐沖擊負荷能力；當COD負荷較低時，沼氣產(chǎn)量也低，從而形成較低的內(nèi)循環(huán)流。因此，內(nèi)循環(huán)實際為反應器起到了自動平衡COD沖擊負荷的作用。

（3）避免了固形物沉積

有一些廢水中含有大量的懸浮物質(zhì)，會在UASB等流速較慢的反應器內(nèi)容易發(fā)生累積，將厭氧污泥逐漸置換，最終使厭氧反應器的運行效果惡化乃至失效。而在IC反應器中，高的液體和氣體上升流速，將懸浮物沖擊出反應器。

（4）基建投資省和占地面積小

A/O中的好氧池

由于IC反應器的容積負荷率比普通的UASB反應器要高3～4倍以上，則IC反應器的體積為普通UASB反應器的1/4～1/3左右。而且有很大的高徑比，所以，占地面積特別省，非常使用于占地面積緊張的廠礦企業(yè)采用。并且，可降低反應器的基建投資。

（5）依靠沼氣提升實現(xiàn)自身的內(nèi)循環(huán)，減少能耗

厭氧流化床載體的膨脹和流化，是通過出水回流出水泵加壓實現(xiàn)。依次必須消耗一部分動力。而IC反應器正常運行時是以自身產(chǎn)生的沼氣作為提升的動力，實現(xiàn)混合液內(nèi)循環(huán)，不必開水泵實現(xiàn)強制循環(huán)，從而減少能耗。

（6）減少藥劑投量，降低運行費用

內(nèi)外循環(huán)的液體量相當于第一級厭氧出水的回流，對pH起緩沖作用，使反應器內(nèi)的pH保持穩(wěn)定?？蓽p少進水的投堿量，從而節(jié)約藥劑用量，而減少運行費用。

（7）出水的穩(wěn)定性好

因為，IC反應器相當有上、下兩個UASB反應器串聯(lián)運行，下面一個UASB反應器具有很高的有機負荷率，起“粗”處理作用，上面一個UASB反應器的負荷較低，起“精”處理作用。一般說，多級處理工藝比單級處理的穩(wěn)定性好，出水水質(zhì)穩(wěn)定。

(8)IC可以在較高溫度下運行，非常適合于生產(chǎn)廢水溫度較高的情況，可節(jié)省污水蒸汽加熱的運行費用。

A/O工藝

系Anoxic/Oxic（兼氧/好氧）工藝的簡寫。是常規(guī)二級生化處理基礎上發(fā)展起來的生物去碳除氮技術(shù)，是考慮污水脫氮采用較多的一種處理工藝。充分利用缺氧生物和好氧生物的特點，使廢水得到凈化。

典型A/O工藝是把缺氧工段提前到好氧工段前，利用原水中有機物作為有機碳源，故稱為前置反硝化作用，轉(zhuǎn)化為硝化態(tài)氮，在缺氧段時，活性污泥中的反硝化細菌利用硝

IC+A/O工藝流程圖

化態(tài)氨和廢水中的含碳有機物進行反硝化作用，使化合態(tài)氨轉(zhuǎn)化為分子態(tài)氨，獲得去碳脫氮的效果，同時具有生物選擇的作用，防止污泥膨脹。因此A/O工藝不但具有穩(wěn)定的脫氮功能，而且對COD、BOD有較高的去除率，處理深度高，剩余污泥量少。

工藝流程圖如右所示：

UASB+

氧化塘

該工藝特別適合于建在郊區(qū)的木薯酒精生產(chǎn)企業(yè)，氧化塘的廢水停

UASB+氧化塘工藝流程圖

留時間可達數(shù)月，由于這類企業(yè)多處于市郊或鄉(xiāng)鎮(zhèn)，而且每年的生產(chǎn)期為間歇式生產(chǎn)，從而為這種占地面積大，處理時間長的污水處理方式提供了可能。

資源化利用

以某木薯酒精廠廢水處理工程為例說明。主要生產(chǎn)木薯淀粉，年產(chǎn)6萬噸，淀粉廢水水量為4800m3/d，CODcr 30000mg/L，BOD5 18000mg/L，SS 2000mg/L，pH 4-5。

根據(jù)環(huán)保部門的有關(guān)規(guī)定，廢水排放應達到《污水綜合排放標準》(GB8978-1996)中的一級標準：CODcr ≤100mg/L，BOD5 ≤20mg/L，SS≤70mg/L，pH 6－9。

運行費用

：人工費用0.05 元/噸水；噸水電耗0.65 元/噸水，藥劑費0.25元/噸水，直接費用1.00元/噸水。

效益分析

：厭氧段每天接納COD總量約為129600公斤，則沼氣日產(chǎn)量為51840m3。沼氣發(fā)熱量約為5500千卡/m3，相當于1kg燃煤的熱值，回收用于廠內(nèi)生產(chǎn)鍋爐燃燒，每天節(jié)約標準煤51噸，噸煤按600元計，每天可收益30600元，全年按300天生產(chǎn)時間計算，可節(jié)約標準煤炭15300余噸，每年節(jié)約煤款918萬元。除去年運行費用約144萬元，噸水收益5.3元/噸水。

特點

酒精廠污水都具備如下特點：

1、懸浮物含量高，平均懸浮物含量高達40000mg/L；

2、溫度高，平均水溫達70℃，蒸餾釜底排出的廢水溫度高達100℃；

3、濃度高，廢水的COD高達2-3萬，包括懸浮固體、溶解性COD和膠體，有機物占93%-94%，無機物占6%-7%，有機物的成分是碳水化合物，其次是含氮化合物，生物菌和未分解出去的產(chǎn)品：如丁醇、乙醇等，此外還有500mg/L的有機酸；

4、廢水含有約500mg/L左右的有機酸，廢水呈酸性，運行初期可考慮加堿或污泥的回流以平衡廢水的酸堿度，運行穩(wěn)定后系統(tǒng)具備足夠的緩沖能力，則不需要加堿或回流；

5、無機物主要是來自原料中的灰塵和雜質(zhì)。

處理技術(shù)說明

廢水處理系統(tǒng)采用固液分離提取飼料，厭氧處理制取沼氣，好氧處理達標排放的技術(shù)路線。厭氧處理前的固液分離采用XM80/800-u型板框壓濾機，所得濾渣含水率為75%左右，經(jīng)烘干成為DDG蛋白飼料。濾液中由于大部分懸浮物(90%以上)被去除，使COD的質(zhì)量濃度降至25000mg/L，BOD的濃度降至6000mg/L，SS的質(zhì)量濃度降至2500mg/L。出水30%(約300m3)回用酒精車間拌料。

厭氧處理采用新型高效的厭氧復合床反應器(UBF)，進水用該廠部分低濃度廢水調(diào)節(jié)。設計溫度為35-38℃；設計流量1200m3/d；進水COD的質(zhì)量濃度為18 000-20 000mg/L；去除率85%-90%；反應器單體直徑8m，總高度12m，有效容積500m3；污泥懸浮層高度為2m；填料層2m；填料層和三相分離器的間隔高度設計為1m；三相分離器和排水高度設計為4m；UBF中安裝YDT彈性立體填料。

UBF反應器的啟動是整個工程能夠順利運行的關(guān)鍵。首先就是接種污泥的性質(zhì)，本工程中不管是采用性質(zhì)相似的厭氧污泥還是好氧污泥(來自二沉池)，均能將UBF成功啟動且形成顆粒污泥。但是，用好氧污泥，所需時間長，形成的顆粒污泥小。接種污泥濃度不低于10kg[VLSS]/m3。本工程UBF反應器啟動過程分成2個主要階段進行：①采用低濃度進水且保持進水濃度不變，逐漸增加進水量以提高有機負荷直至達到設計進水量；②保持進水量不變，逐漸增加廢水濃度以提高有機負荷直至達到設計進水濃度。當UBF反應器達到了設計的水質(zhì)水量，反應器中形成顆粒污泥則進人穩(wěn)定運行期。

好氧處理采用周期循環(huán)活性污泥法(CASS)技術(shù)。原設計CASS的運行周期是4h，其中曝氣2h，沉淀1h，排水1h。調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)厭氧出水濃度比設計濃度低，經(jīng)過調(diào)整，運行采用限量曝氣方式，進水4h，然后曝氣2h，沉淀1h，排水1h。出水達到國家《污水綜合排放標準》GB8978-1996酒精工業(yè)二級排放標準。