酒精废水处理技术现有处理技术的缺陷
目前,在酒精糟液处理方面主要采取固体物(悬浮物)分离作饲料厌氧产沼气处理法。固体物分离采用离心机或沉淀过滤池,产沼气则采用全混式沼气发酵罐。由于投资和国产设备的性能所限,糟液中的固体物分离很低,残存在分离液中的悬浮物浓度仍在1万mg/L水平上,同时,这种老式的沼气发酵罐效率很低,体积很大,一般水力停留时间要在10天左右,而且要靠水泵循环进行搅拌动力消耗大,搅拌不均匀。
从环保角度看,这种处理工艺所存在的最重要的问题是处理水质不达标。一般,经这种厌氧大罐处理后的水,COD浓度仍在1.0~1.4万mg/L以上,悬浮物浓度仍在1.0万mg/以上,分别超出《污水综合排放标准》GB8978-1996标准中所规定的相应二级标准(COD≤300mg/L,悬浮物≤200mg/L)30倍以上和50倍以上。
为了排放达标,近几年不少厂家和环保公司采用[厌氧+好氧]的处理工艺。对于处理高浓度的有机污水,国外已普遍采用这种工艺。但是,同样是[好氧+厌氧]工艺,在系统组成和处理单元的设计上却有很大不同。现在普遍存在的问题是处理构筑物体积大,运转能耗高、处理水质仍然达标困难。
1.3 处理工艺及其造价和运转能耗
现以酒精生产量1.5万t/a的薯干酒精糟液污水处理工厂为例进行分析。
1.3.1 糟液量及其浓度
糟液量:750m3/d;COD:50kg/m3
1.3.2 处理工艺流程
糟液→除砂→离心机物体分离→分离液(污水)→温度调整至60℃→加石灰调整pH值为7以上→进料泵→ 全混式沼气发酵罐→出水→冷却至30℃左右→气浮池去除悬浮物→活性污泥曝气池→沉淀池→排放
1.3.3 处理构筑物容积
a. 污水有机物负荷量(L1)
一般,离心机固体物的体积占糟液体积的10%,COD的去除率为30%。因此,分离液的有机物负荷为 L1=[750×(1-0.1)]m3/d×[50×(1-0.3)]kg/m3=23625kgCOD/d
b. 全混式沼气发酵罐容积(V1)
一般,全混式沼气发酵罐容积负荷为3kgCOD/m3·d,则其有效容积为: V1=23625COD/d÷3kgCOD/m3·d=7875m3 水力停留时间=7875m3÷[750×(1-0.1)]m3/d=9.45 d 按照以上计算,发酵罐的进水COD浓度为35000mg/L,去除率为70%,出水的COD浓度为10500mg/L。
c. 活性污泥曝气池容积(V2)
一般,全混式沼气发酵罐的COD去除率为70%,气浮池的COD去除率为30%,浮渣体积占污水体积5%,所以,进入曝气池的有机物负荷(L2)为:
L2=[750×(1-0.15)]m3/d×[50×(1-0.3)×(1-0.7)]kgCOD/m3 =6693.75kgCOD/d
曝气池的容积一般取1.0kgCOD/m3·d,则: V2=6693.75kgCOD/d÷1.0kgCOD/m3·d=6693.75m3 水力停留时间=6693.75m3÷[750×(1-0.15)]m3/d=7.59 d
按照以上计算,曝气池的进水COD浓度为7350mg/L,如果要求出水的COD浓度满足二级排放标准,即COD浓度不大于300mg/L,则曝气池的COD去除率不得小于96%。这是很难达到的。有酒精废水需要处理的单位,也可以到污水宝项目服务平台咨询具备类似污水处理经验的企业。
也就是说,即使采用上述所谓的[厌氧+好氧]处理工艺,其处理结果也很难达标。
1.3.4 运转费用核算
我们再来看其运转费用。以下仅以上述工艺所获得的经济效益(沼气)和曝气池电耗进行考虑。
a. 沼气产量
一般,厌氧处理段每去除1kgCOD可产沼气0.5Nm3,其甲烷含量为60%左右。即1Nm3沼气的发热量相当于1kg原煤。因此,上述沼气罐的沼气产量为:
23625kgCOD/d×0.7×0.5=8268.75Nm3 即,可获得相当于8吨原煤的经济效益。这就是为什么多半酒厂都积极上厌氧处理的原因。
b. 曝气池电能消耗
根据日本的活性污泥法处理厂运行资料统计,每去除1kgCOD,曝气池的电能消耗(鼓风机电耗)为1.3-1.8kw·h。在此按二级处理标准(COD=300mg/L)并以去除电耗为1.5kw·h/kgCOD计算上述曝气池的能耗,则为:
[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,每天的处理电耗至少为6500kw·h
c. 运转费用核算
设原煤每吨售价为240元,电费每度为0.6元。则上述情况下的运转费用(不含设备折旧费、人工工资等)为: 8吨煤/天×240元/吨煤-6500度电/天×0.6元/度电=-1980元/天 即,每天需要支出运转费至少1980元,年累计额为59.4万元(以年300天工作日计)。折合成每吨污水的处理费用为2.64元。
建造上述形式的污水处理设施大约要投资500万元,再加上如此高的运转费,对于企业是一笔沉重的负担。
我国的酒厂数量非常多,而且多半分布在经济基础较薄弱的地区。因此,开发投资省、运转费用低的处理技术具有非常重要的意义。
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