关于玉米发酵酒精废水处理技术综述

刘 辉 卢清峰 李丽珍 史学峰 向 怡

(1.中国辐射防护研究院，山西 太原 030006;2.临汾市环境保护应用技术研究所，山西 临汾 041000)

1 玉米酒精糟液分离技术

1.1 板框压滤

板框压滤是最早应用于酒精糟液固液分离的一种工艺简单的方法，压滤后滤饼含水率约为70%～80%。虽然该方法存在效率低、劳动强度高、不能连续生产等缺点，属于淘汰工艺，但由于其投资少、工艺简单，目前仍有部分中小企业在使用。

1.2 离心分离

酒精糟液固液分离采用的离心分离技术主要包括过滤式离心机和沉降式离心机。卧式螺旋沉降离心机(简称卧螺离心机)是一种高速回转的沉降式离心机，为沉降式离心机的典型代表，目前，该技术已成为国内外酒精糟液固液分离最先进的分离手段。卧螺离心机具有不需过滤介质，可连续自动操作，单机生产能力大，耐磨保护性好，且占地省，能耗低等优点，在酒糟固液分离中应用较广。

1.3 清液蒸发浓缩

将酒糟经离心分离后的清液再进行蒸发浓缩，浓缩后的固形物与离心分离后的固形物一起进行干燥，加工成饲料，即DDGS 工艺。DDGS 工艺基本全部回收了酒糟的固形物，只需处理少量的蒸发冷凝液，故而很好地解决了酒糟的污染问题，蒸发冷凝液中COD 含量降低至约4000～8000mg/L，大大降低了后续废水处理的负荷。目前我国玉米发酵酒精生产企业普遍采用该工艺，该工艺也可认为是酒精废水的预处理。

2 酒精废水处理技术

酒精工业废水具有温度高、悬浮物和COD 含量高的特点，废水呈酸性，可生化性较好，易于生物降解，宜采用生物处理法(厌氧处理和好氧处理)。

2.1 厌氧生物处理

玉米酒精废水处理常用的厌氧生物处理技术主要有:厌氧生物滤池(AF)、升流式厌氧污泥床(UASB)、升流式固体厌氧反应器(USR)、厌氧折流板反应器(ABR)、内循环厌氧反应器(IC)、厌氧颗粒污泥膨胀床(EGSB)、多级内循环厌氧反应器(MIC)等。

在上述厌氧生物处理技术中，应用最为广泛的是UASB，为避免UASB 配水不均匀及沟流现象，提高其抗冲击负荷能力，宋宏杰等对传统的UASB 进行改进，在反应器内三相分离器前增设了强制回流装置［2］，改良后的UASB 可克服上述缺点，并缩短了启动期，对酒精废水有较好的处理效果。EGSB 和IC 反应器则是在UASB 的基础上改进而成的，IC 反应器实际上由两个上下重叠的UASB 反应器串联组成，EGSB 则是在运行方式上采用了处理水回流技术。MIC 反应器是在IC 反应器基础上进行改进的一种高效多级内循环厌氧反应器。

2.2 好氧生物处理

玉米酒精废水处理常用的好氧生物处理技术主要有:传统活性污泥法、氧化化沟、接触氧化法、序列间歇式活性污泥法(SBR)、间歇式循环延时曝气活性污泥法(ICEAS)、周期循环活性污泥法(CASS)等。

在上述好氧生物处理技术中，发酵酒精行业多采用接触氧化工艺和SBR 工艺，ICEAS 工艺和CASS 工艺均为SBR 的变形改良工艺。ICEAS 是一种连续进水、间歇曝气和周期排水的工艺，将传统的SBR 反应池沿长度方向分为两个部分，前部为预反应区，后部为主反应区。美国环保局于1986年正式承认该工艺为革新代用技术(I/A)，目前已在世界各地得到广泛应用。CASS 工艺是近年来国际公认的先进工艺，是在SBR 基础上，反应池沿池长方向设计为三部分，前部为生物选择区，后面依次为兼氧区和主反应区，并在主反应区后部安装自动撇水装置。该工艺集曝气、沉淀、排水功能于一池内周期循环运行，省去了二沉池和污泥回流系统，兼顾脱氮除磷，同时可实现总体上连续进水，间断排水。李济源等［3］采用将人工合成高聚物填料加入CASS 工艺的复合式CASS 反应器处理酒精废水，比常规的CASS 工艺更具有抗冲击负荷强、曝气时间短等优势。

2.3 处理工艺组合

各酒精生产企业根据废水水质及排水要求采取不同的厌氧+ 好氧生物处理工艺组合，王志钦等［4］采用EGSB+射流曝气(HCR)组合工艺、张毅等［5］采用UASB+CASS+接触氧化工艺对DDGS 污凝水等混合废水进行处理，处理后出水达到《污水综合排放标准》(GB8978－1996)一级标准的要求，同时也能满足行业直接排放标准的要求。孙俊伟等［6］对某企业的UASB+CASS 废水处理工艺进行改进，在CASS 反应器内加入聚丙烯多面空心球填料，填料－CASS 对玉米酒精废水处理效果良好，出水也能达到上述要求。徐发凯［7］采用ABR+SBR工艺并在各段均投加EMO 复合菌微生物，对酒精废水中COD 有很高的去除率，但氨氮出现超标，需增设氨氮吹脱单元。侯石磊［8］研究了外循环UASB+SBR 工艺对酒精废水处理效果良好，且投资少运行费用低。苏涛［9］研究了IC+活性污泥工艺处理酒精废水，运行稳定，COD 去除效率达95%以上，且IC 反应器易于成功启动。

对于固液分离后的高浓度酒糟废水，刘丹等［10］研究了厌氧处理采用UASB 工艺，好氧单元采用ICEAS+接触氧化池，该工艺运行稳定，同时实现除磷脱氮，处理效果好，达到污水综合排放一级标准及行业排放标准的要求。孙根行等［11］对山东某酒厂现行的污水处理站进行改造，采取UASB+两级生物接触氧化+过滤工艺，运行结果表明，该工艺处理效果好，出水可稳定达到上述标准。薛来平［12］对安徽某酒厂的酒精废水采用两级厌氧(MIC)+两级好氧(滴滤塔+氧化沟)生物处理法，COD 出水浓度＜100mg/L，可达到上述标准要求。许英杰［13］介绍了采用IC+CASS 工艺处理固液分离后的酒精废液，COD 去除效率＞97%，出水浓度＜300mg/L，可达到排放要求。李梅等［14］将UASB+接触氧化+SBR 组合工艺用于酒糟处理，出水满足污水综合排放二级标准要求。

由于酒精废水水质波动大，为解决UASB 抗负荷能力不足的问题，有人研究了在UASB 反应器前增加水解酸化作为废水预处理手段［15－16］，即采用中温两相厌氧工艺，对COD 去除效果良好。

3 结 语

基于酒精废水COD 浓度高、可生化性较好的特点，目前酒精企业均采取厌氧+好氧生物技术进行处理。企业采取DDGS 工艺回收酒糟固形物生产高蛋白饲料后，废水中COD 浓度可由原来的50000～70000mg/L 降至约4000～8000mg/L，大大降低了废水处理负荷。目前各种厌氧+好氧组合工艺在国内研究很多且有成功的运行实例，企业可根据废水水质和出水要求选择不同的组合工艺。

［1］赵家瑞．玉米发酵酒精污染减排技术研究［D］．东北林业大学，2013．

［2］宋宏杰，孔德芳，陈涛等．改良UASB 处理酒精废水启动试验研究［J］．水处理技术，2012，38(4):80－82．

［3］李济源，孙俊伟，曹文平等．复合式CASS 反应器处理酒精废水特性研究［J］．水处理技术，2014，40(10):95－98．

［4］王志钦，董崇岭．EGSB+HCR 在赊店酒厂酒精DDGS 污凝水处理工程中的应用［J］．中华民居，2012，(4):97．

［5］张毅，步德新，潘勇伟．UASB+ CASS+ 接触氧化工艺处理玉米酒精废水［J］．环境工程，2005，23(5):10－12．

［6］孙俊伟，何争光，吴连成等．填料－循环活性污泥系统处理酒精废水试验研究［J］．水处理技术，2012，38(9):47－49．

［7］徐发凯．厌氧折流板反应器－ 序批式活性污泥法工艺处理酒精生产废水［J］．甘肃科学学报，2012，24(2):65－67．

［8］侯石磊．处理玉米酒精废水的生产性启动研究［D］．河南师范大学，2012．

［9］苏涛．玉米酒精废水处理工艺及启动研究［D］．郑州大学，2010．

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［14］李梅，刘艳菊，张兆海．UASB+接触氧化+SBR 工艺在酒精废水处理中的应用［J］．水处理技术，2007，33(8):82－84．

［15］孙俊伟，邵玉敏，韦学玉．水解酸化－ 改良UASB 处理玉米酒精废水研究［J］．河南工程学院学报(自然科学版)，2014，26(3):52－56．

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