玉米发酵酒精废水处理工艺的选择

刘 辉 卢清峰 李丽珍 史学峰 向 怡

1 废水处理工艺背景分析

某公司采用玉米发酵工艺生产酒精，需要选取相应废水处理工艺以保证废水达标排放。

1.1 废水来源

该厂产生的废水主要包括DDGS 工段蒸发冷凝水、精馏塔排水、设备冲洗水、以及软水站排水、锅炉排污水和循环冷却排污水等生产净废水，此外还有生活污水。生产净废水可不经处理直接排放，剩余废水则全部排入厂内污水处理站进行处理。

1.2 废水特点

酒精厂进入污水处理站处理的废水具有以下特点:

(1)由于各工段排水时间不一致，从而导致废水水质、水量波动较大。

(2)废水为酸性有机废水，pH 在4～5 之间;污染物为COD、BOD、SS、氨氮等常规污染物，无重金属及其他毒性物质。

(3)废水B/C=0.5～0.6，可生化性较好，易于生物降解。

鉴于酒精废水的上述特点，宜采用生物法进行处理。

1.3 废水水质

根据该厂竣工环保验收监测结果，并类比同类企业监测资料，确定进入污水处理站的废水水质，见表1。

表1 污水处理站进水水质

2 废水处理工艺选择

2.1 国内常用的处理工艺

目前，玉米酒精废水多采用厌氧+好氧生物处理组合工艺进行处理。

厌氧技术较为常用的有UASB、USR、ABR、IC、EGSB、MIC 等工艺，其中UASB 工艺成熟稳定、运行成本低、处理效率高，目前已在国内外广泛应用。EGSB和IC 反应器是UASB 的改进工艺，MIC 又是IC 反应器的改进工艺。

常用的好氧技术有传统活性污泥法、氧化化沟、接触氧化法、SBR、ICEAS、CASS 等。其中以SBR 和接触氧化法最为多用。ICEAS 和CASS 均是SBR 的改进工艺［1］。

各企业根据当地受纳水体水质要求确定废水排放执行标准，以此确定废水处理采用何种厌氧+好氧组合工艺。据报导，采用UASB+SBR 工艺、UASB+接触氧化法、UASB+接触氧化法+SBR、UASB+ICEAS+接触氧化法、UASB+ CASS+ 接触氧化法、ABR+ SBR 工艺、EGSB+HCR 工艺、IC+活性污泥法、IC+CASS 工艺、MIC+滴滤塔+氧化沟等组合工艺处理酒精废水，处理效果均达到预期，出水达标排放。

2.2 排水要求

该厂废水排放要达到GB27631－2011 发酵酒精和白酒工业水污染物排放标准［2］表2 中直接排放的标准限值，标准值见表2。

2.3 废水处理工艺选择

厂内已建有污水处理站，处理工艺为水解酸化+接触氧化工艺，为满足新排放标准的要求，要对现有污水处理站进行改造，改造工程尽可能地利用现有场地和设施。为提高废水处理效率，企业拟采用国内常用的厌氧+好氧处理工艺。

表2 发酵酒精和白酒工业水污染物排放标准

由于该厂采用DDGS 工艺处理酒精糟液，回收固形物后，蒸发冷凝废液中SS 和COD 浓度大幅降低(约4000mg/L 左右)，在厌氧段采用UASB 工艺较为适宜，同时考虑该工艺技术成熟运行稳定，确定厌氧处理采用UASB 工艺。

考虑到SBR 虽然工艺流程简单占地省，但大部分自控设备需要进口且操作管理要求高，活性污泥法和生物转盘投资高且工艺复杂、氧化沟占地太大，根据场地条件和现有设施，本次在好氧段依旧选择生物接触氧化法，该法结构紧凑占地省，投资和运行成本均较低，适合于企业实际情况。为提高废水的可生化性，在接触氧化池前端加水解酸化池，可将其中难于生物降解的有机物转变为易生物降解的有机物，从而提高好氧处理的效率。

为了保证色度达标，在末端考虑加入化学氧化工艺，氧化剂为二氧化氯，主要用于脱色处理，同时也具有一定的COD 降解作用。

根据上述原则、进水水质及执行的废水排放标准，确定废水处理采用UASB+水解酸化+接触氧化+化学氧化的组合处理工艺。

2.4 预期处理效果

根据实验数据及工程技术经验，采用上述处理工艺对COD、BOD、SS 去除效果较好，去除效率可达到97.9%、99%和90.9%以上，在生化处理单元采用的高效微生物处理技术，对氨氮的去除率也可达到80%以上。污水处理站出水能够达到GB27631－2011 发酵酒精和白酒工业水污染物排放标准表2 中直接排放的标准要求。

根据文献报导，对固液分离后的高浓度玉米酒糟废水，刘丹等［3］采用UASB+ICEAS+接触氧化工艺进行处理，孙根行等［4］采用UASB+两级生物接触氧化+过滤工艺进行处理，处理后出水均可达到GB8978－1996污水综合排放标准一级标准及GB27631－2011 的要求。

该厂由于采用DDGS 工艺对酒糟中的固形物进行回收，所以进入污水处理站的废水较仅对酒糟进行固液分离的废水污染物浓度要低得多，采取相同或相近的厌氧－好氧处理工艺后出水浓度要更低，因此，该厂采用UASB+酸化水解+ 两段式接触氧化+ 化学氧化工艺，处理后废水水质达到GB27631－2011 的直接排放标准是有保证的。

3 结 语

据以上分析，本研究提出以下研究结论:(1)该厂采用DDGS 工艺消除了酒精糟液的污染，大大减少了进入污水处理站的废水量，同时废水污染物浓度大大降低，减轻了废水处理负荷。(2)该厂根据污水处理站现有场地和现有设施情况，采用UASB+接触氧化工艺处理酒精废水工艺成熟，在好氧处理前加入酸化水解池，以提高废水可生化性和好氧处理效率。(3)接触氧化池采用组合式填料，挂膜迅速，无堵塞现象。(4)废水处理工艺大部分采用自流方式，减少废水泵的提升次数，降低能耗;整个工程过程全自动控制，系统自动运行，可实现稳定达标排放。

［1］刘辉，卢清峰，李丽珍等．玉米发酵酒精废水处理技术综述［J］．环境与可持续发展．2014，40(1):189－190．

［2］环境保护部，国家质量监督检验检疫总局．GB27631－2011．发酵酒精和白酒工业水污染物排放标准［S］．北京:中国环境科学出版社，2011．