酒精废水的处理技术综述

酒精废水的处理技术综述-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

酒精废水的处理技术综述

摘要酒精废水未达标排放会对水体以及生物体造成危害。本文主要介绍了酒精废水来源、水质特点、水质危害以及常见的几种处理的方法与工艺流程，包括浓缩燃烧法、生

产蛋白饲料工艺(DDGS)、生物法。认为酒精废水是高浓度有机废水，可生化性强，生物法处理具有一定可行性，采用厌氧-好氧组合法工艺是一种有效的处理工艺。

关键词酒精废水燃烧法 DDGS 生物法

引言

据不完全统计,我国每年的工业废水和城镇生活污水排放总量已达到631亿吨,而其

中更是有大部分污水未经处理就直接排入了江河湖海,水污染现象十分严重[1]。酒精废水作为一种高浓度的有机废水,如果不采取有效措施进行处理,其COD常高达8xIO4 mg/L以上,将会对水环境成极大的危害。现在虽然大部分酒精厂都采用了固液分离后技术,但COD仍在2x104mg/L以上,是我国水体最严重的污染源之一,不仅对环境造成了极大的破坏,而且限制了企业的生存和发展[2]。据统计，以玉米为原料每生产1t 酒精要排放14～16t COD浓度在55g/L 左右的废水[2]。

我国 80%左右的酒精用淀粉质（玉米、小麦、高粱、甘薯、木薯等）原料生产，约有 10%的酒精以糖蜜为原料。酒精发酵工业主要是利用粮食中的淀粉部分，使淀粉转化成酒精，其余部分（蛋白质、无机盐、粗脂肪等）未加以利用，如用薯干、玉米等发酵只

利用了原料中的淀粉和可发酵性糖的 85～93%，其他有机物包括工艺过程中的非挥发性产物都残留在酒精糟中[3]。生产过程中的废水主要来自蒸馏发酵成熟醪后排出的酒精糟，即蒸馏废水(酒精废水的主要成分)，以及设备的洗涤水、浸泡水、蒸煮废水、糖化废水、发酵废水、冲洗水、冷却水等。

酒精废水作为我国一种严重的污染源，废水悬浮物含量高，平均悬浮物含量高达40000 mg/L。废水温度高，平均水温达80℃，蒸馏釜底排出的废水温度高达100℃。废水浓度高，废水的COD 高达3～6 万mg/L，以废糖蜜为原料的酒精废液COD更高达11～13

万mg/L，包括悬浮固体、溶解性COD 和胶体，有机物93%～94%，无机物占6%～7%，有机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产品：如丁醇、乙醇等。由于废水含有约500mg/L 左右的有机酸，废水呈酸性，运行初期可考虑加碱或污泥的回流以平衡废水的酸碱度，运行稳定后系统具备足够的缓冲能力，则不需要加碱或回流[4]。

高浓度酒精废水若直接排放进入临近水体，会造成水体富营养化。水体富营养化使水域生物种群发生变化．藻类大量繁殖，使水体的透明度下降。许多藻类能够合成、分泌、释放有毒性物质，对在富营养化水域饮水的野生动物、牲畜造成毒害，甚至造成死亡，并可能对人类的健康造成潜在的不良影响。藻类及其他浮游生物死亡后的残体沉入水底，代代堆积，湖泊逐渐变浅，直至成为死湖或沼泽，加重水源耗竭的危机。

国内外不同的研究者从不同角度出发，对酒精废水的综合处理及利用进行了各种探索，取得了许多成功的经验。现列举其中的部分代表性治理技术并逐个分析：

一、浓缩燃烧法

该方法非常简单,其核心技术就是需要利用到多效蒸发器与燃烧炉的作用,酒精废醪在多效蒸发器的作用下被蒸发成含水率大约为40% 左右的泥饼,然后把泥饼投入到专用的燃烧炉中燃烧,在此过程将会产生热能,其中一部分热能用于生产中的酒精蒸馏工序,另一部分热能用于蒸发工序,从而使能源得到了充分的利用，从而实现废液零排放的目的。目前,利用浓缩燃烧法处理酒精废醒较为成功的要数荷兰HCG公司与瑞典Alfa-Laval公司[5]。

图1 浓缩燃烧法工艺流程

二、酒精糟生产蛋白饲料(DDGS)工艺

玉米酒精废水中含有大量的悬浮物和溶解物,如加适当的以处理利用,都可转化为营养价值很高的饲料,即蛋白饲料,又称DDGS。在消除酒精废液污染的同时又产生了新的经济效益,因此该技术已越来越受到人们的关注。该技术的工艺流程如图2所示:先将酒精糟液通过压滤机等设备进行固液分离,其中的悬浮物被分出,滤出液则被送往蒸发站蒸发浓缩,取得浓缩物,然后将浓缩物和固液分离产生的固体物质一起进入干燥设备中干燥,最后将干燥后的物质挤压成粉状饲料,即DDGS。目前,开始采用此工艺处理玉米酒精糟的主要分布在一些经济发达的国家,如美国、西欧等[5]。

图2酒精糟生产蛋白饲料(DDGS)工艺流程图

三、生物法

工程实际中还采用厌氧+好氧的组合工艺，处理酒精废水。酒精废水属于含固量较高的高浓度有机废水，可生化性好，是一种丰富的能源，经过厌氧处理后的废水仍然具有一定浓度的 COD 物质，并且厌氧过程本身没有特别明显的氨氮、总磷去除能力，故在厌氧处理之后需要进一步的采用后续的好氧处理。目前用于处理玉米酒精废水的厌氧技术主要有上流式厌氧污泥床(UASB)、升流式厌氧生物滤床(UAF)、厌氧颗粒污泥膨胀床

(EGSB) 、内循环厌氧反应器（IC）等，稳定运行后COD去除率均在80%以上。目前常用的好氧处理法有接触氧化法、间歇式活性污泥法(SBR)和循环式活性污泥法(CASS) ，稳定运行后，接触氧化法COD去除率达70%以上，SBR与CASS对COD去除率达80%以上。

图3 生物法处理基本工艺流程

（一） UASB+生物接触氧化

孙根行等人采用 UASB+生物接触氧化-过滤工艺处理酒精废水，废水来源于一家以玉米为原料生产酒精的企业, 年产酒精5万ｔ, 同时, 每日产生酒精废水2 000多ｔ。原水水质为:ｐＨ 3.5 ～ 5.5;ＣＯＤ≤40 000 ｍｇ/Ｌ, ＢＯＤ5 ≤ 28 000 ｍｇ/Ｌ, ＮＨ3 -Ｎ≤300ｍｇ/Ｌ, ＳＳ≤40 000 ｍｇ/Ｌ。采用ＵＡＳＢ-生物接触氧化工艺处理酒精废水, 无需药剂, 处理效果稳定, 系统ＣＯＤ <100 ｍｇ/Ｌ, 色度<50倍, ＳＳ<70 ｍｇ/Ｌ,ＮＨ3 -Ｎ <15 ｍｇ/Ｌ, ＴＰ<0.5 ｍｇ/Ｌ, 均达到综合废水排放标准(ＧＢ8978-1996)一级标准[6]。在处理废水的同时，产生的沼气得以回收利用，产生了可观的经济价值。其工艺流程如下图4：