发酵工业废水处理

柠檬酸 酶制剂
酵 母
57 11
90
7.32 2.00
1.98
31 10
83
6.43 1.95
1.95
28 9
78
6.12 1.90
1.93
26 8
73
5.37 1.89
1.91
25 7.9
70
5.10 1.82
1.85
表2 我国发酵行业集中度情况
行业 味精行业 柠檬酸行业 乳酸行业 淀粉酶行业 酵母行业 产量 10万吨以上 6万吨以上 2万吨以上 20万吨以上 4万吨以上 企业个数 7 5 2 7 3 产量总量比例（ห้องสมุดไป่ตู้） 84 78 73 60 67
酸、碱废水和有机溶剂废水 提取过程中需要采用一些提取工艺和特殊的化学药品造成的。
设备与地板等的洗涤废水 成分与发酵废水相似，BOD5质量浓度为500~1500 mg/L。
冷却水 发酵残余的营养物及酸、碱、有机溶剂和化工原料。
（2）抗生素废水的特点
1）排水点多。
2）高浓度废水间歇排放，酸碱性及温度变化较大 3）废水的CODCr含量高 4）碳氮比低 5）含氮量高
酸、碱、营养剂 泵 啤酒废水 进水井 泵 应急池 缓冲池
HRT 3h
泵 泵
旋转滤网
泵
预酸化池
HRT 1.5h COD负荷:6kg/(m3 d)
·
HRT 2h COD负荷:15kg/(m3 d)
·
排放 回用 泵
出水池
斜板沉淀池 污泥 凝聚剂
CIRCOX反应器 压缩空气
IC反应器 沼气 至火炬燃烧 或回收利用
吨/千升-产品 克/千升-产品 克/千升-产品 克/千升-产品 吨/千升-产品 克/千升-产品 克/千升-产品 克/千升-产品 吨/千升-产品 克/千升-产品 克/千升-产品 克/千升-产品 吨/千升-产品 克/千升-产品 克/千升-产品 克/千升-产品 吨/千升-产品 克/千升-产品 克/千升-产品 克/千升-产品 吨/千升-产品 克/千升-产品 克/千升-产品 克/千升-产品 吨/千升-产品 克/千升-产品 克/千升-产品 克/千升-产品
表 1.X 酒精制造行业产排污系数表
原料名称 规模等级 （万千升/年） 污染物指标 工业废水量 ≥8
①
单位
产污系数 下限：18.55 中值：20.325 上限：22.18 568,810 342,508 650 下限：25.383 中值：27.192 上限：29.08 644,528 382,571 750 下限：30.53 中值：32.675 上限：34.82 660,855 406,190 780 下限：20.959 中值：22.503 上限：24.048 431,749 246,126 380 下限：29.07 中值：30.815 上限：32.56 457,512 282,751 640 下限：33.659 中值：34.464 上限：35.27 481,164 288,620 690 下限：47.543 中值：49.621 上限：51.7 1632,230 801,977 5,970
啤酒工业废水
啤酒工业废水
GB1978-1996 味精行业二级标准
除NH4+-N
味精工业废水
HRT=8h 脱除SO42HRT=0.5h HRT=1.0h
pH=9~10
UASB I COD负荷0.2kg/m3d 硫酸盐还原 COD负荷20kg/m3d UASB II 23 SO4 负荷10kg/m d COD负荷5-10kg/m3d
啤酒工业废水
HRT= 40s
HRT= 8h
高浓度有机废水
格栅
沉砂池
HRT= 40s
分离机
调节池
泵
UASB
沼气
低浓度有机废水
格栅
沉砂池
分离机
调节池
HRT= 8h
泵
水解池 接触氧化池 气浮池 排放
离心风机 泥饼外运 带式压滤机 污泥泵 污泥浓缩池
图 山东三孔啤酒有限公司废水处理工艺流程
啤酒工业废水
啤酒工业废水
从各车间排放的废水水质水量波动大 啤酒废水水质指标
中浓度有机废水，可生化性好
表2 各类发酵废水的污染负荷
3.味精工业废水
(1)来源
原料处理后剩下的废渣（米渣） 发酵液经提取谷氨酸后的废母液或离子交换尾液 各种设备洗涤水 离子交换树脂洗涤与再生废水 各阶段冷却水（液化95℃↓糖化60℃↓发酵30℃） 各种冷凝水（液化、糖化、浓缩等工艺）
(2)水量 (3)水质
一般8~12m3/t（管理和技术水平较高） 取决于耗水量 国内：10~20m3/t (糖化—灌装) 实际啤酒厂统计：17~30m3/t 酒损率
先进酒厂：6%~8% 一般水平酒厂：10%~12% 后进酒厂：﹥18%
环境污染越严重
水量大、无毒有害、属中浓度有机废水
北京某啤酒厂各车间及总排放口水质指标
（2）以水解酸化-好氧为主体的处理工艺
（3）以IC-CIRCOX为主体的处理工艺
啤酒工业废水
安徽某啤酒厂废水处理水质水量设计值
Q(m3/d) 进水水质 出水水质 3500 —
HRT=8h
废水 机 械 格 栅 集 水 调 节 池 提 升 泵
COD(mg/L) 800~1500 ≤150
风机
BOD5(mg/L) 800mg ≤60
SS(mg/L) 300~600 ≤200
CASS 反 应 器
BOD负荷：0.675 kg/(kgMLSS· d) HRT=16h
出水
上清液
污 泥 浓 缩 池
泵
压 滤 机
干泥外运
滤液回流 图 啤酒废水CASS工艺流程图
COD: 300~3000 mg/L BOD5: 100~2000 mg/L CASS工艺 SS: 200~2500 mg/L TN: ≤100 mg/L TP: ≤10 mg/L
味精工业废水
发酵工业废水的来源及水量
淀粉
原料 处理 淀粉
糖化 发酵
分离与提取
产品
原料处理后剩下的废渣
分离与提取主要产品后废母液与废糟 加工和生产过程中各种冲洗水、洗涤剂和冷却水
发酵工业废水的水质特征
1、酒精工业废水
发酵酒精工业：指以谷类、薯类、糖蜜或其他生
物质等为原料，经发酵、蒸馏而制成食用酒精、工 业酒精、变性燃料乙醇等酒精产品的工业。
(2)废水水量与水质
高CODCr ;高菌体含量;高BOD5;高NH4+-N;高SO42“五高一低”废水 低pH
味精生产主要污染物、污染负荷及单位废水排放量
4.抗菌素工业废水
(1)来源 发酵废水
BOD5：4000~13000 mg/L（不含有最终成品 ） BOD5：（2~3)×104 mg/L（发酵过程失败 ）
6）悬浮物（SS）浓度高
7）硫酸盐浓度高 8）含有难降解物质和有抑菌作用的抗菌素 9）有生物毒性
发酵工业废水处理技术
表1 发酵废水分类收集要求
“清污分流、浓淡分家”
酒精工业废水
1、固液分离-滤液循环
2、DDG-厌氧消化（UASB）
啤酒工业废水
（1）以活性污泥法为主体的处理工艺 （SBR, CASS） 耐冲击负荷能力强 占地面积小 投资省、效果好、工艺简单、运行稳定、能耗少
以水解酸化-好氧为主体的处理工艺
耐冲击负荷能力强 水解酸化：UASB， 60% 好氧处理：生物接触氧化法，容积负荷高，HRT短……
以活性污泥法为主体的处理工艺 （SBR, CASS）
耐冲击负荷能力强 占地面积小 投资省、效果好、工艺简单、运行稳定、能耗少
以IC-CIRCOX为主体的处理工艺 (内循环厌氧反应器-封闭式空气提升反应器)
啤酒工业废水
啤酒工业废水
以活性污泥法为主体的处理工艺 （SBR, CASS）
耐冲击负荷能力强 占地面积小 投资省、效果好、工艺简单、运行稳定、能耗少
以水解酸化-好氧为主体的处理工艺
耐冲击负荷能力强 水解酸化：UASB， 60% 好氧处理：生物接触氧化法，容积负荷高，HRT短……
以IC-CIRCOX为主体的处理工艺
发酵工业
利用微生物的生命活动产生的酶对无机或有机原 料进行加工获得产品的工业。 •传统酿造工业（Brewing industry） 各种酒类，副食佐餐调味品 等 •发酵工业（Fermentation industry） 酒精、抗生素、柠檬酸 等
产业现状
产业布局由沿海港口等经济发达地区向原料产地转移
车间名称 麦芽 糖化 发酵 灌装 酵母 总排放口 COD/(mg/L) 540 35400 3390 1420 12350 1070 BOD/(mg/L) 357 25700 2658 840 8830 736 SS/(mg/L) 67 1860 210 50 751 125 pH 6~7 6~7 6~7 6~7 6~7 6~7
表1 2006-2010年发酵产品的能耗、水耗情况 单位：吨
2006 发酵产 吨产 品 品 水耗 味 精 105 吨产 品 煤耗 1.9 2007 吨产 品 水耗 95 吨产 品 煤耗 1.86 2008 吨产 品 水耗 92 吨产 品 煤耗 1.83 2009 吨产 品 水耗 90 吨产 品 煤耗 1.75 2010 吨产 品 水耗 85 吨产 品 煤耗 1.69
第一章 发酵工业废水处理
发酵定义
发酵 (Fermentation)？
来源：拉丁语ferver（发泡、沸涌）
指酵母作用于果汁或谷物，进行酒精发酵时产生二氧 化碳(CO2)的现象。实际上，在黄酒、啤酒、果酒等的酿 造中，以起泡现象作为直观观察发酵的指标。
利用微生物在有氧或无氧条件下的生命活动来制备微生 物菌体本身，或其直接代谢产物或次级代谢产物的过程。
有机负荷高，HRT短 占地面积小 剩余污泥少 能耗少
啤酒工业废水
占地小，沼气收集方便 有机负荷高，HRT短 2~5h 剩余污泥少，易脱水 沼气提升搅拌混合使污泥回流，能耗低 耐冲击负荷性能强 处理效率高，COD：75%～80%,BOD：80%～85% 生物气纯度高
内循环厌氧反应器(IC) 占地面积小 有机负荷与微生物浓度高 HRT短，0.5～4h 剩余污泥少，污泥回流不需外加动力 反应器为封闭系统，污水中易挥发物质易控制 不需要另设脱膜装置及预沉池 适合于处理含氮化合物及其它难降解的化合物 封闭式空气提升反应器(CIRCOX)
①
糖蜜
所有规模
化学需氧量 五日生化需氧量 氨氮
①工业废水量取值方法为：低醪发酵取上限值、中醪发酵取中值、浓醪发酵取下限值。 数据来源:第一次全国污染源普查：工业污染源产排污系数手册：第 03 分册
2.啤酒工业废水
（1）废水来源
麦芽生产过程：洗麦水、浸麦水、发芽降温喷雾水、麦糟水、洗涤水等 糖化过程：糖化、过滤洗涤水 发酵过程：发酵罐洗涤、过滤洗涤水 灌装过程：洗瓶、灭菌、破瓶啤酒及冷却水和成品车间洗涤水 生活污水：来自办公大楼、食堂、单位宿舍和浴室（1.7 m3/t啤酒）
化学需氧量 五日生化需氧量 氨氮 工业废水量
①
玉米
4～8
化学需氧量 五日生化需氧量 氨氮 工业废水量
①
≤4
化学需氧量 五日生化需氧量 氨氮 工业废水量
①
≥8
化学需氧量 五日生化需氧量 氨氮 工业废水量
①
薯类
4～8
化学需氧量 五日生化需氧量 氨氮 工业废水量
①
≤4
化学需氧量 五日生化需氧量 氨氮 工业废水量
淀粉质：75% 废糖蜜：20% 合成酒精：5%
高浓度废水 中浓度废水 低浓度废水
酒精糟主要特征： 1. 高温:蒸馏釜底排出的废液温度可达100℃。 2. 高浓度：CODCr(5～7)×104mg/L ，包括悬浮固体（SS），溶 解性CODCr和胶体，有机物占93%～94%。主要是碳水化合物及含 氮化合物、生物菌体及微量醇等，另外还有约500mg/L的有机酸。 无机物6%～7%，为泵水中的离子及原料杂质、灰尘。 3. 高悬浮固体（SS）：悬浮固体约占60%～80%，浓度30～ 50g/L。酒精糟呈酸性，是酒精行业最主要的污染源。