淺談IC+CASS工藝處理酒精廢水

曾添文

【摘要】針對酒精工業(yè)廢水的來源及特點，簡單介紹了酒精糟的處理方法，詳細(xì)闡述了IC+CASS工藝處理特點，酒精廢水得到了有效的治理，同時又獲得了可觀的經(jīng)濟效益。

【關(guān)鍵詞】酒精廢水；廢水處理；IC；CASS

前言：酒精工業(yè)是國民經(jīng)濟重要的基礎(chǔ)原料產(chǎn)業(yè)，酒精廣泛應(yīng)用于化工、食品工業(yè)、日化、醫(yī)藥衛(wèi)生等領(lǐng)域，同時又是酒基、浸提劑、溶劑、洗滌劑和表面活性劑。 我國酒精生產(chǎn)的原料比例為：淀粉質(zhì)原料（玉米、薯干、木薯）占75%，廢糖蜜原料占20%，合成酒精占5%。由此，我國酒精生產(chǎn)的原料主要是玉米、薯干等淀粉質(zhì)原料 酒精企業(yè)酒精糟的污染是食品與發(fā)酵工業(yè)最嚴(yán)重的污染源之

一、酒精生產(chǎn)廢水特點

酒精工業(yè)生產(chǎn)過程中的廢水主要來自蒸餾發(fā)酵成熟醪后排出的酒精糟，生產(chǎn)設(shè)備的洗滌水、沖洗水，以及蒸煮、糖化、發(fā)酵、蒸餾工藝的冷卻水等。

酒精生產(chǎn)過程中產(chǎn)生廢水的水質(zhì)和噸產(chǎn)品排水量見表：

酒精廢水是高濃度有機廢水，其污染物主要包括：懸浮在廢水中的固體不溶物、油脂、淀粉、膠；溶解在水中的糖、酸、堿、鹽等；溫度可高達100℃；懸浮物含量高，外觀混濁、色度高、易腐敗。

二、酒精廢水處理主要方法

酒精糟雖然無毒，但是污染負(fù)荷高成酸性。根據(jù)酒精生產(chǎn)的原料不同，其酒精糟的綜合利用和處理采用不同的方法。

1、玉米酒精糟的綜合利用

玉米酒精糟生產(chǎn)DDGS，既能較徹底的消除污染，使廢水處理達標(biāo)，又能獲得高質(zhì)量的蛋白飼料。但是DDGS生產(chǎn)設(shè)備投資大，能耗高（1tDDGS需要200kw·h電耗，蒸汽2.7t，水耗250t），技術(shù)要求高，所以國內(nèi)只有一部分企業(yè)實現(xiàn)DDGS生產(chǎn)，部分企業(yè)仍采用先進行固液分離，濾渣生產(chǎn)DDG，做飼料，濾液部分回用生產(chǎn)，部分經(jīng)生化處理，逐步實現(xiàn)酒精糟生產(chǎn)DDGS。

2、薯干酒精糟的綜合利用

部分企業(yè)將薯干酒精糟經(jīng)厭氧+好氧處理，該方法COD去除率可達到80%。還有企業(yè)將酒精糟采用固液分離，濾液回用生產(chǎn)或者經(jīng)生化處理達標(biāo)，濾渣直接做飼料。

用厭氧消化處理酒精廢醪經(jīng)過30多年的研究實踐，已證明是一種切實可行的高效產(chǎn)能的處理方法，得到國內(nèi)外普遍的承認(rèn)和應(yīng)用。我國現(xiàn)行的酒精廢醪治理工程中絕大多數(shù)采用了厭氧消化工藝。

3、糖蜜酒精廢水處理方法

目前，對糖蜜酒精糟采用濃縮燃燒或者濃縮后制作顆粒肥料用，對綜合廢水仍采用二級生化處理技術(shù)。

三、IC+CASS工藝處理

IC反應(yīng)器即膨脹顆粒污泥床反應(yīng)器，是在UASB反應(yīng)器的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的第三代厭氧生物反應(yīng)器，利用厭氧反應(yīng)所產(chǎn)生的沼氣作為動力，將廢水、污泥提升至反應(yīng)器頂部的分離包，再從中心回流水管回流至反應(yīng)器底部，實現(xiàn)了混合液的內(nèi)循環(huán)，緩沖了底部進水對污泥的沖擊，同時提高了反應(yīng)器的水力負(fù)荷，保證泥水的充分混合，使廢水獲得穩(wěn)定的處理效果。反應(yīng)器的高度高達16-25m。從外觀上看，IC反應(yīng)器由第一厭氧反應(yīng)室和第二厭氧反應(yīng)室疊加而成，每個厭氧反應(yīng)器的頂部各設(shè)一個氣-固-液三相分離器。如同兩個UASB反應(yīng)器的上下重疊串聯(lián)。

IC反應(yīng)器具備如下特點：

（1）容積負(fù)荷率高，水力停留時間短

IC反應(yīng)器生物量大（可達到60g/L），污泥齡長。特別是由于存在著內(nèi)、外循環(huán)，傳質(zhì)效果好。處理高濃度有機廢水，進水容積負(fù)荷率可達15～25kgCOD/m3·d。

（2）抗沖擊負(fù)荷強

在IC反應(yīng)器中，當(dāng)COD負(fù)荷增加時，沼氣的產(chǎn)生量隨之增加，由此內(nèi)循環(huán)的氣提增大。處理高濃度廢水時，循環(huán)流量可達進水流量的10～20倍。廢水中高濃度和有害物質(zhì)得到充分稀釋，大大降低有害程度，從而提高了反應(yīng)器的耐沖擊負(fù)荷能力；當(dāng)COD負(fù)荷較低時，沼氣產(chǎn)量也低，從而形成較低的內(nèi)循環(huán)流。因此，內(nèi)循環(huán)實際為反應(yīng)器起到了自動平衡COD沖擊負(fù)荷的作用。

（3）避免了固形物沉積

有一些廢水中含有大量的懸浮物質(zhì)，會在UASB等流速較慢的反應(yīng)器內(nèi)容易發(fā)生累積，將厭氧污泥逐漸置換，最終使厭氧反應(yīng)器的運行效果惡化乃至失效。而在IC反應(yīng)器中，高的液體和氣體上升流速，將懸浮物沖擊出反應(yīng)器。

（4）基建投資省和占地面積小

由于IC反應(yīng)器的容積負(fù)荷率比普通的UASB反應(yīng)器要高3～4倍以上，則IC反應(yīng)器的體積為普通UASB反應(yīng)器的1/4～1/3左右。而且有很大的高徑比，所以，占地面積特別省，非常使用于占地面積緊張的廠礦企業(yè)采用。并且，可降低反應(yīng)器的基建投資。

（5）依靠沼氣提升實現(xiàn)自身的內(nèi)循環(huán)，減少能耗

厭氧流化床載體的膨脹和流化，是通過出水回流出水泵加壓實現(xiàn)。依次必須消耗一部分動力。而IC反應(yīng)器正常運行時是以自身產(chǎn)生的沼氣作為提升的動力，實現(xiàn)混合液內(nèi)循環(huán)，不必開水泵實現(xiàn)強制循環(huán)，從而減少能耗。

（6）減少藥劑投量，降低運行費用

內(nèi)外循環(huán)的液體量相當(dāng)于第一級厭氧出水的回流，對pH起緩沖作用，使反應(yīng)器內(nèi)的pH保持穩(wěn)定?？蓽p少進水的投堿量，從而節(jié)約藥劑用量，而減少運行費用。

（7） IC可以在較高溫度下運行，非常適合于生產(chǎn)廢水溫度較高的情況，可節(jié)省污水蒸汽加熱的運行費用。

厭氧出水必須采用好氧生物法進行處理，進一步降解水中的污染物。好氧工藝采用CASS 工藝，是集進水、曝氣反應(yīng)、沉淀、潷水、靜置功能為一體的新型生化反應(yīng)設(shè)備。CASS池分預(yù)反應(yīng)區(qū)和主反應(yīng)區(qū)。在預(yù)反應(yīng)區(qū)內(nèi)，微生物能通過酶的快速轉(zhuǎn)移機理迅速吸附污水中大部分可溶性有機物，經(jīng)歷一個高負(fù)荷的基質(zhì)快速積累過程，這對進水水質(zhì)、水量、PH和有毒有害物質(zhì)起到較好的緩沖作用，同時對絲狀菌的生長起到抑制作用，可有效防止污泥膨脹；隨后在主反應(yīng)區(qū)經(jīng)歷一個較低負(fù)荷的基質(zhì)降解過程。

CASS 工藝主要有以下特點：

（1）由預(yù)反應(yīng)區(qū)和主反應(yīng)區(qū)組成，因此，對難降解有機物的去除效果更好。

（2）兼有好氧缺氧作用，可提高廢水可生化性，能確保出水水質(zhì)。

（3）抗沖擊能力更好。與傳統(tǒng)活性污泥法相比，CASS法的優(yōu)點是-建設(shè)費用低-省去了初次沉淀池、二次沉淀池及污泥回流設(shè)備。

（4）污泥活性高，反應(yīng)池內(nèi) SVI 一般在100 左右，沉降、分離效果好，產(chǎn)泥少，能抑制絲狀菌的生長，有效控制污泥膨脹，沉降時沒有進出水，屬理想靜沉。分離效果好。

四、結(jié)論

（1）酒精廢水經(jīng)過上述IC+CASS工藝處理后，可解決廠區(qū)的水環(huán)境污染現(xiàn)狀，附近水體將會有明顯的改善，工程項目具有明顯的社會效益、環(huán)境效益、經(jīng)濟效益。

（2）目前僅采用生物處理方法，對于處理高濃度的酒精廢水出水穩(wěn)定達標(biāo)仍有困難，特別是現(xiàn)在隨著環(huán)保要求的提高，出水要求也進一步提高，生物處理后還需深度處理工藝。因此還需要進行大量的研究，以實現(xiàn)對酒精廢水的資源化處理。

（3）要以廢水治理達標(biāo)為前提，需不斷探索先進的技術(shù)，采用更好的工藝，使用最少的投資和最低的運行費用，將廢水治理工程建設(shè)好，創(chuàng)造良好的環(huán)境效益和社會效益。

參考文獻：

[1]高俊發(fā)，王社平. 污水處理廠工藝設(shè)計手冊. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003.10.