玉米发酵法生产食用酒精污水处理技术分析与研究

杨秀敏 靳琛

摘 要：发酵法是当前主流的以粮食为原料生产食用酒精的工艺，水耗高，污染比较严重。该工艺通过采取清污分流、冷却水循环利用等措施提高水资源循环利用率。通过水解酸化后两级生物接触氧化方法处理污水，使主要污染物CODCr、BOD5、悬浮物SS去除率分别达到97.3%、98.8%和64.4%，处理后的污水达到国家《污水综合排放标准》中一级排放标准要求。

关键词：酒精污水 水解酸化 接触氧化

中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）03（c）-0093-01

随着我国优质食用酒精行业的迅速发展，特别是在国家推广使用可再生能源政策的引导下，乙醇汽油逐步得到推广使用。以玉米为原料生产乙醇汽油的产业也随之蓬勃兴起，乙醇产业在我国国民经济中所占的比重逐年增加。而由此带来的能耗、水耗和污染物排放量增加，也给环境造成了巨大的压力。酒精行业水污染问题已经受到了越来越多的关注，成为我国环境保护工作必须解决的重要课题。

1 工程分析

目前，国内通用的以玉米为原料生产酒精工艺分三个主要步骤完成。

1.1 玉米的前处理

原料玉米先经筛分机去除碎玉米、石块等杂质，放入贮存仓中贮存。然后进入破碎机破碎，再经清分机将胚、皮分出。胚被提出后，玉米粉经输送装置送至拌料、液化工序混制成玉米浆。玉米胚送至玉米油制作工序，玉米皮送至DDGS制作工序。

1.2 液化、糖化和发酵

玉米粉先经混料器混合加入新鲜水和酒糟水后，送至液化罐液化。将混合后的浆液PH值调节到6.0～6.5，同时加入液化酶，加入离心清液，将干物质含量调节至21%～22%，进入蒸煮罐和闪蒸罐进行蒸煮。90 min后，将其温度降至60?C，pH值调节到4.0～4.5，加入糖化酶，糖化时间1小时左右，再将温度降到30?C～32?C，加入成熟酒母，发酵时间50～60h。

1.3 蒸馏

经发酵处理后的熟料进入蒸馏塔进行蒸馏。蒸馏塔通常由粗馏塔、水洗塔、精馏塔、甲醇塔和回收塔5塔组成，经发酵后的糖化醪在此装置中完成蒸馏和提纯，实现乙醇和其他物质的分离。

2 污水处理工艺技术选择

2.1 污水来源

以玉米为原料，采用发酵法生产酒精工艺的污水来源主要包含以下几个环节：（1）生产污水生产污水主要来自釜馏水、酒糟分离冷凝水和车间清洗水。产生量占全厂污水排放总量的35%～40%，污染物产生量占全厂污染物产生总量的90%以上。（2）生活污水主要来源于机关办公楼、食堂、浴池等公用工程设施，水量较小，占总水量的3%～5%，污染物含量较低。（3）间接冷却水冷却水主要来自工艺循环冷却水和动力系统冷却排水。水量相对较大，占总用水量的60%左右。污染物含量低，除热污染和SS外，基本不增加其他污染物含量。此项污水经凉水塔等设施冷却处理后，可全部循环利用，水循环利用率达到50%以上。此项污水由专用管线收集（清污分流），不进入污水生化处理设施（本文不做详细论述）。

2.2 酒精厂污水中污染物统计

酒精厂污水中污染物浓度如表1所示。

2.3 污水处理工艺选择

酒精生产污水以有机物污染为主，采用生化方法进行处理。污水处理工艺主要流程如下：

（1）水质水量调节。调节池采用地下（为避免冬季低温影响）钢砼构筑物，容量按12～16h污水产生量设计。生产车间产生的生产污水（夏季需先做降温处理）、公用设施产生的生活污水可通过自流管道（或水泵）汇集到调节池中。在调节池中水质、水量得到调节后，泵入后序处理设施进行处理。（2）水解酸化。水解池采用地下（为避免冬季低温影响）钢砼构筑物，池内悬挂醛化纶填料，作为水解性微生物的载体。水解酸化工艺主要目的是降低污水的pH值，并对可生物降解的污染物进行初步的生化处理。即在产酸菌和产氢的作用下，经过6～8h的时间，使污水中溶解的悬浮有机物得到初步降解，污水中大分子有机物在水解池中转化为小分子有机物，不可溶性有机物转化为可溶性有机物，产生乙酸和氢，使污水中的有机物含量降低，pH值下降，大大提高了污水的可生化性。（3）生物氧化使用氧化塔对污水进行生物氧化处理。氧化塔由塔体、填料、曝气系统和进水系统组成。填料采用最先进的ZH组合填料，它兼有软性和半软性填料的特点，比表面积大，运行时不结球、不堵塞、易挂膜，同时对气泡有切割作用。污水由塔底进入氧化塔内，与填料上的生物膜接触，利用微生物氧化、分解水中的有机物，从而达到净化污水目的。（4）接触氧化。生物接触氧化池采用钢砼构筑物，池内悬挂软性填料，池底安装微孔曝气器。污水中的有机物在接触氧化池中被完全氧化分解。（5）污泥处理。生物接触氧化池出水先在二沉池中实现泥水分离，二沉池采用斜管沉淀方式提高其沉淀效率。二沉池污泥部分回流到生物氧化池中以维持生化处理所需污泥浓度，剩余污泥池进行浓缩干化处理。

3 污水深度处理及回用技術研究

由于酒精工艺用水对水质要求较高，且易造成杂菌污染，酒精质量难以保证，因此项目回用污水一般不作为工艺用水使用，回用水可作为循环冷却水用水。

根据同类行业类比调查，项目废水经二级水解酸化+接触氧化处理后，采用高效纤维过滤+活性碳过滤+超滤处理，最后经消毒处理可达到循环冷却用水指标。具体流程如图1所示。

经超滤处理后的污水，能够达到循环冷却水水质要求，可直接进行冷却水循环系统使用，大大提高水循环利用率，降低了全厂新鲜水用量，达到节水减排的良好效果。

参考文献

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