淺談酒精廢液厭氧出水冷卻分離裝置的改造

張樹龍，喻金票

（廣西金源生物化工實(shí)業(yè)有限公司，廣西 桂平 537200）

目前國內(nèi)大多數(shù)酒精生產(chǎn)廠家使用的原料都是紅薯或木薯等薯類生產(chǎn)酒精后，排放的廢糟液屬于高濃度、高懸浮物的高溫廢液。通過研究廢液的水質(zhì)特征，發(fā)現(xiàn)木薯酒精廢液主要來自于酒精蒸餾塔排出的廢液，糟液溫度高達(dá) 90℃左右，pH為4.0～4.2，廢水的COD和SS分別為40～70 g/L和20～30 g/L，總碳水化合物質(zhì)量濃度達(dá)45.2 g/L，屬于高含糖酸性有機(jī)廢水。

一般COD在50 000～60 000 mg/L，SS在25 000～35 000 mg/L，溫度在 80 ℃以上。最終處理排放標(biāo)準(zhǔn)為 COD＜100mg/ L，SS＜70 mg/ L一般采用的環(huán)保處理工藝為厭氧—好氧處理工藝。

厭氧處理能回收大量的沼氣，降低處理成本，好氧處理作為深度處理，這樣的工藝處理方法將廢液處理達(dá)標(biāo)，是最佳的處理方法。木薯酒精廢水經(jīng)一級厭氧沉淀處理后，TCOD去除率為90 %左右，SS去除率＞80 %，產(chǎn)氣量18 L/d，其中甲烷體積分?jǐn)?shù)為55 %～60 %；二級厭氧處理后，TCOD去除率為44 %左右，SS平均去除率40%，產(chǎn)氣量0.25 L/d，其中甲烷體積分?jǐn)?shù)為55 %～60 %。兩級厭氧對COD、SS、溶解性TN、溶解性TP的總平均去除率分別達(dá)到94 %、96 %、44 %、87 %。而高溫厭氧CSTR適用于處理高固含量的木薯酒精廢水，TCOD和SCOD的去除率分別為90 %和86 %，部分SS能夠在全糟厭氧反應(yīng)器中進(jìn)行降解，降解率約為50 %。甲烷產(chǎn)率以TCOD和SCOD計(jì)分別是0.20～0.25、0.37～0.50 m3，其中以SCOD計(jì)的甲烷產(chǎn)氣率大于理論值（0.35 m3），這是由于在厭氧消化過程中部分SS轉(zhuǎn)變?yōu)镾COD。而SS中包含的難降解的COD通過沉淀去除，且沒有產(chǎn)生甲烷，使以TCOD計(jì)的甲烷產(chǎn)氣率較小。

采用中溫 UASB對發(fā)酵殘液進(jìn)行后續(xù)處理，當(dāng) UASB的COD容積負(fù)荷在3 kg/（m3·d）左右時(shí)，對TCOD的去除率為44 %左右，產(chǎn)氣量為0.25 L/d，但甲烷體積分?jǐn)?shù)＞55 %，同樣以SCOD計(jì)的甲烷產(chǎn)氣率＞TCOD甲烷產(chǎn)氣率，但二者均低于理論值，這是由于廢水經(jīng)過一級厭氧處理，其中的易生物降解有機(jī)物被大量利用于產(chǎn)甲烷，二級厭氧可利用的有機(jī)物可生化性相對較差。

木薯酒精廢水經(jīng)兩級厭氧處理后，每一級出水的m（C）∶m（N）和m（C）∶m（P）相對于進(jìn)水均顯著降低。針對二級厭氧處理廢水COD去除率較低，出水含有大量N、P的特點(diǎn)，可在二級厭氧處理后再進(jìn)行好氧處理，達(dá)到進(jìn)一步去除有機(jī)物和脫氮除磷的目的。

不過，在兩級厭氧過程中都存在固液分離和溫度控制的技術(shù)難題。各處理單元進(jìn)出水指標(biāo)要求如下：

表1 厭氧環(huán)保污水處理工藝單元指標(biāo)

通過上表可知，兩級厭氧處理之間主要的處理工藝就是降溫和去除SS，一般采用的通過斜篩分離，再進(jìn)入沉淀池沉淀分離。上清液通過螺旋板換熱處理，達(dá)到降溫除SS的目的。此工藝主要存在以下難題：①廢水經(jīng)過斜篩分離后，溫度易燃較高，在沉淀池內(nèi)厭氧反應(yīng)持續(xù)，有沼氣產(chǎn)生，不利于沉淀；②沉淀效果差的污水含有大量的SS，進(jìn)入螺旋板換熱器后易出現(xiàn)堵塞的現(xiàn)象，且不利于二級厭氧的進(jìn)料。

通過觀察研究，我們決定對斜篩進(jìn)行改造，利用風(fēng)冷原理，達(dá)到對厭氧出水分離冷卻的目的，有利于下一步的沉淀處理。

2 改造內(nèi)容

2.1 主要結(jié)構(gòu)

主要結(jié)構(gòu)，見圖1。其中，1為引風(fēng)機(jī)，2為出風(fēng)口，3為進(jìn)料槽，4為設(shè)備房，5為振動(dòng)篩，6為進(jìn)風(fēng)口，7為篩上物接納槽，8為篩下物接納槽，9為鼓風(fēng)機(jī)。

圖1 主要結(jié)構(gòu)

2.2 工作原理

高溫的待分離冷卻物料進(jìn)入進(jìn)料槽 3，均勻撒落在振動(dòng)篩的兩組篩網(wǎng)上。冷空氣由鼓風(fēng)機(jī) 9送入進(jìn)風(fēng)口6，上升穿過篩網(wǎng)進(jìn)入風(fēng)道，由引風(fēng)機(jī)1排入外界。篩上物流入篩上物接納槽7內(nèi)。篩下物落入篩下物接納槽 8的過程中，與上升的空氣充分交換熱量。熱空氣由引風(fēng)機(jī)1帶出設(shè)備房。冷卻后的篩下物由篩下物接納槽8流出，進(jìn)入下一道工序。

2.3 現(xiàn)場應(yīng)用

2.3.1 篩網(wǎng)的選擇

通過試驗(yàn)，分別選用不同材質(zhì)和目數(shù)的篩網(wǎng)進(jìn)行對比，效果如下：

表2 不同材質(zhì)和目數(shù)的篩網(wǎng)性能比表圖

80目：初期篩上物水分含量小，不易下滑，易堵塞；不易沖洗，使用一段時(shí)間后，效果較好，使用時(shí)間長

100目：初期篩上物水分含量小，可以下滑，易堵塞；易沖洗，使用一段時(shí)間后，效果較好，使用時(shí)間較長

120目：初期篩上物水粉適中，物料流動(dòng)性好，易堵塞；不易沖洗，使用一段時(shí)間后，堵塞嚴(yán)重。使用時(shí)間短

通過以上比較，采用100目尼龍網(wǎng)，用木條釘成篩框，將尼龍網(wǎng)釘在框上制成斜篩，使用效果較好，可反復(fù)拆洗，耐腐蝕。

2.3.2 風(fēng)機(jī)的選擇

引風(fēng)機(jī)：采用普通強(qiáng)力鼓風(fēng)機(jī)，風(fēng)壓在3 000～5 000 Pa，風(fēng)量根據(jù)進(jìn)料量選擇。

抽風(fēng)機(jī)：采用玻璃鋼風(fēng)機(jī)，有利于防腐，提高使用壽命，風(fēng)壓在1 000～2 000 Pa，風(fēng)量可以適量加大，采用低風(fēng)壓流量風(fēng)機(jī)。

2.3.3 運(yùn)維管理

運(yùn)維管理：①篩網(wǎng)要定期沖洗，以保證篩分效果；②風(fēng)機(jī)要定期加油，特別是引風(fēng)機(jī)要定期檢查風(fēng)葉，清洗附著物，以保證風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平衡；③篩網(wǎng)的安裝要保證張緊度，避免篩網(wǎng)松弛，形成堵塞團(tuán)。

3 結(jié)論與建議

3.1 結(jié)論

第一，酒精廢液厭氧處理要實(shí)現(xiàn)高效率的 COD、SS去除率，在兩級厭氧處理設(shè)施的中間工藝可以加這套經(jīng)改造的冷卻分離裝置：振動(dòng)篩下方內(nèi)側(cè)設(shè)有篩下物接納槽，振動(dòng)篩下方兩邊外側(cè)各設(shè)一個(gè)篩上物接納槽，在設(shè)備房的上方設(shè)引風(fēng)機(jī)，通過風(fēng)道與設(shè)備房連通；振動(dòng)篩分兩組，呈“八”字型布置，每組由1塊或1塊以上依次錯(cuò)開的篩網(wǎng)組成；對應(yīng)在振動(dòng)篩“八”字下方的設(shè)備房圍護(hù)墻上開設(shè)進(jìn)風(fēng)口。在進(jìn)行固液分離的同時(shí)，對物料進(jìn)行通風(fēng)冷卻。

第二，配套冷卻分離裝置選擇的篩網(wǎng)需采用100目尼龍網(wǎng)，用木條釘成篩框，將尼龍網(wǎng)釘在框上制成斜篩，并采用強(qiáng)力鼓風(fēng)機(jī)作為設(shè)備房外的引風(fēng)機(jī)，以及采用玻璃鋼材質(zhì)的低風(fēng)壓流量鼓風(fēng)機(jī)作為抽風(fēng)機(jī)。

第三，在運(yùn)維管理方面，需要加強(qiáng)篩網(wǎng)的定期清潔管理，提高材料的利用率；并注意風(fēng)機(jī)的定期維護(hù)。

3.2 建議

第一，本改造適用于高溫且含有大量懸浮物的濃醪的冷卻分離，從而達(dá)到冷卻分離一步到位的效果，在酒精廢液厭氧出水處理中適用由于溫度的降低，有利于提高沉淀池的處理效果

第二，在此改造中可以添加溫度及電機(jī)變頻等自動(dòng)化控制技術(shù)，設(shè)定冷卻溫度，通過變頻調(diào)節(jié)冷卻風(fēng)量，從而達(dá)到自動(dòng)控制的目的，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度。

[1]陳金榮，謝麗，羅剛，等.高溫CSTR－中溫UASB兩級厭氧處理木薯酒精廢水[J].工業(yè)水處理，2011（02）.

[2]戴世明，呂錫武，陸惠民.酒精生產(chǎn)中的循環(huán)經(jīng)濟(jì)研究[J].工業(yè)技術(shù)經(jīng)濟(jì)，2006（11）：126－128.