糧食發(fā)酵生產(chǎn)酒精的過(guò)程中會(huì )產(chǎn)生大量的廢糟液，廢糟液的BOD和COD含量都相當高，如果直接排放，會(huì )對環(huán)境造成很大污染。同時(shí)酒精廢糟液中富含有機物和礦物質(zhì)，具有很高的營(yíng)養價(jià)值，可將其回收制成DDG飼料。唐山市冀東溶劑有限公司有一條年產(chǎn)3.3萬(wàn)t食用酒精生產(chǎn)線(xiàn)，根據酒精廢糟液的上述特性，公司采用DDG飼料十厭氧消化工藝來(lái)治理廢糟液，即先將廢糟液進(jìn)行固液分離，得到DDG濕飼料，再將濾液即廢水采用新型的中溫厭氧顆粒污泥膨脹床工藝處理聯(lián)產(chǎn)沼氣，然后將所產(chǎn)沼氣用來(lái)烘干DDG飼料。經(jīng)過(guò)處理的酒精廢水，生物降解率達到96%以上，COD小于l000mg/L，BOD小于600mg/L，達到GB8978-1996《污水綜合排放標準》污水三級排放標準，排放人城市污水管網(wǎng)。該工藝同時(shí)產(chǎn)生大量的清潔能源沼氣可用于烘干飼料。這樣即解決了酒精廢水、廢氣環(huán)境污染的問(wèn)題，又做到了節能和廢棄物資源化的再生利用。按年產(chǎn)3.3萬(wàn)t酒精計，公司每年可處理33萬(wàn)t酒精廢水，烘干23000tDDG飼料，節煤6000t，多創(chuàng )利潤285.30萬(wàn)元。經(jīng)權威部門(mén)查新，目前國內尚未見(jiàn)與該工藝綜合技術(shù)特點(diǎn)相同且規模相當的酒精廢水處理及資源化利用的文獻報道。
1 酒精廢水處理的工藝流程
唐山市冀東溶劑有限公司原廢水處理采用的是中溫UASB工藝，長(cháng)期運行也沒(méi)能形成顆粒污泥，因此對酒精廢水的處理一直不理想。為此，在2004年，公司重新建造了2座2400m3的鋼制EGSB厭氧反應器，并采用中溫厭氧發(fā)酵工藝處理酒精生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢水。中溫厭氧發(fā)酵工藝的優(yōu)點(diǎn)是能耗低，厭氧發(fā)酵所產(chǎn)生的沼氣還可代替原煤烘干DDG飼料，不僅節約了能源，降低了成本，而且根治了因燃煤造成的大氣污染，提高了飼料的品質(zhì)。2套厭氧系統均正常啟動(dòng)，短期內形成了大量的顆粒污泥，處理能力也都達到了設計水平，且運行穩定。酒精廢水處理率達100%，產(chǎn)生了顯著(zhù)的經(jīng)濟和社會(huì )效益。具體工藝流程如圖1所示。
2 酒精廢水處理的各個(gè)工藝單元
 |
2.1 板框壓濾生產(chǎn)DDG飼料
將酒精生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢糟液通過(guò)板框壓濾進(jìn)行固液分離，得到DDG蛋白飼料，同時(shí)還減少了下游處理的生物負荷及處理水量。經(jīng)本單元處理后，廢糟液的生物負荷可以削減40%以上。經(jīng)板框壓濾后酒糟濾餅水分在66%-67%，因而烘干成ltDDG飼料需要3t濾餅，也就是說(shuō)生產(chǎn)hDDG飼料需要烘掉近Zt水分。經(jīng)計算處理水量可減少15%。
2.2 中溫厭氧發(fā)酵聯(lián)產(chǎn)沼氣
新建成的反應器采用厭氧顆粒污泥膨脹床工藝(EGSB)，該工藝是布水系統從反應器底部均勻進(jìn)水，使污水與厭氧反應器中的污泥充分接觸、混合，污水中有機物在厭氧菌群作用下被分解，產(chǎn)生沼氣。經(jīng)厭氧反應后的水在厭氧反應器上部三相分離器的作用下，分離沼氣、沉降污泥、澄清出水。厭氧顆粒污泥膨脹床工藝成功的關(guān)鍵是形成大量顆粒污泥，而不是絮狀懸浮泥。如不能形成大量?jì)?yōu)質(zhì)的顆粒污泥，反應器就會(huì )維持在較低的負荷水平，達不到理想的處理能力。
2.3 沼氣代煤烘干DDG飼料
提取酒精廢糟液中DDG蛋白飼料采用的是板框壓濾+熱風(fēng)爐烘干工藝。原來(lái)在沒(méi)有厭氧發(fā)酵生產(chǎn)沼氣前全部使用燃煤，而煤的燃燒會(huì )對大氣造成污染，且在烘干飼料的過(guò)程中，會(huì )有一部分煙塵、爐灰等有害物進(jìn)人到飼料中，嚴重影響飼料的質(zhì)量。用沼氣烘干飼料就避免了這樣的問(wèn)題。厭氧發(fā)酵的成功運行，必然會(huì )產(chǎn)生大量的清潔能源沼氣，目前2套厭氧設備可日產(chǎn)沼氣1800om3，折標煤18t。而且從生產(chǎn)實(shí)踐中得出，酒精糟液提取飼料后的廢水經(jīng)厭氧發(fā)酵后產(chǎn)生的沼氣足以用來(lái)烘干飼料。公司從2005年4月起就完全用沼氣代替了原煤，每年可節煤約6000t，多創(chuàng )利潤285.3萬(wàn)元。
3 中溫厭氧工藝的優(yōu)缺點(diǎn)
3.1 中溫厭氧發(fā)酵工藝的優(yōu)點(diǎn)
高溫厭氧發(fā)酵工藝為了保證58~60℃的高溫條件，需要消耗大量的能源，尤其是在寒冷的冬季，高溫厭氧發(fā)酵工藝的耗能更大。中溫厭氧發(fā)酵工藝只需控制溫度在36-38℃，與高溫厭氧發(fā)酵工藝相比極大地節省了能源。
4 效益分析
中溫厭氧發(fā)酵的能耗遠低于高溫厭氧發(fā)酵，且用厭氧發(fā)酵產(chǎn)生的沼氣代替燃煤烘干飼料，可節約大量的煤炭，從而降低成本。
(l)沼氣代替燃煤烘干飼料，可節約能源費用302.50萬(wàn)元。
(2)沼氣代替燃煤烘干飼料，可使飼料質(zhì)量提高，售價(jià)每噸提高10元，按飼料年產(chǎn)量23000t計算，產(chǎn)品銷(xiāo)售收人提高23萬(wàn)元。
(3)采用中溫厭氧發(fā)酵工藝，成本增加40.20萬(wàn)元。
(4)預計每年節約成本費用：302.5+23-40.2=285.30萬(wàn)元。
綜上所述，采用中溫厭氧發(fā)酵工藝真正做到了酒精廢水的資源化開(kāi)發(fā)再利用，起到了節能、環(huán)保、創(chuàng )效三贏(yíng)的目的，具有顯著(zhù)的經(jīng)濟、社會(huì )和環(huán)保效益，且投資小回收期短，實(shí)用性強，符合我國可持續發(fā)展的政策，具有很好的推廣價(jià)值。
5 結論
(1)中溫厭氧發(fā)酵工藝比高溫厭氧發(fā)酵工藝極大地降低了能耗，年可處理廢水33萬(wàn)t，烘干DDG飼料23000t，處理后的廢水達到GB8978-1996《污水綜合排放標準》三級排放標準。
(2)用中溫厭氧發(fā)酵產(chǎn)生的沼氣烘干酒糟飼料，根治了燃煤對大氣的污染，提高了飼料品質(zhì)，每年可節煤6000t，多創(chuàng )利潤285.30萬(wàn)元。
