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玉米發酵酒精廢水厭氧處理產沼氣發電探索

2013-12-24 16:41:00   來源:吉林省梅河口市阜康酒精有限責任公司   作者:王秀霞   【 】 瀏覽:  評論:0

     隨著可持續發展戰略在我國進一步推進,我國各行業在實際生產過程中更加重視節能減排與環境保護。在酒精生產領域,酒精生產的各個環節都會產生許多濃度較高的酒精廢水,造成了極為嚴重的水污染。為了有效改善這一問題,我國酒精生產領域大力推廣了UASB(厭氧)工藝、CASS(好氧)工藝以及MBR(深度處理)工藝以及絮凝沉淀相結合的方式,對生產酒精產生的高濃度廢水進行深度處理。在處理酒精廢水時會產生大量沼氣,合理利用這些沼氣進行發電,可以有效緩解環境污染問題,同時還能獲得大量電能,創造巨大的社會效益與經濟效益。本文主要從實際案例出發,對吉林某酒精生產單位用玉米生產食用酒精并對廢水進行厭氧處理與沼氣發電進行深入分析與研究。

     一、案例概況

     本文選取吉林某生產酒精的單位作為研究對象。該單位擁有一套先進的酒精生產加工設備,年均生產食用酒精量達到了20萬噸,年均消耗玉米是60萬噸,年均生產的高蛋白飼料達到了18萬噸。在建廠之初,因為沒有充分認識到廢水處理的重要性,甚至沒有污水處理這個概念,從而將生產酒精過程中產生的酒精槽液直接排到到廠外的河道里,導致河道遭受了嚴重的污染,進而影響了河道周邊的空氣質量以及地下水資源。面對日益惡化的水污染問題以及建設環境友好型社會的要求,該單位積極采用廢水處理工藝對產生的大量廢水進行處理,取得了很好的效果。

     二、UASB+CASS+MBR廢水處理工藝

     該酒精生產單位在進行酒精生產時排放出大量酒精廢水(水量詳見表1)。

 

 

 

 
     在生產酒精過程中,排出的酒精廢水具有濃度高、懸浮物量大的特點,并具有較好的可生化性,同時還產生了大量沼氣。綜合考慮到廢水的特點與沼氣的利用價值,該單位采用了“UASB(厭氧)+CASS(好氧)+MBR(深度處理)”工藝(處理流程詳見圖1)進行廢水處理。

     酒精廢水在進入調節池(300立方米)的同時,加入來水量10%的污泥回流,同時加入一定量的液堿進行中和,PH值控制在10.5-10.8之間,用提升泵打入厭氧池(10000立方米)內進行厭氧發酵,水在池內停留時間30小時左右,然后從池內溢流堰流到氣浮池(180立方米),同時根據厭氧出水PH值進行加堿調節,PH值控制在6.5-7.0之間,用泵打入氧化池(3300立方米x6)進行好氧消化降解有機物,同時用羅茨鼓風機對氧化池進行供氧,使微生物有充足的活性來消化有機物,在水進沉淀池(1200立方米)的同時加入一定量的PAC絮凝劑,進行充分攪拌反應沉淀后,上清液流出用增壓泵打入活性炭過濾器中進行過濾,濾液進到回用水池(560立方米),供生產車間用水,多余部分通過溢流管流到總排口外排。另外,沉淀池里的污泥通過電動閥定時把沉淀的污泥排到污泥濃縮池中,一部分作污泥回流,用作給來水補充活性污泥,多余的污泥加入PAM絮凝劑用壓濾機進行脫泥,泥餅積累一定量出售。通過厭氧微生物實際的效用將有機污染物進行分解,產生大量二氧化碳和甲烷。同時,根據USAB的工作原理,沼氣被輸入沼氣凈化系統,進入發電機發電。通過以上環節,基本能解決出水中的懸浮物問題,而繼續進行深度處理,可以有效保證出水中遺漏的懸浮物以及各種有機污染物得以減少(廢水處理效果詳見圖2)。經過廢水處理工藝,各項指標都能達到國家相關污水排放的標準值。

 

 

     三、利用沼氣發電工藝研究

     在廢水處理環節中,沼氣每天的總產出量近10000m3,經過一系列凈化過程(流程詳見圖3),最終用來發電。

 

 

 

     針對燃氣發電機在運行過程中對沼氣的雜質以及壓力等的各項要求,對沼氣進行凈化,使沼氣的各項指標達到標準。合格的沼氣被利用到燃氣發電機中進行發電,再將產生的電能傳入供電系統中從而對其進行合理分配與利用。該單位平均每天的發電總量在20000kwh左右,為單位創造了較可觀的經濟效益。其發電機組在使用過程中的主要特點有:

     1、利用伍德沃德電調系統。這種系統非常穩定,能快速做出反應,可以實現大功率調速,具有先進性的特點。

     2、在機組燃燒過程中,能有效調節缸溫,控制熱負荷過高帶來的不利影響,并能在爆燃現象發生時自動停機,保證機組的安全。同時,機組在利用調節缸溫的技術時,還根據實際情況配備了配氣系統,使二者在工作中實現稀薄燃燒,從而有效防止了熱負荷異常升高,保證了機組的動力性以及安全可靠性。

     3、在對機組缸溫、濃度以及各項參數進行監測時,使用全電子式的控制與管理系統,能有效對各項數據進行收集管理,并在發生故障后自動報警,保障機組安全。同時,自動實現對混合器控制閥聚合口的大小進行調整,對沼氣的濃度進行合理調度,使稀薄燃燒得以順利進行,從而促進發電機不斷提升其熱效率,防止熱負荷異常升高。

     四、廢水處理效益分析

本單位通過對酒精生產環節產生的廢水進行處理,并對處理廢水過程中產生的沼氣進行發電,取得了顯著成效,獲得了可觀的環境效益以及經濟效益。通過采用UASB+CASS+MBR廢水處理工藝,有效消減了本單位排放的廢水量,在處理廢水時產生的沼氣屬于低碳環保型燃燒,其在燃燒過程中排放的溫室氣體比其他常用的燃燒要低許多,符合構建和諧社會的要求。同時沼氣發電為本單位創造了近300萬的年收入額,按照這種態勢發展,不到5年就可以回收所有工程的投資額,經濟效益極為可觀。

     結束語

     對于玉米發酵食用酒精時產生的廢水,UASB+CASS+MBR廢水處理工藝可以很好的實現廢水處理,有效改善出水水質,減少對水資源的污染。同時,將沼氣通過燃氣發電機進行發電,有效減少了煤炭的使用量,實現了節能減排的環境效益。另外,沼氣發電產生的電能帶來了可觀的收入,經濟效益極為顯著。

 


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