DYP251 EGSB厭氧反應器

DYP106 UASB厭氧發(fā)酵柱實驗裝置/廢水厭氧可生物性降解實驗裝置

DYP116 恒溫UASB上流式發(fā)酵柱

DYP142 復合UASB（UASB+AF）反應器

DYP506 三相生物流化床實驗裝置

DYJ081 污泥吸附沉降實驗裝置

EGSB（ExpandedGranularSludgeBed），中文名膨脹顆粒污泥床，是第三代厭氧反應器，于20世紀90年代初由荷蘭Wageingen農(nóng)業(yè)大學的Lettinga 等人*開發(fā)的。其構造與UASB反應器有相似之處，可以分為進水配水系統(tǒng)、反應區(qū)、三相分離區(qū)和出水渠系統(tǒng)。與UASB反應器不同之處是，EGSB 反應器設有專門的出水回流系統(tǒng)。EGSB反應器一般為圓柱狀塔形，特點是具有很大的高徑比，一般可達3~5，生產(chǎn)裝置反應器的高度可達15~20米。顆粒污泥的膨脹床改善了廢水中有機物與微生物之間的接觸，強化了傳質效果，提高了反應器的生化反應速度，從而大大提高了反應器的處理效能。

厭氧膨脹顆粒床反應器(ExpandedGranularSludgeBed，簡稱EGSB)是在上流式厭氧污泥床(UASB)反應器的研究成果的基礎上，開發(fā)的第三代超高效厭氧反應器，該種類型反應器除具有UASB反應器的全部特性外，還具有以下特征，

①高的液體表面上升流速和COD去除負荷；

②厭氧污泥顆粒粒徑較大，反應器抗沖擊負荷能力強；

③反應器為塔形結構設計，具有較高的高徑比，占地面積??；

④可用于SS含量高的和對微生物有毒性的廢水處理。

中溫EGSB厭氧處理玉米酒精廢水

糧食發(fā)酵生產(chǎn)酒精的過程中會產(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，會對環(huán)境造成很大污染。同時酒精廢糟液中富含有機物和礦物質，具有很高的營養(yǎng)價值，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t食用酒精生產(chǎn)線，根據(jù)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治理廢糟液，即先將廢糟液進行固液分離，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)沼氣用來烘干DDG飼料。經(jīng)過處理的酒精廢水，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)境污染的問題，又做到了節(jié)能和廢棄物資源化的再生利用。按年產(chǎn)3.3萬t酒精計，公司每年可處理33萬t酒精廢水，烘干23000tDDG飼料，節(jié)煤6000t，多創(chuàng)利潤285.30萬元。經(jīng)相關部門查新，目前國內(nèi)尚未見與該工藝綜合技術特點相同且規(guī)模相當?shù)木凭珡U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，長期運行也沒能形成顆粒污泥，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(jié)約了能源，降低了成本，而且*了因燃煤造成的大氣污染，提高了飼料的品質。2套厭氧系統(tǒng)均正常啟動，短期內(nèi)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(wěn)定。酒精廢水處理率達最大值，產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟和社會效益。具體工藝流程如圖1所示。

2 酒精廢水處理的各個工藝單元

2.1 板框壓濾生產(chǎn)DDG飼料

將酒精生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢糟液通過板框壓濾進行固液分離，得到DDG蛋白飼料，同時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(tǒng)從反應器底部均勻進水，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。如不能形成大量優(yōu)質的顆粒污泥，反應器就會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+熱風爐烘干工藝。原來在沒有厭氧發(fā)酵生產(chǎn)沼氣前全部使用燃煤，而煤的燃燒會對大氣造成污染，且在烘干飼料的過程中，會有一部分煙塵、爐灰等有害物進人到飼料中，嚴重影響飼料的質量。用沼氣烘干飼料就避免了這樣的問題。厭氧發(fā)酵的成功運行，必然會產(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)生的沼氣足以用來烘干飼料。公司從2005年4月起就*用沼氣代替了原煤，每年可節(jié)煤約6000t，多創(chuàng)利潤285.3萬元。

3 中溫厭氧工藝的優(yōu)缺點

3.1 中溫厭氧發(fā)酵工藝的優(yōu)點

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(jié)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(jié)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(jié)約能源費用302.50萬元。

(2)沼氣代替燃煤烘干飼料，可使飼料質量提高，售價每噸提高10元，按飼料年產(chǎn)量23000t計算，產(chǎn)品銷售收人提高23萬元。

(3)采用中溫厭氧發(fā)酵工藝，成本增加40.20萬元。

(4)預計每年節(jié)約成本費用：302.5+23-40.2=285.30萬元。

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發(fā)再利用，起到了節(jié)能、環(huán)保、創(chuàng)效三贏的目的，具有顯著的經(jīng)濟、社會和環(huán)保效益，且投資小回收期短，實用性強，符合我國可持續(xù)發(fā)展的政策，具有很好的推廣價值。

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，*了燃煤對大氣的污染，提高了飼料品質，每年可節(jié)煤6000t，多創(chuàng)利潤285.30萬元。