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酿酒资料
白酒是一种含有高酒精浓度的、无色透明的饮料酒,是以曲类、酒母、糖化酶等为糖化发酵剂,利用粮谷或含淀粉和糖的原料,经蒸煮、糖化、发酵、蒸馏、贮存,勾调而成的蒸馏酒。
白酒在酿造过程中,会产生大量的工业废水:
酿造车间的冷却水、蒸馏操作工具的冲洗水、蒸馏底锅水、酿造车间地面冲洗水、发酵黄水等。
其中,只有酿造车间的冷却水是清洁的水,是可以直接排放或循环利用的,其它都含有大量的蛋白质、氨基酸等有机物,是高浓度废水,不能直接排放。
现在,大多数酒厂都是排至污水处理站,处理达标后再排放。
一、白酒酿造过程中的废水
白酒酿造过程中的废水主要是黄水和底锅水。
所谓黄水,是酒醅中的黄浆水,是酒醅在发酵过程中,淀粉由糖变酒来源华夏酒报,在产生乙醇的同时,产生二氧化碳,从吹口跑出,单位酒醅的质量相对减少,结晶水游离出来,原料中的单宁、色素、可溶性淀粉、酵母自溶物、还原糖等溶于水中,沉下窖底而形成黄浆水。
底锅水,是白酒蒸馏时,甑桶底部的水溶液。
由于白酒甑桶蒸馏的特殊形式及尾水、黄浆水、酯化液的蒸馏处理,使得底锅水也富含还原糖、氨基酸等营养物质。
二、循环经济备受重视
白酒酿造过程中的废水,作为白酒生产过程中的副产物,富含有机物,直接排放会对环境造成严重污染,既浪费了大量的水资源,又使黄水和底锅水中大量的有益成分不能被有效地开发、利用。
中国酿酒工业协会理事长王延才指出:
要推广循环经济的生产方式,要实现清洁文明生产,减少环境污染,要节能降耗,提高综合利用水平;“引导白酒企业实现节约生产、清洁生产、安全生产,大力发展循环经济,努力降低粮耗、能耗,减少损失。
‘十一五’期间,力争使万元产值综合能耗降低20%以上,主要污染物排放总量减少20%。
鼓励白酒企业承担起应负的社会责任,建立ISO14001环境管理体系,OHSAS18001职业健康安全管理体系,加快信息技术、生物技术和新材料的应用和推广”。
因此,有关对白酒酿造过程中的废水节能减排加以综合利用,使其变废为宝的研究越来越受到企业的重视。
三、用酿酒废水制沼气
目前,对酿酒废水的利用主要有:
采用黄水串蒸生产丢糟黄水酒;或采用黄水灌窖发酵等方法,对黄水加以利用,但利用率较低;有的规模酒厂利用黄水中的有机酸,提取黄水中的乳酸。
乳酸是世界公认的三大有机酸之一,市场价高达7800—9000元/吨,但其投入比较大,须具备一定规模的酒厂方可做到。
酒厂可以充分利用白酒酿造废水中的有机成分,发酵生产沼气。
沼气又可以作为燃料烧锅炉,供白酒蒸馏用蒸汽。
该方法是各大小酒厂利用和处理白酒酿造废水的最好方法。
该技术的基础原理和基本流程成熟可靠、投资少,容易推广。
酿酒生产中产生的甑底锅水和酒糟废液,含有大量的蛋白质、氨基酸等有机物,为高浓度污水,COD值高达15000mg/L以上,完全可以满足沼气发酵的关键条件(COD浓度≥1000mg/L),因此,用酿酒废水制沼气是完全可行的。
由于蒸馏甑底锅水是热水排放,且蒸馏中产生大量的冷却水,水温高达60多度,可作为加热的热源,解决了冬天气温低,不适宜培菌的问题,可全年产沼气。
产生的沼气,作为锅炉燃料能够全部利用,不需要长期储存和销售。
四、厌氧发酵产沼气得到广泛应用
早在2005年9月,国家就制订了白酒制造业清洁生产技术要求,即《白酒制造业(浓香型大曲)清洁生产技术要求环保行业标准(征求意见稿)》,并在2007年元月推出了《国家重点行业清洁生产技术导向目录(第三批)》——畜禽养殖及酿酒污水生产沼气技术,为白酒制造企业开展清洁生产提供了技术支持和导向。
目前,我国厌氧发酵产生沼气技术已经应用于酿造、食品、屠宰、木材加工、化工等行业的废水处理工程中,最大的厌氧罐群总体积已超过11000立方米,日产沼气超过30000立方。
该技术的基础原理和基本流程是成熟可靠的,在国内工程设计资料中也有详细的论述和介绍,可以参照使用。
沼气发酵处理白酒酿造废水,既能缓解和减轻污水处理厂的处理压力,保证污水全部达标排放,又能实现治理污染源和节能减排的目标。
酿酒废水经过沼气池产生沼气后的废水,只需再进行耗氧处理(氧化塘、沟),就可达标排放。
同时,所产沼气经气水分离及脱硫处理后送储气柜,通过管网送公司锅炉作为燃料使用,可以减少企业煤炭消耗,节约能源,降低生产成本,从而提高企业经济效益。
经测算,酿造废水用于生产沼气,可大大减轻污水处理厂的压力,减少污水处理费用。
按年产12万吨酿造废水,污水处理按0.8元/吨计算,可节约成本9.6万元;每天白酒酿造废水量100吨,每天可产沼气600-800m3,用作锅炉燃料,每立方米沼气的热值相当于5500大卡的原煤1公斤,每年可替代燃煤200多吨。
按照目前煤炭的价格600元/吨算,每年可节支12万元。
五、结论
废弃物的无害化处理只是废弃物处理的最低层次,更重要的是资源化,沼气作为锅炉燃料能够全部利用,完成了资源在企业内部生产过程中的闭合循环,实现了清洁生产,废弃物无害化和资源化的目标。
用沼气发酵对白酒酿造废水的处理遵循了循环经济原理。
它以资源节约和循环利用为特征,将经济活动组织成一个“资源——生产——消费——二次资源”的闭合循环过程,使所有物质和能量,在不断进行的经济循环中得到持续的循环和利用,实现经济、生态和社会的“三赢”。
1500方玉米酿酒废水方案
目录
一、概况:
1
二、生产工艺及废水来源:
1
三、原水水量、水质:
2
四、执行标准:
2
五、设计依据:
3
六、设计原则:
3
七、设计范围:
3
八、工艺流程:
4
工艺概况:
4
工艺改进:
6
工艺最终选择:
6
工艺说明:
7
九、效果分析:
12
十、投资估算:
12
十一、工程调试:
14
十二、运行管理:
15
十三、电气条件:
16
十四、土建结构:
16
十五、设备选型:
17
十六、运行费用及经济效益分析:
17
十七、工艺总结:
19
十八、其他说明:
19
玉米酿酒废液处理
可行性方案
一、概况:
(添加)
二、生产工艺及废水来源:
现今国内酿酒行业以糖质原料和淀粉原料发酵为主,由于糖质原料产生的废液COD高(可达150gCOD/L)且加上含有高浓度SO42-处理非常困难,一次性投资也很大。
所以原先以糖质酿酒的工厂现大都改为淀粉原料生产,淀粉原料一般有玉米、高梁和薯干。
五粮液分厂采用玉米为主原料,特把生产工艺简短列附如下:
玉米废水主要污染源为发酵液蒸馏后的残余液体,其成份复杂。
COD、BOD、SS含量极高,水温很高,且PH呈酸性,属于非常难处理水的一种。
至于生产工艺中产生其他的废水(如生活污水,冷却水)可作为蒸馏废液的稀释剂用,其本身污染并不高,由于国内酿酒行业生产工艺传统,生产一吨食用酒精,大约产生12-15m3的废液。
有机物含量如此高,且排放量大的废水若不加以治理,势必引起周围生态系统的瘫痪。
三、原水水量、水质:
由甲方提供数据,日设计水量为1500t/d加上保险系数,小时设计水量为75t/d。
原水COD=40000-50000mg/L
BOD=20000-30000mg/L
PH=3-5
SS=20000-30000mg/L
水温T=65℃
由于厂方原来有一个预质池,降低了一部分水温,对后续处理工艺很有利。
四、执行标准:
本设计执行中华人民共和国国家标准之《污水综合排放标准》一级标准:
COD≤100mg/LBOD≤30mg/L
SS≤70mg/L色度≤50
PH=6-9
五、设计依据:
1.甲方提供基础资料;
2.《环保工程手册》(水污染防治卷);
3.《给排水设计手册》(每六、九分册);
4.公司UASB、EGSB设计技术;
5.其它设备厂家相关设备选型样本;
6.土建电气配套相关设计手册。
六、设计原则:
1.由于原水水质复杂、流量大,寻找合适的工艺组合,使出水保证达标,是应该最先保证的原则;
2.最大限度利用当地已有基础设施,减少一次性投资;
3.工艺衔接紧凑,具有连贯性,模块性;
4.技术具有先进性,成熟性;
5.设备选型合理,采用进口与国产接合,寻找性价比最高的设备;
6.设计安装周期短;
7.运行费用低,能回收利用能源,弥补运行过程中消耗的药剂费、电费、人工费以及设备折旧费和土建折旧费。
七、设计范围:
本方案设计包括从原水预质池出水进入设计工艺系统起至工艺最后出水排放口止,整个工艺系统过程中的工艺、土建、电气、安装、调试、设备选型、投资估算。
八、工艺流程:
工艺概况:
我们发现原水BOD、COD比值高,可生化性很好,应采取以生物处理为核心的处理工艺。
生物处理包括厌氧和好氧处理。
厌氧由于其不耗能,污泥产量少,进水负荷高,允许进水浓度高,且能回收大量能源,在现今污水处理行业里应用非常迅速。
尤其与好氧联合处理难降解有机废水,高浓度有机废水已是公认最有前途的处理工艺。
但厌氧本身出水不能达标,需要接后续物化或生物处理工艺,加上各公司厌氧技术封锁,实际处理效率非常好的高效厌氧反应器并不多见。
厌氧技术里被公认最有前途的反应器为Lettinga于70年代发明的UASB(上流式厌氧污泥反应器)和由此发展起来的EGSB(膨胀式颗粒污泥反应器)。
我公司和某大学合作开发的UASB和EGSB已多次成功应用于国内发酵行业的污水处理,最高进水浓度达120gCOD/L,处理负荷在25kgCOD/m3.d情况,COD稳定去除达90%以上,回用沼气用于全厂的供热,每天产生沼气量相当于8t标准煤的产热量,为全厂节约大量能源。
此项厌氧技术是去除酿酒蒸馏废液大部分COD的有效保证。
好氧技术由于出水水质满足达标排放要求,效果稳定,是各种废水处理中应用最多的二级处理工艺。
好氧发展至今包括活性污泥和生物膜法,活性污泥至今应用最为广泛的为SBR和氧化沟技术。
SBR由于其采用时间的序列对进水COD缓冲能力大,抗冲击负荷高,可通过对泥水比的调整,容许普通好氧不能允许的进液浓度;氧化沟技术以其独有的脱N除P工艺在大型城市生活污水里应用十分广泛,但在工业废水(尤其高浓度工业废水)里尚且少见。
生物膜法首推淹没式生物滤池(生物接触氧化),由于其实现了生物固定技术极大提高了污泥停留时间,增加生物量,且不会发生污泥膨胀问题,已是目前和SBR同样广泛应用的处理工艺之一。
另外原水中SS含量也很高(2-3%),相当于城市污水处理厂浓缩污泥含固量,若不加以处理,直接进入厌氧处理系统,会造成假的高生物量现象,长时间运行会导致整个处理工艺的最终失败。
去除如此高SS用传统的加药气浮或沉淀已显得有些无能为力,现今有几种特殊的方法来处理它。
一为离心分离,利用离心分离机高速旋转使污泥浓缩而去除,但此种方法耗能高,且微小悬浮性固体去除率很低,实践证明不是最为理想的办法。
通过试验发现用污泥处理的带式压滤机和板框压滤机用于去除SS效果非常理想,但二者相比之下,由于带压机在工作时跑泥,有漏点,在几个实际工程的比较中,采用板框压滤机最为理想。
通过造粒机和板框压滤机后,SS级降低80%,COD能降低50%,溶解性固体能降低90%。
在酿酒工艺糖化单元中产生大量色素,使最终出水色度成为一大难题,去除色度方法很多,但就其一次性投资和去除效果而言,推荐三种处理方法。
加药脱色气浮,臭氧氧化以及最新的膜处理技术,加药脱色气浮投资较其他两种省,但由于需要优秀的脱色絮凝剂,运行费用很高,臭氧氧化效果稳定时对不生物降解COD去除率也有高,是一种新型的处理单元,但一直因为其设备使用稳定性和价格原因一直未能得到有效推广。
膜处理用于工业废水是最近几年发展起来的,由于它是一种微孔径机械过滤,所以对去除色度和COD有着其他工艺不可比拟的优势。
但由于膜本身易被污染的原因一直未能真正得到有效推广。
现我公司经过中试以及其他水处理行业实践,可采用错流操作,外压式中空纤维超滤膜处理。
采用不易降解聚砜膜,允许通过分子量为6000。
工艺改进:
针对各种处理单元的特点,对各工艺单元作出如下改进:
在厌氧出水末端设置单元气浮装置,去除厌氧浮渣和一些微生物残体。
为了降低好氧进水水温,采用最后处理单元回流稀释办法,并且在厌氧末端气浮出水后,混合酒厂其他低浓度水一齐进入好氧池。
好氧池集中SBR和生物接触氧化二者优点,采用生物联合处理工艺,池体采用CASS工艺。
但在CASS池前端吸附池内设置YCT弹性填料,在主曝气池前端也设置20%YCT弹性填料,主曝气池内为了提高生物浓度和生物活性,投加1g/t的GAC(粉未状活性炭)和2PPmFeCL3。
工艺最终选择:
综合所述,我公司推荐采用如下工艺流程:
工艺说明:
1.预质池:
降温,调PH值,增加污水中碱度含量,池体利旧。
新增设施:
鼓风机两台,型号SSR-125A/30KW,穿孔直通管若干(与调节池共用一台风机,另一台风机备用),碱液投加系统一套,规格Φ1200*1500,经离子浓度核算符合厌氧进液Ca2+浓度,故碱液选择Ca(OH)25%溶液,。
螺杆泵一台,型号CSO3,扬程30m。
搅拌机:
TU-40N(台湾)
2.造粒机:
污泥混合,破坏胶体双电子层。
尺寸:
Φ2500*3800
配套设施:
框式搅拌机LJF-1700
溶药箱:
Φ1500*1200
配套搅拌机:
TU-50N2台
螺杆泵一台:
型号CS03扬程30m
投加量:
3PPMPAM
配液浓度:
1‰
小时投加量:
225L
池体结构:
δ5钢板(A3钢)
3.厢式压滤机:
去除大部分悬浮物和部分COD溶解性固体,使SS达到厌氧进水要求。
型号:
XAZG450/1500
配套辅助设施:
拉板系统,曲张系统,振打系统,接液系统,PC控制(杭州)
4.调节池:
调节水温
建筑尺寸:
10000*10000*5000mm3
配套设施:
与预质池共用一套鼓风通气搅拌系统
在线式温度检测仪,型号:
XMTB
在线式PH计。
5.添加剂投加系统:
给溶液投加厌氧微生物必要的无机营养物,增加生物活性。
系统包含:
溶药箱一个,规格Φ1200*1000
搅拌机一台,TU-30N
计量泵一台,B133Y出水压力3.5kg(美国米顿罗),最大流量17L/h最小0.085L/h(液压调冲程式)。
6.一级EGSB:
一级厌氧膨胀式颗粒污泥反应器,处理工艺的核心单元。
有效容积:
1800m3
容积负荷:
15kgCOD/m3.d
建筑尺寸:
Φ1400*1500
池体结构:
δ5钢板(A3钢)
配套设施:
三相分离器一套,布水系统一套,集气系统一套,排泥系统一套(含污泥液位控制仪),出水系统一套,回流系统一套,取样监控系统一套。
7.二级EGSB:
二级厌氧膨胀式颗粒污泥反应器
有效容积:
1000m3
容积负荷:
10kgCOD/m3.d
建筑尺寸:
Φ1400*1200
池体结构:
δ5钢板(A3钢)
配套设施:
三相分离器一套,布水系统一套,集气系统一套,排泥系统一套,出水系统一套,回流系统一套,取样监控系统一套。
8.溶气气浮:
分离厌氧出水微生物残体
型号:
YF-80
小时处理水量80m3/h
功率:
7.5KW+0.55KW
9.CASS池:
好氧二级处理,去除水中剩余大部分COD
有效容积:
1600m3
MLSS:
4500mg/L(池内投加1g/LGAC)
污泥负荷:
0.5kgCOD/kgMLSS.d
建筑尺寸:
5000*16000*5500四组
吸附区尺寸:
5000*1500*5500四组
配套设施:
射流器ZF-20128个单个服务面积2.5m2
立式污水泵:
100WLB45-23-7.518台(二台备用)
一台带8个射流器
潜水曝气机:
QSP-2.2(自制)8台
滗水器:
ZF-2004套
填料:
200m3FCT立体弹性填料
10.集水池:
供水泵取水用
有效容积:
280m3
建筑尺寸:
7000*8000*5500mm3
池体结构:
钢筋砼
配套设施:
潜污泵WQK85-15-7.5三台(两用一备)功率7.5KW
11.加药脱色气浮装置:
进行脱色,COD深度处理
型号:
YF-80两台7.5+0.55KW
配套设施:
溶药桶:
Φ1500*1200四个
搅拌机:
TU-50N四台
螺杆泵:
CSO3两台
投加类型:
聚合氯化铝溶液配比10%浓度
小时投加量:
375L
ST阳离子普立清:
溶液配比1‰
小时投加量:
450L
12.污泥浓缩池:
进行污泥浓缩
建筑尺寸:
5000*8000*5500
池体结构:
钢筋砼
配套设施:
污泥泵CV-15-50一台功率1.5KW
流量12m3扬程15m
13.沼气处理系统:
净化沼气、储存沼气用。
设施包含:
水封罐Φ800*5000mm3,两端圆顶封头
配压力表、放气阀、排空阀、进水管
数量:
两个
脱水器Φ1000*1500
数量:
1个
贮气柜:
Φ12000*5000mm3δ3.A3刚,内外加强级防腐
外设排气管、压力传感器、自动点火器、排气阀、进水管、检修孔等。
九、效果分析:
处理单元水质去除率%备注
进水出水
CODmg/LSSmg/LPH水温℃CODmg/LSSmg/LPH水温℃CODSS
压滤机4000-500020006-9602000-2500020006-9605090
两级厌氧2000-2500020006-9551200-20005006-95492%75%
CASS1000-20001006-930500-1000<506-92050%50%
两点加药+气浮500-1000<506-92050-100<506-92090%80%色度同时达标
十、投资估算:
1.设备投资:
单位:
万元
序号名称型号及规格单位数量单价合计备注
1罗茨鼓风机SSR-150/30KW台263990.00127980.00含电机
2加药设备JY-1500套432000.00128000.00双罐双搅拌
3JY=1200套127000.0027000.00
4厢式压滤机XAZG450/1500台2857890.001715780.00含附属设施
5造粒机φ2500*3800套123000.0023000.0
6潜污泵CP3152MT432台341841.00125523.00瑞典飞力
7WQK85-15-7.5台38300.0074900.00
8立式污水泵100WLB45-23-7.5台187900.00142200.00
9溶气气浮YF-80套3250000.00750000.00
10一级EGSBφ14000*15000套1110000.00110000.00含罐体三相分离器,布水器,污泥界面控制仪.
11二级EGSBφ14000*12000套1990000.00990000.00
12射流器ZT-20个1283000.00384000.00
13潜污泵CV15-50台24400.008800.00台湾
14PH在线监测仪SENSONIX套16800.006800.00日本
15温度在线监测仪XMTB套13200.003200.00合资
16COD在线自动检测仪XMT-500套1110000.00110000.00北京
17实验波仪器89000.0089000.00含药剂
18超声波流量计GCSB-125台132000.0032000.00
19水封罐φ800*5000套25500.0011000.00
20脱水器φ1000*1500套213000.0026000.00
21贮气柜φ12000*5000套1320000.00320000.00
22小计6145183.00
23安装调试费15%921777.00
24利税12.7%780438.00
25其他运输、监测5%92178.00
26设计3%184355.00
27总计8123931.00
2.土建投资:
单位:
元
序号构筑物名称规格池容单价合计备注
1调节池10000*10000*5000500m3800.00400000.00
2CASS池4*15000*16000*55001760m3800.001408000.00
3泵房、风机房25000*4000100m2400.0040000.00单层
4化验间、休息室15000*4000120m2600.0072000.00双层
5压滤机房15000*12000180m2400.0072000.00单层
6总计1992000.00
一次性总投资费用:
人民币(¥10115931.00)
十一、工程调试:
整个工艺系统调试核心包括厌氧的正常启动、好氧的正常启动。
由于加药系统启动时间短,不存在工艺上运行的困难。
故在此对厌氧和好氧启动作出如下建议:
厌氧污泥按12-20kgTS/m3接种,种泥主要来源于生活消化污泥。
由于同是厌氧状态下污泥,驯化周期相对缩短,接种完毕后开始驯化。
接种5天以内不进原液,使用10%原液浸泡,待污泥开始产气至产生量逐渐增大后,开始按0.5-1.5kgCOD/m3.d负荷进液,此阶段由于沼气搅拌作用和水力负荷增加会渗出一些稀小污泥,此污泥不回流,通过气浮予以去除。
在超过5kgCOD/m3.d后,已1kgCOD/m3.d梯度逐渐增加负荷直至设计负荷为止,上面所述都以一级EGSB为参照,二级EBSB随一级EGSB负荷增加而相应增加。
整个正常启动周期大约在120-180天左右,厌氧启动时应随时监测进出水水质和运行工况,应严格监测数据包括VFA含量(挥发性脂肪酸),进出水COD、SS、进水PH、碱度、水温。
在整个厌氧启动过程中保持添加剂的稳定投加。
CASS启动同样包括污泥接种和驯化问题,污泥用消化压干污泥接种,按3000mg/L投加,投加种泥后,进入稀释原液,曝气48小时,在此期间停止进水,之后随厌氧负荷增加而相应增加其负荷。
在负荷增加到设计负荷一半时,加入1g/L的GAC,正常运转曝气。
负荷达到设计负荷时按3PPm投加FeCL3,增加生物活性和污泥沉降性。
十二、运行管理:
整个污水处理厂配备管理人员一(要求给排水专业或环保工程专业),工作人员四名,实行四人三班制。
管理人员负责整个工艺的运行工况检查,处理一些工艺上常见的问题,