[发明专利]甜高粱燃料乙醇废水环流生物反应器耦合处理装置与方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种甜高粱燃料乙醇废水环流生物反应器耦合处理装置及方法，属于酒精行 业废水生物处理技术领域。

背景技术

燃料乙醇指体积浓度达到99.5％以上的无水乙醇。燃料乙醇是燃烧清洁的高辛烷值燃料 ，是可再生能源。燃料乙醇是一种可再生能源，可在专用的乙醇发动机中使用，又可按一定 的比例与汽油混合，在不对原汽油发动机做任何改动的前提下直接使用。使用含醇汽油可减 少汽油消耗量，增加燃料的含氧量，使燃烧更充分，降低燃烧中的CO及氮氧化物等污染物的 排放。

在我国大部分燃料乙醇采用玉米、小麦及谷物等粮食原料发酵生产，这会造成与人征粮 的情况，生产规模收到限制。采用非粮原料如甜高粱、农作物秸秆及木质纤维素等生产燃料 乙醇是我国燃料乙醇产业发展的方向。甜高粱是一种高效的能源作物，耐贫瘠，耐干旱，光 和效率高，适于在我国北方种植发展燃料乙醇工业。根据生产工艺不同，每生产1吨乙醇会 产生大约1020吨的废水，废水中含有大量的有机物及悬浮物，并且呈酸性，而且含有氮及 磷等会引起水体富营养化的物质，直接排放会造成污染，要大力发展非粮原料乙醇工业，必 须首先解决废水处理利用问题。

目前对于玉米、小麦等原料成产乙醇的废糟液，一般是先将糟液经板框过滤机过滤，滤 渣经处理作为DDG，或糟液直接经多效浓缩饲料生产DDGS全糟饲料，而甜高粱酒精废水(糟 液)过滤后滤渣烘干或直接浓缩得到的固形物大部分为纤维素，粗蛋白含量很低，不适于用 作饲料，无经济价值，且此过程消耗大量热量。而且废水中悬浮物含量高，主要是难降解的 纤维素、半纤维素及木质素等，不适于直接应用UASB及EGSB等高速厌氧反应器处理，若先过 滤再处理会产生大量的难以处理的废渣。采用传统的厌氧接触法则需要很长的停留时间及较 大的占地面积。

发明内容

本发明目的在于提供一种采用厌氧内环流生物反应器-好氧气升式环流生物反应器耦合 装置添加载体附着活性污泥形成生物膜处理甜高粱燃料乙醇废水的装置及方法，该方法具有 系统结构简单紧凑，操作过程简单，能耗低，周期短，产生废渣少，能源回收率高等特点， 出水水质主要指标达到国家酒精行业废水一级排放标准。本发明中以环流生物反应器耦合装 置处理甜高粱燃料乙醇废水，耦合装置中，厌氧内环流生物反应器内构件设导流筒和三相分 离器，好氧气升式环流生物反应器内构件只设导流筒，结构简单，传质效果好，能耗低，有 利于固定化生物膜的与液相及气相间的传质；反应器投加载体，活性污泥附着在载体上形成 生物膜，沉降性能好，使得反应器内污泥浓度高，对废水降解效率高；系统耐高悬浮物废水 能力好，甜高粱燃料乙醇废水可不经预处理直接进水，因此在环流生物反应器耦合装置中利 用活性碳载体固定化生物膜处理甜高粱燃料乙醇废水研究具有很大的实际应用价值。

本发明是通过下述技术方案加以实现的：

本发明的一种甜高粱燃料乙醇废水的厌氧内环流生物反应器-好氧气升式生物环流生物 反应器耦合处理装置，在厌氧内环流生物反应器和好氧气升式环流生物反应器之间设置有中 间调节槽；厌氧内环流生物反应器内设置有导流筒和三相分离器，厌氧内环流生物反应器外 壳体和导流筒的中轴线重叠，厌氧内环流生物反应器外壳体上部设置沉降区，顶部设置三相 分离器；好氧气升式环流生物反应器内设置有导流筒，好氧气升式环流生物反应器外壳体和 导流筒的中轴线重叠，好氧气升式环流生物反应器顶部设置有固液分离区，固液分离区经管 路连接外设的污泥沉降器。

所述的厌氧环流生物反应器，圆柱形外壳体横截面直径为92-120mm，高度460-900mm， 高径比7.5∶1-9∶1；内设圆柱形导流筒，直径60-80mm，高度400-800mm；外壳体和导流筒 的中轴线重叠，外壳体上部设置沉降区，直径为外壳体的1.6-1.75倍，高度为外壳体的1/9 ，反应器密封，沉降区顶部设置三相分离器；所述的好氧气升式环流生物反应器设有圆柱形 外壳体，外壳体横截面为圆形，直径为55-72mm，高度500mm-650mm，高径比9∶1；内设圆柱 形导流筒，直径30-40mm，高度390-520mm；外壳体和导流筒的中轴线重叠，顶部设固液分离 区，经管路连接外设的污泥沉降器。

本发明的甜高粱燃料乙醇废水的厌氧内环流生物反应器-好氧气升式生物环流生物反应 器耦合处理装置的操作方法，步骤如下：