[发明专利]薯类乙醇废水高效处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种薯类乙醇废水高效处理方法，该方法采用两级高温厌氧、活性污泥循环利用、好氧污泥回用及低能阶热量利用等技术，强化了厌氧操作，提高了沼气收率，实现了好氧污泥零排放及厌氧渣泥的减量排放，解决了目前薯类乙醇废水处理厌氧渣泥量大，好氧污泥含水量高，处理困难，废水不能达标排放，处理费用高等问题，解决了制约薯类乙醇生产实现低碳清洁生产的技术瓶颈。

背景技术

以生物质为原料生产的生物乙醇是一种可再生的重要基础原料及产品。近年来，随着新型替代能源燃料乙醇产业的发展，单纯以玉米等农作物为原料生产生物乙醇产品，会产生与人争粮的新问题。因此，近年来，以“非粮为主”发展生物乙醇成为世界范围内生物乙醇技术发展趋势，以及我国能源政策和资金扶持的重点。

薯类乙醇原料主要包括木薯和红薯等根生的淀粉质原料，由于它有加工性能良好，以及不与粮争地的优点，已被人们公认为是一种有很大发展潜力的乙醇非粮生产原料。根据国家燃料乙醇发展规划，我国广西、云南和江西等南方地区将以木薯原料为主生产燃料乙醇；山东、江苏和河北等北方地区将以红薯原料为主生产燃料乙醇，因此，开发薯类乙醇清洁低碳生产技术具有重要的意义，而薯类乙醇废水处理技术作为薯类乙醇生产实现低碳清洁生产的技术关键，制约着薯类乙醇产业的健康发展，越来越受到业界的关注。

薯类乙醇生产过程中排放的乙醇废水(也称酒精废醪液)，是一种高浓度、高温度、高悬浮物、粘度大、呈酸性的有机废水，废水中主要含有残余淀粉、糖、粗蛋白、纤维素、各种无机盐及菌蛋白等物质，约占悬浮固体含量的60～80％。新鲜生物乙醇废水的排放温度为70～100℃，pH值为3～5，COD浓度为30000～80000mg/L，可生化性较强，具有潜在的资源可利用特性。

传统的薯类乙醇废水通常采用简单的“厌氧+好氧”工艺处理。其工艺过程为：来自薯类乙醇生产过程的废水，首先送入一级厌氧罐进行厌氧处理，一级厌氧罐的厌氧温度通过进料量的多少进行控制，当外界温度变化较大时，厌氧操作温度控制困难，变化较大，一级厌氧操作不稳定，厌氧后的废水COD含量不稳定，经常发生异常发酵等情况。一级厌氧后的废水送入液固分离装置，固相产物薯类渣泥(也叫厌氧污泥)发酵后作为肥料使用，一级厌氧清液通过二级厌氧继续消化处理，废水经过一级厌氧、液固分离等操作后，废水的温度降低，二级厌氧不能继续采用高温厌氧操作，不得不将废水清液进一步降温到38℃以下，进行中温厌氧操作，大大降低了二级厌氧消化的效率，同时消耗大量的低温冷却水，生产成本较高。废水厌氧操作的平均容积负荷通常2.5kgCOD/m³·d左右，污水排放很难达标，薯类乙醇废水的低成本清洁处理问题，一直困扰着薯类乙醇生产企业。

鉴于传统的薯类乙醇废水工艺存在的问题，本发明采用两级高温厌氧、活性污泥循环利用、低能阶热量利用及工艺废水回用等技术，强化了厌氧操作，提高了沼气收率，降低了能耗，废水厌氧操作的容积负荷提高到7.0kgCOD/m³·d以上，生产吨乙醇产品沼气收率提高10％以上，好氧污泥实现零排放，厌氧渣泥的减量30～70％，废水排放量减少40～90％，且达标排放，经济效益明显，解决了制约薯类乙醇生产实现低碳清洁生产的技术瓶颈。

发明内容

为了解决传统酒精废水全糟厌氧消化处理工艺存在的问题，本发明提出了一种薯类乙醇废水高效处理新方法，其技术方案及特征如下：

来自薯类乙醇生产过程的废水，通过一级厌氧进水降温、一级高温厌氧、活性厌氧污泥分离、液固分离、渣泥干燥、污泥沉淀浓缩回用、二级厌氧进水升温、二级高温厌氧、好氧及深度氧化处理等过程处理后，排放废水的COD浓度小于100mg/L。

来自薯类乙醇生产过程的废水，首先通过二级厌氧调节罐加热器12降温后送至一级厌氧调节罐1，一级厌氧调节罐的出水温度通过废水冷却器2进行控制，实现对一级厌氧罐3的厌氧操作温度的控制，一级厌氧罐3的厌氧操作温度为55～65℃。

来自薯类乙醇生产过程的高温废水降温操作，二级厌氧调节罐加热器12的加热介质为来自薯类乙醇生产过程中的高温废水，冷却介质为二级厌氧调节罐8中的废水，控制二级厌氧调节罐8中的废水温度升至55～65℃，实现二级厌氧罐9高温厌氧操作，二级厌氧调节罐8中的废水升温热量来自薯类乙醇生产过程的高温废水降温过程放出的部分热量，实现工艺废水低能阶热量的利用。

薯类乙醇废水高效处理新方法生产流程图详见附图所示的薯类乙醇废水高效处理新方法流程图，薯类乙醇废水高效处理新方法的具体说明如下：