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                酵母生產廢水處理用聚丙烯酰胺

                發布日期:2020-03-03 02:29:29

                全世界酵母年產量300 多萬噸,被廣泛應用于釀酒、食品、中醫藥、飼料、化妝品等領域。

                  全世界酵母年產量300 多萬噸,被廣泛應用于釀酒、食品、中醫藥、飼料、化妝品等領域。因此生產酵母時產生的廢水處理也成了一大難道,目前國內多數污水處理廠大多采用[生化組合工藝+海馳復合催化微電解+后處理]是海馳環保處理酵母廢水的核心技術。在該工藝中需要用到無機絮凝劑硫酸亞鐵及有機高分子絮凝劑陽離子聚丙烯酰胺產品。
                  以廢糖蜜為主要原料的酵母廢水,由于含有較高的黑色素、酚類以及焦糖等物質,顏色較深,呈棕黑色;廢水中含約0.5%干物質,主要成分為酵母蛋白質、纖維素、膠體物質,以及未被充分利用的廢糖蜜中的營養成分如殘糖等。從酵母液體發酵罐中分離的酵母廢水,COD 30000—70 000 mg/L,最高可達110 000 mg/L,綜合廢水的COD在8000—22000 mg/L。
                  酵母抽提物作為一種新型的營養物質,富含多種氨基酸和多肽,在調味品市場上越來越受到消費者的喜愛。酵母是利用糖較強的微生物,因而在廢糖蜜發酵生產酵母之后的廢水中有機物很難再被生物處理掉,這就是酵母行業廢水難以生物處理的主要原因。
                  酵母(Yeast)是一種肉眼看不見的微小單細胞微生物,能將糖發酵成酒精和二氧化碳,是一種天然發酵劑,分布于整個自然界,它有自己的生命現象,是一種典型的兼性厭氧微生物,在有氧氣和沒有氧氣存在的條件下都能夠存活。
                  酵母是單細胞微生物。它屬于高等微生物的真菌類。它和人類的細胞一樣,有細胞核、細胞膜、細胞壁、線粒體、相同的酵素和代謝途經。酵母無害,容易生長,空氣中、土壤中、水中體內都存在酵母。有氧氣、或者無氧氣都能生存。
                  酵母是人類應用比較早的,也是應用最為廣泛的微生物,人們經常利用它的發酵作用制造各種發面食品和釀酒。酵母是由工廠純種培養菌培育而成的活酵母,含70%左右的水分叫壓榨酵母,含10%左右水分的叫干酵母。
                  酵母粉主要為面包制作或包子饅頭以搭配中粉及高粉較多,主要作用是擴展面筋筋度及增加面團體積,做出來的成品口感較韌。
                  常規處理方法:
                  酵母廢水中含有高濃度的有機物,國內外均采用生物處理系統做為其主要的處理方式,加上調節、酸化等前處理及化學混凝、氣浮、砂濾等后處理過程。國內的大型酵母企業多采用A2O 處理工藝,厭氧處理階段COD 去除率為65-80%,好氧處理階段的COD 去除率普遍較低,為30-40%。酵母廢水經厭氧-好氧(-缺氧)生物系統處理后,出水COD 能達到1000- 1800mg/L,色度去除效果較差。廢水中殘余的污染物單純采用生物處理手段已經難以去除,為滿足排放法律法規對殘余COD、色度的要求,必須輔以深度處理方法。
                  處理工藝:
                  酵母綜合廢水 → 調節池 → UASB → 微電解→ AO組合工藝 → 降解濾床 → 沉淀 → 排放在沉淀工藝中需要用到京華凈水生產的低離子度的陽離子聚丙烯酰胺,可以達到明顯的絮凝效果,具有用量小,絮團大等特點,有效降低水處理成本。
                  在眾多場合中用于消毒、清場,在化驗室用于分析,制藥廠生產中用于提取、制粒等地方都會用到乙醇,這些過程中產生的廢水中都含有乙醇。其中釀酒過程中產生的廢水中含有大量的乙醇,現以釀酒工業污水為例介紹含乙醇廢水的處理。
                  一.酒精生產廢水特點
                  酒精工業的污染以水的污染最為嚴重,生產過程中的廢水主要來自蒸餾發酵成熟醪后排出的酒精糟,生產設備的洗滌水、沖洗水,以及蒸煮、糖化、發酵、蒸餾工藝的冷卻水等。酒精廢水是高濃度、高溫度、高懸浮物的有機廢水,處理技術起步較早,發展較快。廢液中的廢渣含有粉碎后的木薯皮、根莖等粗纖維,這類物質在廢水中是不溶性的COD;木薯中的纖維素和半纖維素是多糖類物質,在酒精發酵中不能成為酵母菌的碳源而被利用,殘留在廢液中,表現為溶解性COD;無機灰分的泥砂雜質。這些物質增加了廢水處理的難度。
                  二、酒精廢水處理主要方法
                  酒精糟雖然無毒,但是污染負荷高成酸性。根據酒精生產的原料不同,其酒精糟的綜合利用和處理采用不同的方法。
                  1、玉米酒精糟的綜合利用
                  玉米酒精糟生產DDGS,既能較徹底的消除污染,使廢水處理達標,又能獲得高質量的蛋白飼料。但是DDGS生產設備投資大,能耗高(1tDDGS需要200kw?h電耗,蒸汽2.7t,水耗250t),技術要求高,所以國內只有一部分企業實現DDGS生產,部分企業仍采用先進行固液分離。
                  2、薯干酒精糟的綜合利用
                  部分企業將薯干酒精糟經厭氧+好氧處理,該方法COD去除率可達到80%。還有企業將酒精糟采用固液分離,濾液回用生產或者經生化處理達標,濾渣直接做飼料。
                  用厭氧消化處理酒精廢醪經過30多年的研究實踐,已證明是一種切實可行的高效產能的處理方法,得到國內外普遍的承認和應用。我國現行的酒精廢醪治理工程中絕大多數采用了厭氧消化工藝。
                  3、糖蜜酒精廢水處理方法
                  目前,對糖蜜酒精糟采用濃縮燃燒或者濃縮后制作顆粒肥料用,對綜合廢水仍采用二級生化處理技術。
                  三、酒精廢水常用處理工藝
                  3.1高效全混厭氧污泥罐(EASB)
                  厭氧反應器采用鋼結構,其外形結構類似于第三代厭氧反應器EGSB和IC,能承受高濃度的固體懸浮物(SS),是三代厭氧反應器EGSB和IC不具備的特點,采用高溫發酵,容積負荷可高達7.0kgCOD/(m3.d),高于傳統全渣厭氧發酵工藝的2—3倍,COD去除率高達90%。該工藝有以下優點:
                 ?、賹Ω邼舛任廴疚锔逽S的酒精有機廢水,耐沖擊力高承受力強,可完全達到高濃度懸浮物廢水處理的要求。
                 ?、谠诟邼舛葢腋∫旱那闆r下,雖不能或很難形成顆粒污泥,但高效厭氧裝置可以培養出沉淀性能很好和活性很高的污泥,這對于保證COD去除率是關鍵的。
                 ?、墼诟邼舛葢腋∫旱那闆r下,容積負荷比普通全渣反映罐高很多,所以產沼氣量很大,能產生較好的經濟效益。
                  3.2UASB+缺氧池+接觸氧化
                  上流式厭氧污泥反應器(UASB)技術在國內外已經發展成為厭氧處理的主流技術之一,在UASB中沒有載體,污水從底部均勻進入,向上流動,顆粒污泥(污泥絮體)在上升的水流和氣泡作用下處于懸浮狀態。反應器下部是濃度較高的污泥床,上部是濃度較低的懸浮污泥層,有機物在此轉化為甲烷和二氧化碳氣體。在反應器的上部有三相分離器,可以脫氣和使污泥沉淀回到反應器中。UASB的COD負荷較高,反應器中污泥濃度高達100—150g/L,因此COD去除效率比普通的厭氧反應器高三倍,可達80%~95%。
                  缺氧池具有雙重作用,一是對廢水進行生物預處理,改善其生化性,并吸附、降解一部分有機物;二是對系統的污泥進行消化處理??梢耘c后續的接觸氧化形成A/O模式,具有同步脫氮除磷作用,其中厭氧段主要作用是去除有機污染物和釋放磷,缺氧段的主要作用是反硝化脫氮,由于具有同步去除有機污染物、脫氮、除磷作用,因而目前該工藝廣泛應用在需要脫氮除磷的污水處理方案中。
                  生物接觸氧化法是生物膜法的一種,屬于好氧生化處理工藝。整個系統由池體、填料、曝氣設備等組成。好氧生化法是細菌及菌類的微生物、后生動物等一類的微型動物在填料載體上生長繁殖,微生物攝取污水中的有機物作為養份,吸附分解污水中的有機物,微生物不斷新陳代謝,保持活性,從而使污水得以凈化。在脫落的生物膜表面新的生物膜又重新發展起來,在接觸氧化池內,由于填料表面積大,所以生物膜發展的每一個階段都是存在的,使去除有機物的能力穩定在一個水平上。接觸氧化工藝的主要優點如下:
                 ?、袤w積負荷高,處理時間短,節約占地面積。生物接觸氧化法的體積負荷最高可達3~6kgBOD(m3?d),污水在池內停留時間最短只需0.5~1.5h。同樣體積的設備,生物接觸氧化的處理能力高出幾倍,處理效率高,所以節約占地面積。
                 ?、谏锘钚愿?。由于曝氣系統設置在填料之下,不僅供氧充分而且對生物膜起到擾動作用,加速生物膜的更新,大大提高生物膜的活性。曝氣形成的紊流使得生物膜不斷的連續的與污水中有機物接觸,避免形成死角。經過我們在類似工程中的檢測,同樣濕重的絲狀菌生物膜,其好氧速率比活性污泥法高1.8倍。
                 ?、畚⑸餄舛雀?,一般的活性污泥法的污泥濃度為2~3g/L,微生物在池中處于懸浮狀態;而接觸氧化池中絕大多數微生物附著在填料上,單位體積內水中和填料上的微生物濃度可達到10~20g/L。由于生物接觸氧化工藝的微生物濃度高,所以有利于提高容積負荷,從而降低占地面積。
                 ?、芪勰喈a量低。
                 ?、莩鏊|好而且穩定。在進水短期發生變化時,出水水質受的影響很小,而且生物膜活性恢復快,適合短期間斷運行的需要。
                 ?、捱\行管理方便
                  3.4IC+A/O
                  IC反應器即膨脹顆粒污泥床反應器,是在UASB反應器的基礎上發展起來的第三代厭氧生物反應器,它通過出水回流再循環,大大提高了污水的上升流速,反應器中顆粒污泥始終處于膨脹狀態,加強污水與微生物之間的接觸和傳質,獲得較高的去除效率,反應器的高度高達16-25m。從外觀上看,IC反應器由第一厭氧反應室和第二厭氧反應室疊加而成,每個厭氧反應器的頂部各設一個氣-固-液三相分離器。如同兩個UASB反應器的上下重疊串聯。
                  IC的特點:
                 ?。?)容積負荷率高,水力停留時間短
                  IC反應器生物量大(可達到60g/L),污泥齡長。特別是由于存在著內、外循環,傳質效果好。處理高濃度有機廢水,進水容積負荷率可達15~25kgCOD/m3?d。
                 ?。?)抗沖擊負荷強
                  在IC反應器中,當COD負荷增加時,沼氣的產生量隨之增加,由此內循環的氣提增大。處理高濃度廢水時,循環流量可達進水流量的10~20倍。廢水中高濃度和有害物質得到充分稀釋,大大降低有害程度,從而提高了反應器的耐沖擊負荷能力;當COD負荷較低時,沼氣產量也低,從而形成較低的內循環流。因此,內循環實際為反應器起到了自動平衡COD沖擊負荷的作用。
                 ?。?)避免了固形物沉積
                  有一些廢水中含有大量的懸浮物質,會在UASB等流速較慢的反應器內容易發生累積,將厭氧污泥逐漸置換,最終使厭氧反應器的運行效果惡化乃至失效。而在IC反應器中,高的液體和氣體上升流速,將懸浮物沖擊出反應器。具體參見http://www.dowater.com更多相關技術文檔。
                 ?。?)基建投資省和占地面積小
                  由于IC反應器的容積負荷率比普通的UASB反應器要高3~4倍以上,則IC反應器的體積為普通UASB反應器的1/4~1/3左右。而且有很大的高徑比,所以,占地面積特別省,非常使用于占地面積緊張的廠礦企業采用。并且,可降低反應器的基建投資。
                 ?。?)依靠沼氣提升實現自身的內循環,減少能耗厭氧流化床載體的膨脹和流化,是通過出水回流出水泵加壓實現。依次必須消耗一部分動力。而IC反應器正常運行時是以自身產生的沼氣作為提升的動力,實現混合液內循環,不必開水泵實現強制循環,從而減少能耗。

                 
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