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、反應區(qū)、三相分離區(qū)和出水渠系統。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。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，占地面積小；

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)酵生產酒精的過程中會產生大量的廢糟液，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3.3萬t食用酒精生產線，根據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產沼氣，然后將所產沼氣用來烘干DDG飼料。經過處理的酒精廢水，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。該工藝同時產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。經相關部門查新，目前國內尚未見與該工藝綜合技術特點相同且規(guī)模相當的酒精廢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中產生的廢水。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套厭氧系統均正常啟動，短期內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，產生了顯著的經濟和社會效益。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DDG飼料

將酒精生產中產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。經本單元處理后，廢糟液的生物負荷可以削減40%以上。經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hDDG飼料需要烘掉近Zt 水分。經計算處理水量可減少15%。

2.2 中溫厭氧發(fā)酵聯產沼氣

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，產生沼氣。經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，必然會產生大量的清潔能源沼氣，目前2套厭氧設備可日產沼氣1800om3，折標煤18t。而且從生產實踐中得出，酒精糟液提取飼料后的廢水經厭氧發(fā)酵后產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，按飼料年產量23000t計算，產品銷售收人提高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。