《酒精廢水處理工藝設(shè)計開題報告.doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《酒精廢水處理工藝設(shè)計開題報告.doc（11頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

中北大學信息商務學院 畢業(yè)設(shè)計開題報告 學生姓名: 劉學升 學 號： 08040142X29 學 院、系: 化工與環(huán)境 專 業(yè): 環(huán)境工程 設(shè)計題目: 酒精廢水處理工藝設(shè)計 指導教師: 秦勝東 2012年3月10日 畢 業(yè) 設(shè) 計 開 題 報 告 文 獻 綜 述 1 前言 酒精工業(yè)是國民經(jīng)濟重要的基礎(chǔ)原料產(chǎn)業(yè)，酒精廣泛應用于化工、食品工業(yè) 、日化、醫(yī)藥衛(wèi)生等領(lǐng)域，同時又是酒基、浸提劑、溶劑、洗滌劑和表面活性劑。但酒精生產(chǎn)工業(yè)也是我國排放有機污染物濃度較高的行業(yè)之一[1]。 我國許多酒精企業(yè)至今還沿用非常傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝。通過數(shù)十年的努力,在生產(chǎn)和技術(shù)上有很大提高,但是在生產(chǎn)節(jié)能,綜合利用,自動化等方面與國際先進水平還有一定距離。由于投資、生產(chǎn)規(guī)模、技術(shù)、管理等原因，大部分酒精企業(yè)的綜合利用率較低[2] 。 酒精廢水是高濃度、高溫度、高懸浮物的有機廢水，處理技術(shù)起步較早，發(fā)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(zhì)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(zhì)，在酒精發(fā)酵中不能成為酵母菌的碳源而被利用，殘留在廢液中，表現(xiàn)為溶解性COD；無機灰分的泥砂雜質(zhì)。這些物質(zhì)增加了廢水處理的難度。酒精廢水處理急需解決，酒精糟液環(huán)境污染嚴重,對其治理迫在眉睫。如何處理、利用大量酒精糟液，一直是我國酒精工業(yè)的一個大問題[3]。 2 廢水處理技術(shù)現(xiàn)狀 隨著科學技術(shù)的迅速發(fā)展，廢水的種類和數(shù)量迅猛增加，對水體的污染也日趨廣泛和嚴重，直接威脅人類的健康和安全。而廢水處理一直是全球重視的環(huán)境問題之一。所以，如何處理廢水及廢水處理技術(shù)的研究改進成為科學家們探索的領(lǐng)域。先進的廢水處理技術(shù)也不斷問世。 國內(nèi)陳士夫等[4]對于有機磷農(nóng)藥廢水TiO2光催化降解的研究指出，該法能將有機磷完全降解為PO3-4，CODcr除去率達70% - 90%。 Serpone等報道了用TiO2光催化法從Au(CN)-4中還原Au，同時氧化CN-為NH3和CO2的過程，并指出將該法用于電鍍工業(yè)廢水的處理，不僅能還原鍍液中的貴金屬，而且還能消除鍍液中氰化物對環(huán)境的污染，是一種有實用價值的處理方法。但是，TiO2光催化法基于體系對光能量的吸收，對于高濃度的工業(yè)廢水，若雜質(zhì)多、濁度高、透光性差，反應則難以進行。因此該方法在實際廢水處理中，適用于后期的深度處理。 彭躍蓮等[5]提出用膠團強化超濾法處理廢水，這是一種將表面活性劑和超濾膜結(jié)合起來的新技術(shù)。廢水通過超濾膜時，如膜孔徑小于膠團粒徑，則攜帶有機物的膠團因不能透過膜而被截留，從而實現(xiàn)絕大部分有機物和水的有效分離。可以從廢水中去除低分子量、低濃度有機污染物和多價金屬離子，具有很好的環(huán)境效益。與吸附、蒸餾和萃取法相比，膠團強化超濾法能耗低，無相變，且處理水可直接回用。膠團強化超濾法存在的問題是超濾透過液中可能還有少量表面活性劑，這相當于引進了一種新的有機污染物，如果去除不完全的話也會影響出水水質(zhì)。 方景禮[6]研究超聲空化技術(shù)處理廢水。利用聲解將水體中有機污染物轉(zhuǎn)化為CO2、H2O、無機離子或比原有機物毒性小的有機物，具有操作方便、高效、無污染或少污染的特點，被認為是一種清潔且具有良好前景的廢水方法。 日本shokubai公司開發(fā)出一種低成本處理工業(yè)廢水新技術(shù)—NSLC技術(shù)。該項技術(shù)為濕法氧化催化，應用該技術(shù)可使工業(yè)污水中的COD，氮化合物和硫化合物取出95％。污水處理成本比活性污泥法降低30—50％。但此法不能直接應用于含有大量不溶于水的固體、油類和黃磷等的廢水。從而限制了這些方法在廢水實際處理中的應用[7]。 液相高壓脈沖放電處理技術(shù)集合了高能電子輻射、濕式氧化、化學氧化、光催化氧化等多種高級氧化技術(shù)特點于一體，系統(tǒng)不需外加氧化劑，而是利用液電電火花產(chǎn)生的 臭氧、雙氧水和紫外光作為氧化劑（UV／O3／H2O2光化學氧化），同時反應體系也需輔以高溫、高壓和外加光源輻射等技術(shù)手段，是一種全新概念的難降解有毒害工業(yè)廢水化工處理新技術(shù)[8]。 3 酒精廢水處理技術(shù)現(xiàn)狀 我國酒精生產(chǎn)的原料比例為：淀粉質(zhì)原料（玉米、薯干、木薯）占75%，廢糖蜜原料占20%，合成酒精占5%。由此，我國酒精生產(chǎn)的原料主要是玉米、薯干等淀粉質(zhì)原料。酒精是以淀粉類谷物或植物根莖塊如玉米、薯類和大米等為原料發(fā)酵釀制而成, 在釀造過程中, 僅是碳水化合物部分經(jīng)微生物發(fā)酵轉(zhuǎn)化為乙醇和少量乙醇的系列產(chǎn)物, 而蛋白質(zhì)、無機鹽、粗脂肪等卻被殘留在母液中[9]。 我國年生產(chǎn)酒精能力約500萬t,其中商品酒精約200萬t,自產(chǎn)自用酒精約300萬t [10]。我國酒精工廠多,且大多數(shù)設(shè)在城市,排放而造成污染十分嚴重。由于酒糟廢液量大,加之處理技術(shù)不夠,目前已經(jīng)成輕工業(yè)中第二個大污染源[11]。 酒精廢糟液是一種高濃度的有機廢水，含水92%～95%， 酸度高，粘度大，并含有大量懸浮物和有機物[12]。 據(jù)統(tǒng)計,酒精廠每生產(chǎn)1t酒精約排放10～15t酒精廢糟液 ， 其中COD達4104 mg/L～7104mg/L,BOD 達3104～5104 mg/L[13] 。 根據(jù)酒精生產(chǎn)的原料不同，其酒精廢水的綜合利用和處理采用不同的方法。 楊健等[14]采用預曝氣—化學混凝沉淀工藝對釀酒厭氧處理消化液進行預處理，消CODcr4500mg/ L～6000mg/ L。當預曝氣時間為6小時，混凝劑FeCL3 添加量為100mg/ L 時，消化液的CODcr 和SS 去除率分別為24.3%和75.4% ，出水水質(zhì)對后續(xù)好氧處理有利。 歐陽玉祝等[15]采用鐵屑微電解法對白酒廢水作預處理。研究表明廢水經(jīng)過電解床后，CODcr去除率達75%，將此法與生物法結(jié)合，CODcr總?cè)コ蔬_98%。使用電解法無需投加化學試劑，沒有二次污染，而且大大提高廢水可降解性。 王煒等[16]應用CAAS 工藝合理實現(xiàn)了厭氧處理與好氧處理之間的銜接，可提高后續(xù)好氧處理效果。CAAS 反應器由缺氧區(qū)，預曝氣區(qū)，沉淀區(qū)，曝氣區(qū)組成 白酒廢水經(jīng)厭氧處理后并非直接曝氣，而是現(xiàn)進入缺氧產(chǎn)酸階段，將廢水中剩余有機物大分子降解為小分子有機物，提高BOD5/CODcr值。在預曝氣區(qū)內(nèi)，使污泥中微生物得到增殖，并可除去部分CODcr沉淀區(qū)可將前階段的污泥分離最后廢水可在最佳狀態(tài)下進入曝氣區(qū)。CAAS工藝使得廢水好氧處理CODcr去除率提升至87.4% ，BOD5 除率也提升到85%。 李錫英提出三段“SS”去除法處理廢水。通過固液分離—厭氧消化(復合厭氧反應器) —物化處理,SS去除率90%以上,COD去除率90%以上。 還有UASB．CAAS技術(shù)處理酒精廢液，充分利用UASB高效高負荷的處理優(yōu)勢，使廢水得到有效的治理，結(jié)果表明廢水經(jīng)顆?；疷ASB反應器穩(wěn)定后，出水COD降至1500mg/L以下，然后再經(jīng)CAAS處理后，出水COD可降到150mg/L澈，該處理系統(tǒng)具有耐沖擊負荷，處理效果穩(wěn)定，運行簡單，運行費用低等特點。 4 酒精廢水的特點及常用工藝 通過對酒精廢水的研究可以了解酒精廢水有以下特點： (1) 懸浮物含量高，平均懸浮物含量高達40000mg/L； (2) 溫度高，平均水溫達70℃，蒸餾釜底排出的廢水溫度高達100℃。 (3) 濃度高，廢水的COD濃度高達35000～55000mg/ L、懸浮物(SS)濃度20000～40000mg/ L、pH值4～5. 5,且排放量大,生產(chǎn)1t 酒精產(chǎn)生12～20m3的廢水。其次是含氮化合物，生物菌和未分解出去的產(chǎn)品：如丁醇、乙醇等，此外還有500mg/L的有機酸[17]； (4) 廢水含有約500mg/L左右的有機酸，廢水呈酸性，運行初期可考慮加堿或污泥的回流以平衡廢水的酸堿度，運行穩(wěn)定后系統(tǒng)具備足夠的緩沖能力，則不需要加堿或回流。 酒精廢水的這些特點讓處理酒精廢水的工藝定向于生物處理工藝。酒精廢水生物處理常用的工藝有厭氧處理,好氧處理和厭氧+好氧處理。 厭氧處理 厭氧處理采用二級UASB厭氧處理，第一級高溫厭氧，第二級中溫厭氧，此法既可以將廢水厭氧發(fā)酵較徹底，又能夠充分利用原廢水熱能，節(jié)省換熱設(shè)備投資和冷卻水量。廢水經(jīng)泵打人UASB，在罐底部均勻分布，緩慢上升，形成懸浮污泥層，廢水經(jīng)過懸浮污泥層時有機物被吸附、降解，產(chǎn)生的CH4、CO2 混合氣體在上升過程中經(jīng)三相分器收集，廢水由溢流槽排出，污泥自動回流至罐底保持污泥濃度[18]。 好氧處理 厭氧出水溫度較高，不能直接進入好氧系統(tǒng)，需冷卻處理。使厭氧沉淀出水和廠區(qū)其他輕污染廢水在配水罐中混合，一方面作為冷卻水源調(diào)節(jié)水溫在15～25℃，另一方面由于厭氧出水污染物濃度較低，已不利于活性污泥的生長，輸入輕污染廢水省去了向好氧系統(tǒng)投機氮、磷等營養(yǎng)物。在好氧處理中，保持污水中溶解氧在2mg/L左右，使得好氧微生物在新陳代謝過程中耗除有機物，達到凈化污水作用[19]。 厭氧+好氧處理 厭氧+好氧技術(shù)是廢水生物處理很有效的生化處理技術(shù)組合，該組合可以充分利用微生物的代謝活動分解廢水中的有機物，將有機物作為微生物的營養(yǎng)被微生物利用，最終分解為穩(wěn)定的無機物或合成細胞物質(zhì)而作為污泥由水中分離，從而使廢水得到凈化，厭氧與好氧方法相結(jié)合生物處理技術(shù)是去除工業(yè)廢水中有機物非常有效的方法[20]。 對于高濃度的酒精廢水，單純用厭氧發(fā)酵法處理后，出水COD濃度仍很高，無法達到排放標準[21]。若直接采用好氧處理，經(jīng)濟上則不合算，能耗也較高。而厭氧+好氧相結(jié)合的工藝與單獨的厭氧或好氧處理相比，具有如下優(yōu)越性： (1)由于在厭氧階段可大幅度地去除水中的懸浮物或有機物，使其后序好氧處理工藝的污泥量得到有效的減少，從而設(shè)備容積也可縮小。(2)厭氧工藝可對進水負荷的變化氣緩沖作用，為好氧處理創(chuàng)造較穩(wěn)定的進水條件。(3)經(jīng)過厭氧處理后，不僅可以提高廢水的可生化性，提高好氧工藝的處理能力，而且可利用產(chǎn)酸菌類多、生長快對環(huán)境條件適應能力強的特點，有利于運行條件的控制和縮小處理設(shè)備容積的縮小。(4)產(chǎn)生的沼氣主要用于發(fā)電、鍋爐助燃，多余的用于職工生活做飯。因此，采用的厭氧+好氧相結(jié)合的工藝是目前在國內(nèi)應用的較廣泛的方法之一[22-23]。 厭氧好氧處理，具有能耗低、投資省、處理效果穩(wěn)定等特點，成為國家推薦的經(jīng)濟、有效、實用的環(huán)保技術(shù)[24]。 參考文獻： [1] 唐受印，戴友芝，劉忠義等．食品工業(yè)業(yè)廢水處理[M].北京：化學工業(yè)出版社，2005 [2] 孫東方,宋寶江,郭時杰. 我國酒精工業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展對策[J].工業(yè)水處理,2005(3):15 [3] 胡向堯．酒精生產(chǎn)技術(shù)的回顧與探討[M]．北京：中國食品工業(yè)協(xié)會．2003:12 [4] 陳士夫，趙夢月，陶躍武等.TiO2光催化反應及其在廢水處理中的應用[J].環(huán)境科 學,2001, 17(4), 33 -35. [5] 彭躍蓮，紀樹蘭，姚仕仲.廢水處理新技術(shù)—膠團強化超濾[J] .膜科學與技術(shù),2001, 21(1)：39-43 [6] 方景禮.強螯合物廢水的處理方法[J]．電鍍與涂飾，2007，26(9)：3 [7] 徐銳,范秀蓉.工業(yè)廢水處理新技術(shù)[J].技術(shù)與市場, 2005(1)：27 [8] 姜 巖，聞建平，胡宗定. 工業(yè)廢水處理新技術(shù)與新方法的研究進展[J].化工進展, 2004,23(3)：256-258 [9] 王 煒.酒精廢水處理及綜合利用研究[D].江南大學，碩士畢業(yè)論文，2006 [10] 謝 林, 呂西軍，玉米酒精生產(chǎn)新技術(shù)[M]. 北京:中國輕工業(yè)出版社,2001:14 [11] 管運濤．酒精工業(yè)廢水治理技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展[J]. 工業(yè)水處理,2007,17(3) :6 [12] 謝 林，劉 凱，張 禾. 白酒廢水的綜合利用[J]. 釀酒科技，2006，(5)：81-82 [13] 胡象堯．河南酒精工業(yè)的概況、問題與發(fā)展探討[J].鄭州輕工業(yè)學院學報， 2007,23(4)：13-15 [14] 楊 健，周小波．酒精廢水消化液預處理試驗研究[J]．四川環(huán)境，2006,25(1)： 1-3 [15] 歐陽玉祝，王繼徽，沈 揚．鐵屑微電解法預處理釀酒廢水研究[J]．工業(yè)水處理， 2001,21(10)：16-18 [16] 王　煒，陳　堅，尹艷軍等．兩級UASB—CAAS 技術(shù)處理酒精廢液[J].釀酒科 技，2006,10:101-103 [17] 李錫英,黃貞嵐,楊沂鳳等.釀酒工業(yè)廢水環(huán)保治污新途徑——三段“SS”去除法 [J].工業(yè)水處理,2005,20(11):13 [18] 賀延齡．廢水的厭氧生物處理[M].中國輕工出版社，2004，120 -123 [19] Liu Hua , Sun Li—na, Chen Xi-jian,Et a1．Treatment of alcohol wastewater and resource ，utilization[J ]．Environmental Science&Technology，2011，34(4)：180-183 [20] Use of the Upflow Sludge Blanker(USB)Reactor Concept for Biological Wastewater treatment Especially for Anaerobic Treatment， Biotechnology and Bioengineering ， 2003 [21] 唐受印. 廢水處理工程[M]. 北京：化學工業(yè)出版社, 2004 [22] 秦麟源．廢水生物處理[M]．上海：同濟大學出版社, 2007 [23] 耿土鎖．過濾一厭氧一好氧工藝處理酒精廢水[M]．江蘇環(huán)境科技，2001，14(3)： 11-13 [24] Zhang Chao，Application of anaerobic-oxidation process to alcohol wastewater treatment[J]．Pollution Control Technology，2006，19(2)：57-59  畢 業(yè) 設(shè) 計 開 題 報 告 2．本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑）： 本課題為酒精廢水處理的工藝設(shè)計，根據(jù)酒精廢水的特點，采用UASB+缺氧池+接觸氧化為主要工藝。通過對酒精廢水的處理，減少廢水中的污染物，提高污水的利用率。 工藝流程說明 1 固液分離： 固液分離是酒糟廢水的處理的難點。國內(nèi)現(xiàn)采用立式離心機、板框壓濾機等設(shè)備進行分離，特別是前一種分離后濾液中SS仍然較高。后一種勞動強度較大等問題。 2 濾液回用： 濾液的回用其主要是“雙節(jié)”，回用的濾液溫度大約70℃用于拌料，即節(jié)約了用水，由于溫度高，在蒸煮過程中又節(jié)約用氣，完全符合循環(huán)經(jīng)濟規(guī)律。 3 厭氧處理： 厭氧處理過程分為一級厭氧和二級厭氧兩部分，管路配置成串聯(lián)、并聯(lián)可調(diào)換系統(tǒng)，以保證厭氧處理后出水COD在1200mg/L。 4 好氧處理： 由于通過兩級厭氧處理后，好氧部分所要處理的負荷較低，因此本方案選用組合生化工藝，這樣不僅保證了厭氧和好氧的順利連接，而且具有投資較小、運行成本較低、出水水質(zhì)穩(wěn)定、管理運行簡單等優(yōu)點。好氧出水經(jīng)過二沉池、生物濾池凈化后，出水可達到國家排放標準。 5 污泥處置： 處理系統(tǒng)產(chǎn)生的污泥經(jīng)濃縮罐收集后，均進入濃縮池，污泥經(jīng)過濃縮后，采用帶式壓濾機進行脫水。脫水選用帶式壓濾機可降低投資，有利于污泥的最終處置。 UASB+缺氧池+接觸氧化工藝流程如下所示： 降溫+調(diào)節(jié)池 配水井 細格柵/氣浮 UASB 生產(chǎn)廢水 回流 沉淀池 接觸氧化池 缺氧池 出水  畢 業(yè) 設(shè) 計 開 題 報 告 指導教師意見： ⒈ 對“文獻綜述”的評語： 文獻綜述中，學生對酒精廢水處理及回用的國內(nèi)外現(xiàn)狀、存在問題進行了總結(jié)，提 出了自己處理酒精廢水及回用工藝的設(shè)計。 通過文獻綜述，可以看出該學生對所給課題了解深入，查閱了大量文獻資料，能基 本滿足酒精廢水處理及回用工藝的設(shè)計需要，具有一定的收集、整理各種文獻資料及獲 取新的知識的能力，文獻綜述撰寫基本規(guī)范。 ⒉ 對本課題的深度、廣度及工作量的意見和對設(shè)計（論文）結(jié)果的預測 本課題是廢水處理設(shè)計方面的課題，涉及到大量的設(shè)計方面的知識，需掌握一定的專業(yè)設(shè)計知識，并了解設(shè)計規(guī)范、標準，可以獨立編寫設(shè)計說明書，對環(huán)境工程專業(yè)的學生而言，深度和廣度適中。 該學生已對課題有總體構(gòu)想，擬采用的方法手段也比較清晰，經(jīng)過該同學的努力，定能按期提交成果，達到培養(yǎng)和鍛煉學生應用所學理論知識解決工程實踐問題的能力。 指導教師： 年 月 日 所在系審查意見： 系主任： 年 月 日