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EGSB(膨胀颗粒污泥床)
  • 发布日期:2020-05-18      浏览次数:305
    • DYP251 EGSB厌氧反应器

      DYP106 UASB厌氧发酵柱实验装置/废水厌氧可生物性降解实验装置

      DYP116 恒温UASB上流式发酵柱

      DYP142 复合UASB(UASB+AF)反应器

      DYP506 三相生物流化床实验装置

      DYJ081 污泥吸附沉降实验装置

       

      EGSB(ExpandedGranularSludgeBed),中文名膨胀颗粒污泥床,是第三代厌氧反应器,于20世纪90年代初由荷兰Wageingen农业大学的Lettinga 等人率先开发的。其构造与UASB反应器有相似之处,可以分为进水配水系统、反应区、三相分离区和出水渠系统。与UASB反应器不同之处是,EGSB 反应器设有专门的出水回流系统。EGSB反应器一般为圆柱状塔形,特点是具有很大的高径比,一般可达3~5,生产装置反应器的高度可达15~20米。颗粒污泥的膨胀床改善了废水中有机物与微生物之间的接触,强化了传质效果,提高了反应器的生化反应速度,从而大大提高了反应器的处理效能。

       

      厌氧膨胀颗粒床反应器(ExpandedGranularSludgeBed,简称EGSB)是在上流式厌氧污泥床(UASB)反应器的研究成果的基础上,开发的第三代超高效厌氧反应器,该种类型反应器除具有UASB反应器的全部特性外,还具有以下特征,

       

      ①高的液体表面上升流速和COD去除负荷;

       

      ②厌氧污泥颗粒粒径较大,反应器抗冲击负荷能力强;

       

      ③反应器为塔形结构设计,具有较高的高径比,占地面积小;

       

      ④可用于SS含量高的和对微生物有毒性的废水处理。

      中温EGSB厌氧处理玉米酒精废水

       

      粮食发酵生产酒精的过程中会产生大量的废糟液,废糟液的BOD和COD含量都相当高,如果直接排放,会对环境造成很大污染。同时酒精废糟液中富含有机物和矿物质,具有很高的营养价值,可将其回收制成DDG饲料。唐山市冀东溶剂有限公司有一条年产3.3万t食用酒精生产线,根据酒精废糟液的上述特性,公司采用DDG饲料十厌氧消化工艺来治理废糟液,即先将废糟液进行固液分离,得到DDG湿饲料,再将滤液即废水采用新型的中温厌氧颗粒污泥膨胀床工艺处理联产沼气,然后将所产沼气用来烘干DDG饲料。经过处理的酒精废水,生物降解率达到96%以上,COD小于l000mg/L,BOD小于600mg/L,达到GB8978-1996《污水综合排放标准》污水三级排放标准,排放人城市污水管网。该工艺同时产生大量的清洁能源沼气可用于烘干饲料。这样即解决了酒精废水、废气环境污染的问题,又做到了节能和废弃物资源化的再生利用。按年产3.3万t酒精计,公司每年可处理33万t酒精废水,烘干23000tDDG饲料,节煤6000t,多创利润285.30万元。经相关部门查新,目前国内尚未见与该工艺综合技术特点相同且规模相当的酒精废水处理及资源化利用的文献报道。

      1 酒精废水处理的工艺流程

       

      唐山市冀东溶剂有限公司原废水处理采用的是中温UASB工艺,长期运行也没能形成颗粒污泥,因此对酒精废水的处理一直不理想。为此,在2004年,公司重新建造了2座2400m3的钢制EGSB厌氧反应器,并采用中温厌氧发酵工艺处理酒精生产中产生的废水。中温厌氧发酵工艺的优点是能耗低,厌氧发酵所产生的沼气还可代替原煤烘干DDG饲料,不仅节约了能源,降低了成本,而且根治了因燃煤造成的大气污染,提高了饲料的品质。2套厌氧系统均正常启动,短期内形成了大量的颗粒污泥,处理能力也都达到了设计水平,且运行稳定。酒精废水处理率达100%,产生了显著的经济和社会效益。具体工艺流程如图1所示。

       

      2 酒精废水处理的各个工艺单元

      2.1 板框压滤生产DDG饲料

       

      将酒精生产中产生的废糟液通过板框压滤进行固液分离,得到DDG蛋白饲料,同时还减少了下游处理的生物负荷及处理水量。经本单元处理后,废糟液的生物负荷可以削减40%以上。经板框压滤后酒糟滤饼水分在66%-67%,因而烘干成ltDDG饲料需要3t滤饼,也就是说生产hDDG饲料需要烘掉近Zt 水分。经计算处理水量可减少15%。

       

      2.2 中温厌氧发酵联产沼气

       

      新建成的反应器采用厌氧颗粒污泥膨胀床工艺(EGSB),该工艺是布水系统从反应器底部均匀进水,使污水与厌氧反应器中的污泥充分接触、混合,污水中有机物在厌氧菌群作用下被分解,产生沼气。经厌氧反应后的水在厌氧反应器上部三相分离器的作用下,分离沼气、沉降污泥、澄清出水。厌氧颗粒污泥膨胀床工艺成功的关键是形成大量颗粒污泥,而不是絮状悬浮泥。如不能形成大量优质的颗粒污泥,反应器就会维持在较低的负荷水平,达不到理想的处理能力。

       

      2.3 沼气代煤烘干DDG饲料

       

      提取酒精废糟液中DDG蛋白饲料采用的是板框压滤+热风炉烘干工艺。原来在没有厌氧发酵生产沼气前全部使用燃煤,而煤的燃烧会对大气造成污染,且在烘干饲料的过程中,会有一部分烟尘、炉灰等有害物进人到饲料中,严重影响饲料的质量。用沼气烘干饲料就避免了这样的问题。厌氧发酵的成功运行,必然会产生大量的清洁能源沼气,目前2套厌氧设备可日产沼气1800om3,折标煤18t。而且从生产实践中得出,酒精糟液提取饲料后的废水经厌氧发酵后产生的沼气足以用来烘干饲料。公司从2005年4月起就完全用沼气代替了原煤,每年可节煤约6000t,多创利润285.3万元。

       

      3 中温厌氧工艺的优缺点

       

      3.1 中温厌氧发酵工艺的优点

       

      高温厌氧发酵工艺为了保证58~60℃的高温条件,需要消耗大量的能源,尤其是在寒冷的冬季,高温厌氧发酵工艺的耗能更大。中温厌氧发酵工艺只需控制温度在36-38℃,与高温厌氧发酵工艺相比极大地节省了能源。

       

      4 效益分析

      中温厌氧发酵的能耗远低于高温厌氧发酵,且用厌氧发酵产生的沼气代替燃煤烘干饲料,可节约大量的煤炭,从而降低成本。

       

      (l)沼气代替燃煤烘干饲料,可节约能源费用302.50万元。

       

      (2)沼气代替燃煤烘干饲料,可使饲料质量提高,售价每吨提高10元,按饲料年产量23000t计算,产品销售收人提高23万元。

       

      (3)采用中温厌氧发酵工艺,成本增加40.20万元。

       

      (4)预计每年节约成本费用:302.5+23-40.2=285.30万元。

       

      综上所述,采用中温厌氧发酵工艺真正做到了酒精废水的资源化开发再利用,起到了节能、环保、创效三赢的目的,具有显著的经济、社会和环保效益,且投资小回收期短,实用性强,符合我国可持续发展的政策,具有很好的推广价值。

       

      5 结论

       

      (1)中温厌氧发酵工艺比高温厌氧发酵工艺极大地降低了能耗,年可处理废水33万t,烘干DDG饲料23000t,处理后的废水达到GB8978-1996《污水综合排放标准》三级排放标准。

       

      (2)用中温厌氧发酵产生的沼气烘干酒糟饲料,根治了燃煤对大气的污染,提高了饲料品质,每年可节煤6000t,多创利润285.30万元。

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