淺談IC+CASS工藝處理酒精廢水

曾添文

【摘要】針對酒精工業廢水的來源及特點，簡單介紹了酒精糟的處理方法，詳細闡述了IC+CASS工藝處理特點，酒精廢水得到了有效的治理，同時又獲得了可觀的經濟效益。

【關鍵詞】酒精廢水；廢水處理；IC；CASS

前言：酒精工業是國民經濟重要的基礎原料產業，酒精廣泛應用于化工、食品工業、日化、醫藥衛生等領域，同時又是酒基、浸提劑、溶劑、洗滌劑和表面活性劑。 我國酒精生產的原料比例為：淀粉質原料（玉米、薯干、木薯）占75%，廢糖蜜原料占20%，合成酒精占5%。由此，我國酒精生產的原料主要是玉米、薯干等淀粉質原料 酒精企業酒精糟的污染是食品與發酵工業最嚴重的污染源之

一、酒精生產廢水特點

酒精工業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。

酒精生產過程中產生廢水的水質和噸產品排水量見表：

酒精廢水是高濃度有機廢水，其污染物主要包括：懸浮在廢水中的固體不溶物、油脂、淀粉、膠；溶解在水中的糖、酸、堿、鹽等；溫度可高達100℃；懸浮物含量高，外觀混濁、色度高、易腐敗。

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，濾渣生產DDG，做飼料，濾液部分回用生產，部分經生化處理，逐步實現酒精糟生產DDGS。

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、IC+CASS工藝處理

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，利用厭氧反應所產生的沼氣作為動力，將廢水、污泥提升至反應器頂部的分離包，再從中心回流水管回流至反應器底部，實現了混合液的內循環，緩沖了底部進水對污泥的沖擊，同時提高了反應器的水力負荷，保證泥水的充分混合，使廢水獲得穩定的處理效果。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反應器具備如下特點：

（1）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。

（2）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。

（3）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。

（4）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。

（5）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。

（6）減少藥劑投量，降低運行費用

內外循環的液體量相當于第一級厭氧出水的回流，對pH起緩沖作用，使反應器內的pH保持穩定?？蓽p少進水的投堿量，從而節約藥劑用量，而減少運行費用。

（7） IC可以在較高溫度下運行，非常適合于生產廢水溫度較高的情況，可節省污水蒸汽加熱的運行費用。

厭氧出水必須采用好氧生物法進行處理，進一步降解水中的污染物。好氧工藝采用CASS 工藝，是集進水、曝氣反應、沉淀、潷水、靜置功能為一體的新型生化反應設備。CASS池分預反應區和主反應區。在預反應區內，微生物能通過酶的快速轉移機理迅速吸附污水中大部分可溶性有機物，經歷一個高負荷的基質快速積累過程，這對進水水質、水量、PH和有毒有害物質起到較好的緩沖作用，同時對絲狀菌的生長起到抑制作用，可有效防止污泥膨脹；隨后在主反應區經歷一個較低負荷的基質降解過程。

CASS 工藝主要有以下特點：

（1）由預反應區和主反應區組成，因此，對難降解有機物的去除效果更好。

（2）兼有好氧缺氧作用，可提高廢水可生化性，能確保出水水質。

（3）抗沖擊能力更好。與傳統活性污泥法相比，CASS法的優點是-建設費用低-省去了初次沉淀池、二次沉淀池及污泥回流設備。

（4）污泥活性高，反應池內 SVI 一般在100 左右，沉降、分離效果好，產泥少，能抑制絲狀菌的生長，有效控制污泥膨脹，沉降時沒有進出水，屬理想靜沉。分離效果好。

四、結論

（1）酒精廢水經過上述IC+CASS工藝處理后，可解決廠區的水環境污染現狀，附近水體將會有明顯的改善，工程項目具有明顯的社會效益、環境效益、經濟效益。

（2）目前僅采用生物處理方法，對于處理高濃度的酒精廢水出水穩定達標仍有困難，特別是現在隨著環保要求的提高，出水要求也進一步提高，生物處理后還需深度處理工藝。因此還需要進行大量的研究，以實現對酒精廢水的資源化處理。

（3）要以廢水治理達標為前提，需不斷探索先進的技術，采用更好的工藝，使用最少的投資和最低的運行費用，將廢水治理工程建設好，創造良好的環境效益和社會效益。

參考文獻：

[1]高俊發，王社平. 污水處理廠工藝設計手冊. 北京：化學工業出版社，2003.10.