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淀粉及其衍生物行业、酒精行业、蛋白行业、氨基酸行业是我国发酵生产的重点,也是造成污染的大户。我国每年排放酒精高浓度有机废水约1200万t,味精工业有机废水约400万t,淀粉工业有机废水约1600万t,这些工业废水的处理达标率还不及70%,利用工业有机废水产沼气的潜力巨大。
上述几种典型的高浓度有机废水是国内主要污染源,必须从源头截治。但同时它又是可开发利用的宝贵能源,通过科学的处理和加工,便可转化为不可或缺的生产和生活能源。采用以厌氧处理(沼气技术)为核心的综合治理与利用工程技术,既经济(节能、产能),又有效(仅厌氧消化工序有机物的去除率就可达到75%以上),其厌氧处理的副产物——颗粒污泥、沼气等又可为企业创造经济价值。
例如:在淀粉加工过程中产生大量的高浓度酸性有机废水,主要是溶解性的淀粉和少量蛋白质,一般没有毒性,但COD很高,通常为8000~13000mg/L,SS为1500mg/L。如将废水直接排放到环境水体中,不仅对环境造成严重危害,也造成水资源的浪费。
根据相关资料,不同原料生产淀粉产生的水污染物浓度略有不同,表1为不同原料生产淀粉产生的水污染物浓度表。
表1 不同原料生产淀粉产生的污染物浓度
原料
CODCr/(mg/L)
BOD5/(mg/L)
TSS/(mg/L)
氨氮/(mg/L)
TP
玉米
6000~13000
2400~6000
1000~5000
20~130
10~80
马铃薯
5000~17000
1500~6000
1000~5500
3~10
<5
木薯
9000~11000
5000~6000
3000~5000
2~8
<5
小麦
7000~11000
2500~6000
2000
50~150
30~100
以山东某淀粉厂为例,年生产淀粉32万t,设计每天的处理水量为2500m3/d,COD浓度在10000mg/L左右,BOD/COD在0.4左右,采用以IC厌氧反应器生物处理为主的处理工艺,废水经厌氧处理后可以去除92%以上的COD。本工程IC反应器产生的沼气经过水封、脱硫罐后进入储气柜,实际运行中每天产生了12000 m3多沼气,实际工程中每立方米沼气可发1.9度电,选用2台每小时发电500kW的发电机,每小时可发电930kW·h,沼气发电产生的余热经过余热回收装置一部分进入锅炉,另一部分进入IC反应器对废水进行加热以维持反应器内的温度。
本工程整体总投资为1300万元,土建部分的投资为400万元,设备部分的投资为800万元,其它部分的投资为100万元。
电费:废水处理站处理吨水的电费为0.76元/m3,药剂费、人工费、处理成本等综合费用,得废水处理的成本为1.12元/m3。
        效益回收:2台沼气发电机每小时可发电930kW·h,每度电的价格按0.6元计算,则每天可产生13400元的效益,按每年生产330天核算,可产生利润442余万元,不仅处理了废水,三年可以会回本。除去污水处理每天的处理成本2800元,则通过沼气发电每天可产生10600元的利润,按每年生产330天核算,出去污水站的所有费用,一年内可产净利润350余万元。
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