利用玉米酒精废液高温制取沼气及综合效益分析

新艋涿．一l旦91．13(3)．一31．'~33利用玉米酒精废液高温制取沼气及综合效益分析王印昌贾惠清(吉林省土壤肥料总站)(吉林省能源研究所)摘要本文主要介绍上流式AF+UAsB相结合的发酵装置与工艺流程，在北方寒冷地区利用玉米酒精废液高温制取沼气获得成功。经过33个月运转，性能稳定，产气正常，不仅有显著的经济效益，同时，还收到良好的社会效益和生态效益。素有‘‘中国玉米带之称的我国吉林省每年可生产玉米1221万吨，占粮食总产量的72％。玉米除供城乡人民生活用粮和发展畜牧业的饲料外，还是医药和轻工业产品生产的重要原料。特别是酒精生产，每年要耗掉大量玉米。目前，我省拥有大中型国营酒精厂3O余家，年生产酒精18万吨，为国家创造价值约4．14亿元，但同时排放酒精废液297万吨／年，严重地污染了周围的空气、农田和水质。为了净化空气，消除对农田和水质的污保护农民及城市居民的身心健康，1986年在农业部农村能源环保办公室的大力支持下，由吉林省农业厅农村能源处、吉林省能源研究所共同主持，白城市酿酒总厂四分厂有关科技人员参加，在四分厂酒精车间建造了一个200米。的沼气发酵罐，当年建成，1987年5月灌水、充气、试压验收，并采取高温发酵制取沼气的生产工艺，经投料运一转启动，一次性获得成功。经过一年的正常运转，各项技术指标，均达到设计要求，于1988年8月通过国家农业部鉴定。专家认为，这项科研成果具有国内先进水平。到1990年6月耒，共运转33个月(每年扣除1个月维修)。实践证明。这套装置设计科学，结构合理，采用技术新颖，生产工艺先进，不仅有明显的经济效益，同时，收到良好的社会效益和生态效益。一、试验装置与工艺流程1．试验装置本试验采用上流式AF+UASB相结合的处理负荷(kg／m。·d)48044．756．441．2反应停留时间1．09．07．29．83．纤维填料在产酸和产甲烷反应器中的应用，对提高产气率和COD去除率起决定性作用。4，严格控制适宜的运行条件，是装置高效正常运行的保证。参考文献[1)·严月根等：两相厌氧工艺的理论基础及实际应用，‘中国沼气》，79，4期，p2，1989(2CohenA．stal：WaterRes．，14，I49～1448，1980[3)佟树声；纤维填料生物膜固定技术，太阳能学报》，11卷，2期，1990，7C43佟树声：纤维填料在厌氧过程中的应用，农村能源》，1987，No3，p7—10[5了CohenA．etal：WaterRes．，16(4)，449，1982‘[6)BullM．A．etal：Biotech．Bioeng．，’26，1O54～1065，1984(7]MassyM．L．&PohlandF．G．：3WPCF，50(9)，2204~22221978(原稿1990年11月收到)’3l’维普资讯http://www.cqvip.com发酵装置，总容移I为200米。，中反应区为t7O米。。装置内设有污泥床，过滤层，悬浮层，沉降区，气室和档板，气、固、液三相分离器，软性填料。进料口在发酵罐下部成多点进料，进料孔下斜45。，各孔径之和等于总管道流量。档板可使上升污泥中的气体析向集气罩，集气罩将发酵产生的沼气导入气室，从而减轻气体对悬浮层和沉淀区的冲击，起到保留污泥的效果。载体选用化纤性填料，其好处是增加微生物附着、滞留污泥，减少溢流造成沼气菌体流失，提高设备效率。2．工艺流程酒精废液经粗蒸馏塔排出后，首先经逆向套管换热回收余热，将105~(2的酒精废液换成70~C左右，换热后的酒精废液进入缓冲槽和锥型泥砂罐；然后进入wL一450型卧式螺旋沉降离心机，分离出干糟做饲料用，稀液流入配料池与溢流液混合调配pH值5．5左右；最后将调配好的酒精废液泵入发酵罐中，控制在52-54℃±2℃。溢流液部分用于回流外，其余部分经沉淀罐沉降后的上清液用做农家肥浇地，沉淀物质返回发酵罐。沼气经脱水、除硫、计量收集在湿法贮气罐中，除供66户职工一年正常生活用能外，还供给全厂职工食堂做饭、烧水和用做烧锅炉。越冬措施与保温效果1．趣冬措施①砌保温槽将发酵罐体地下部分挖0．5米宽、1．7米深的环型沟，在沟内添加废纤维屑或珍珠岩粉。其好处：一是隔绝地温，防止地温对发酵罐体的传导；二是减少发酵罐体内部热量散失。②设防寒层将发酵罐地上部分，选择导热系数小，保温效果好，规格为120毫米的聚乙烯泡沫做保温材质；在包装方法上，采用分两层错缝覆盖，最外层用规格为·32毫0．5毫米的镀锌铁皮保护。其作用是：既防止冷空气侵入，又避免发酵罐体内部热量散火。2．保温效果根据不同季节的温度差并，将酒精废液温度分别调为：夏季进料温度57℃，冬季进料温度64℃。尽管环境温度上下波动很大：严冬下降到一26℃，盛夏上升到3O℃，而发酵罐内温度均能稳定在52—55℃之间。经