啤酒厂污水处理车间沼气的利用

啤酒厂污水处理车间沼气的利用时间：2009-6-16作者：代高文章来源：中国酿酒饮料机械专业网麒麟啤酒（珠海）有限公司在新工厂污水处理车间设计招标时，选择了既保护环境同时又能给公司创造更多经济效益的工艺方案。概况近年来随着我国人均消费水平的提高，国内的啤酒消费量不断增加，各大啤酒生产厂家纷纷扩建或新建啤酒厂。基于市场的需要，麒麟啤酒（珠海）有限公司在2006年开始筹建一个年产20万千升啤酒的新工厂，本着“生产高品质生啤的充满清洁感的节能型新工厂”的宗旨，通过精心设计和施工，工厂于2007年建成投产。啤酒厂最大的污染是废水排放，平均每生产1千升啤酒就会产生近5吨的废水，这些废水主要含糖类和醇类等有机物。有机物浓度较高，无毒，但排入水体要消耗大量的溶解氧，对水体环境造成严重危害。国内啤酒厂废水中CODcr含量一般在1000mg/L～2500mg/L，BOD5含量为600mg/L～1500mg/L，具有较高的生物可降解性。企业本着高度的社会责任感，在新工厂污水处理车间设计招标时，就提出了不仅要达到GB19821-2005《啤酒工业污染物排放标准》，更要达到广东省地方标准DB4426-1989《水污染物排放标准》中的一级标准。在此前提下，污水处理采用厌氧+好氧的模式几乎是唯一的选择。在污水的厌氧处理过程中，会产生出大量的沼气，早先的处理方式几乎全部采用火炬高点燃烧放空，不仅巨大的热量被浪费，而且未经脱硫处理的沼气燃烧后产生的SO2对空气也造成了污染。选择一种环境友好，同时又能给公司创造最大收益的处理方法，是摆在我们面前的一个课题。一、污水处理工艺通过比较论证，新工厂的污水处理选用了厌氧IC反应器+好氧活性污泥法+砂滤的处理工艺。其基本流程为：集水井→粗格栅→细格栅→均衡池→预酸化池→IC反应塔→兼氧池→曝气池→二沉池→砂滤→排水明渠。厌氧处理的核心IC反应塔含有上下两个类似于UASB的反应室。其中一个负荷高，一个负荷低，它的特点是沼气在整个反应器中分两个阶段进行分离。在第一阶段收集的气体驱动气流上升，并形成内部循环流，故此给这种反应器起名为内循环反应器。该工艺具有效率高、运行成本低、抗冲击负荷能力强的优点。经过处理后的废水，远远超过国家一级排放标准，被大量用于新工厂的清洁、绿化和锅炉柴油储罐的降温，甚至被用于污水处理车间饲养金鱼。麒麟啤酒新工厂污水处理系统的设计最大能力为：6000m3/d，COD3000。正常生产情况下，平均污水处理量为1,000,000m3/y，COD2000左右。在IC反映塔中，大约75%的COD被生物降解转化为甲烷，理论上，每去除1kgCOD，产生0.35m3的CH4，由于沼气中甲烷的含量在70%左右，所以，每年可以产生75万Nm3的沼气。根据以往的经验，沼气的燃烧值在6500kcal/Nm3左右。二、沼气利用方法近年来新建的啤酒厂，几乎全部采用了厌氧+好氧的污水处理工艺，厌氧的处理过程中会产生大量的沼气。因为沼气的主要成分甲烷是一种温室气体，国家明令禁止直接排放，所以对于沼气的处理和利用，已经不单单涉及到经济效益问题，而是上升到了环境保护问题的高度。不同的啤酒厂对沼气的处理方法不尽相同，大致有以下几类：1.副产沼气用于内燃机发电；2.副产沼气用于燃料电池发电；3.副产沼气用于大型燃煤锅炉的助燃；4.副产沼气用小型锅炉生产蒸汽；5.少数企业采用火炬高点燃烧放空。在我们新工厂的设计过程中，也有几种不同的意见，大部分的人倾向于将沼气用于内燃机发电，最终采用哪种利用方法，我们就各种方案的投资和收益状况进行了调查和分析。三、沼气用于内燃机发电本世纪来，国内许多的设备制造厂家已经推出了一系列的内燃机，可以使用像污水沼气这样的低压低热值气体来发电，每立方米沼气大约可以产生1.8KWH～2KWH的电能，发电装置热效率约为30%～35%，内燃机的高温尾气热量还可以进行回收，副产低压蒸汽、热水或用于空调机组。沼气用于发电的基本流程为：厌氧反应器→沼气储罐→增压风机→脱硫→脱水→计量→阻火器→发电机组该技术已成熟并工业化，在部分啤酒厂已经有安装投入使用的实例。建设两套100KWH的发电机组总投资约120万元。如果我们采用本方案，预期总收益计算如下：总沼气气量：750,000Nm3/a发电效能：2KWH/Nm3电单价：0.68元/KWH年收益：1,020,000元四、沼气用于燃料电池发电截至2000年为止，全球市场上已经有近千台工业化的燃料电池投入测试运行，燃料电池的高效率、无污染、建设周期短、易维护以及低成本的潜能将引爆21世纪新能源与环保的绿色革命。如今，在北美、日本和欧洲，燃料电池发电正以惊人的势头快步进入工业化规模应用的阶段，将成为21世纪继火电、水电、核电后的第四代发电方式。目前已经投入运行的以天然气和净化煤气为燃料的MC