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化学工程与工艺专业毕业论文--3000吨每天啤酒废水处理装置工程设计摘要啤酒废水中有机物含量较高如直接排放既污染环境又降低啤酒工业的原料利用率为此许多学者和厂家对啤酒废水的处理和利用技术进行研究对几种常见的处理利用技术进行了比较得出结论单一的处理和利用技术不能从根本上解决啤酒废水的污染问题只有将多种技术结合使用才能达到经济效益和环境效益的统一本文根据前人的研究成果综述了啤酒废水处理和利用的现状有针对性的对啤酒废水自身的特性通过对酸化―SBR处理啤酒废水EGSB＋CASS法处理啤酒废水新型接触氧化法处理啤酒废水生物接触氧化法处理啤酒废水上流式厌氧污泥床UASB等处理啤酒废水的几种处理方法的详细分析确定最佳方案即用EGSBCASSEGSBCASS的主要组成部分是EGSB反应器本文介绍了有关EGSBCASS的处理流程和设计的计算对格调节池EGSB池CASS池污泥浓缩池等进行了精细的设计和计算并对主要构筑物EGSB池CASS做了详细的说明EGSBCASS处理高浓度有机废水其关键是培养出沉降性能良好的厌氧颗粒污泥采用此工艺不但使处理流程简洁也节省了运行费用在降低废水浓度的同时还可以回收在处理过程中所产沼气作为能源的利用以便我为进一步探讨效益资源型处理技术提供借鉴本设计工艺流程为啤酒废水→格栅→污水提升泵房→调节沉淀池→EGSB反应器→CASS池→处理水n整个工艺具有总投资少处理效果好工艺简单占地面积省运行稳定能耗少的优点关键字啤酒工业废水处理EGSBCASS沼气回收AbstractBeingliquidcontaininghighorganicpollutantsbrewerywastewatermaynotonlyleadtoenvironmentalpollutionbutalsodecreasetheutilizationratioofrawmaterialusedinbeerproductionThereforemanyscholarsandbrewerieshavepaidmuchattentiontodevelopingnewtechniquesfortreatingandmakinguseofbrewerywastewaterThispapermakesacomparisonamongvariousnewtechniquesonthebasisofanalyzingthesourcesandcharacteristicsofbrewerywastewaterItisconcludedthatasingletechniquecannoteffectivelyremovethecontaminationfrombrewerywastewaterandonlythecombinationofvarioustechniquescanachievegreatbenefitsbothineconomyandinenvironmentThususedthepresentconditionsMakeafocalizationforthecharacterofthewastewaterofthebrewerywiththeacid-SBRthebreweryoftreatmentEGSBCASSthebreweryofthetreatmentthenewtypeofthebreweryofthetreatmenttheengageoxidizeofbiologytothebreweryofthetreatmentEGSBthebreweryofthetreatmentandsoonThroughseveraltreatmentsstudyingImakethebestwaytotreatmentthewastewaterfrombreweryEGSBCASSEGSBCASSismadeofreactorFromthisliteraryyoucanachievealotofwaysaboutEGSBCASSThetreatmentofcalculationforexamplegridaccommodatortheengagenoxidizeofbiologyflatulencereactorConcentratemudpoolandmakeadetailedexplanationforthemainbuildingEGSBpoolandtheengagedoxidizeofbiologyflatulencereactorUsedEGSBtreatingwastewaterofthebreweryismaintaintheanaerobicgranularsludgeWiththiswaynotonlycleaningbutalsosavingthemoneyReducingtheenergywhileretrievingthemethaneSeveralproposalsareputforwardforfutureresearchThetechnologicalprocessofthisdesignisBeerwastewater→Screens→Thesewageliftpumphouse→Regulatesprecipitatingtank→ReactiontankofEGSB→TankofCASS→TreatmentwaterTheentiretechnologicalprocesshavethecharacteristicsoflowerinvestmentgoodtreatmenteffecteasytechnologyprocessusingsmallarearunningsteadyandconsuminglowerenergyKeywordsbreweryindustrywastewatertreatmentEGSBCASSmethanerecovery啤酒废水处理的工艺设计一题目的来源及类型来源生产社会实际类型毕业设计二．研究背景与意义n水是生命之源是人类赖以生存和发展的物质基础是不可替代的宝贵资源我国却是一个水资源十分短缺的国家人均水资源占有量仅为世界平均水平的四分之一严重制约着我国社会主义经济的发展经济的腾飞是以环境的代价为前提的随着近代我国社会主义经济的腾飞社会主义工业呈现飞速发展水资源污染尤其是工业废水污染也严重恶化工业废水的污染以其污染大污染物浓度高废水排放量大废水中含有多种有毒有害物质废水成分复杂以及水量变化大等特点而成为目前我们所面临的主要问题　80年代以来我国啤酒工业得到迅速发展到目前我国啤酒生产厂已有800多家据1996年统计我国啤酒产量达1650万t既成为世界啤酒生产大国又成为较高浓度有机物污染大户啤酒废水的排放和对环境的污染已成为突出问题引起了各有关部门的重视啤酒废水主要来自麦芽车间浸麦废水糖化车间糖化过滤洗涤废水发酵车间发酵罐洗涤过滤洗涤废水灌装车间洗瓶灭菌废水及瓶子破碎流出的啤酒以及生产用冷却废水等该废水中主要含糖类醇类等有机物有机物浓度较高虽然无毒但易于腐败排入水体要消耗大量的溶解氧对水体环境造成严重危害啤酒废水的水质和水量在不同季节有一定差别处于高峰流量时的啤酒废水有机物含量也处于高峰鉴于啤酒废水自身的特性啤酒废水不能直接排入水体据统计啤酒厂工业废水如不经处理每生产100吨啤酒所排放出的BOD值相当于14000人生活污水的BOD值悬浮固体SS值相当于8000人生活污水的SS其污染程度相当严重基于水污染的危害性和严重性以保护环境为宗旨以达到国家废水排放标准为目的来设计啤酒废水处理工艺是啤酒生产厂废水处理部门一项刻不容缓的重任三参考文献n周长波张振家啤酒废水处理技术的应用进展环境工程20036徐怀东钟月华伍　勇肖泽仪我国啤酒废水处理com3阮文全废水生物处理工程设计com3高廷耀顾国维水污染控制工程二高等教com韩洪军衣春敏啤酒废水处理工程设计及运行分析一哈尔滨建筑大学学报2000224王连军蔡敏敏无机膜-生物反应器处理啤酒废水及其膜清洗的试验研究[J]工业水处理2000202王松林汪大庆内循环UASB反应器氧化沟工艺在啤酒废水处理中的应用[J]工业用水与废水2001322邱冬梅SBR工艺在啤酒废水处理中的应用[J]广州食品工科技2001171梁航国史景华氧化塘法治理啤酒工业废水技术的探讨[J]陕西环境199851徐立根CASS法在啤酒废水治理中的应用环境保护199912　左永泉啤酒废水处理技术的应用环境工程2000181郝瑞霞贾胜温我国啤酒工业废水治理技术现状及发展趋势河北化工学院学报199819李科林孟范平啤酒工业废水治理技术现状及利用技术研究进展中南林学院学报199919张华李广钊吸附生物降解法在啤酒废水处理中的应用环境工程200018石岩明啤酒废水处理技术的革com231n辛响付任洪强啤酒废水脱氮工艺优化运行的工程研究无锡轻工大学学报20033何晓娟IC-CIRCOX工艺及其在啤酒废水处理中的应用工业给排水1997辛响付方德宏啤酒废水处理的节能途径节能与环保200211韩洪军衣春敏啤酒废水处理工程设计及运行分析二哈尔滨建筑大学学报2000335匡武殷福才等UASB工艺在啤酒废水处理中的应用中国给水排水2006111621郝贵珍高永冀红亮水解酸化SBR工艺在啤酒废水处理中的应用河北建筑工程学院学报200523422董春娟吕炳南赵庆良EGSB反应器处理啤酒废水运行影响因素研究给水排水200733523严永红任洪强祁佩时EGSB反应器与UASB反应器处理有机废水的性能比　较研究中国沼气2005233四．国内外研究现状与研究的主攻方向41国内外发展现状n七五以来我国对啤酒废水的处理工艺和技术进行了大量的研究和探索特别是轻工业系统的设计院和科研单位对啤酒废水的处理进行了各方面的试验研究和实践取得了行之有效的成功经验逐渐形成了以生化为主生化与物化相结合的处理工艺生化法中常用的有活性污泥法生物膜法厌氧与好氧相结合法水解酸化与SBR相组合等各种处理工艺这些处理方法与工艺各有其特点和不足之处但各自都有较为成功的经验目前还有不少新的处理方法和工艺优化组合正在试验和研究有的已取得了理想的成效不久将应用于实践尽管目前污水处理技术众多但其发展目标是一致的即以发展绿色技术实现资源可持续开发利用和生态安全为目标根据国内外研究动向啤酒废水处理技术发展趋势将表现在以下几个方面1充分利用新技术对现有的啤酒废水处理工艺进行因地制宜的技术改造采用高效节能的生物反应器2实行污水规模化集中处理可免除重复性设备投资易于采用新技术3啤酒废水中含有多种有用物质在处理前应尽量回收有用的固体物质经加工后作饲料添加剂或药品在处理时应多考虑变废为宝提高经济效益4针对啤酒废水中有机物含量高生物降解性差的特点同时考虑能源紧张的形势主要采用厌氧-好氧联合技术并将产生的污泥干化后作肥料使用5当前全球水资源紧张已成为世界关注的焦点而啤酒废水有害无毒如能将其净化后回收利用可达到节约水资源的目的6在污水处理中实行自动化控制技术实现反应器自控管理将会节省人力7开发生物基因技术在环保领域的应用向着节能回收有用物质的方向发展42发展趋势针对目前的研究现状及存在问题以后的研究趋势如下1化学法开发高效无污染水处理剂或用已有的药剂复配出性能优越的增效复配药剂2物理法重点是旋流法改进水力旋流器结构解决旋流分离效率低处理量小的问题开发各种高效旋流器进行动态旋流器多相分离旋流器以及低剪切增压技术的研究n过滤法进行过滤材料的表面改性及抗油污染方面的研究如纤维球过滤器纤维束过滤器及其他精密过滤器的应用究3生化处理法开发复合菌种在同一生化反应器中可同时降解污水中的各种有机物研制高效生化反应器如固定床生化反应器流化床生化反应器及复合床生化反应器4膜分离法开发具有抗污染破乳特性的膜材料及相关功能膜降低膜成本加强陶瓷膜等无机膜的应用研究研制高效动态抗污染膜组件5新工艺研究针对不同油田的特点对处理后水质要求的不同对各单元过程进行性能匹配和优化研究开发出多种组合工艺及多功能集成的一体化设备集高效经济简单易用等特点于一体的小型采油废水处理装置将在区块采油开发中发挥重要作用是今后一段时间的研究热点43主要的处理工艺目前国内外普遍采取生化法处理啤酒废水根据处理过程中是否需要曝气可以把升华处理法分为好氧生物处理和厌氧生物处理两大类com好氧生物处理好氧生物处理是在氧气充足的情况下利用好氧微生物的生命活动氧化啤酒废水中的有机物其产物是二氧化碳水及能量释放于水中这种方法没有考虑到废水中有机物的利用问题因此处理成本较高活性污泥法生物膜法深井曝气法是较有代表性的好氧生物处理方法com1　活性污泥法活性污泥法于1914年由英国人Ardernh和Lock2ett实验成功在中低浓度污染物有机废水处理中其技术分支较为广泛也是使用最多n运行可靠最为成熟的方法具有处理效果好投资较少等优点适用于大中城市啤酒厂采用但是此法在用空气曝气时容易产生泡沫造成难以充氧管理不好则易产生污泥膨胀此外还因动力消耗高占地面积较大等缺点限制了其应用目前国内有广州啤酒厂珠江啤酒厂无锡啤酒厂华都啤酒厂珠江啤酒厂等采用活性污泥法处理啤酒废水废水COD的进水浓度为1000～1500mgL出水为40～100mgL去除率90～96运转费016～018元吨水按1986计其中珠江啤酒厂从比利时引进TSUTwo-StageUnitank两阶段单一槽活性污泥工艺其特点是曝气与沉淀反复循环废水经第一段高负载混合曝气沉淀去除80以上的BOD5进入第二阶段低负载混合曝气沉淀槽将剩余的BOD5进步降低最终BOD5去除率达到95出水达到排放标准无锡啤酒厂也采用与之类似的两段曝气Z-A法氧化塘处理啤酒废水COD去除率为90～95处理后的水可用于养鱼可见活性污泥法处理啤酒废水具有运行可靠处理效果较好的优点但啤酒废水氮磷含量低碳氮比例失调运行中容易产生污泥膨胀因此啤酒废水处理过程中需添加一定量的氮磷此外活性污泥法对啤酒废水水质水量变化的适应性也较差且因污泥产量高处置麻烦不耐冲击负荷还需要大量充氧增加了基建运行费用com2接触氧化法生物接触氧化法是利用固着在填料上的生物膜来西服水中的有机污染物并加以氧化分解使污水得到净化20世纪80年代初接触氧化法比破同活性污泥法有一定的有时因此在啤酒废水处理上得到了广泛的应用但由于啤酒废水的进水COD浓度很高所以一般采用二级接触氧化工艺采用接触氧化工艺代替活性污泥法可以防止高糖含量废水易引起污泥膨胀的现象并且不用投配氮磷营养用接触氧化法可以选择的负荷范围是10-15kgBOD5m3·d用鼓风曝气每去除1kgBOD5约需空气80m3n该法的缺点是对于较大型污水厂填料需要量过大不便于运输和装填而且污泥排放量大com3　SBR工艺及应用SBR法是对传统活性污泥法的改进近年来在国内外被引起广泛重视和研究应用SBR工艺典型的操作工序为进水反应沉淀排水闲置等5个工序整个工序经厌氧好氧缺氧3个阶段根据出水情况可随时调整各工序的时间以达到最佳出水效果SBR法已有许多工程应用实例付敏宁等人报道了填料式SBR技术在啤酒废水处理工程中的应用由于SBR反应池设置了填料大大提高了单位体积的微生物数量使SBR工艺综合了接触氧化法的优点提高了处理效率缩小了反应器的体积厌氧工艺SBR组合工艺在实际中也得到了广泛的应用结果表明当进水CODCr为1000～2000mgL处理后出水均达到国家排放标准常规活性污泥法相比SBR工艺不需要另设二次沉淀池污泥回流及污泥回流设备也可不设调节因此基建投资低同时设备具有耐冲击负荷工作稳定运行灵活污泥性能良好等优点有资料显示SBR的主要构筑物容积为常规活性污泥工艺的50～60运行费用及占地面积均可减少20左右SBR工艺这些特点使其特别适用于排放量小有机物浓度高且不易降解废液排放间歇的中小企业SBR工艺是极具发展潜力的一种处理工艺但也存在着曝气装置易堵塞自动控制技术及连续在线分析仪表要求高等缺点目前普通SBR反应器已发展到组合复杂的SBR反应器com4CAST工艺CAST工艺循环式活性污泥法是对SBR法的改进在国内有很多工程实例埠新啤酒厂用CAST工艺处理啤酒废水的实践结果表明工艺处理效果稳定可达到排放标准平均出水水质COD25～86mgL去除率为96～98BOD521～25nmgL去除率为97～98SS52～64mgL去除率为88～92该工艺投资较低运行费用省每立方米废水总投资为1100元运行成本056元由于厌氧生物处理技术不能除磷因此厌氧法后必须增加好氧处理而CAST工艺刚好能满足这一要求CAST工艺不仅很容易实现好氧缺氧及厌氧状态交替的处理条件而且很容易在好氧条件先增加曝气量反应时间和污泥龄来强化硝化反应及聚磷菌过量摄磷的顺利完成也可在缺氧条件下方便的投加原废水或用提高污泥浓度等方式以提供有机碳源作为电子供体使反硝化过程更快完成由于其良好的工艺性能和灵活的操作因此选择CAST进行生物除磷在生物除磷的基础上为了进一步强化除磷效果设计中在CAST反应池后面加一个除磷池往里面加入混凝剂通过混凝沉淀来去除残余的磷com5　CASS工艺及应用CASS循环式活性污泥系统是CAST工艺的一种优化变型在20世纪70年代开始得到研究和应用该工艺核心部分是CASS反应池集曝气二沉等过程于一体在SBR的基础上在池子的前部增设了1个生物选择器这样CASS池的反应池被隔墙分隔为3个区即生物选择区预反应区及主反应区目前很多厂家采用CASS工艺处理啤酒废水都取得了预期的效果在进水水质平均为2000mgL的情况下出水水质达到污水排放新扩改二级标准周刚报道了CASS工艺处理啤酒废水在高寒地区的应用工程实践表明在高寒地区采用CASS工艺处理啤酒废水是可行的进水CODCr在500～1500mgL时处理后水质达到《污水排放标准》的一级排放标准即便在低温条件下也能顺利地进行污泥的培养和驯化但需要十分重视当地的气温特点做好各种处理设施管线的保温防冻措施CASSn工艺处理啤酒废水具有工艺简单流程短自动化程度高操作方便等优点其不足之处为操作管理要求相对较高首次运行调试时间较长总之好氧处理工艺存在曝气耗能大污泥产量大的缺点故厌氧好氧处理工艺逐渐被深入研究和开发利用com　厌氧法20世纪70年代以来废水厌氧处理技术因其具有投资少运行费用低及能产生能量等优点而得到较快的发展和应用一般认为厌氧生物处理技术的反应器主体经历了3个时代传统厌氧发酵工艺第一代反应器以厌氧消化池为代表因需要较高的温度较长的停留时间且处理效能低而被逐渐淘汰目前以上流式厌氧污泥床UASB为代表的第二代反应器和以厌氧颗粒污泥膨胀床EGSB和厌氧内循环反应器IC为代表的反应器已被广泛引入到啤酒废水处理工程应用中并取得了良好的效果目前在啤酒处理工艺上厌氧工艺应用比较多的有UASB工艺IC工艺和酸化水解工艺com1　UASB反应器70年代荷兰Lettinga等发展的UASB反应器是一种悬浮生长型反应器首次把颗粒污泥的概念引入反应器中该反应器特别适宜于处理高浓度有机废水目前很多国家相继开展了对UASB的深入研究和开发工作UASB工艺因其工艺结构紧凑处理能力大效果好投资省而在国内外啤酒废水治理中得到十分广泛的应用根据报道当UASB反应器进水CODCr为1000～2000mgL时出水CODCr一般在500mgL左右也就是说啤酒废水中的大部分CODCr在UASB反应器中被处理掉同时也说明在这些工中UASB仅作为预处理单元其出水通常还需好氧等工艺作为后继处理才能保证废水达标排放据张振家等人报道桂林漓泉有限公司采用UASB-SBR工艺处理废水UASB反应器进水CODCr在1000～3000nmgL之间波动时出水上清液的CODCr稳定在200mgL左右同时UASB池每天产生大量的沼气用于热风炉的燃料供饲料烘干使用可节煤4td左右UASB工艺在国内啤酒废水处理方面应用很普遍实践证明UASB完全适用于处理啤酒废水而且厌氧硝化工艺相似于啤酒酿造发酵生产工业很容易被啤酒厂家所掌握但UASB工艺不适于处理高悬浮物固体浓度较高的废水三相分离器的好坏直接影响处理效果在一些地区颗粒污泥培养较困难而使系统启动较慢在UASB基础上研究者开发了EGSB和IC反应器com2　EGSB反应器UASB反应器在应用中取得了很大的成功但UASB的传质过程并不理想进一步提高有机负荷受到了限制为了使厌氧反应器中进水和污泥之间的接触更加充分导致了第三代厌氧反应器的开发和应用EGSB反应器实际上是改进的UASB反应器运行中维持高的上升流速6～12mh使颗粒处于悬浮状态同时也可以采用较高的反应器和采用出水回流以获得高的搅拌强度从而保证进水与污泥颗粒的充分接触这样可获得比通常UASB反应器好的运行结果据杨云龙等人报道EGSB受SS的影响较小只要SS的沉速反应器内的上升流速3～10mhSS就能通过污泥区得以去除而UASB最大上升流速为1mh易受SS的影响但据左剑恶等人报道EGSB反应器不适合处理含悬浮物的废水与UASB相比EGSB对布水系统要求较为宽松但对三相分离器要求则更为严格HRT为34h进水CODCr为420～3690mgL时EGSB反应器的CODCr去除率能维持在9038以上即使是对于200mgL左右的超低浓度CODCr去除率也能高达85～90因此可考虑采用两级EGSB反应器对中等浓度啤酒废水达标处理进水CODCr450mgL左右HRT缩短至07h时EGSB反应器仍能获得8496的高CODCr去除率有机负荷高达3021kgCODCrm3·dn与UASB反应器相比EGSB反应器具有启动周期短容积负荷率提高速率快等特点在COD去除率均为86左右时EGSB反应器最大容积负荷率达到424gCOD·L-1d-1而UASB反应器的最大容积负荷率仅为250gCOD·L-1d-1EGSB反应器比UASB反应器有着更高的处理效能当处理较低浓度500～1500mgCOD·L-1废水时EGSB反应器容积负荷率达到287gCOD·L-1d-1CODCr去除率达到819比UASB反应器具有更高的容积负荷率和COD去除率表明了其在处理低浓度废水方面较好的应用前景EGSB反应器比UASB反应器具有更强的抗温度和进水pH值变化的能力且其系统处理效果恢复也更快目前UASB反应器在啤酒废水处理中已经发挥了重要的作用而作为对UASB反应器改进的EGSB反应器在处理各种浓度的有机废水方面有着别的厌氧反应器所不可比拟的优势处理范围更广同时EGSB可以采用较大的高径比占地面积更小投资更省在相同费用下因而更具有市场竞争力com3　IC反应器内循环IntenalCirculationIC厌氧反应器于20世纪80年代中期由荷兰PAQUES公司开发成功被认为是第三代厌氧生化反应器的代表工艺之一IC反应器实际上是由底部和上部2个UASB反应器串联叠加而成下部为高负荷区上部为低负荷区利用沼气上升带动污泥循环IC工艺在国外应用以欧洲较为普遍国内沈阳上海率先采用了IC工艺处理啤酒废水以沈阳华润雪花啤酒有限公司采用的IC反应器为例反应器高16m有效容积70m3处理CODCr平均浓度为4300mgL的啤酒废水400m3dCODCr去除率稳定在80容积负荷高达25～30kgm3·d44研究的主攻方向1n实践证明厌氧-好氧串联工艺在啤酒处理工艺中具有优势是我国啤酒废水治理工艺采用或整改的方向同时对啤酒废水采用清浊分流高浓度废水采用厌氧如UASB工艺预处理后与低浓度废水混合进入好氧处理系统更易达到环境效益与经济效益的统一2在条件允许的情况下尽可能选用先进的污水治理技术同时要充分考虑到工艺设备资金场地人员素质所处地理环境及气候条件等因素灵活选择适宜自己厂家特点的技术方法3对啤酒企业来说不仅要重视废水处理工艺技术本身而且要对处理设施的运行管理引起足够的重视先进科学的管理也可以作为一种技术作用于工艺本身使其发挥出应有的作用五主要研究内容需重点研究的问题及解决思路51研究的主要内容1分析不同水处理工艺的技术特点根据研究结果选择合理设计工艺线路2通过物料衡算及工艺结构计算来设计水处理工艺中的主要设备规格3画出带控制点的工艺流程图设备工艺布置图等52重点研究的问题1改造完善主工艺流程设计污水处理能力为2×104m3d按重力混凝沉降流程进行设备设计配套满足污水处理量和回注水质的要求2改善完善加药系统提高药剂的利用效率根据处理水量实现加药系统的自动控制3改造站内除油沉降系统使除油沉降分布运行提高除油去污处理效果为后面过滤系统正常运行奠定基础n4完善污水过滤系统提高过滤器的过滤能力以保证注水站内金属过滤器进口水质满足不同区块对注水水质的要求六完成毕业设计所需具备的工作条件及解决的办法1查阅文献资料利用计算机搜索最新相关期刊书籍2收集有关物性计算参数和企业生产数据3使用绘图软件AutoCADCAXA和绘图仪上机时数约60小时4使用计算工具进行数学计算同时使用Office办公软件编辑毕业论文5工具书化学工程手册化工工艺设计手册化工物性手册英汉汉英化学化工词汇等七工作的主要阶段进度与时间安排第一阶段34～326收集资料完成开题报告并提交指导老师审阅第二阶段327～328开题报告答辩整改及争议答辩第三阶段329～430开展设计并完成设计一稿．第四阶段501～531完成工程图设计与工程图绘制电子版等图纸文件第五阶段601～65提交设计二稿由指导教师对设计译文进行二次修改得第三稿将三稿的全套资料整理打印装订成册后装袋并提交评阅老师评阅第六阶段66～610制作幻灯片准备毕业答辩八指导教师意见啤酒废水处理工艺设计文献综述摘要　本文系统地介绍了近年来国内啤酒废水处理技术的应用现状通过调查分析对目前国内应用比较广泛的成熟工艺的优缺点进行了介绍并作了简要的比较和探讨最后指出了啤酒废水处理技术的应用趋势分析啤酒生产中废水产生的环节污染物及主要污染来源n并从好氧厌氧生物处理两方面介绍了目前我国啤酒废水的主要处理技术及应用效果关键词啤酒废水生化处理　啤酒废水　厌氧处理　好氧处理　厌氧-好氧工艺　进展啤酒是当今风靡世界最流行的饮料之一早在4500年前啤酒就在古埃及问世它略含苦味富含营养素有液体面包之称已被国际营养会议推荐为营养食品之一近年来随着人民生活水平的提高我国啤酒消费量急剧增大我国啤酒厂的吨酒耗水量较大一般为10～20tt啤酒部分厂家可达8～12tt啤酒废水排放量接近于耗水量的90啤酒废水的主要特点是BOD5CODCr值高有害无毒可生化性好所以生化法是啤酒废水处理的首要方法我国对啤酒废水在治理技术上逐渐形成了以生化为主生化和物化相结合的处理工艺生化法依其污水净化原理可分为好氧法和厌氧法两大类好氧法或厌氧法及其他方法的不同组合就形成了多种啤酒废水的治理技术目前多种工艺被广泛应用于啤酒废水的处理上但这些工艺本身尚需要进行详细的技术经济分析本文主要对目前啤酒行业啤酒废水处理中相对成熟的工艺进行了调查归类介绍并在分析和比较的基础上作了较为深入的探讨以供参考1啤酒废水的来源及成份啤酒废水来自于啤酒生产各工序中的排放大致可分为三类11　大量的冷却水包括冷冻机冷却水热麦汁冷却水和发酵的冷却水这类废水基本未受污染12n　清洗废水如大麦浸渍废水大麦发芽降温喷雾废水清洗生产装置废水漂洗酵母水洗瓶初期洗涤水酒罐消毒废液巴斯德杀菌喷淋水和地面冲洗水等这类废水受到不同程度的有机污染其中洗麦浸麦水不仅受到大麦表面污染物的污染还受到大麦内容物的溶解污染污染物质要占大麦重的05-15导致此废水为褐色偏酸性pH6即易起泡有强腐化倾向并有不良气味13　冲渣废水如麦糟液冷热凝固物酒花糟剩余酵母酒泥滤酒渣和残碱性洗涤液等这类废水中含有大量的悬浮性固体有机物工段中将产生麦汁冷却水装置洗涤水麦糟热凝固物和酒花糟装置洗涤水主要是糖化锅洗涤水过滤槽和沉淀槽洗涤水此外糖化过程还要排出酒花糟热凝固物等大量悬浮固体14灌装废水在灌装酒时机器的跑冒滴漏时有发生还经常出现冒酒使废水中掺入大量残酒另外喷淋时由于用热水喷淋啤酒升温引起酒瓶内压力上升炸瓶现象时有发生致使大量啤酒散在喷淋水中为防止生物污染循环使用喷淋水时需加入防腐剂因此被更换下来的废喷淋水含防腐剂成分15洗瓶废水清洗瓶子时先用碱性洗涤液浸泡然后用压力水处洗和终洗瓶子清洗水中含有残余碱性洗涤剂纸浆染料浆糊残酒和泥砂等碱性洗涤剂要定期更换更换时若直接排入下水道可使啤酒废水呈碱性因此废碱性洗涤剂应先进入调节洗涤装置进行单独处理若将洗瓶废水的排放液经处理后储存起来用以调节废水的pH值啤酒废水平时呈弱酸性则可以节省污水处理的药剂用量排放的啤酒废水超标项目主要是CODBOD5SSpH值4项从各车间排放的废水水质水量波动量较大水质变幅范围一般为pH值55-70水温20-25℃COD1000-2500mgLBOD5600-1400mgLSS200-600mgLTN30-70mgL属于浓度有机废水BOD5COD约为05-07可生化性良好啤酒废水中其COD和SS的主要来源参见表1所示表1　啤酒厂废水的主要污染来源污染来源CODnmgLSSmgL污染物麦汁煮沸锅210低麦汁残余过滤槽96002000糖化醪残余物回旋沉淀槽6000028000麦汁和凝固物沉淀发酵罐92000酵母残留物和凝固物沉渣等贮酒罐80000酵母残留物和凝固物沉渣等硅藻土过滤机2000040000硅藻土酵母蛋白质沉淀等清酒罐4800啤酒及微细有机残留物纸板滤酒机10034啤酒装酒机4200啤酒生酒桶洗涤机1600100啤酒及其他固形物酒糟干燥机2000015000麦汁及糖化醪残留物洗瓶机初洗500125啤酒及其它固形物2　啤酒废水处理技术国内外广泛采用生化处理工艺其中包括好氧生物处理活性污泥法生物膜法厌氧生物处理好氧与厌氧联合生物处理方法从目前的实施并运行的装置来看好氧生物处理在国内应用还是比较广泛常用的方法是活性污泥法及其改进形式和生物接触氧化法70年代荷兰学者Lettinga发展了UASB反应器随后又出现了厌氧颗粒污泥膨胀体EGSB及厌氧内循环反应器IC厌氧工艺具有高效节能产泥量少能有效回收能源的优点因而得到了迅速发展虽然厌氧反应器的出水需进一步处理才能达标即需好氧工艺作为后处理单元但厌氧2好氧组合工艺在能源日益紧张的今天越来越发挥出它的优势这将成为未来几年内啤酒废水处理的主要方法之一21　好氧生物处理com　活性污泥法活性污泥法于1914年由英国人Ardernh和Lock2ett实验成功n在中低浓度污染物有机废水处理中其技术分支较为广泛也是使用最多运行可靠最为成熟的方法具有处理效果好投资较少等优点适用于大中城市啤酒厂采用但是此法在用空气曝气时容易产生泡沫造成难以充氧管理不好则易产生污泥膨胀此外还因动力消耗高占地面积较大等缺点限制了其应用目前国内有广州啤酒厂珠江啤酒厂无锡啤酒厂华都啤酒厂珠江啤酒厂等采用活性污泥法处理啤酒废水废水COD的进水浓度为1000～1500mgL出水为40～100mgL去除率90～96运转费016～018元吨水按1986计其中珠江啤酒厂从比利时引进TSUTwo-StageUnitank两阶段单一槽活性污泥工艺其特点是曝气与沉淀反复循环废水经第一段高负载混合曝气沉淀去除80以上的BOD5进入第二阶段低负载混合曝气沉淀槽将剩余的BOD5进步降低最终BOD5去除率达到95出水达到排放标准无锡啤酒厂也采用与之类似的两段曝气Z-A法氧化塘处理啤酒废水COD去除率为90～95处理后的水可用于养鱼可见活性污泥法处理啤酒废水具有运行可靠处理效果较好的优点但啤酒废水氮磷含量低碳氮比例失调运行中容易产生污泥膨胀因此啤酒废水处理过程中需添加一定量的氮磷此外活性污泥法对啤酒废水水质水量变化的适应性也较差且因污泥产量高处置麻烦不耐冲击负荷还需要大量充氧增加了基建运行费用com接触氧化法生物接触氧化法是利用固着在填料上的生物膜来西服水中的有机污染物并加以氧化分解使污水得到净化20世纪80年代初接触氧化法比破同活性污泥法有一定的有时因此在啤酒废水处理上得到了广泛的应用但由于啤酒废水的进水COD浓度很高所以一般采用二级接触氧化工艺n采用接触氧化工艺代替活性污泥法可以防止高糖含量废水易引起污泥膨胀的现象并且不用投配氮磷营养用接触氧化法可以选择的负荷范围是10-15kgBOD5m3·d用鼓风曝气每去除1kgBOD5约需空气80m3该法的缺点是对于较大型污水厂填料需要量过大不便于运输和装填而且污泥排放量大com　SBR工艺及应用SBR法是对传统活性污泥法的改进近年来在国内外被引起广泛重视和研究应用SBR工艺典型的操作工序为进水反应沉淀排水闲置等5个工序整个工序经厌氧好氧缺氧3个阶段根据出水情况可随时调整各工序的时间以达到最佳出水效果SBR法已有许多工程应用实例付敏宁等人报道了填料式SBR技术在啤酒废水处理工程中的应用由于SBR反应池设置了填料大大提高了单位体积的微生物数量使SBR工艺综合了接触氧化法的优点提高了处理效率缩小了反应器的体积厌氧工艺SBR组合工艺在实际中也得到了广泛的应用结果表明当进水CODCr为1000～2000mgL处理后出水均达到国家排放标准常规活性污泥法相比SBR工艺不需要另设二次沉淀池污泥回流及污泥回流设备也可不设调节因此基建投资低同时设备具有耐冲击负荷工作稳定运行灵活污泥性能良好等优点有资料显示SBR的主要构筑物容积为常规活性污泥工艺的50～60运行费用及占地面积均可减少20左右SBR工艺这些特点使其特别适用于排放量小有机物浓度高且不易降解废液排放间歇的中小企业SBR工艺是极具发展潜力的一种处理工艺但也存在着曝气装置易堵塞自动控制技术及连续在线分析仪表要求高等缺点目前普通SBR反应器已发展到组合复杂的SBR反应器comCAST工艺nCAST工艺循环式活性污泥法是对SBR法的改进在国内有很多工程实例埠新啤酒厂用CAST工艺处理啤酒废水的实践结果表明工艺处理效果稳定可达到排放标准平均出水水质COD25～86mgL去除率为96～98BOD521～25mgL去除率为97～98SS52～64mgL去除率为88～92该工艺投资较低运行费用省每立方米废水总投资为1100元运行成本056元由于厌氧生物处理技术不能除磷因此厌氧法后必须增加好氧处理而CAST工艺刚好能满足这一要求CAST工艺不仅很容易实现好氧缺氧及厌氧状态交替的处理条件而且很容易在好氧条件先增加曝气量反应时间和污泥龄来强化硝化反应及聚磷菌过量摄磷的顺利完成也可在缺氧条件下方便的投加原废水或用提高污泥浓度等方式以提供有机碳源作为电子供体使反硝化过程更快完成由于其良好的工艺性能和灵活的操作因此选择CAST进行生物除磷在生物除磷的基础上为了进一步强化除磷效果设计中在CAST反应池后面加一个除磷池往里面加入混凝剂通过混凝沉淀来去除残余的磷com　CASS工艺及应用CASS循环式活性污泥系统是CAST工艺的一种优化变型在20世纪70年代开始得到研究和应用该工艺核心部分是CASS反应池集曝气二沉等过程于一体在SBR的基础上在池子的前部增设了1个生物选择器这样CASS池的反应池被隔墙分隔为3个区即生物选择区预反应区及主反应区目前很多厂家采用CASS工艺处理啤酒废水都取得了预期的效果在进水水质平均为2000mgL的情况下出水水质达到污水排放新扩改二级标准周刚报道了CASS工艺处理啤酒废水在高寒地区的应用工程实践表明在高寒地区采用CASS工艺处理啤酒废水是可行的进水CODCr在500～1500mgL时处理后水质达到《污水排放标准》的一级排放标准n即便在低温条件下也能顺利地进行污泥的培养和驯化但需要十分重视当地的气温特点做好各种处理设施管线的保温防冻措施CASS工艺处理啤酒废水具有工艺简单流程短自动化程度高操作方便等优点其不足之处为操作管理要求相对较高首次运行调试时间较长总之好氧处理工艺存在曝气耗能大污泥产量大的缺点故厌氧好氧处理工艺逐渐被深入研究和开发利用22　厌氧法20世纪70年代以来废水厌氧处理技术因其具有投资少运行费用低及能产生能量等优点而得到较快的发展和应用一般认为厌氧生物处理技术的反应器主体经历了3个时代传统厌氧发酵工艺第一代反应器以厌氧消化池为代表因需要较高的温度较长的停留时间且处理效能低而被逐渐淘汰目前以上流式厌氧污泥床UASB为代表的第二代反应器和以厌氧颗粒污泥膨胀床EGSB和厌氧内循环反应器IC为代表的反应器已被广泛引入到啤酒废水处理工程应用中并取得了良好的效果目前在啤酒处理工艺上厌氧工艺应用比较多的有UASB工艺IC工艺和酸化水解工艺com　UASB反应器70年代荷兰Lettinga等发展的UASB反应器是一种悬浮生长型反应器首次把颗粒污泥的概念引入反应器中该反应器特别适宜于处理高浓度有机废水目前很多国家相继开展了对UASB的深入研究和开发工作UASB工艺因其工艺结构紧凑处理能力大效果好投资省而在国内外啤酒废水治理中得到十分广泛的应用根据报道当UASB反应器进水CODCr为1000～2000mgL时出水CODCr一般在500mgL左右也就是说啤酒废水中的大部分CODCr在UASB反应器中被处理掉同时也说明在这些工中UASBn仅作为预处理单元其出水通常还需好氧等工艺作为后继处理才能保证废水达标排放据张振家等人报道桂林漓泉有限公司采用UASB-SBR工艺处理废水UASB反应器进水CODCr在1000～3000mgL之间波动时出水上清液的CODCr稳定在200mgL左右同时UASB池每天产生大量的沼气用于热风炉的燃料供饲料烘干使用可节煤4td左右UASB工艺在国内啤酒废水处理方面应用很普遍实践证明UASB完全适用于处理啤酒废水而且厌氧硝化工艺相似于啤酒酿造发酵生产工业很容易被啤酒厂家所掌握但UASB工艺不适于处理高悬浮物固体浓度较高的废水三相分离器的好坏直接影响处理效果在一些地区颗粒污泥培养较困难而使系统启动较慢在UASB基础上研究者开发了EGSB和IC反应器com　EGSB反应器UASB反应器在应用中取得了很大的成功但UASB的传质过程并不理想进一步提高有机负荷受到了限制为了使厌氧反应器中进水和污泥之间的接触更加充分导致了第三代厌氧反应器的开发和应用EGSB反应器实际上是改进的UASB反应器运行中维持高的上升流速6～12mh使颗粒处于悬浮状态同时也可以采用较高的反应器和采用出水回流以获得高的搅拌强度从而保证进水与污泥颗粒的充分接触这样可获得比通常UASB反应器好的运行结果据杨云龙等人报道EGSB受SS的影响较小只要SS的沉速反应器内的上升流速3～10mhSS就能通过污泥区得以去除而UASB最大上升流速为1mh易受SS的影响但据左剑恶等人报道EGSB反应器不适合处理含悬浮物的废水与UASB相比EGSB对布水系统要求较为宽松但对三相分离器要求则更为严格HRT为34h进水CODCr为420～3690mgL时EGSB反应器的CODCr去除率能维持在9038以上即使是对于200mgL左右的超低浓度CODCr去除率也能高达85～90因此可考虑采用两级EGSBn反应器对中等浓度啤酒废水达标处理进水CODCr450mgL左右HRT缩短至07h时EGSB反应器仍能获得8496的高CODCr去除率有机负荷高达3021kgCODCrm3·d与UASB反应器相比EGSB反应器具有启动周期短容积负荷率提高速率快等特点在COD去除率均为86左右时EGSB反应器最大容积负荷率达到424gCOD·L-1d-1而UASB反应器的最大容积负荷率仅为250gCOD·L-1d-1EGSB反应器比UASB反应器有着更高的处理效能当处理较低浓度500～1500mgCOD·L-1废水时EGSB反应器容积负荷率达到287gCOD·L-1d-1CODCr去除率达到819比UASB反应器具有更高的容积负荷率和COD去除率表明了其在处理低浓度废水方面较好的应用前景EGSB反应器比UASB反应器具有更强的抗温度和进水pH值变化的能力且其系统处理效果恢复也更快目前UASB反应器在啤酒废水处理中已经发挥了重要的作用而作为对UASB反应器改进的EGSB反应器在处理各种浓度的有机废水方面有着别的厌氧反应器所不可比拟的优势处理范围更广同时EGSB可以采用较大的高径比占地面积更小投资更省在相同费用下因而更具有市场竞争力图表1EGSB反应器工艺流程com　IC反应器内循环IntenalCirculationIC厌氧反应器于20世纪80年代中期由荷兰PAQUES公司开发成功被认为是第三代厌氧生化反应器的代表工艺之一IC反应器实际上是由底部和上部2个UASB反应器串联叠加而成下部为高负荷区上部为低负荷区利用沼气上升带动污泥循环IC工艺在国外应用以欧洲较为普遍国内沈阳上海率先采用了IC工艺处理啤酒废水以沈阳华润雪花啤酒有限公司采用的IC反应器为例反应器高16m有效容积70m3处理CODCr平均浓度为4300nmgL的啤酒废水400m3dCODCr去除率稳定在80容积负荷高达25～30kgm3·dJHFPereboom等人分别采用IC反应器和UASB反应器处理相同啤酒废水并对两者的工艺参数进行了比较见附表附表　IC反应器与UASB反应器处理相同啤酒废水的参数比较反应器类型体积m3高度mHRThCODCr体积负kg·m-3·d-1进水CODCrmg·L-1CODCr去除率UASBIC140063×16264206216824170020008080注63×162中的63表示6座由附表可以看出IC反应器容积负荷高水力停留时间短处理相同CODCr总量时相对UASB反应器体积更小投资更省加之4～8n倍的高径比占地更省非常适合占地面积紧张的厂矿企业内循环技术的采用致使污泥活性高繁殖快为反应器的快速启动提供了条件IC启动期一般为1～2个月而UASB启动期达4～6个月同时具有抗负荷能力强具有缓冲pH的能力出水稳定性好等优点IC反应器被认为目前处理效能最高的厌氧反应器目前IC反应器技术工艺成熟但在设计和引用时还有一些值得注意权衡的地方在构造上IC反应器比UASB反应器更复杂施工和安装要求高难度大日后的维护管理较麻烦高径比大三相分离器要求更为严格要求有良好的配水系统和前处理设施进水需要pH和温度的调节应设避雷措施23　厌氧-好氧法厌氧好氧工艺与好氧工艺相比与水解好氧工艺相比提供了工艺稳定性减少了剩余污泥的处理处置费用减少了氮和磷的补充费用减少了处理装置总体积节省能源确保生态和经济利益减少污泥脱水的药剂费用没有污泥膨胀问题是好氧工艺的20啤酒废水相同是好氧工艺的45是好氧工艺的10是好氧工艺的20没有污泥膨胀问题是水解工艺的35啤酒废水相同n是水解工艺的55是水解工艺的15是水解工艺的60单纯的好氧工艺耗能太高产污泥量大厌氧工艺省能产能有效去除有机物出水离达标还有一定差距厌氧-好氧串联工艺综合两者的优点成为目前啤酒废水处理技术选择的方向据张振家教授报道啤酒废水处理中高浓度采用UASB反应器进行预处理其出水与低浓度废水混合进入AS活性污泥法处理称为UASBAS法与全部直接进入AS法处理比较UASBAS法比AS法节省曝气电费68节省污泥处理费59沼气还可以利用何晓娟报道了IC与CIRCOX工艺处理啤酒废水在该工艺中污泥产量和占地面积仅为传统厌氧-好氧法的10和20实践证明厌氧-好氧工艺处理啤酒废水是成熟可靠地工艺目前正构成我国啤酒废水处理工艺的主流技术其中厌氧工艺大多采用UASB反应器水解P酸化池以及IC反应器好氧工艺以接触氧化法SBRCASS法居多com好氧生物处理好氧生物处理是在氧气充足的情况下利用好氧微生物的生命活动氧化啤酒废水中的有机物其产物是二氧化碳水及能量释放于水中这种方法没有考虑到废水中有机物的利用问题因此处理成本较高活性污泥法生物膜法深井曝气法是较有代表性的好氧生物处理方法1．活性污泥法n活性污泥法是中低浓度有机废水处理中使用最多运行最可靠的方法具有投资省处理效果好等优点该处理工艺的主要部分是曝气池和沉淀池废水进入曝气池后与活性污泥含大量的好氧微生物混合在人工充氧的条件下活性污泥吸附并氧化分解水中的有机物污泥和水的分离则由沉淀池来完成我国的珠江啤酒厂烟台啤酒厂上海益民啤酒厂武汉西湖啤酒厂广州啤酒厂和长春啤酒厂等厂家均采用此法处理啤酒废水据报道进水CODcr为1200－1500mgL时出水CODcr可降至50－100mgL去除率为94％－96％活性污泥处理啤酒废水的缺点时动力消耗大处理中常出现污泥膨胀污泥膨胀的原因是啤酒废水中碳水化合物含量过高而NPFe等营养物质缺乏各营养成分比例失调微生物不能正常生长而死亡解决的办法是投加含NP的化学药剂但这将使处理成本提高而较为经济的方法是把生活污水其中NP浓度较大和啤酒废水混合间歇式活性污泥法SBR通过间歇曝气可以使动力消耗显著降低同时废水处理时间也短于普通活性污泥法例如珠江啤酒厂引进比利时SBR专利技术废水厂处理时间仅需19－20h比普通活性污泥法缩短10－11hCODcr的去除率也在96％以上扬州啤酒厂和三明市大田啤酒厂采用SBR技术处理啤酒废水也收到了同样的效果刘永淞等认为SBR法对废水的稀释程度低反应基质浓度高吸附和反应速率都较大因而能在较短的时间内使污泥获得再生SBR法是间歇式活性污泥法其特点是集生化反应池和沉淀池于一体不需设初沉池和二沉池亦避免回流污泥泵房等装置基本操作为进水反应沉淀出水等过程组成从废水流入开始到出水排泥结束为一个周期在周期内一切过程都在一个设有曝气装置的反应池中依次进行该法不易产生污泥膨胀处理构筑物简单同时对运行参数调整后可有效进行生物脱氮除磷但由于其运行的周期性一般要设置多池池体内有效利用率低占地面积较大运行控制较复杂如此看来应该选择CASS反应池2．深井曝气法n为了提高曝气过程中氧的利用率节省能耗加拿大安大略省的巴利啤酒厂我国的上海啤酒厂和北京五星啤酒厂均采用深井曝气法超深水曝气处理啤酒废水深井曝气实际上是以地下深井作为曝气池的活性污泥法曝气池由下降管以及上升管组成将废水和污泥引入下降管在井内循环空气注入下降管或同时注入两管中混合液则由上升管排至固液分离装置即废水循环是靠上升管和下降管的静水压力差进行的其优点是占地面积少效能高对氧的利用率大无恶臭产生等据测定当进水BOD5浓度为2400mgL时出水浓度可降为50mgL去除率高达97．92％当然深井曝气也有不足之处如施工难度大造价高防渗漏技术不过关等3．生物膜法与活性污泥法生物膜法时在处理池内加入软性填料利用固着生长于填料表面的微生物对废水进行处理不会出现污泥膨胀的问题生物接触氧化池和生物转盘是这类方法的代表在啤酒废水治理中均被采用主要是降低啤酒废水中的BOD5生物接触氧化池是在微生物固着生长的同时加以人工曝气这种方法可以得到很高的固体浓度和较高的有机负荷因此处理效果高占地面积也小于活性污泥法国内的淄博啤酒厂青岛啤酒厂渤海啤酒厂荷徐州酿酒总厂等厂家的废水处理中采用了这种技术青岛啤酒厂在二段生物接触氧化之后辅以混凝气浮处理啤酒满足中高浓度废水中微生物和有机物氧化分解的需要结果表当容积负com-3d-1COD停留时间为3～4小时COD和BOD平均去除率分别达到9352％和9903％由于停留时间缩短为原来的13～14运转费用也降低生物转盘是较早用以处理啤酒废水的方法他主要由盘片氧化槽转动轴和驱动装置等部分组成依靠盘片的转动来实现废水与盘上生物膜的接触和充氧该法运转稳定动力消耗少但低温对运行影响大在处理高浓度废水是需增加转盘组数该方法在美国应用较普及国内的杭州啤酒厂上海华光啤酒厂和浙江慈溪啤酒厂也在使用据报道废水中BOD5的去除率在80％以上ncom厌氧生物处理厌氧生物处理适用于高浓度有机废水它是在无氧条件下靠厌氧细菌的作用分解有机物在这一过程中参加生物降解的有机基质有50％～90％转化为沼气甲烷而发酵后的剩余物又可作为优质肥料和饲料因此啤酒废水的厌氧生物处理受到了越来越多的关注厌氧生物处理包括多种方法但以升流式厌氧污泥床UASB技术在啤酒废水的治理方面应用最为成熟UASB的主要组成部分是反应器其底部为絮凝和沉淀性能良好的厌氧污泥构成的污泥床上部设置了一个专用的气－液－固分离系统三相分离室废水从反应器低部加入在向上流穿过生物颗粒组成的污泥床时得到降解同时生成沼气气泡气液固悬浮污泥颗粒一同升入三相分离室气体被收集在气罩里而污泥颗粒受重力作用下沉至反应器底部水则经出流堰排出截至1990年9月全世界已建成30座生产性UASB反应器处理啤酒废水总容积达60600立方米目前已有北京啤酒厂沈阳啤酒厂等厂家利用UASB来处理啤酒废水荷兰美国的某些公司所设计的UASB反应器对啤酒废水CODcr的去处率为80％－86％北京啤酒厂UASB处理装置中试结果也保持在这一水平而且其沼气产率为03－05m3kgCOD清华大学在常温条件下利用UASB厌氧处理啤酒废水的研究结果表明进水CODcr浓度为2000mgL-1时去处率为85％－90％沈阳啤酒厂采用回收固性物及厌氧消化综合治理工艺实行清污分流集中收集CODcr大于5000mgL-1d的高浓度有机废水送入UASB进行厌氧处理废水中CODcr的质能利用率可达9193％二．处理方法的比较下面主要介绍一下处理啤酒废水常用的几种方法酸化SBR法处理啤酒废水n此方法主要处理设备是酸化柱和SBR反应器这种方法在处理啤酒废水时在厌氧反应中放弃反应时间长控制条件要求高的甲烷发酵阶段将反应控制在酸化阶段这样较之全过程的厌氧反应具有以下优点1由于反应控制在水解酸化阶段反应迅速故水解池体积小2不需要收集产生的沼气简化了构造降低了造价便于维护易于放大3对于污泥的降解功能完全和消化池一样产生的剩余污泥量少同时经水解反应后溶解性COD比例大幅度增加有利于微生物对基质的摄取在微生物的代谢过程中减少了一个重要环节这将加速有机物的降解为后续生物处理创造更为有利的条件4酸化SBR法处理高浓度啤酒废水效果比较理想去除率均在94以上最高达99以上要想使此方法在处理啤酒废水达到理想的效果时运行环境要达到下列要求1酸化SBR法处理中高浓度啤酒废废水酸化至关重要它具有两个方面的作用其一是对废水的有机成分进行改性提高废水的可生化性其二是对有机物中易降解的污染物有不可忽视的去除作用酸化效果的好坏直接影响SBR反应器的处理效果有机物去除主要集中在SBR反应器中2酸化SBR法处理啤酒废水受进水碱度和反应温度的影响最佳温度是24℃最佳碱度范围是500～750mgL视原水水质情况如碱度不足采取预调碱度方法进行本工艺处理若温度差别不大运行参数可不做调整若温度差别较大视具体情况而定2．UASB好氧接触氧化工艺处理啤酒废水此处理工艺中主要处理设备是上流式厌氧污泥床和好氧接触氧化池处理主要过程为废水经过转鼓过滤机转鼓过滤机对SS的n去除率达10以上随着麦壳类有机物的去除废水中的有机物浓度也有所降低调节池既有调节水质水量的作用还由于废水在池中的停留时间较长而有沉淀和厌氧发酵作用由于增加了厌氧处理单元该工艺的处理效果非常好上流式厌氧污泥床能耗低运行稳定出水水质好有效地降低了好氧生化单元的处理负荷和运行能耗因为好氧处理单元的能耗直接和处理负荷成正比好氧处理包括好氧生物接触氧化池和斜板沉淀池对废水中SS和COD均有较高的去除率这是因为废水经过厌氧处理后仍含有许多易生物降解的有机物该工艺处理效果好操作简单稳定性高上流式厌氧污泥床和好氧接触氧化池相串联的啤酒废水处理工艺具有处理效率高运行稳定能耗低容易调试和易于每年的重新启动等特点只要投加占厌氧池体积13的厌氧污泥菌种就能够保证污泥菌种的平稳增长经过3个月的调试UASB即可达到满负荷运行整个工艺对COD的去除率达966对悬浮物的去除率达973～98该工艺非常适合在啤酒废水处理中推广应用3新型接触氧化法处理啤酒废水此方法处理过程为废水首先通过微滤机去除大部分悬浮物出水进入调节池然后中提升泵打入VTBR反应器中进行生化处理通过风机强制供风使废水与填料接触维持生化反应的需氧量VTBR反应器出水进入沉淀器去除一部分脱落的生物膜以减轻气浮设备的处理负荷之后流人气浮设备去除剩余的生物膜污泥及浮渣送往污泥池浓缩后脱水该处理工艺有以下主要特点①VTBR反应器由废旧酒精罐改造而成节省了投资与钢筋混凝土结构相比具有一次性投资低运行稳定处理效果好等特点②冬季运行时在VTBR反应器外部加了一层保温材料使罐中始终保持较高的温度提高了生物的活性③n因VTBR反应器高达10m左右水深大所选用风机为高压风机风压为98kPaN＝75kw耗电量大4．生物接触氧化法处理啤酒废水该工艺采用水解酸化作为生物接触氧化的预处理水解酸化菌通过新陈代谢将水中的固体物质水解为溶解性物质将大分子有机物降解为小分子有机物水解酸化不仅能去除部分有机污染物而且提高了废水的可生化性有益于后续的好氧生物接触氧化处理该工艺在处理方法工艺组合及参数选择上是比较合理的充分利用各工序的优势将污染物质转化去除然而如果由于某些构筑物的构造设计考虑不周会影响运行效果致使出水水质不理想使生物接触氧化池的出水静沉30min的澄清液COD为500～600mgL经混凝气浮处理后出水COD仍高达300mgL远高于排放要求150mgL但是此处理方法在设计和运行中回出现以下问题1水解酸化池存在的问题主要是沉淀污泥不能及时排除由于该废水中悬浮物浓度较高因而池内污泥产量很大而原工艺仅在水解酸化池前端设计了污泥斗所以池子的后部很快就淤满了污泥另外随着微生物量的增加在软性生物填料的中间部位形成了污泥团使得传质面积减小针对污泥淤积情况在水解酸化池前可增设一级混凝气浮以去除水中的悬浮物经此改进后水解酸化池能长期稳定有效地运行其出水COD也从1100～1200mgL降至900～1000mgL收到了较好的效果不过增设混凝气浮增加了运行费用而且气浮过程中溶入的O2还可能对水解酸化产生不利影响因此在设计采用水解酸化处理悬浮物浓度高的污水时可增设污泥斗的数量以便及时排除沉淀污泥此外为防止填料表面形成污泥团应采用比表面积大不结泥团的半软性填料n2如果废水中污染物浓度较高或前处理效果不理想生物接触氧化池前端的有机物负荷较高使得供氧相对不足此时该处的生物膜呈灰白色处于严重的缺氧状态而池末端成熟的好氧生物膜呈琥珀黄色同时水中的生物活性抑制性物质浓度也较高对微生物也有一定的抑制作用这些因素使得生物接触氧化池没有发挥出应有的作用处理效果不理想鉴于此可一采取阶段曝气措施即多点进水污水沿池长多点流入生物接触氧化池以均分负荷消除前端缺氧及抑制性物质浓度较高的不利影响改为多点进水并经过一段时间的稳定运行后生物接触氧化池的出水30min的澄清液COD为200～300mgL再经混凝气浮工序处理后最终出水COD＜150mgL一般在130mgL达到了排放要求3在调试运行过程中生物接触氧化池中生物膜脱落气泡直径变大曝气方式为微孔曝气出水浑浊处理效果恶化的现象时有发生经研究分析验证发现这是由于负荷波动或操作不当造成溶解氧不足而引起的溶解氧不足使得生物膜由好氧状态转变为厌氧状态其附着力下降在空气气泡的搅动下生物膜大量脱落导致水粘度增加气泡直径增大氧转移效率下降这又进一步造成缺氧如此形成恶性循环致使处理效果恶化4在调试运行初期发生这种现象时一般是增大供气量以提高供氧能力来消除缺氧结果由于气泡搅动强度增大造成了更大范围的生物膜脱落水粘度更大氧转移效率更低非但没能提高供氧能力反而使情况更糟正确的处理措施应是减小曝气量待脱落的生物膜随水流流出后再逐渐增加曝气量使溶解氧浓度恢复到原有水平若水温适宜则2～3d后生物膜就可恢复正常因此当采用此工艺处理啤酒废水时要遵循下列要求①采用水解酸化作为预处理工序时应考虑悬浮物去除措施②采用推流式生物接触氧化池时为避免前端有机物负荷过高可采用多点进水③n应严格控制溶解氧浓度供氧不足会造成生物膜大范围脱落导致运行失败5．内循环UASB反应器＋氧化沟工艺处理啤酒废水此工艺采用厌氧和好氧相串联的方式厌氧采用内循环UASB技术好氧处理用地有一处狭长形池塘为了降低土建费用因地制宜采用氧化沟工艺本处理工艺的关键设备是UASB反应器该反应器是利用厌氧微生物降解废水中的有机物其主体分为配水系统反应区气液固三相分离系统沼气收集系统四个部分厌氧微生物对水质的要求不象好氧微生物那么宽最佳pH为65－78最佳温度为35℃－40℃[2]而本工程的啤酒废水水质超出了这个范围这就要求废水进入UASB反应器之前必需进行酸度和温度的调节这无形中增加了电器仪表专业的设备投资和设计难度内循环UASB技术是在普通UASB技术的基础上增加一套内循环系统它包括回流水池及回流水泵UASB反应器的出水水质一般都比较稳定在回流系统的作用下重新回到配水系统这样一来能提高UASB反应器对进水水温pH值和COD浓度的适应能力只需在UASB反应器进水前对其pH和温度做一粗调即可UASB反应器采用环状穿孔管配水通过三相分离器出水并在三相分离器的上方增加侧向流絮凝反应沉淀器它由玻璃钢板成60°安装而成能在最大程度上截留三相分离出水中的颗粒污泥此处理工艺主要有以下特点①实践证明采用内循环UASB反应器＋氧化沟工艺处理啤酒废水是可行的其运行结果表明COD总去除率高达95％以上②由于采用的是内循环UASB反应器和氧化沟工艺串联组合的方式可根据啤酒生产的季节性水质和水量的情况调整UASB反应器或氧化询处理运行组合以便进一步降低运行费用6．UASBSBR法处理啤酒废水n本处理工艺主要包括EGSB反应器和CASS反应器将EGSB和CASS两种处理单元进行组合所形成的处理工艺突出了各自处理单元的优点使处理流程简洁节省了运行费用而把EGSB作为整个废水达标排放的一个预处理单元在降低废水浓度的同时可回收所产沼气作为能源利用同时由于大幅度减少了进入好氧处理阶段的有机物量因此降低了好氧处理阶段的曝气能耗和剩余污泥产量从而使整个废水处理过程的费用大幅度减少采用该工艺既降低处理成本又能产生经济效益并且EGSB池正常运行后每天产生大量的沼气将其回收作为热风炉的燃料可供饲料烘干使用EGSB去除COD达7500kgd以沼气产率为05m3kgCOD计算EGSB产气量为3500m3d甲烷含量为55～65沼气的热值约为22680kJm3煤的热值为21000kJt计算则1m3沼气的热值相当于1kg原煤这样可节煤约4td左右年收益约为396万元EGSBCASS法处理工艺与水解酸化SBR处理工艺相比有以下优点1EGSBCASS工艺合理实用性强本工艺的核心为好氧池整个工艺经历缺氧好氧过程能有效控制丝状菌的生长防止污泥膨胀有效去除氨氮因反应前中期水中有机物浓度高微生物处于对数生长处理速度快氧利用率高从而降低了能耗同时工艺调节灵活进水曝气沉淀排水时间可根据实际情况调节易于操作适合不同规模的啤酒企业使用2处理流程简单安装操作及维修很方便待处理污水经汇集后泵入EGSB反应器其流速进水量按设定工艺参数控制污无需搅拌设备后污水自然升流至CASS池间歇式曝气沉淀后排放工艺过程简单构筑物EGSB反应器中沉池CASS池为半地下式的钢混结构曝气装置除曝气头外可现场制作安装制作简单操作控制灵活可自控也可手动维修保养也很方便n3投资费用低比国外同类型设备价格低604处理能力大处理效果好EGSB反应器因反应区聚积大量厌氧颗粒污泥废水与之接触充分反应速度快可降解水中80以上的COD反应器顶部设置三相分离器能及时将处理过程中形成的固液气分离促进反应进程CASS池集进水曝气沉淀排水于一体扩大了反应池的功能不仅提高了处理速度而且处理效果明显该池可降解90以上的COD和BOD5工艺成熟稳定耐冲击负荷水质和水量的波动对出水影响小工艺自动化程度较高运行管理和维修方便劳动定员少3　讨论1实践证明厌氧-好氧串联工艺在啤酒处理工艺中具有优势是我国啤酒废水治理工艺采用或整改的方向同时对啤酒废水采用清浊分流高浓度废水采用厌氧如UASB工艺预处理后与低浓度废水混合进入好氧处理系统更易达到环境效益与经济效益的统一2在条件允许的情况下尽可能选用先进的污水治理技术同时要充分考虑到工艺设备资金场地人员素质所处地理环境及气候条件等因素灵活选择适宜自己厂家特点的技术方法3对啤酒企业来说不仅要重视废水处理工艺技术本身而且要对处理设施的运行管理引起足够的重视先进科学的管理也可以作为一种技术作用于工艺本身使其发挥出应有的作用方案论证酸化SBR法处理啤酒废水n此方法主要处理设备是酸化柱和SBR反应器这种方法在处理啤酒废水时在厌氧反应中放弃反应时间长控制条件要求高的甲烷发酵阶段将反应控制在酸化阶段这样较之全过程的厌氧反应具有以下优点1由于反应控制在水解酸化阶段反应迅速故水解池体积小2不需要收集产生的沼气简化了构造降低了造价便于维护易于放大3对于污泥的降解功能完全和消化池一样产生的剩余污泥量少同时经水解反应后溶解性COD比例大幅度增加有利于微生物对基质的摄取在微生物的代谢过程中减少了一个重要环节这将加速有机物的降解为后续生物处理创造更为有利的条件4酸化SBR法处理高浓度啤酒废水效果比较理想去除率均在94以上最高达99以上要想使此方法在处理啤酒废水达到理想的效果时运行环境要达到下列要求1酸化SBR法处理中高浓度啤酒废废水酸化至关重要它具有两个方面的作用其一是对废水的有机成分进行改性提高废水的可生化性其二是对有机物中易降解的污染物有不可忽视的去除作用酸化效果的好坏直接影响SBR反应器的处理效果有机物去除主要集中在SBR反应器中2酸化SBR法处理啤酒废水受进水碱度和反应温度的影响最佳温度是24℃最佳碱度范围是500～750mgL视原水水质情况如碱度不足采取预调碱度方法进行本工艺处理若温度差别不大运行参数可不做调整若温度差别较大视具体情况而定2．UASB好氧接触氧化工艺处理啤酒废水此处理工艺中主要处理设备是上流式厌氧污泥床和好氧接触氧化池处理主要过程为废水经过转鼓过滤机转鼓过滤机对SS的n去除率达10以上随着麦壳类有机物的去除废水中的有机物浓度也有所降低调节池既有调节水质水量的作用还由于废水在池中的停留时间较长而有沉淀和厌氧发酵作用由于增加了厌氧处理单元该工艺的处理效果非常好上流式厌氧污泥床能耗低运行稳定出水水质好有效地降低了好氧生化单元的处理负荷和运行能耗因为好氧处理单元的能耗直接和处理负荷成正比好氧处理包括好氧生物接触氧化池和斜板沉淀池对废水中SS和COD均有较高的去除率这是因为废水经过厌氧处理后仍含有许多易生物降解的有机物该工艺处理效果好操作简单稳定性高上流式厌氧污泥床和好氧接触氧化池相串联的啤酒废水处理工艺具有处理效率高运行稳定能耗低容易调试和易于每年的重新启动等特点只要投加占厌氧池体积13的厌氧污泥菌种就能够保证污泥菌种的平稳增长经过3个月的调试UASB即可达到满负荷运行整个工艺对COD的去除率达966对悬浮物的去除率达973～98该工艺非常适合在啤酒废水处理中推广应用3新型接触氧化法处理啤酒废水此方法处理过程为废水首先通过微滤机去除大部分悬浮物出水进入调节池然后中提升泵打入VTBR反应器中进行生化处理通过风机强制供风使废水与填料接触维持生化反应的需氧量VTBR反应器出水进入沉淀器去除一部分脱落的生物膜以减轻气浮设备的处理负荷之后流人气浮设备去除剩余的生物膜污泥及浮渣送往污泥池浓缩后脱水该处理工艺有以下主要特点①VTBR反应器由废旧酒精罐改造而成节省了投资与钢筋混凝土结构相比具有一次性投资低运行稳定处理效果好等特点②冬季运行时在VTBR反应器外部加了一层保温材料使罐中始终保持较高的温度提高了生物的活性③因VTBR反应器高达10m左右水深大所选用风机为高压风机风压为98kPaN＝75kw耗电量大n4．生物接触氧化法处理啤酒废水该工艺采用水解酸化作为生物接触氧化的预处理水解酸化菌通过新陈代谢将水中的固体物质水解为溶解性物质将大分子有机物降解为小分子有机物水解酸化不仅能去除部分有机污染物而且提高了废水的可生化性有益于后续的好氧生物接触氧化处理该工艺在处理方法工艺组合及参数选择上是比较合理的充分利用各工序的优势将污染物质转化去除然而如果由于某些构筑物的构造设计考虑不周会影响运行效果致使出水水质不理想使生物接触氧化池的出水静沉30min的澄清液COD为500～600mgL经混凝气浮处理后出水COD仍高达300mgL远高于排放要求150mgL但是此处理方法在设计和运行中回出现以下问题1水解酸化池存在的问题主要是沉淀污泥不能及时排除由于该废水中悬浮物浓度较高因而池内污泥产量很大而原工艺仅在水解酸化池前端设计了污泥斗所以池子的后部很快就淤满了污泥另外随着微生物量的增加在软性生物填料的中间部位形成了污泥团使得传质面积减小针对污泥淤积情况在水解酸化池前可增设一级混凝气浮以去除水中的悬浮物经此改进后水解酸化池能长期稳定有效地运行其出水COD也从1100～1200mgL降至900～1000mgL收到了较好的效果不过增设混凝气浮增加了运行费用而且气浮过程中溶入的O2还可能对水解酸化产生不利影响因此在设计采用水解酸化处理悬浮物浓度高的污水时可增设污泥斗的数量以便及时排除沉淀污泥此外为防止填料表面形成污泥团应采用比表面积大不结泥团的半软性填料n2如果废水中污染物浓度较高或前处理效果不理想生物接触氧化池前端的有机物负荷较高使得供氧相对不足此时该处的生物膜呈灰白色处于严重的缺氧状态而池末端成熟的好氧生物膜呈琥珀黄色同时水中的生物活性抑制性物质浓度也较高对微生物也有一定的抑制作用这些因素使得生物接触氧化池没有发挥出应有的作用处理效果不理想鉴于此可一采取阶段曝气措施即多点进水污水沿池长多点流入生物接触氧化池以均分负荷消除前端缺氧及抑制性物质浓度较高的不利影响改为多点进水并经过一段时间的稳定运行后生物接触氧化池的出水30min的澄清液COD为200～300mgL再经混凝气浮工序处理后最终出水COD＜150mgL一般在130mgL达到了排放要求3在调试运行过程中生物接触氧化池中生物膜脱落气泡直径变大曝气方式为微孔曝气出水浑浊处理效果恶化的现象时有发生经研究分析验证发现这是由于负荷波动或操作不当造成溶解氧不足而引起的溶解氧不足使得生物膜由好氧状态转变为厌氧状态其附着力下降在空气气泡的搅动下生物膜大量脱落导致水粘度增加气泡直径增大氧转移效率下降这又进一步造成缺氧如此形成恶性循环致使处理效果恶化4在调试运行初期发生这种现象时一般是增大供气量以提高供氧能力来消除缺氧结果由于气泡搅动强度增大造成了更大范围的生物膜脱落水粘度更大氧转移效率更低非但没能提高供氧能力反而使情况更糟正确的处理措施应是减小曝气量待脱落的生物膜随水流流出后再逐渐增加曝气量使溶解氧浓度恢复到原有水平若水温适宜则2～3d后生物膜就可恢复正常因此当采用此工艺处理啤酒废水时要遵循下列要求①采用水解酸化作为预处理工序时应考虑悬浮物去除措施②采用推流式生物接触氧化池时为避免前端有机物负荷过高可采用多点进水③应严格控制溶解氧浓度供氧不足会造成生物膜大范围脱落导致运行失败n5．内循环UASB反应器＋氧化沟工艺处理啤酒废水此工艺采用厌氧和好氧相串联的方式厌氧采用内循环UASB技术好氧处理用地有一处狭长形池塘为了降低土建费用因地制宜采用氧化沟工艺本处理工艺的关键设备是UASB反应器该反应器是利用厌氧微生物降解废水中的有机物其主体分为配水系统反应区气液固三相分离系统沼气收集系统四个部分厌氧微生物对水质的要求不象好氧微生物那么宽最佳pH为65－78最佳温度为35℃－40℃[2]而本工程的啤酒废水水质超出了这个范围这就要求废水进入UASB反应器之前必需进行酸度和温度的调节这无形中增加了电器仪表专业的设备投资和设计难度内循环UASB技术是在普通UASB技术的基础上增加一套内循环系统它包括回流水池及回流水泵UASB反应器的出水水质一般都比较稳定在回流系统的作用下重新回到配水系统这样一来能提高UASB反应器对进水水温pH值和COD浓度的适应能力只需在UASB反应器进水前对其pH和温度做一粗调即可UASB反应器采用环状穿孔管配水通过三相分离器出水并在三相分离器的上方增加侧向流絮凝反应沉淀器它由玻璃钢板成60°安装而成能在最大程度上截留三相分离出水中的颗粒污泥此处理工艺主要有以下特点①实践证明采用内循环UASB反应器＋氧化沟工艺处理啤酒废水是可行的其运行结果表明COD总去除率高达95％以上②由于采用的是内循环UASB反应器和氧化沟工艺串联组合的方式可根据啤酒生产的季节性水质和水量的情况调整UASB反应器或氧化询处理运行组合以便进一步降低运行费用6．UASBSBR法处理啤酒废水n本处理工艺主要包括EGSB反应器和CASS反应器将EGSB和CASS两种处理单元进行组合所形成的处理工艺突出了各自处理单元的优点使处理流程简洁节省了运行费用而把EGSB作为整个废水达标排放的一个预处理单元在降低废水浓度的同时可回收所产沼气作为能源利用同时由于大幅度减少了进入好氧处理阶段的有机物量因此降低了好氧处理阶段的曝气能耗和剩余污泥产量从而使整个废水处理过程的费用大幅度减少采用该工艺既降低处理成本又能产生经济效益并且EGSB池正常运行后每天产生大量的沼气将其回收作为热风炉的燃料可供饲料烘干使用EGSB去除COD达7500kgd以沼气产率为05m3kgCOD计算EGSB产气量为3500m3d甲烷含量为55～65沼气的热值约为22680kJm3煤的热值为21000kJt计算则1m3沼气的热值相当于1kg原煤这样可节煤约4td左右年收益约为396万元EGSBCASS法处理工艺与水解酸化SBR处理工艺相比有以下优点1EGSBCASS工艺合理实用性强本工艺的核心为好氧池整个工艺经历缺氧好氧过程能有效控制丝状菌的生长防止污泥膨胀有效去除氨氮因反应前中期水中有机物浓度高微生物处于对数生长处理速度快氧利用率高从而降低了能耗同时工艺调节灵活进水曝气沉淀排水时间可根据实际情况调节易于操作适合不同规模的啤酒企业使用2处理流程简单安装操作及维修很方便待处理污水经汇集后泵入EGSB反应器其流速进水量按设定工艺参数控制污无需搅拌设备后污水自然升流至CASS池间歇式曝气沉淀后排放工艺过程简单构筑物EGSB反应器中沉池CASS池为半地下式的钢混结构曝气装置除曝气头外可现场制作安装制作简单操作控制灵活可自控也可手动维修保养也很方便3投资费用低比国外同类型设备价格低60n4处理能力大处理效果好EGSB反应器因反应区聚积大量厌氧颗粒污泥废水与之接触充分反应速度快可降解水中80以上的COD反应器顶部设置三相分离器能及时将处理过程中形成的固液气分离促进反应进程CASS池集进水曝气沉淀排水于一体扩大了反应池的功能不仅提高了处理速度而且处理效果明显该池可降解90以上的COD和BOD5工艺成熟稳定耐冲击负荷水质和水量的波动对出水影响小工艺自动化程度较高运行管理和维修方便劳动定员少本设计的方案确定研究表明EGSBCASS法成功处理高浓度啤酒废水的关键是培养出沉降性能良好的厌氧颗粒污泥颗粒污泥的形成时厌氧细菌群不断繁殖积累结果较多的污泥负荷有利于细菌获得充足的营养基质故对颗粒污泥的形成和发展具有决定性的促进作用适当高的水利负荷将长生污泥的水利筛选淘汰沉降性能差的絮体污泥而留下沉降性能好的污泥同时产生剪切力使污泥不对流旋转有利于丝状菌相互缠绕成球此外一定的进水碱度也是颗粒污泥形成的必要条件因为厌氧生物的生长要求适当高的碱度例如产甲烷细菌生长的最适宜PH值为68～72一定的碱度既能维持细菌生长所需的PH值又能保证足够的平衡缓冲能力由于啤酒废水的碱度一般为500～800mgL-1以CaCO3计碱度不足所以需投加姑爷碳酸钠或氧化钙加以补充应该指出啤酒废水中的乙醇是一种有效的颗粒化促进剂它为UASB的成功运行提供了有利的条件总之EGSBCASS法具有效能高处理费用低电耗省投资少占地面积小等一系列优点很适用于高浓度啤酒废水的治理其不足之处是工艺先进因此对管理人员的素质要求较高n设计说明书设计资料11设计题目荆门金龙泉啤酒厂污水处理工艺设计12设计任务设计荆门市金龙泉啤酒厂污水处理厂一座要求对此厂的污水进行处理使其出水水质达到国家一级排放标准13设计依据设计任务书14设计资料com处理厂地理位置荆门市位于湖北省的中部地处鄂西北山区向江汉平原过渡地带介于孝感宜昌荆州襄樊随州5市东连孝感下汉沪与应城接壤距武汉217公里南接荆州通湘粤距荆州市80公里西接宜昌接渝蜀距襄樊111公里东西最大横距155公里南北最大纵距131公里全市面积12404公里啤酒厂在荆门市城区com荆门地貌东西北三面高中南部低形成低山丘岗和平原兼具地势荆门中心城区地处秦岭分支荆山山脉余脉东南端是由低山型向丘陵平原型过去的地段地势西北高东南低坡降较大com设计水量3000吨天com进水水质和出水排放标准及污水处理程度水质指标pH值CODmgLSSmgLTNmgLTPmgL进水水质5-102500160020003510排放标准6-9≤100≤30≤70≤15≤05去除率9869998598999com水出处排于城市下水道com厂址地形位于荆门市边缘地带地势相对平坦n15气象资料荆门市属于亚热带季风气候一年四季分明冬冷夏热春秋两季气候温和降水充分温度多年平均气温159℃极端最高气温400℃极端最低气温-14℃最大温差26℃降雨量年降雨量9722mm年最大降雨量15100mm年最小降雨量6524mm日照平均日照率65年平均日照时间2008h冬日照率567夏季照率660风速平均风速28ms最大风速207ms春季风速最大夏季风速最小2采用的主要规范和标准1《室外排水设计规范》GBJ14-872《地表水环境质量标准》GHZBI-19993《污水排入城市下水道水质标准》CJ3082-19994《泵站设计规范》GBT50265-975《厂矿道路设计规范》GBJ22-876《污水综合排放标准》GB8978-19967《给水排水制图标准》GBJ106-873工程设计31设计内容及规模设计内容设计荆门市啤酒废水处理厂一座设计规模3000吨天32工艺流程ncom主流程功能简介污水先经过格栅出去污水中体积较大的悬浮物和漂浮物防止后续污水处理构筑物管道阀门和水泵机堵塞再经过集水井由潜污泵打入调节沉淀池调节PH再由提升泵打到EGSB反应器进行厌氧处理接着到竖流式沉淀池沉淀较大颗粒再由提升泵打到CASS池进行好氧处理再CASS池中有机物被降解氮磷也得到很好的去除最后出水经过紫外线消毒房消毒经稳定后排入下水道com辅流程功能简介经过CASS池后的污泥通过污泥泵进入污泥池再经过污泥浓缩脱水间污泥经过处理后运出厂进行农用或填埋com各构筑物工艺简介①格栅工艺流程功能简述格栅是污水处理的第一道处理设施用以截留较大的悬浮物或漂浮物以便减轻后续处理构筑物的处理负荷并使之正常运行②进水泵房工艺流程功能简述本设计进水泵房按3000吨日设计选择在集水井内放置潜水泵的提升形式潜水泵3台2用1备单机流量125m3hn③调节沉淀池工艺流程功能简述啤酒废水的水量和水质随时间的变化幅度较大为了保证后续处理构筑物或设备的正常运行需对废水的水量和水质进行调节由于啤酒废水中悬浮物ss浓度较高此调节池也兼具有沉淀池的作用该池设计有沉淀池的泥斗有足够的水力停留时间保证后续处理构筑物能连续运行其均质作用主要靠池侧的沿程进水使同时进入池的废水转变为前后出水以达到与不同时序的废水相混合的目的调节池还可用来均衡调节污水水质水温的变化降低对生物处理设施的冲击为使调节池出水水质均匀防止污染物沉淀调节池内宜设置搅拌混合装置④EGSB反应器工艺流程功能简述对污水进行厌氧处理来降低BODCOD⑤竖流式沉淀池工艺流程功能简述进一步去除污水中悬浮物和漂浮物⑥CASS反应池工艺流程功能简述降低BODCOD悬浮物浓度并脱氮除磷使出水达到排放标准n⑦鼓风机房和曝气系统工艺流程功能简述鼓风机房内安置2台75KW鼓风机为CASS反应池内微孔曝气服务⑧污泥泵房工艺流程功能简述将一定数量的活性污泥回流到生化系统以维持生化系统活性污泥的浓度保证其生化反应能力同时将禅僧的剩余污泥提升至污泥后续处理系统6主要附属设备材料表61集水井附属设备根据流量Q125m3h扬程H158m拟选用150WLI170-165型立式污水泵每台水泵的流量为Q170m3h扬程为H165m选择此泵比较合适选择集水池与机器间合建的圆形水泵站考虑选用3台水泵其中一台备用其工作参数如表32表32150WLI170-165型立式污水泵工作参数流量m3h扬程m转速rmin功率kw电压v17016520002238062EGSB附属设备n设备名称型号技术参数数量备注布水管DN150每根长72m16根选用具有抗腐蚀的材料进水管DN200长15m2根选用具有抗腐蚀的材料三相分离器材料400㎡选用玻璃钢三通头14个选用具有抗腐蚀的材料等径弯头4个选用具有抗腐蚀的材料密封盖200㎡合金钢沼气收集管DN100若干合金钢沼气压力计一个电子器具64CASS附属设备设备名称型号技术参数数量备注滗水器BSF20滗水速度200m3h2台合金自动化系统一套包含计算机2台回流泵50QW20-22A功率3kw流量289m3h2台鼓风机Y200L1-2提供气体量15m3min功率为30kw3台一台备用供气支管DN100长6m46根供气管DN150长30m2根供气总管DN2001根阀门DN2002个暴气头506个三通头变形管44个弯头变形管4个穿墙套DN15023个水位监测器2个搅拌器每台功率1kw2台65脱泥车间附属设备设备名称型号技术参数数量备注污泥泵100QW功率75kw2台一台备用污泥浓缩脱水机NYTJ500体积m329×096×268一台同时具备污泥浓缩和压榨功能设计计算书com废水水质水量某啤酒厂废水水质情况如下n废水流量为Q3000m3d125m3h0035m3s表1设计水质水量和排放标准水质指标pH值CODmgLSSmgLTNmgLTPmgL进水水质5-102500160020003510排放标准6-9≤100≤30≤70≤15≤05去除率9869998532中格栅的设计与计算表2格栅计算公式名称计算公式内容说明栅槽宽度栅槽宽度m应保证栅前槽内流速不小于05ms栅条宽度m栅条间隙数个栅条间距m最大设计流量m3h隔栅倾角°一般为45°75°栅前水深m过栅流速ms过栅水头损失设计水头损失m系数隔栅受污物堵塞之后水头损失增加倍数一般取3计算水头损失m重力加速度ms2阻力系数栅条断面形状系数栅槽总高度栅槽总高度mn栅前渠道超高m一般采用03m栅槽总长度栅槽总长度m进水渠道渐宽部分的长度m栅槽与出水渠道连接处渐窄部分的长度m栅前渠道深m进水渠道渐宽部分展开角一般为20°进水渠道宽m每日栅渣量每日栅渣量m3d日设计量m3h栅渣量com设计参数设计流量Q3000m3d125m3h0035m3s栅前水深h04m过栅流速v06ms栅条宽度S002m格栅间隙e10mm格栅倾角α60°单位栅渣量ω1005m3栅渣103m3污水com．设计计算1栅条间隙数取n142栅槽有效宽度BSn-1en00214-1001×14040m3进水渠道渐宽部分长度设进水渠为0175其中α1为进水渠展开角4栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度n5过栅水头损失h1因栅条边为矩形截面取k3则其中εβse43h0计算水头损失k系数格栅受污物堵塞后水头损失增加倍数取k3ε阻力系数与栅条断面形状有关当为矩形断面时β1796栅后槽总高度H取栅前渠道超高h203m则栅前槽总高度H1hh2040307m栅后槽总高度Hhh1h2040216030916m7格栅总长度LL1L2051007tanα0310155051007tan60°2369m图1格栅示意图com栅渣量计算取W1005m3103m3K215每日的栅渣量为＜02故配备人工格栅式中Q-----------设计流量m3sW1----------栅渣量m3103m3污水取01～001粗格栅用小值细格栅用大值中格栅用中值33集水井的设计与计算ncom设计计算①参数选取水力停留HRT2h集水井的有效深度h45m水面超高05m②计算集水井的有效容积集水井高度H45055m集水井水面面积取56集水井横截面积为L×B8×7则集水井的尺寸为L×B×H8×7×5集水井构造集水井内保证水流平稳流态良好不产生涡流和滞留必要时可设置导流墙水泵吸水管按集水池的中轴线对称布置每台水泵在吸水时应不干扰其他水泵的工作为保证水流平稳其流速为03-08mh为宜③提升泵选取根据流量Q125m3h扬程H158m拟选用150WLI170-165型立式污水泵每台水泵的流量为Q170m3h扬程为H165m选择此泵比较合适选择集水池与机器间合建的圆形水泵站考虑选用3台水泵其中一台备用其工作参数如表32表32150WLI170-165型立式污水泵工作参数流量m3h扬程m转速rmin功率kw电压v17016520002238034调节沉淀池的设计与计算com算n调节污水酸碱度故在此之前设计一个酸罐和一个碱罐①参数选取水力停留时间T8hQ3000m3d125m3h0035m3s采用机械刮泥除渣②设计计算见图2com调节池的搅拌器使废水混合均匀调节池下设潜水搅拌机选型QJB756－6403-303cs1台com药剂量的估算设进水pH值为10则废水中OH-10-4molL若废水中含有的碱性物质为NaOH所以CNaOH10-4×400004gL废水中共有NaOH含量为3000×000412kgd中和至7则废水中OH-10-7molL此时CNaOH10-7×4004×10-5gL废水中NaOH含量为3000×04×10-50012kgd则需中和的NaOH为12-001211988kgd采用投酸中和法选用96的工业硫酸药剂能完全反应的加大系数取112NaOHH2SO4→Na2SO4H2O9811988㎏146853㎏所以实际的硫酸用量为168269kgd投加药剂时将硫酸稀释到3的浓度经计量泵计量后投加到调节池故投加酸溶液量为kgd23371Lh加药控制系统采用PH值自动监测仪控制加药量池的有效容积VQT125×81000取池有效高度H