啤酒工業(yè)廢水處理工藝

1、SHANDONGm3 李紀(jì)明 學(xué) 號(hào)： 0712101868 畢業(yè)設(shè)計(jì) 時(shí)間：二一一年3月 1 日 6 月 27日 共 17 周摘要 啤酒是當(dāng)今風(fēng)靡世界最流行的飲料之一，早在4500年前，啤酒就在古埃及問世，它略含苦味，富含營養(yǎng)，素有液體面包之稱，已被國際營養(yǎng)會(huì)議推薦為營養(yǎng)食品之一。近年來，隨著人民生活水平的提高，我國啤酒消費(fèi)量急劇增大。我國啤酒廠的噸酒耗水量較大，一般為1020t/t啤酒，部分廠家可達(dá)812t/t啤酒，廢水排放量接近耗水量的90%。 啤酒廢水的主要特點(diǎn)是BOD5/CODcr值高，有害無毒，可生化性好，所以生化法是啤酒廢水處理的首要方法。我國對(duì)啤酒廢水在治理技術(shù)上逐漸形成了以生

2、化為主，生化和生物相結(jié)合的處理工藝。生化法依其污水凈化原理可分為好氧法和厭氧法兩大類，好氧法或厭氧法及其他方法的不同組合就形成了多種啤酒廢水的治理技術(shù)。目前，多種工藝被廣泛應(yīng)用于啤酒廢水處理上但這些工藝本身尚需要進(jìn)行詳細(xì)技術(shù)分析。本文系統(tǒng)地介紹了近年來國內(nèi)啤酒廢水處理技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀，通過調(diào)查分析，對(duì)目前國內(nèi)應(yīng)用比較廣泛的成熟工藝的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了介紹，并做了簡要的比較和探討，最后指出了啤酒廢水處理技術(shù)的應(yīng)用趨勢(shì)。分析啤酒生產(chǎn)中廢水產(chǎn)生的環(huán)節(jié)、污染物及主要污染源，并從好氧、厭氧生物處理兩方面介紹了目前我國啤酒廢水的主要處理技術(shù)及應(yīng)用效果。關(guān)鍵詞： 啤酒廢水 生化處理 厭氧處理 好氧處理 厭氧好氧工藝

3、 進(jìn)展Abstract目錄摘要.目錄. 第一章 引言. 1 啤酒廢水的來源及成分. 2 啤酒廢水處理技術(shù). 2.1 好氧生物處理. 2.1.1 活性污泥法. 2.1.2 接觸氧化法. 2.1.3 SBR 工藝及應(yīng)用. 2.1.4 CAST工藝. 2.1.5 CASS工藝及應(yīng)用. 2.2 厭氧法. 2.2.1 UASB反應(yīng)器. 2.2.2 EGSB反應(yīng)器. 2.2.3 IC反應(yīng)器.第2章 工藝處理方法的比較及確定. 1 處理啤酒廢水的幾種工藝 1.1 酸化SBR法. 1.2 UASB好氧接觸氧化工藝. 1.3 新型接觸氧化法. 1.4 生物接觸氧化法. 1.5 內(nèi)循環(huán)UASB反應(yīng)器+氧化溝工藝.

4、 1.6 EGSB+CASS法處理啤酒廢水. 2 方案的討論和確定.第三章 設(shè)計(jì)說明書. 1 設(shè)計(jì)資料. 1.1 設(shè)計(jì)題目. 1.2 設(shè)計(jì)任務(wù). 1.3 設(shè)計(jì)依據(jù). 1.4 設(shè)計(jì)資料. 2 采用的主要規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn). 3 工程設(shè)計(jì). 3.1 設(shè)計(jì)內(nèi)容及規(guī)模. 3.2 工藝流程.第四章 設(shè)計(jì)計(jì)算書. 1 廢水水質(zhì)水量. 2 粗格柵的設(shè)計(jì)與計(jì)算. 2.1 設(shè)計(jì)參數(shù). 2.2 設(shè)計(jì)計(jì)算. 2.3 柵渣量計(jì)算. 3 集水井的設(shè)計(jì)與計(jì)算. 3.1 參數(shù)選取. 3.2 計(jì)算. 3.3 集水井構(gòu)造. 4 調(diào)節(jié)沉淀池的設(shè)計(jì)與計(jì)算. 4.1 參數(shù)選取. 4.2 設(shè)計(jì)計(jì)算. 5 EGSB反應(yīng)器的設(shè)計(jì)與計(jì)算. 5.1

5、罐體尺寸. 5.2 反應(yīng)器的升流速度. 5.3 三相分離器. 6 沉淀池的設(shè)計(jì). 6.1 設(shè)計(jì)要求及參數(shù). 6.2 設(shè)計(jì)計(jì)算. 7 CASS反應(yīng)池的設(shè)計(jì)與計(jì)算. 7.1 設(shè)計(jì)參數(shù). 7.2 設(shè)計(jì)計(jì)算. 8 污泥部分設(shè)計(jì). 8.1 污泥來源. 8.2 集泥井. 8.3 污泥重力濃縮池. 8.4 貯泥池. 8.5 機(jī)械脫水間的設(shè)計(jì)計(jì)算. 9 鼓風(fēng)機(jī)房的設(shè)計(jì). 9.1 已知條件及設(shè)計(jì)參數(shù). 9.2 鼓風(fēng)機(jī)房的設(shè)計(jì). 10 紫外線消毒系統(tǒng). 10.1 設(shè)計(jì)說明. 10.2 設(shè)計(jì)參數(shù).第五章 污水處理站的總體布置. 1 污泥處理站平面布置. 1.1構(gòu)筑物和建筑物主要設(shè)計(jì)參數(shù). 1.2平面布置原則. 2

6、污泥處理站高程布置. 2.1 高程布置原則. 2.2 高程布置參數(shù). 2.3 高程一覽表.第六章 主要設(shè)備簡介. 1 污水污泥處理設(shè)備. 2 配電設(shè)備. 3 監(jiān)測設(shè)備.第七章 工程概預(yù)算. 1 總概算表. 2 成本分析.參考文獻(xiàn).第1章 引言1.啤酒廢水的來源及成分 啤酒廢水來自于啤酒生產(chǎn)各工序中的排放，大致可分為以下幾類：（1） 大量的冷卻水，包括冷凍機(jī)冷卻水、熱麥汁冷卻水，這類廢水基本未受污染。（2） 清洗廢水，如大麥浸漬廢水、大麥發(fā)芽降溫噴霧廢水、清洗生產(chǎn)裝置廢水、漂洗酵母水、洗瓶初期洗滌水、酒罐消毒廢水、巴斯德殺菌噴淋水和地面沖洗水等。這類廢水受到不同程度的有機(jī)污染，其中洗麥、浸麥水不

7、僅受到大麥表面污染物的污染，還受到大麥內(nèi)容物的溶解污染，污染物質(zhì)要占大麥重的0.5%1.5%，導(dǎo)致此廢水為褐色，偏酸性（PH<6），即易起泡，有強(qiáng)腐化傾向，并有不良?xì)馕?。?）沖渣廢水，如麥糟液、冷熱凝固物、酒花糟、剩余酵母、酒泥、濾酒渣和殘堿性洗滌液等、這類沸水中含有大量的懸浮性有機(jī)物、工段中將產(chǎn)生麥汁冷卻水、裝置洗滌水、麥糟、熱凝固物和酒花糟。裝置洗滌水主要是糖化鍋洗滌水、過濾槽和沉淀槽洗滌水。此外，糖化過程還要排出酒花糟、熱凝固物等大量懸浮固體。（4）灌裝廢水，在灌裝酒時(shí)，機(jī)器的跑冒滴漏時(shí)有發(fā)生，還經(jīng)常出現(xiàn)冒酒，使廢水中摻入大量殘酒。另外，噴淋時(shí)由于熱水噴淋，啤酒升溫引起酒瓶內(nèi)壓力

8、上升，“炸瓶”現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，致使大量啤酒散在噴淋水中。為防止生物污染，循環(huán)使用噴淋水時(shí)需要加入防腐劑，因此被換下來的廢噴淋水含防腐劑成分。（5）洗瓶廢水，清洗瓶子時(shí)先用堿性洗滌液浸泡，然后壓力水初洗和終洗，瓶子清洗水中含有殘余堿性洗滌劑、紙漿、染料、漿糊、殘酒和泥沙等。堿性洗滌劑要定期更換，更換時(shí)若直接排入下水道可使啤酒廢水呈堿性，因此廢堿性洗滌劑應(yīng)先進(jìn)入調(diào)節(jié)、洗滌裝置進(jìn)行單獨(dú)處理。若將洗瓶廢水的排放夜經(jīng)處理后儲(chǔ)存起來用以調(diào)節(jié)廢水的PH值(啤酒廢水平時(shí)成弱酸性)，則可以節(jié)省污水處理的藥劑用量。 排放的啤酒廢水超標(biāo)項(xiàng)目主要是COD、BOD5、SS、PH值4項(xiàng)，從各車間排放的廢水水質(zhì)水量波動(dòng)量較大

9、。水質(zhì)變幅范圍一般為：PH值5.57.0，水溫2025C，COD10002500mg/L,BOD56001400mg/L,SS200600mg/L,TN3070mg/L屬于濃度有機(jī)廢水，BOD5/COD約為0.50.7，可生化行良好。2 啤酒廢水處理技術(shù) 國內(nèi)外廣泛采用生化處理工藝，其中包括好氧生物處理（活性污泥法，生物膜法），厭氧生物處理，好氧與厭氧聯(lián)合生物處理方法。從目前的實(shí)施并運(yùn)行的裝置來看，好氧生物處理在國內(nèi)應(yīng)用還是比較廣泛，常用的方法是活性污泥法及其改進(jìn)形式和生物接觸氧化法。70年代荷蘭學(xué)者Lettinga發(fā)展了UASB反應(yīng)器，隨后又出現(xiàn)了厭氧顆粒污泥膨脹體（EGSB）及厭氧內(nèi)循環(huán)反

10、應(yīng)器（IC）。厭氧工藝具有高效、節(jié)能、產(chǎn)泥量少、能有效回收能源的優(yōu)點(diǎn)，因而得到了迅速發(fā)展。雖然厭氧反應(yīng)器的出水需進(jìn)一步處理才能達(dá)標(biāo)，即需好氧工藝作為后處理單元，但厭氧2好氧組合工藝在能源日益緊張的今天，越來越發(fā)揮出它的優(yōu)勢(shì)，這將成為未來幾年內(nèi)啤酒廢水處理的主要方法之一。2.1 好氧生物處理 好氧生物處理是在氧氣充足的情況下，利用好氧微生物的生命活動(dòng)氧化啤酒廢水中的有機(jī)物，其產(chǎn)物是二氧化碳、水及能量。這種方法沒有考慮發(fā)哦廢水中有機(jī)物的利用問題，因此處理成本比較高?；钚晕勰喾?、生物膜法、深井曝氣法是較有代表性的好氧生物處理法。2.1.1 活性污泥法 活性污泥法于1914年由英國人Ardernh 和

11、Lock2ett實(shí)驗(yàn)成功，在中、低濃度污染物有機(jī)廢水處理中，其技術(shù)分支較為廣泛，也是使用最多，運(yùn)行可靠，最為成熟的方法。具有處理效果好、投資較少等優(yōu)點(diǎn)，適用于大中城市啤酒廠采用。但是此法在用空氣曝氣時(shí)容易產(chǎn)生泡沫，造成難以充氧，管理不好則容易產(chǎn)生污泥膨脹，此外還因動(dòng)力消耗高、占地面積大等缺點(diǎn)限制了其應(yīng)用。目前國內(nèi)有廣州啤酒廠、珠江啤酒廠、無錫啤酒廠、華都啤酒廠等，采用活性污泥處理啤酒廢水，廢水CODCr的進(jìn)水濃度為10001500mg/L，出水為40100mg/L去除率90%96%，運(yùn)行費(fèi)1618元'/噸水（按1986計(jì)）。活性污泥處理啤酒廠廢水具有運(yùn)行可靠、處理效果較好的優(yōu)點(diǎn)，但啤酒

12、廢水氮磷含量低，碳氮比例失調(diào)，運(yùn)行中容易產(chǎn)生污泥膨脹，因此，啤酒廢水處理過程中需要加一定量的氮磷。此外，活性污泥產(chǎn)量高，處置麻煩，不耐沖擊負(fù)荷，還需要大量充氧，增加基建運(yùn)行費(fèi)用。2.1.2 接觸氧化法生物接觸氧化法是利用固著在填料上的生物膜來吸附水中的有機(jī)物并加以氧化分解，使污水得到凈化。20世紀(jì)80年代初，接觸氧化法比較活性污泥法有一定的優(yōu)勢(shì)，因此在啤酒廢水處理上得到廣泛的應(yīng)用。但由于啤酒廠廢水進(jìn)水COD濃度很高，所以一般采用二級(jí)接觸氧化工藝。采用接觸氧化法工藝代替活性污泥法，可以防止高糖含量廢水易引起污泥膨脹的現(xiàn)象，并不用投配氮、磷營養(yǎng)。用接觸氧化法，可以選擇的負(fù)荷范圍是1.01.5kgB

13、OD5/(m3d);用鼓風(fēng)曝氣，每日除1kgBOD5需空氣80m3。.該法的缺點(diǎn)是對(duì)于較大規(guī)模污水廠填料需求過大，不便于運(yùn)輸和裝填，而且污泥排放量大。2.1.3 SBR 工藝及應(yīng)用 SBR法是對(duì)傳統(tǒng)活性污泥法的改進(jìn)，近年來，在國內(nèi)外被引其廣泛重視和研究應(yīng)用。SBR工藝典型的操作工序?yàn)椋哼M(jìn)水、反應(yīng)、沉淀、排水、閑置等5個(gè)工序，整個(gè)工序經(jīng)厭氧、好氧、缺氧3個(gè)階段。根據(jù)出水情況可以隨時(shí)調(diào)整各個(gè)工序的時(shí)間以達(dá)到最佳出水效果。SBR法已有許多工程應(yīng)用實(shí)例。付敏寧等人報(bào)道了填料式SBR技術(shù)在啤酒廢水處理工程中的應(yīng)用。由于SBR反應(yīng)池設(shè)置了填料，大大提高了單位體積的微生物的體積。厭氧工藝+SBR組合工藝在實(shí)

14、踐中也得到了廣泛的應(yīng)用。常規(guī)活性污泥法相比，SBR工藝不需要另設(shè)二次沉淀池、污泥回流及污泥回流設(shè)備，也不設(shè)調(diào)節(jié)。因此基建投資抵，同時(shí)設(shè)備就有耐沖擊負(fù)荷，工作穩(wěn)定，運(yùn)行靈活污泥性能良好等優(yōu)點(diǎn)。SBR工藝這些特點(diǎn)，使其特別適用于排放量小，有機(jī)物濃度高且不易降解，廢液排放間歇的中小型企業(yè)。2.1.4 CAST工藝CAST工藝（循環(huán)式活性污泥法）是對(duì)SBR法的改進(jìn)，在國內(nèi)有很多工程實(shí)例。埠新啤酒廠用CAST工藝處理啤酒廠廢水的實(shí)踐結(jié)果表明，工藝處理效果穩(wěn)定，可達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，平均出水水質(zhì)：CODCr2586mg/L去除率為96%98%；BOD52125mg/L,去除率為97%98%；SS5264mg/L

15、,去除率為88%92%。該工藝投資較低，運(yùn)行費(fèi)用省，每立方米廢水總投資為1100元，運(yùn)行成本為0.56元/m3。由于厭氧生物處理技術(shù)不能除磷，因此厭氧法后必須增加好樣處理，而CAST工藝剛好能滿足這一要求。CAST工藝不僅很容易實(shí)現(xiàn)好氧缺氧及厭氧狀態(tài)交替的處理?xiàng)l件，而且很容易在好氧條件下增加曝氣量、反應(yīng)時(shí)間和污泥齡來強(qiáng)化反應(yīng)及聚磷菌過量攝磷的順利完成；也可在缺氧條件下方便的投加原廢水或用提高污泥濃度等方式以提供有機(jī)碳源作為電子供體使反硝化過程更快完成。由于其良好的工藝性能和靈活的操作，因此選擇CAST進(jìn)行生物除磷。在生物除磷的基礎(chǔ)上，為了進(jìn)一步強(qiáng)化除磷效果，設(shè)計(jì)中在CAST反應(yīng)池后面加一個(gè)除磷

16、池，往里面加入混凝劑，通過混凝沉淀來去除殘余的磷。2.1.5 CASS工藝及應(yīng)用CASS（循環(huán)式活性污泥系統(tǒng)）是CAST工藝的一種優(yōu)化變型，在20世紀(jì)70年代開始得到研究和應(yīng)用。該工藝核心部分是CASS反應(yīng)池，集曝氣，二沉等過程于一體。在SBR的基礎(chǔ)上，在池子的前部增設(shè)了1個(gè)生物選擇器。這樣，CASS池的反應(yīng)池被隔墻分割為3個(gè)區(qū)，即生物選擇區(qū)、預(yù)反應(yīng)區(qū)及主反應(yīng)區(qū)。目前很多廠家采用CASS工藝處理啤酒廢水，都取得了預(yù)期的效果。在進(jìn)水水質(zhì)平均為2000mg/L的情況下，出水水質(zhì)達(dá)到污水排放新擴(kuò)改二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。周剛報(bào)道了CASS工藝處理啤酒廢水在高寒地區(qū)的應(yīng)用。工程實(shí)踐表明，在高寒地區(qū)采用CASS工藝處

17、理啤酒廢水是可行的（進(jìn)水CODCr在5001500mg/L時(shí)，處理水質(zhì)達(dá)到污水排放標(biāo)準(zhǔn)的一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)），即便在低溫條件下，也能順利的進(jìn)行污泥的培養(yǎng)和馴化，但需要十分重視當(dāng)?shù)氐臍鉁靥攸c(diǎn)，做好各種處理設(shè)施、管線的保溫防凍措施。CASS工藝處理啤酒廢水，具有工藝簡單，流程短，自動(dòng)化程度高，操作更方便等優(yōu)點(diǎn)。其不足之出為，操作管理要求較高，首次運(yùn)行挑調(diào)試時(shí)間較長?？傊?，好氧工藝存在曝氣耗能大、污泥產(chǎn)量大的缺點(diǎn)，故厭氧好氧處理工藝逐漸被深入研究和開發(fā)利用。2.2 厭氧法 20世紀(jì)70年代以來，廢水厭氧處理技術(shù)因其具有投資少，運(yùn)行費(fèi)用低及能產(chǎn)生能量等優(yōu)點(diǎn)而得到較快的發(fā)展和應(yīng)用。一般認(rèn)為，厭氧生物處理技術(shù)的

18、反應(yīng)器主力經(jīng)歷了3個(gè)時(shí)代。傳統(tǒng)厭氧發(fā)酵工藝（第一代反應(yīng)器，以厭氧消化池為代表）因需要較高的溫度，較長的停留時(shí)間，且處理效能低而被逐漸淘汰。目前以上流式厭氧污泥床（UASB）為代表的第二代反應(yīng)器和以厭氧顆粒污泥膨脹床（EGSB）和厭氧內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器（IC）為代表的反應(yīng)器已被廣泛引入到啤酒廢水處理工程應(yīng)用中，并取得了良好的效果。目前在啤酒處理工藝上，厭氧工藝應(yīng)用比較多的有UASB工藝，IC工藝和酸化水解工藝。2.2.1 UASB反應(yīng)器 70年代荷蘭lettinga等發(fā)展的UASB反應(yīng)器是一種懸浮生長型反應(yīng)器，首次把顆粒污泥的概念引入反應(yīng)器中。該反應(yīng)器特別適宜于處理高濃度有機(jī)廢水。目前，很多國家相繼開

19、展了對(duì)UASB的深入研究和開發(fā)工作。UASB工藝因其工藝結(jié)構(gòu)緊湊，處理能力打，效果好，投資省而在國內(nèi)外啤酒廢水治理中得到十分廣泛的應(yīng)用。根據(jù)報(bào)道，當(dāng)UASB反應(yīng)器進(jìn)水CODCr為10002000mg/L時(shí)，出水CODCr一般在500mg/L左右，也就是說，啤酒廢水中的大部分CODCr在UASB反應(yīng)器中被處理掉，同時(shí)也說明，在這些工藝中，UASB僅作為預(yù)處理單元，其出水通常還需好氧等工藝作為后繼處理，才能保證廢水達(dá)標(biāo)排放。據(jù)張振家等人報(bào)道，桂林漓泉有限公司采用UASB-SBR工藝處理廢水，UASB反應(yīng)器進(jìn)水CODCr在10003000mg/L之間波動(dòng)是，出水上清液的CODCr穩(wěn)定在200mg/L

20、左右。同時(shí)UASB池每天產(chǎn)生大量的沼氣，同時(shí)熱風(fēng)爐的燃料，供飼料烘干使用，可節(jié)煤4t/d左右。UASB工藝在國內(nèi)啤酒廢水處理方面應(yīng)用很普遍，實(shí)踐證明UASB完全適用于處理啤酒廢水，而且厭氧硝化工藝相似于啤酒釀造、發(fā)酵生產(chǎn)工業(yè)，很容易被啤酒廠家所掌握。但UASB工藝不適用于處理高懸浮物固體濃度較高的廢水，三相分離器的好壞直接影響處理效果，在一些地區(qū)，顆粒污泥培養(yǎng)較困難而使系統(tǒng)啟動(dòng)較慢。在UASB基礎(chǔ)上，研究者開發(fā)了EGSB和IC反應(yīng)器。2.2.2 EGSB反應(yīng)器 UASB反應(yīng)器在應(yīng)用中取得了很大的成功，但UASB的傳質(zhì)過程并不理想，進(jìn)一步提高有機(jī)負(fù)荷收到了限制。為了使厭氧反應(yīng)器中進(jìn)水和污泥之間的

21、接觸更加充分，導(dǎo)致了第三代厭氧反應(yīng)器的開發(fā)和應(yīng)用。EGSB反應(yīng)器實(shí)際上是改進(jìn)的UASB反應(yīng)器，運(yùn)行中維持高的上升流（612m/h），使顆粒處于懸浮狀態(tài)，同時(shí)也可以采用較高的反應(yīng)器和采用出水回流以獲得高的攪拌強(qiáng)度，從而保證進(jìn)水與污泥顆粒的充分接觸，這樣可以獲得比“通常”UASB反應(yīng)好的運(yùn)行結(jié)果。據(jù)楊云龍等人的報(bào)道，EGSB受SS的影響較小，只要SS的沉速<反應(yīng)器內(nèi)的上升流速（310m/h），SS就能通過無你去得以去除，而UASB最大上升流速為1m/h，易受SS的影響。但據(jù)左劍惡等人報(bào)道，GESB反應(yīng)器不適合處理懸浮物廢水。與UASB相比，EGSB對(duì)布水系統(tǒng)要求較為寬松，但對(duì)三相分離器要求更

22、為嚴(yán)格。與UASB反應(yīng)器相比，EGSB反應(yīng)器具有啟動(dòng)周期短、容積負(fù)荷率提高速率快等特點(diǎn)。在COD去除率均為86%左右時(shí)，EGSB反應(yīng)器最大容積負(fù)荷率達(dá)到42.4gCODL-1d-1,而UASB反應(yīng)器的最大容積負(fù)荷率僅為25.0gCODL-1d-1，EGSB反應(yīng)器比UASB反應(yīng)器有著更高的處理效能。當(dāng)處理較低濃度廢水時(shí)EGSB反應(yīng)器容積負(fù)荷率達(dá)到28.7gCODL-1d-1，CODCr去除率達(dá)到81.9%，比UASB反應(yīng)器具有更高的容積負(fù)荷率和COD去除率，表明了其在處理低濃度廢水方面較好的應(yīng)用前景。EGSB反應(yīng)器比UASB反應(yīng)器具有更強(qiáng)的抗溫度和進(jìn)水PH值變化的能力，且其系統(tǒng)處理效果恢復(fù)也快。

23、目前，UASB反應(yīng)器在啤酒廢水處理中發(fā)揮了重要的作用，而作為對(duì)UASB反應(yīng)器改進(jìn)的EGSB反應(yīng)器，在處理各種濃度的有機(jī)廢水方面有著別的厭氧反應(yīng)器所不可比擬的優(yōu)勢(shì)，處理范圍更廣；同時(shí)，EGSB可以采用較大的高徑比，占地面積更小，投資更省，在相同的費(fèi)用下，因而更就有市場競爭力。2.2.3 IC反應(yīng)器內(nèi)循環(huán)（Intenal Circulation , IC）厭氧反應(yīng)器于20世紀(jì)80年代中期由荷蘭PAQUES公司開發(fā)成功，被認(rèn)為是第三代厭氧生化反應(yīng)器的代表工業(yè)之一。IC反應(yīng)器實(shí)際上是由底部和上部2個(gè)UASB反應(yīng)器串聯(lián)疊加而成，下部為高負(fù)荷區(qū)，上部為低負(fù)荷區(qū)，利用沼氣上升帶動(dòng)污泥循環(huán)。IC工藝在國外應(yīng)用

24、以歐洲較為普遍，國內(nèi)沈陽、上海率先采用了IC工藝處理啤酒廢水。以沈陽華潤雪花啤酒有限公司采用的IC反應(yīng)器為例，反應(yīng)器高16m,有效容積70m3，處理CODCr平均濃度為4300mg/L的啤酒廢水400m3/d，CODCr去除率穩(wěn)定在80%，容積負(fù)荷高達(dá)2530kg/(m3d)。第2章 工藝方法的比較及確定 1 處理啤酒廢水常用的幾種方法：1.1 酸化SBR法此法主要處理設(shè)備是酸化柱和SBR反應(yīng)器。這種方法在處理啤酒廢水時(shí)，在厭氧反應(yīng)中，放棄反應(yīng)時(shí)間長、控制條件要求高的甲烷發(fā)酵階段，將反應(yīng)控制在酸化階段，這樣較之全過程的厭氧反應(yīng)具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1） 由于反應(yīng)控制在水解、酸化階段反應(yīng)迅速，故水解池

25、體積?。唬?） 不需要收集產(chǎn)生的沼氣，簡化了構(gòu)造，降低了造價(jià)，便于維護(hù)，易于放大；（3） 對(duì)于污泥的降解功能完全和消化池一樣，產(chǎn)生的剩余污泥量少。同時(shí)，經(jīng)水解反應(yīng)后溶解性COD比例大幅度增加，有利于微生物對(duì)基質(zhì)的攝取，在微生物的代謝過程中減少了一個(gè)重要環(huán)節(jié)，這將加速有機(jī)物的降解，為后續(xù)生物處理創(chuàng)造更為有利的條件。（4） 酸化SBR法處理高濃度啤酒廢水效果比較理想，去除率均在94%以上，最高達(dá)99%以上。 要想使用此法在處理啤酒廢水達(dá)到理想效果時(shí)運(yùn)行環(huán)境要達(dá)到下列要求：（1）酸化SBR法處理中高濃度啤酒廢水，酸度至關(guān)重要，它具有兩個(gè)方面的作用，其一是對(duì)廢水的有機(jī)成分進(jìn)行改性，提高廢水的可生化性；

26、其二是對(duì)有機(jī)物中極易降解的污染物尤不可忽視的去除作用。酸化效果的好壞直接影響SBR反應(yīng)器的處理效果，有機(jī)物去除主要集中在SBR反應(yīng)器中。（2）酸化SBR法處理啤酒廢水受進(jìn)水堿度和反應(yīng)溫度的影響，最佳溫度是24。C,最佳堿度范圍是500750mg/L。視原水水質(zhì)情況，如堿度不足，采用預(yù)調(diào)堿度方法進(jìn)行工藝處理；若溫度差別不大，運(yùn)行參數(shù)可不做調(diào)整，若溫度差別較大，視具體情況而定。1.2 UASB好氧接觸氧化工藝此處理工藝中主要處理設(shè)備是上流式厭氧污泥床和好氧接觸氧化池，處理主要過程:廢水經(jīng)過轉(zhuǎn)鼓過濾機(jī)，轉(zhuǎn)鼓過濾機(jī)對(duì)SS去除率達(dá)10%以上，隨著麥殼類有機(jī)物的去除，廢水中的有機(jī)物濃度也有所降低。調(diào)節(jié)池既

27、有調(diào)節(jié)水質(zhì)、水量的作用，還由于廢水池在池中的停留時(shí)間較長而有沉淀和厭氧發(fā)酵作用。由于增加了厭氧處理單元，該工藝的處理效果非常好。上流式厭氧污泥床能耗低、運(yùn)行穩(wěn)定、出水水質(zhì)好，有效的降低了好氧生化單元的處理負(fù)荷和運(yùn)行能耗（因?yàn)楹醚跆幚韱卧哪芎闹苯雍吞幚碡?fù)荷成正比）。好氧處理(包括好養(yǎng)生物接觸氧化池和斜板沉淀池）對(duì)廢水中SS和COD均有較高的去除率，這是因?yàn)閺U水經(jīng)厭氧處理后仍含有許多易生物降解的有機(jī)物。該工藝處理效果好、操作簡單、穩(wěn)定行高。上流式厭氧污泥床和好氧接觸氧化池相串聯(lián)的啤酒廢水處理工藝具有處理效率高、運(yùn)行穩(wěn)定、耗能低、容易調(diào)試和易于每年的重新啟動(dòng)等特點(diǎn)。只要投加占厭氧池體積1/3的厭氧

28、污泥菌種，就能夠保證污泥菌種的平穩(wěn)增長，經(jīng)過3個(gè)月的調(diào)試UASB即可達(dá)到滿負(fù)荷運(yùn)行。整個(gè)工藝對(duì)COD的去除率達(dá)96.6%，對(duì)懸浮物的去除率達(dá)97.3%98%，該工藝非常適合啤酒廢水處理中推廣應(yīng)用。1.3 新型接觸氧化法此方法處理過程為：廢水首先通過微濾機(jī)去除大部分懸浮物，出水進(jìn)入調(diào)節(jié)池，然后中提升泵打入VTBR反應(yīng)器中進(jìn)行生化處理，通過風(fēng)機(jī)強(qiáng)制供風(fēng)使廢水與填料接觸，維持生化反應(yīng)的需氧量，VTBR反應(yīng)器出水進(jìn)入沉淀器，去除一部分脫落的生物膜以減輕氣浮設(shè)備的處理負(fù)荷，之后流入氣浮設(shè)備去除剩余的生物膜，污泥及浮渣送往污泥池濃縮后脫水。該處理工藝有以下主要特點(diǎn)：（1） VTBR反應(yīng)器由廢酒精罐改造而成

29、，節(jié)省了投資。與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比，具有一次性投資低，運(yùn)行穩(wěn)定，處理效果好等特點(diǎn)。（2） 冬季運(yùn)行時(shí)，在VTBR反應(yīng)器外部加了一層保溫材料，使罐中始終保持較高溫度，提高了生物的活性。（3） 因VTBR反應(yīng)器高達(dá)10m左右，水深大，所選風(fēng)機(jī)為高壓風(fēng)機(jī)，風(fēng)壓為98kpa，N=75w,耗電量大。1.4 生物接觸氧化法該工藝采用水解酸化作為生物接觸氧化的預(yù)處理，水解酸化菌通過新陳代謝將水中的固體物質(zhì)水解為溶解性物質(zhì)，將大分子有機(jī)物降解為小分子有機(jī)物。水解酸化不僅能去除部分有機(jī)污染物，而且提高了廢水的可生化性，有益于后續(xù)的好氧生物接觸氧化處理。該工藝在處理方法、工藝組合及參數(shù)選擇上是比較合理的，充分利用

30、各工序的優(yōu)勢(shì)將污染物質(zhì)轉(zhuǎn)化、去除。然而，如果由于某些構(gòu)筑物的構(gòu)造設(shè)計(jì)考慮不周會(huì)影響運(yùn)行效果，致使出水水質(zhì)不理想，使生物接觸氧化池的出水（靜沉30min的澄清液）COD為500600mg/L，經(jīng)混凝氣浮處理后出水COD仍高達(dá)300mg/L遠(yuǎn)高于排放要求（150mg/L）。但是此處理方法在設(shè)計(jì)和運(yùn)行中會(huì)出現(xiàn)以下問題：（1） 水解酸化池存在的問題主要是沉淀污泥不能及時(shí)排出。由于該廢水中懸浮物濃度較高，因而池內(nèi)污泥產(chǎn)量很大，而原工藝僅在水解酸化池前端設(shè)計(jì)了污泥斗，所以池子的后部很快就淤滿了污泥。另外，隨著微生物量的增加在軟性生物填料的中間部位形成了污泥團(tuán)，使得傳質(zhì)面積減小。（2） 如果廢水中污染物濃度

31、較高或者前期處理效果不理想，生物接觸氧化池前端的有機(jī)負(fù)荷較高，使得供養(yǎng)相對(duì)不足，此時(shí)該處理的生物膜呈灰白色，處于嚴(yán)重缺氧狀態(tài)，而池末端成熟的好氧生物膜呈琥珀黃色。同時(shí)，水中的生物活性抑制性物質(zhì)濃度也較高，對(duì)微生物也有一定的抑制作用，處理效果不理想。（3） 在調(diào)試運(yùn)行過程中，生物接觸氧化池中生物膜脫落、氣泡直徑變大、出水渾濁、處理效果惡化的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。（4） 在調(diào)試運(yùn)行初期，發(fā)生這種現(xiàn)象時(shí)一般是增大供氣量以提高供氧能力來消除缺氧，結(jié)果由于起泡攪動(dòng)強(qiáng)度增大，造成了更大范圍的生物膜脫落、水粘度更大、氧轉(zhuǎn)移效率更低，非但沒提高供氧能力反而使情況更糟。 因此采用此工藝處理啤酒廢水時(shí)要遵循下列要求：采用

32、水解酸化作為預(yù)處理時(shí)應(yīng)考慮懸浮物去除措施。采用推流式生物接觸氧化池時(shí)為避免前端有機(jī)物負(fù)荷過高可采用多點(diǎn)進(jìn)水。應(yīng)嚴(yán)格控制溶解氧濃度，供養(yǎng)不足會(huì)造成生物膜大范圍脫落，導(dǎo)致運(yùn)行失敗。1.5 內(nèi)循環(huán)UASB反應(yīng)器+氧化溝工藝 此工藝采用厭氧和好氧相串聯(lián)的方式，厭氧采用內(nèi)循環(huán)UASB技術(shù)，好氧處理用地有一條狹長形池塘，為了降低土建費(fèi)用，因地制宜，采用氧化溝工藝。本處理工藝的關(guān)鍵設(shè)備是UASB反應(yīng)器。該反應(yīng)器是利用厭氧微生物降解廢水中的有機(jī)物，其主體分為配水系統(tǒng)，反應(yīng)區(qū)，氣、液、固三相分離系統(tǒng)個(gè)，沼氣收集系統(tǒng)四部分。厭氧微生物對(duì)水質(zhì)的要求不像好氧微生物那么寬，最佳PH為6.57.8，最佳溫度為3540攝氏

33、度，而本工程的啤酒廢水水質(zhì)超出了這個(gè)范圍。這就要求廢水進(jìn)入U(xiǎn)ASB反應(yīng)器之前必需進(jìn)行酸度和溫度的調(diào)節(jié)。這無形中增加了電器。儀表專業(yè)的設(shè)備和設(shè)計(jì)難度。內(nèi)循環(huán)UASB技術(shù)是在普通UASB技術(shù)的基礎(chǔ)上增加一套內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)，它包括回流水池及回流水泵。UASB反應(yīng)器的出水水質(zhì)一般都比較穩(wěn)定，在回流系統(tǒng)的作用下重新回到配水系統(tǒng)。這樣一來能提高UASB反應(yīng)器對(duì)進(jìn)水水溫、PH值和COD濃度的適應(yīng)能力，只需在UASB反應(yīng)器進(jìn)水之前對(duì)其PH和溫度做一粗調(diào)即可。UASB反應(yīng)器采用環(huán)狀穿孔管配水，通過三相分離器出水，并在三相分離器的上方增加側(cè)向流絮凝反應(yīng)沉淀器，它由玻璃板成60°安裝而成，能最大限度上截留三相

34、分離出水中顆粒污泥。 此處理工藝主要有以下特點(diǎn)：實(shí)踐證明，采用內(nèi)循環(huán)UASB反應(yīng)器+氧化溝工藝處理啤酒廢水時(shí)可行的，其運(yùn)行結(jié)果表明COD總?cè)コ矢哌_(dá)95%以上。由于采用的內(nèi)循環(huán)UASB反應(yīng)器和氧化溝工藝串聯(lián)組合的方式，可根據(jù)啤酒生產(chǎn)的季節(jié)性、水質(zhì)和水量的情況調(diào)整UASB反應(yīng)器或氧化詢處理運(yùn)行組合，以便進(jìn)一步降低運(yùn)行費(fèi)用。1.6 EGSB+CASS法處理啤酒廢水 本處理工藝主要包括EGSB反應(yīng)器。將CASS反應(yīng)器。將EGSB和CASS兩種處理單元進(jìn)行結(jié)合，所形成的處理工藝突出了各自處理單元的優(yōu)點(diǎn)，使處理流程簡潔，節(jié)省了運(yùn)行費(fèi)用，而把EGSB作為整個(gè)廢水達(dá)標(biāo)排放的一個(gè)預(yù)處理單元，在降低廢水濃度的同

35、時(shí)，可回收所產(chǎn)生的沼氣作為能源利用。同時(shí)，由于大幅度減少了進(jìn)入好氧階段的有機(jī)物量，因此降低了好氧處理階段的曝氣能耗和剩余污泥量，從而使整個(gè)廢水處理過程的費(fèi)用大幅度減少。采用該工藝既降低處理成本，又能產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益。并且EGSB池正常運(yùn)行后，每天產(chǎn)生大量的沼氣，將其回收作為熱風(fēng)爐的燃料，可供飼料烘干使用。 EGSB+CASS法處理工藝與水解酸化+SBR處理工藝相比較有以下優(yōu)點(diǎn)：（1） “EGSB+CASS”工藝合理，實(shí)用性強(qiáng)。本工藝的核心為好氧池，整個(gè)工藝經(jīng)歷缺氧、好氧過程，能有效控制絲狀菌的生長，防止污泥膨脹，有效去除氨氮；因反應(yīng)前、中期水中有機(jī)物濃度高，微生物處于對(duì)數(shù)生長，處理數(shù)度快，氧利用率

36、高，從而降低了能耗；同時(shí)，工藝調(diào)節(jié)靈活，進(jìn)水、曝氣、沉淀、排水時(shí)間可根據(jù)實(shí)際情況調(diào)節(jié)易于操作。適合不同規(guī)模的啤酒企業(yè)使用。（2） 處理流程簡單，安裝操作及維修很方便。待處理污水匯集后，泵入EGSB反應(yīng)器，其流速、進(jìn)水量按設(shè)定工藝參數(shù)控制，無需攪拌設(shè)備，后污水自然升流至CASS池，間歇式曝氣沉淀后排放，工藝過程簡單。構(gòu)筑物EGSB反應(yīng)器中沉池、CASS池為半地下式的鋼混凝結(jié)構(gòu)，曝氣裝置可現(xiàn)場制作，安裝制作簡單，操作控制靈活，可自控也可手動(dòng)，維修保養(yǎng)也很方便。（3） 投資費(fèi)用低，比國外同類型設(shè)備價(jià)格低60%。（4） 處理能力大，處理效果好。EGSB反應(yīng)器因反應(yīng)區(qū)聚集大量厭氧顆粒污泥，廢水與之接觸充

37、分反應(yīng)速度快，可降解水中80%以上的COD。反應(yīng)器頂部設(shè)置三相分離器，能及時(shí)將處理過程中形成的固、液、氣分離，促使反應(yīng)過程。CASS池集進(jìn)水、曝氣、沉淀、排水于一體，擴(kuò)大了反應(yīng)池的功能，不僅提高了處理速度而且處理效果明顯。該池可降解90%以上的COD和BOD。（5） 工藝成熟穩(wěn)定，耐沖擊負(fù)荷，水質(zhì)和水量的波動(dòng)對(duì)出水影響小，工藝自動(dòng)化程度較高，運(yùn)行管理和維修方便，勞動(dòng)定員少。2 方案的討論和確定 （1）實(shí)踐證明，厭氧好氧串聯(lián)工藝在啤酒處理工藝中具有優(yōu)勢(shì)，是我國啤酒廢水治理工藝采用或整改的方向。同時(shí)對(duì)啤酒廢水采用清濁分流，高濃度廢水采用厭氧工藝預(yù)處理后與低濃度廢水混合進(jìn)入好氧處理系統(tǒng)，更易達(dá)到環(huán)境

38、效益與經(jīng)濟(jì)效益的統(tǒng)一。 （2）在條件允許的情況下，盡可能的選用先進(jìn)的污水治理技術(shù)。同時(shí)要充分靠慮到工藝、設(shè)備、資金、場地、人員素質(zhì)，所處地理環(huán)境及氣候條件等因素，靈活選擇適宜自己廠家特點(diǎn)的技術(shù)方法。 （3）對(duì)啤酒企業(yè)來說，不僅要重視廢水處理工藝技術(shù)本身，而且要對(duì)處理設(shè)施的運(yùn)行引起足夠的重視。先進(jìn)科學(xué)的管理也可以作為一種技術(shù)作用于工藝本身個(gè)，使其發(fā)揮出應(yīng)有的作用。 （4）通過上述各工藝的比較和分析決定選擇EGSB+CASS法處理工藝。 第三章 設(shè)計(jì)說明書1. 設(shè)計(jì)資料1.1 設(shè)計(jì)題目：北方某啤酒廠污水處理工藝設(shè)計(jì)1.2 設(shè)計(jì)任務(wù)1.3 設(shè)計(jì)依據(jù)：設(shè)計(jì)任務(wù)書1.4 設(shè)計(jì)資料處理廠所處地自然資料：（

39、1）屬北溫帶季風(fēng)型半濕潤氣候區(qū)，年平均降雨量800毫米，四季分明，光照充足，年平均氣溫14.3；1月份為全年最冷月，平均氣溫為-3.2；7月份為最熱月，平均氣溫為29.6。春季升溫迅速，秋季降溫幅度大，無霜期為198天。（2）地下水位在地表下9米，無侵蝕性。（3）凍結(jié)深度為地表下0.5米。（4）按地震烈度8度設(shè)防。（5）當(dāng)?shù)睾０?0米，進(jìn)水渠渠底高度為49米。1.4.2 設(shè)計(jì)水量1000噸/天1.4.3 進(jìn)水水質(zhì)和出水排放標(biāo)準(zhǔn)及污水處理程度2 采用的主要規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)(1) 室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范 （GBJ14-87）(2) 地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) (GHZBI-1999)(3) 污水排入城市下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)

40、 （CJ3082-1999）(4) 泵站設(shè)計(jì)規(guī)范 （GB/T50265-97）(5) 廠礦道路設(shè)計(jì)規(guī)范 （GBJ22-87）(6) 污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn) （GB8978-1996）(7) 給水排水制圖標(biāo)準(zhǔn) （GBJ106-87)3 工程設(shè)計(jì)3.1 設(shè)計(jì)內(nèi)容及規(guī)模設(shè)計(jì)內(nèi)容：設(shè)計(jì)北方某啤酒廠廢水處理廠一座設(shè)計(jì)規(guī)模：1000噸/天3.2工藝流程整體工藝流程概圖：調(diào)節(jié)沉淀池集水井CASS池格柵豎流式沉淀池EGSB反應(yīng)器進(jìn)水 泵 泵 出 水 濁液 上清液 泥集泥井污泥脫水間貯泥池污泥濃縮池 泵 泵 泥 餅3.2.2 主流程：CASS池出水豎流式沉淀池EGSB反應(yīng)器調(diào)節(jié)沉淀池集水井格柵原污水功能簡介：污水先經(jīng)

41、過格柵，出去污水中體積較大的懸浮物和漂浮物，防止后續(xù)污水處理構(gòu)筑物管道、閥門和水泵機(jī)堵塞，再經(jīng)過集水井，由潛污泵打入調(diào)節(jié)沉淀池調(diào)節(jié)PH，再由提升泵打到EGSB反應(yīng)器進(jìn)行厭氧處理，接著到豎流式沉淀較大顆粒，再由提升泵打到CASS池進(jìn)行好氧處理，再CASS池中有機(jī)物被降解，氮磷也得到很好的去除，最后出水經(jīng)過紫外線消毒房消毒，經(jīng)穩(wěn)定后排出。3.2.3 輔流程：污泥污泥池污泥脫水污泥外運(yùn) 功能簡介：經(jīng)過CASS池后的污泥通過的污泥泵進(jìn)入污泥池，再經(jīng)過污泥濃縮脫水間，污泥經(jīng)過處理后運(yùn)出廠進(jìn)行農(nóng)用或填埋。 3.2.4 各構(gòu)筑物工藝簡介格柵進(jìn)水泵房原污水格柵工藝流程：功能簡介：格柵是污水處理的第一道處理設(shè)施

42、，用以截留較大的懸浮物或漂浮物，以便減輕后續(xù)處理構(gòu)筑物的處理負(fù)荷，并使之正常運(yùn)行。集水井進(jìn)水泵房調(diào)節(jié)沉淀池進(jìn)水泵房工藝流程：功能簡述：本設(shè)計(jì)進(jìn)水泵房按1000噸/日設(shè)計(jì)。選擇在集水井內(nèi)放置潛水泵的提升形式，潛水泵2臺(tái)（一用一備）。調(diào)節(jié)沉淀池EGSB反應(yīng)器調(diào)節(jié)沉淀池進(jìn)水泵房工藝流程：功能簡介： 啤酒廢水的水量和水質(zhì)隨時(shí)間變化幅度較大，為了保證后續(xù)處理構(gòu)筑物或設(shè)備的正常運(yùn)行，需對(duì)廢水的水量和水質(zhì)進(jìn)行調(diào)節(jié)，由于啤酒廢水中懸浮物濃度較高，此調(diào)節(jié)池也兼具有沉淀池的作用，該池設(shè)計(jì)有沉淀池的泥斗，有足夠的水力停留時(shí)間，保證后續(xù)處理能連續(xù)運(yùn)行，其均質(zhì)作用主要靠池側(cè)的沿程進(jìn)水，使同時(shí)進(jìn)入池的廢水轉(zhuǎn)變?yōu)榍昂蟪鏊?/p>

43、以達(dá)到與不同時(shí)序的廢水相混合的目的。調(diào)節(jié)池還可以用來均衡調(diào)節(jié)污水水質(zhì)、水溫的變化，降低對(duì)生物處理設(shè)施的沖擊，為使調(diào)節(jié)池出水水質(zhì)均勻，防止污染物沉淀，調(diào)節(jié)池內(nèi)宜設(shè)置攪拌、混合裝置。豎流式沉淀池EGSB反應(yīng)器調(diào)節(jié)沉淀池EGSB反應(yīng)器工藝流程：功能簡述：對(duì)污水進(jìn)行厭氧處理，來降低BOD,COD.EGSB反應(yīng)器豎流式沉淀池CASS反應(yīng)池豎流式沉淀池工藝流程：功能簡述：進(jìn)一步去除污水中懸浮物和漂浮物。紫外線消毒CASS反應(yīng)池豎流式沉淀池CASS反應(yīng)池工藝流程：功能簡述：降低BOD,COD，懸浮物濃度，并脫氮除磷，使出水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。鼓風(fēng)機(jī)房和曝氣系統(tǒng)CASS反應(yīng)器空氣支管空氣總管旋風(fēng)機(jī)工藝流程:功能簡述：鼓風(fēng)機(jī)房內(nèi)安裝2臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)，為CASS反