啤酒廠的廢水處理工藝

啤酒廠的廢水處理工藝摘要：近年來(lái)啤酒工業(yè)在我國(guó)開(kāi)展迅速。啤酒行業(yè)是生物食品工業(yè)中耗水量比擬大的一個(gè)行業(yè)。啤酒的生產(chǎn)也伴隨著大量污水的排出，給環(huán)境造成了很大的威脅。啤酒污水主要含有大量的有機(jī)物，屬于高濃度有機(jī)廢水，如果直接排放，降低了原料的利用率而且會(huì)對(duì)環(huán)境造成很大的壓力。本論文主要采用厭氧-好氧處理工藝來(lái)處理啤酒工廠的廢水，使其到達(dá)排放標(biāo)準(zhǔn)。整個(gè)工藝具有投資少，處理效果好，工藝簡(jiǎn)單，占地面積省，運(yùn)行穩(wěn)定，能耗少的的優(yōu)點(diǎn)。關(guān)鍵詞:啤酒污水;UASB;CASS目錄1引言12調(diào)查地址概況12.1調(diào)查的時(shí)間和地點(diǎn)12.2污水處理工程的設(shè)計(jì)依據(jù)12.3設(shè)計(jì)范圍12.4設(shè)計(jì)原那么23污水處理工藝流程23.1設(shè)計(jì)原水水質(zhì)指標(biāo)23.2設(shè)計(jì)出水水質(zhì)指標(biāo)23.3處理工藝流程的選擇23.4處理工藝線路33.5處理工藝所需設(shè)備34啤酒廢水處理構(gòu)筑物44.1格柵44.2集水池44.3泵房44.4水力篩44.5酸化調(diào)節(jié)池44.6UASB反響池54.7CASS反響池65污泥局部各處理構(gòu)筑物設(shè)計(jì)75.1集泥井75.2污泥濃縮池75.3污泥脫水間76構(gòu)筑物高程76.1污水構(gòu)筑物高程76.2污泥高程77預(yù)計(jì)處理效果及討論77.1處理效果77.2討論8參考文獻(xiàn)9致謝111引言啤酒增產(chǎn)需要努力提高生產(chǎn)效率以及更加合理的使用原料。原料費(fèi)用和勞務(wù)費(fèi)的增長(zhǎng)直接影響企業(yè)盈利的增長(zhǎng)，這使得企業(yè)經(jīng)營(yíng)者不得不考慮回收副產(chǎn)品和降低能耗。啤酒企業(yè)還應(yīng)注意工廠排放的污水會(huì)嚴(yán)重污染附近的河流和土地。啤酒廠的污水來(lái)源如下列圖:從上圖可以看出，污水的主要來(lái)源有：麥芽生產(chǎn)過(guò)程中的洗麥水、浸麥水、發(fā)芽降溫噴霧水、麥槽水、洗滌水、凝固物洗滌水；糖化過(guò)程的糖化、過(guò)濾洗滌水；發(fā)酵過(guò)程的發(fā)酵罐洗滌、過(guò)濾洗滌水；罐裝過(guò)程洗瓶、滅菌及破瓶啤酒；冷卻水和成品車(chē)間洗滌水；以及工廠員工的生活用水等等。2調(diào)查地址概況2.1調(diào)查的時(shí)間和地點(diǎn)研究時(shí)間是2023年4月5日到5月1日。地點(diǎn)是山西省洪洞縣白石鄉(xiāng)南段村。金星啤酒集團(tuán)是1995年10月以河南金星啤酒公司為核心組建的集工、貿(mào)、科研一體化的國(guó)家大型啤酒集團(tuán)企業(yè)。2.2污水處理工程的設(shè)計(jì)依據(jù)(1)中華人民共和國(guó)污水排放標(biāo)準(zhǔn)〔GB8978-1996〕。(2)啤酒行業(yè)污水處理有關(guān)資料。(3)啤酒廠方提供的根本資料。2.3設(shè)計(jì)范圍本工程的設(shè)計(jì)范圍為：生產(chǎn)污水流到處理廠界開(kāi)始到出水到達(dá)指標(biāo)為止，內(nèi)部工藝單元包括水工藝、土建、電氣設(shè)備等專(zhuān)業(yè)內(nèi)容。2.4設(shè)計(jì)原那么(1)嚴(yán)格按照國(guó)家環(huán)保局的有關(guān)法規(guī)，根據(jù)排放標(biāo)準(zhǔn)使排放的污水到達(dá)指標(biāo)甚至高于指標(biāo)。(2)采用先進(jìn)、成熟可靠的處理工藝，最大程度提高環(huán)境效益還有經(jīng)濟(jì)效益。(3)污水處理工藝能夠在生產(chǎn)中有一定的靈活性還有可調(diào)節(jié)性，可以隨著水質(zhì)、水量的變化靈活應(yīng)變。(4)實(shí)際操作過(guò)程中要便于操作，管理還有維修。節(jié)省資源本錢(qián)。3污水處理工藝流程3.1設(shè)計(jì)原水水質(zhì)指標(biāo)CODcr=1400mg/LBOD5=800mg/LSS=350mg/LpH=5～113.2設(shè)計(jì)出水水質(zhì)指標(biāo)CODcr≤100mg/LBOD5≤30mg/LSS≤70mg/LpH=6～93.3處理工藝流程的選擇厭氧-好氧處理工藝是一種有效去除有機(jī)污染物并使其炭化的技術(shù)，它將有機(jī)化合物轉(zhuǎn)化為二氧化碳和甲烷。這種工藝技術(shù)不僅運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低，而且還可以將廢水轉(zhuǎn)化成沼氣。這種工藝的特點(diǎn)是所需反響器體積小，約為好氧處理工藝的10%～15%；產(chǎn)泥量也少，約為好氧工藝的10%～15%；對(duì)營(yíng)養(yǎng)物的需求量比擬低；可以小規(guī)模也可以大規(guī)模。厭氧法的特點(diǎn)是不能除去碳和磷，出水一般不達(dá)標(biāo)，常用的反響器有UASB、AF、FASB等，UASB反響器與其他反響器相比有以下優(yōu)點(diǎn)：水解-好氧技術(shù)節(jié)能效果顯著，且BOD/COD值增大，污水的可生化性能增加，可縮短總水力停留時(shí)間，提高處理效率，剩余污泥量少；對(duì)于UASB—好氧技術(shù)主要技術(shù)上先進(jìn)可行，投資小，運(yùn)行本錢(qián)低，效果好，可回收能源，產(chǎn)出顆粒污泥產(chǎn)品，由一定收益；操作要求嚴(yán)可以看出厭氧—好氧聯(lián)合處理在啤酒污水處理方面有較大優(yōu)點(diǎn)，故啤酒污水厭氧—好氧處理技術(shù)是最好的選擇。3.4處理工藝線路圖1啤酒污水處理工藝Figure1BreweryWastewaterTreatmentProcess啤酒污水先經(jīng)過(guò)格柵除去大的雜志然后進(jìn)入集水池，用污水泵將污水提升到水力篩，進(jìn)入調(diào)節(jié)池對(duì)水質(zhì)，水量進(jìn)行調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)池pH在6.5～7.5之間。調(diào)節(jié)池中出來(lái)的水用泵連續(xù)送入U(xiǎn)ASB反響器進(jìn)行厭氧消化，降低有機(jī)物濃度。厭氧處理過(guò)程中產(chǎn)生的沼氣被收集到沼氣柜。UASB反響器內(nèi)的污水流入CASS池中進(jìn)行好氧處理，而后達(dá)標(biāo)出水。來(lái)自UASB反響器、CASS反響池的剩余污泥先收集到集泥井，在由污泥提升泵提升到污泥濃縮池內(nèi)被濃縮，濃縮后進(jìn)入污泥脫水機(jī)房，進(jìn)一步降低污泥的含水率，實(shí)現(xiàn)污泥的減量化。污泥脫水后形成泥餅，裝車(chē)外運(yùn)處置。3.5處理工藝所需設(shè)備主要設(shè)備見(jiàn)表1。表1主要設(shè)備一覽表Table1MajorEquipmentList序號(hào)設(shè)備名稱(chēng)型號(hào)規(guī)格單位數(shù)量1機(jī)械格柵HF-300柵隙15mm臺(tái)22污水提升泵100QW120-10-5.5臺(tái)3Q=30L/sH=10.0mN=5.5KW3固定過(guò)濾機(jī)HS120臺(tái)34潛水?dāng)嚢铏C(jī)QJB7.5/6－640/3-303/c/s臺(tái)1N=7.5KW5配水泵150QW1100-15-11臺(tái)3Q=30L/sH=15mN=11.0KW6加藥裝置AHJ-I套17氣水別離器φ500×1800〔H〕mm臺(tái)18水封器φ500×1200〔H〕mm臺(tái)29沼氣貯罐φ7000mm×H6000mm個(gè)110鼓風(fēng)機(jī)DG超小型離心鼓風(fēng)機(jī)臺(tái)2N=75.0KW4啤酒廢水處理構(gòu)筑物4.1格柵說(shuō)明:(1)粗格柵：包括平行的柵條，一般金屬制造，主要用來(lái)除去水中較大的雜質(zhì)。(2)細(xì)格柵：平行柵條，由不銹鋼制造，主要用來(lái)處理細(xì)微的懸浮物(0.5mm)。4.2集水池集水池是一種小型的貯水設(shè)備，用來(lái)調(diào)節(jié)水量，貯存盈余，補(bǔ)充短缺，保證正常的運(yùn)營(yíng)。4.3泵房4.3.1說(shuō)明采用下圓上方，集水池和泵房合建，集水池在泵房下面。4.3.2計(jì)算(1)選泵前總揚(yáng)程估算經(jīng)過(guò)格柵水頭損失為0.2m，集水池最低水位與所需提升經(jīng)常高水位之間的高差為：78.5-73.412=4.5m(2)出水管水頭損失總出水管Q=60L/s，選用管徑DN250，查表的v=1.23m/s,1000i=9.91,一根出水管，Q=30L/s，選用管徑DN200，v=0.97m/s,1000i=8.6，設(shè)管總長(zhǎng)為40m，局部損失占沿程的30%，那么總損失為：(3)水泵揚(yáng)程泵站內(nèi)管線水頭損失假設(shè)為1.5m，考慮自由水頭為1.0m,那么水泵總揚(yáng)程為：H=4.5+0.5+1.5+1.0=7.5m取8m。4.4水力篩設(shè)計(jì)說(shuō)明:過(guò)濾污水中的懸浮物。4.5酸化調(diào)節(jié)池4.5.1設(shè)計(jì)說(shuō)明主要用來(lái)調(diào)節(jié)水質(zhì)、水量、水溫的變化。降低對(duì)生物設(shè)備的沖擊，防止污染物沉淀。4.5.2計(jì)算(1)調(diào)節(jié)池有效容積V=QT=208.33×5=1041.65m3(2)調(diào)節(jié)池水面面積調(diào)節(jié)池有效水深取5.5米，超高0.5米，那么(3)調(diào)節(jié)池的長(zhǎng)度取調(diào)節(jié)池寬度為15m，長(zhǎng)為13m，池的實(shí)際尺寸為：長(zhǎng)×寬×高=15m×13m×6m=1170m3。(4)調(diào)節(jié)池的攪拌器使污水混合均勻，調(diào)節(jié)池下設(shè)潛水?dāng)嚢铏C(jī)，選型QJB7.5/6－640/3-303/c/s1臺(tái)4.6UASB反響池4.6.1設(shè)計(jì)說(shuō)明:由進(jìn)水分配系統(tǒng)、反響區(qū)、三相別離區(qū)、出水系統(tǒng)、排泥系統(tǒng)沼氣收集系統(tǒng)組成。有以下優(yōu)點(diǎn)：〔1〕沉降性能好，不需要設(shè)計(jì)沉淀池〔2〕結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)優(yōu)惠〔3〕過(guò)程中產(chǎn)生氣體，對(duì)污泥產(chǎn)生攪拌，不需要攪拌池〔4〕污泥濃度高，不會(huì)停留很長(zhǎng)時(shí)間4.6.2計(jì)算〔1〕配水系統(tǒng)設(shè)計(jì)本系統(tǒng)設(shè)計(jì)為圓形布水器，進(jìn)水方式采用連續(xù)進(jìn)水的運(yùn)行方式?！?〕出水系統(tǒng)均勻的排除出水時(shí)反響器均勻穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵，通常每個(gè)單元三相別離器設(shè)一個(gè)出水槽。本設(shè)計(jì)采用鋸齒形出水槽，槽寬0.2m,槽高0.2m。〔3〕浮渣去除系統(tǒng)沉淀區(qū)頁(yè)面的浮渣層可用刮渣機(jī)去除，在氣室內(nèi)形成的浮渣可定期進(jìn)行沼氣反沖的方法，需要設(shè)置循環(huán)水泵。(4〕排泥系統(tǒng)設(shè)計(jì)在UASB三相別離器底部設(shè)置一個(gè)排泥口，每天排泥一次?！?〕產(chǎn)氣量計(jì)算每日產(chǎn)氣量：2325×0.75×0.5×3000×10-3=2615.6m3/d。4.7CASS反響池設(shè)計(jì)說(shuō)明CASS工藝是SBR工藝的開(kāi)展，前身是ICEAS，由預(yù)反響區(qū)和主反響區(qū)組成。預(yù)反響區(qū)控制在缺氧狀態(tài)，因此提高了對(duì)難降解有機(jī)物的去除效果，與傳統(tǒng)的活性污泥法相比，有以下優(yōu)點(diǎn)：〔1〕建設(shè)費(fèi)用低，省去了初沉池、二沉池及污泥回流設(shè)備?！?〕運(yùn)行費(fèi)用低，節(jié)能效果顯著?！?〕有機(jī)物去除率高，出水水質(zhì)好，具有良好的脫氮除磷功能?！?〕管理簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠，不易發(fā)生污泥膨脹?！?〕污泥產(chǎn)量低，性質(zhì)穩(wěn)定，便于進(jìn)一步處理與處置。產(chǎn)泥量以及排泥系統(tǒng)〔1〕CASS池產(chǎn)泥量：CASS池的剩余污泥主要來(lái)自微生物代謝的增值污泥，還有很少局部由進(jìn)水懸浮物沉淀形成?！?〕排泥系統(tǒng)：每池池底坡向排泥坡度i=0.01，池出水端池底設(shè)〔1.0×1.0×0.5〕m3排泥坑一個(gè)，每池排泥坑中接出泥管DN200一根。4.7.3布?xì)庀到y(tǒng)單個(gè)反響池平面面積為40×10，設(shè)423個(gè)氣器。選擇QMZM-300盤(pán)式膜片式曝氣器。其技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表2,表2QMZM-300盤(pán)式膜片式曝氣器技術(shù)參數(shù)Table2QMZM-300discdiaphragmaeratortechnicalparameters型號(hào)工作通氣量效勞面積氧利用率淹沒(méi)深度供氣量QMZM-3002～8m3/h·個(gè)0.5～1.0m2/h·個(gè)35%～59%4～8m4.25m3/h鼓風(fēng)機(jī)房布置選用兩臺(tái)DG超小型離心鼓風(fēng)機(jī)，，供氣量大時(shí)，兩臺(tái)一起工作，供氣量小時(shí)，一用一備。5污泥局部各處理構(gòu)筑物設(shè)計(jì)5.1集泥井污水處理系統(tǒng)各構(gòu)筑物所產(chǎn)生的污泥每日排泥一次，集中到集泥井，然后在由污泥泵打到污泥濃縮池。污泥濃縮池為間歇運(yùn)行，運(yùn)行周期為24h，其中各構(gòu)筑物排泥、污泥泵抽送污泥時(shí)間為1.0～1.5h，污泥濃縮時(shí)間為20.0h，濃縮池排水時(shí)間為2.0h，閑置時(shí)間為0.5h～1.0h。5.2污泥濃縮池用來(lái)設(shè)計(jì)污泥量，啤酒污水處理過(guò)程產(chǎn)生的污泥來(lái)自以下幾局部：〔1〕UASB反響器，Q1=24.5m3/d,含水率98%；〔2〕CASS反響器，Q2=44.68m3/d,含水率99%；總污泥量為：Q=Q1+Q2=69.18m3/d，設(shè)計(jì)中取70m3/d。5.3污泥脫水間設(shè)計(jì)泥量，濃縮后污泥含水率為96%；濃縮后污泥體積：=35m3/d。6構(gòu)筑物高程6.1污水構(gòu)筑物高程UASB處的地坪標(biāo)高為76.4m，按結(jié)構(gòu)穩(wěn)定原那么確定池底埋深為-1.5m，然后根據(jù)各處理構(gòu)筑物之間的水頭損失推求其它構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)水面標(biāo)高，調(diào)節(jié)池設(shè)計(jì)成地下式，確定水面標(biāo)高為76.4m，從調(diào)節(jié)池到UASB經(jīng)過(guò)提升泵提升。6.2污泥高程當(dāng)污泥以重力流排出池體時(shí)，污泥處理構(gòu)筑物的水頭損失以各構(gòu)筑物的出流水頭計(jì)算，濃縮池一般取1.5m,CASS與UASB取1.2m。7預(yù)計(jì)處理效果及討論7.1處理效果設(shè)計(jì)排放廢水量為3000m3/d。COD2500mg/L,pH值約為6。廢水經(jīng)處理后，要求到達(dá)《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978—1996)的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，其主要水質(zhì)指標(biāo)見(jiàn)表3,表3廢水水質(zhì)及排放標(biāo)準(zhǔn)Table3Wastewaterqualityandemissionstandards工程CODCr(mg/L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)pH原水1500～3000800～1600 250～12005～11排放標(biāo)準(zhǔn)≤100≤30≤706～9注：該廢水中的酵母、酒糟經(jīng)過(guò)回收和綜合利用，故COD、BOD含量降低。7.2討論本設(shè)計(jì)采用厭氧-好氧處理工藝，技術(shù)成熟，管理方便，能使水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放，具有顯著效益，實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益的統(tǒng)一。洪洞縣金星啤酒早期污水處理設(shè)備比擬落后，監(jiān)控方式大多采用人工方式，人工任務(wù)大。通過(guò)對(duì)方案的設(shè)計(jì)，對(duì)工程作出系統(tǒng)的規(guī)劃，為企業(yè)節(jié)省投資，對(duì)企業(yè)和社會(huì)都有巨大的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。通過(guò)以上工藝主要有以下特點(diǎn)：〔1〕水處理后有保證，生化、理化指標(biāo)均到達(dá)排放標(biāo)準(zhǔn)；〔2〕系統(tǒng)穩(wěn)定可靠；〔3〕投資較少，工藝流程簡(jiǎn)便。參考文獻(xiàn)[1]孫慧修.排水工程上冊(cè)(第4版)[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,1998年.[2]張自杰.排水工程下冊(cè)(第4版)[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2000年.[3]給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)第1冊(cè)(常用資料)[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,1986年.[4]給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)第5冊(cè)(城市排水)[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,1986年.[5]給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)第6冊(cè)(工業(yè)排水)[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出社,1986年.[6]給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)第9冊(cè)(專(zhuān)用機(jī)械)[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出社,1986年.[7]給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)第10冊(cè)(技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析)[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出社,1986年.[8]給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)第11冊(cè)(常用設(shè)備)[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出社,1986年.[9]曾科.污水處理廠設(shè)計(jì)與運(yùn)行[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2002年.[10]孫立平.污水處理新工藝與設(shè)計(jì)計(jì)算實(shí)例[M].北京:科學(xué)出版社,2001年.BreweryWastewaterTreatmentProcessAbstract:Thebeerindustryis