啤酒廠廢水處理

1、水污染控制工程課程設計1/361 概述1.1工程簡況某啤酒廠位于江南某市，該地區(qū)常年主導風向為東南風。該廠以大麥為主要原料生產啤酒，年生產規(guī)模為3萬噸啤酒，擁有員工 500多名。其生產過程中排放量為生產量的 25倍，污水含有高濃度的有機污染物，是該市的污染大戶。為此，環(huán)保局要求該廠對其廢水進行限期治理，以達到有關部門有關排放標準，防止對附近河道的進一步污染，并在較短時間內恢復該河道的水質，以消除對廠周邊地區(qū)居民和其他企業(yè)生活和生產的影響。該廠排放的生產廢水( 不包括生活污水 >的水質為： CODCr=800-1200mg/L,BOD5=500-750mg/L,SS=180-250mg/L

2、,PH=6-8, 色度為 200倍。該公司按三班制方式生產，每天從生產車間集中排出無規(guī)律排放廢水。該廠擬建廢水處理站，要求廢水經處理后達到啤酒工業(yè)污染物排放標準 <GB19821-2005）. b5E2RGbCAP1.2啤酒生產工藝啤酒生產過程主要分為：制麥、糖化、發(fā)酵、罐裝四個部分。在計算機及檢測設備的配合下，借助監(jiān)控組態(tài)軟件平臺，可根據不同需要選擇不同控制方案，實現生產過程溫度、壓力等參數的精確調節(jié)，確保生產工藝要求。幾十年來的啤酒產業(yè)發(fā)展，是一個工業(yè)化到自動化不斷演變的過程。啤酒產業(yè)的未來也應與其它流程行業(yè)相似，逐漸向管控一體化方向過渡，使生產數據更好地整合到經營決策渠道，生產控制

3、模型將愈加趨于合理，智能化程度也將得到進一步提高。 p1EanqFDPw1.3廢水來源2/36由圖中可以看出，廢水主要來源有：麥芽生產過程的洗麥水、浸麥水、發(fā)芽降溫噴霧水、麥槽水、洗滌水、凝固物洗滌水；糖化過程的糖化、過濾洗滌水；發(fā)酵過程的發(fā)酵罐洗滌、過濾洗滌水；罐裝過程洗瓶、滅菌及破瓶啤酒；冷卻水和成品車間洗滌水；以及工廠員工的生活用水等等。DXDiTa9E3d1.4國內啤酒廠廢水水質情況廢水種類廢水來源占總廢水量COD混合廢水綜合廢水的/%/(mg/l>COD/(mg/l>COD/(mg/l>麥糟水、糖20000-化車間的刷5-104000-600040000鍋水等高濃度

4、有機發(fā)酵車間的廢水前酵罐、后酵罐洗滌20-252000-3000水、洗酵母水等制麥車間浸1000-1500麥水、刷鍋20-25300-400300-700水、沖洗水低濃度有機等廢水罐裝車間的酒桶、酒瓶30-40500-800洗滌水各種冷凝無有機污染物冷卻水水、冷卻水<100及殺菌水由上表可知：啤酒生產過程用水量很大，特別是釀造、罐裝工序過程，由于大量使用新鮮水，相應產生大量廢水。由于啤酒的生產工序較多，不同啤酒廠生產過程中噸酒耗水量和水質相差較大，管理和技術水平較高的啤酒廠噸酒3/36耗水量為 8-12 噸。 RTCrpUDGiT2水質水量和處理要求2.1原水水質原水中包括生產污水與生活

5、污水，生產污水為其生產能力的25倍，那就是 1噸啤酒產生 25噸的生產污水。啤酒廠年產量為 3萬噸，每天排放的生產污水為2054.8 m 3 。生活污水按每人每天 180升計算，啤酒廠有員工500人，每天產生活污水： 90 m 。因此，綜合排放水量 Q為2145 m ，按 2200 m 計算。5PCzVD7HxA333Q=2200m3/dCOD:1200mg/LBOD:750mg/LCr5SS:250mg/LPH:6-8NH3-N：2.6 mg/lTN：35 mg/lTP：10 mg/l含少量油類色度 : 2002.2總設計規(guī)模3Q=2200 m/d2.3處理要求該污水處理站的排放標準執(zhí)行污水

6、綜合排放標準、啤酒工藝污染物排放標準、地表水環(huán)境質量標準等。選擇較嚴格標準執(zhí)行，廢水處理系統(tǒng)的最終排放執(zhí)行啤酒工業(yè)污染物排放標準 <GB19821-2005）一級標準。jLBHrnAILgCODcr 80mg/lBOD520mg/lSS 70mg/lPH: 6-9NH3-N15 mg/lTN 20 mg/lT 1 mg/lTP 3 mg/l2.4 設計依據城市污水處理工程工程建設標準<2001 ）室外排水設計規(guī)范GB50014-2006啤酒工藝污染物排放標準GB19821-2005污水綜合排放標準GB8978-1996給水排水工程結構設計規(guī)范GB 500069 2002國家現行的建

7、設工程環(huán)境保護法規(guī)、條例其它有關設計規(guī)范3 工藝流程的選擇3.1水質分析鑒于啤酒廢水自身的特性，啤酒廢水不能直接排入水體，據統(tǒng)計，啤酒廠工業(yè)廢水如不經處理，每生產 100 噸啤酒所排放出的 BOD值相當于 14000 人生活污水的 BOD值，懸浮固體 SS 值相當于 8000 人生活污水的 SS，其污染程度是相當嚴重的，所以要對啤酒廢水進行一定的處理。 xHAQX74J0X啤酒廢水主要來自麥芽車間 <浸麥廢水），糖化車間 <糖化，過濾洗滌廢水），發(fā)酵車間 <發(fā)酵罐洗滌，過濾洗滌廢水），灌裝車間 <洗瓶，滅菌廢水及4/36瓶子破碎流出的啤酒）以及冷卻水和成品車間洗滌水，辦

8、公樓、食堂、浴室的生活污水等。工業(yè)廢水主要含糖類，醇類等有機物，有機物濃度較高，雖然無毒，但易于腐敗，排入水體要消耗大量的溶解氧，對水體環(huán)境造成嚴重危害。啤酒廢水的水質和水量在不同季節(jié)有一定差別，處于高峰流量時的啤酒廢水，有機物含量也處于高峰。國內啤酒廠廢水中： CODcr含量為： 10002500mg/L，BOD5含量為： 6001500 mg/L ，該廢水具有較高的生物可降解性，且含有一定量的凱氏氮和磷。 因為啤酒廢水的 BOD/COD比高達 0.5 以上，所有具有良好的生物可降解性能，處理方法主要選擇生物氧化法。在生物氧化過程中，有些微生物如球衣細菌 <俗稱絲狀菌）、酵母菌等雖能適

9、應高有機碳、低 N量的環(huán)境，由于球衣細菌、酵母菌等微生物體系大、密度小菌膠團細菌不能在活性污泥法的處理構筑物中正常生長，這也是早期活性污泥處理啤酒廢水不理想的主要原因之一。因此，早期啤酒廢水在進行生物氧化處理時，通常采用生物膜法，一般可選用生物接觸氧化法。生物接觸氧化法利用池內填料聚集球衣細菌等微生物，使處理取得理想的效果，所以啤酒廠廢水處理站的主要工藝建議采用生物接觸氧化法。也可先采用厭氧處理，降低污染負荷，再用好氧生物處理。目前國內的啤酒廠工業(yè)廢水的污水處理工藝，都是以生物化學方法為中心的處理系統(tǒng)。 80年代中前期，多數處理系統(tǒng)以好氧生化處理為主。由于受場地、氣溫、初次投資限制，除少數采用

10、塔式生物濾池，生物轉盤靠自然充氧外，多數采用機械曝氣充氧，其電耗高及運行費用高制約了污水處理工程的發(fā)展和限制了已有工程的正常使用或運行。 LDAYtRyKfE隨著人們對于節(jié)能價值和意義的認識不斷變化與提高，開發(fā)節(jié)能工藝與產品引起了國內環(huán)保界的重視。 1988年開封啤酒廠國內首次將厭氧酸化技術成功的Zzz6ZB2Ltk引用到啤酒廠工業(yè)廢水處理工程中，節(jié)能效果明顯，約節(jié)能3050%，而且使整個工藝達標排放更加容易和可靠。隨著改革開放的發(fā)展， 90 年代初完整的厭氧技術也在國內啤酒、飲料行業(yè)得到應用。這里所說完整的意義在于除厭氧生化技術外，沼氣通過自動化系統(tǒng)得到燃燒，這是厭氧系統(tǒng)安全運行和不產生二次

11、污染的重要保證，這也是國內外開發(fā)厭氧技術和設備應充分引起重視的問題。厭氧技術的引進與應用能耗節(jié)約 70%以上。以下列舉好氧和厭氧處理方法的各種工藝的處理效果及其優(yōu)缺點： dvzfvkwMI1好氧生物處理好氧生物處理是在氧氣充足的條件下，利用好氧微生物的生命活動氧化啤酒廢水中的有 機物，其產物是二氧化碳、水及能量 <釋放于水中）。這類方法沒有考慮到廢水中有機物的利用問題，因此處理成本較高?；钚晕勰喾ā⑸锬し?、深井曝氣法是較有代表性的好氧生物處理方法。 活性污泥法：中、低濃度有機廢水處理中使用最多、運行最可靠的方法，具有投資省、處理效果好等優(yōu)點。該處理工藝的主要部分是曝氣池和沉淀池。廢水進

12、入曝氣池后，與活性污泥 <含大量的好氧微生物）混合，在人工充氧的條件下，活性污泥吸附并氧化分解廢水中的有機物，而污泥和水的分離則由沉淀池來完成。我國的珠江啤酒廠、煙臺啤酒廠、上海益民啤酒廠、武漢西湖啤酒廠、廣州啤酒廠和長春啤酒廠等廠家均采用此法處理啤酒廢水 1,2 。據報道，進水 CODcr為 1200 1500 mg/l 時，出水 CODcr可降至 50100 mg/l ，去除率為 92%96%?；钚晕勰喾ㄌ幚砥【茝U水的缺點是動力消耗大，處理中常出現污泥膨脹。污泥膨脹的原5/36因是啤酒廢水中碳水化合物含量過高，而N， P， Fe等營養(yǎng)物質缺乏，各營養(yǎng)成分比例失調，導致微生物不能正常生

13、長而死亡。解決的辦法是投加含 N， P的化學藥劑， 但這將使處理成本提高。而較為經濟的方法是把生活污水 <其中 N，P濃度較大）和啤酒廢水混合。rqyn14ZNXI間歇式活性污泥法 <SBR）：通過間歇曝氣可以使動力耗費顯著降低，同時，廢水處理時間也短于普通活性污泥法。例如，珠江啤酒廠引進比利時 SBR專利技術，廢水處理時間僅需 1920 h , 比普通活性污泥法縮短 10 11 h ， CODcr的去除率也在 96%以上 3。揚州啤酒廠和三明市大田啤酒廠采用 SBR技術處理啤酒廢水，也收到了同樣的效果 4,5 。劉永淞等認為 3， SBR法對廢水的EmxvxOtOco稀釋程度低，

14、反應基質濃度高，吸附和反應 速率都較大，因而能在較短時間內使污泥獲得再生。 深井曝氣法：為了提高曝氣過程中氧的利用率，節(jié)省能耗，加拿大安大略省的巴利啤酒廠 6、我國的上海啤酒廠和北京五星啤酒廠 2 均采用深井曝氣法 ( 超深水曝氣 >處理啤酒廢水。深井曝氣實際上是以地下深井作為曝氣池的活性污泥法，曝氣池由下降管以及上升管組成。將廢水和污泥引入下降管，在井內循環(huán)，空氣注入下降管或同時注入兩管中，混合液則由上升管排至固液分離裝置，即廢水循環(huán)是靠上升管和下降管的靜水壓力差進行的。 其優(yōu)點是：占地面積少，效能高，對氧的利用率大，無惡臭產生等。據測定 6，當進水 BOD5濃度為 2400 mg/l

15、 時，出水濃度可降為 50 mg/l ，去除率高達 97.92%。當然，深井曝氣也有不足之處，如施工難度大，造價高，防滲漏技術不過關等。生物膜法：與活性污泥法不同，生物膜法是在處理池內加入軟性填料，利用固著生長于填料表面的微生物對廢水進行處理，不會出現污泥膨脹的問題。生物接觸氧化池和生物轉盤是這類方法的代表，在啤酒廢水治理中均被采用，主要是降低啤酒廢水中的 BOD5。生物接觸氧化法：是在微生物固著生長的同時，加以人工曝氣。這種方法可以得到很高的生物固體濃度和較高的有機負荷，因此處理效率高，占地面積也小于活性污泥法。國內的淄博啤酒廠、青島啤酒廠、渤海啤酒廠和徐州釀酒總廠等廠家的廢水治理中采用了這

16、種技術 2。青島啤酒廠在二段生物接觸氧化之后輔以混凝氣浮處理，啤酒廢水中 CODcr和B OD5的去除率分別在 80% 和90%以上 7。在此基礎上，山東省環(huán)科所改常壓曝氣為加壓曝氣<P=0.250.30 MPa），目的在于強化氧的傳質，有效提高廢水中的溶解氧濃度，以滿足中、高濃度廢水中微生物和有機物氧化分解的需要。結果表明，當容積負荷 1 3.33 kg.m-3.d-1COD, 停留時間為 3 4 h時， COD和 BOD平均去除率分別達到 93.52%和99.03% 。由于停留時間縮短為原來的 1/3 1/4 ，運轉費用也較低 8。 SixE2yXPq5生物轉盤：是較早用以處理啤酒廢

17、水的方法。它主要由盤片、氧化槽、轉動軸和驅動裝置等部分組成，依靠盤片的轉動來實現廢水與盤上生物膜的接觸和充氧。該法運轉穩(wěn)定、動力 消耗少，但低溫對運行影響大，在處理高濃度廢水時需增加轉盤組數。該方法在美國應用較為普及，國內的杭州啤酒廠、上海華光啤 6ewMyirQFL酒廠和浙江慈溪啤酒廠也在使用 7。據 報道，廢水中 BOD5的去除率在 80%以上 7。厭氧生物處理厭氧生物處理適用于高濃度有機廢水<CODcr 2000 mg/l, BOD5 10006/36mg/l ）。它是在無氧條件下，靠厭氣細菌的作用分解有機物。在這一過程中，參加生物降解的有機基質有 50%90%轉化為沼氣 <

18、甲烷），而發(fā)酵后的剩余物又可作為優(yōu)質肥料和飼料 9。因此，啤酒廢水的厭氧生物處理受到了越來越多的關注。 厭氧生物處理包括多種方法，但以升流式厭氧污泥床 <UASB）技術在啤酒廢水的治理方面應用最為成熟。 UASB的主要組成部分是反應器，其底部為絮凝和沉淀性能良好的厭氧污泥構成的污泥床，上部設置了一個專用的氣 - 液-固分離系統(tǒng) <三相分離室） 10。廢水從反應器底部加入，在上向流、穿過生物顆粒組成的污泥床時得到降解，同時生成沼氣 <氣泡） . 氣、液、固 <懸浮污泥顆粒）一同升入三相分離室，氣體被收集在氣罩里，而污泥顆粒受重力作用下沉至反應器底部，水則經出流堰排出。實踐

19、證明， UASB成功處理高濃度啤酒廢水的關鍵是培養(yǎng)出沉降性能良好的厭氧顆粒污泥。顆粒污泥的形成是厭氧細菌群不斷繁殖、積累的結果，較多的污泥負荷有利于細菌獲得充足的營養(yǎng)基質，故對顆粒污泥的形成和發(fā)展具有決定性的促進作用；適當高的水力負荷將產生污泥的水力篩選，淘汰沉降性能差的絮體污泥而留下沉降性能好的污泥，同時產生剪切力，使污泥不斷旋轉，有利于絲狀菌互相纏繞成球。此外，一定的進水堿度也是顆粒污泥形成的必要條件，因為厭氧生物的生長要求適當高的堿度，例如：產甲烷細菌生長的最適宜pH值為 6.8 7.2 。一定的堿度既能維持細菌生長所需的 pH值，又能保證足夠的平衡緩沖能力16,17 。由于啤酒廢水的堿

20、度一般為 500800 mg/l( 以 CaCO3計>18，堿度不足，所以需投加工業(yè)碳酸鈉或氧化鈣加以補充。研究表明4,15 ，在 UASB啟動階段，保持進水堿度不低于 1000 mg/l 對于顆粒污泥的培養(yǎng)和反應器在高負荷下的良好運行十分必要。應該指出，啤酒廢水中的乙醇是一種有效的顆粒化促進劑19，它為UASB的成功運行提供了十分有利的條件。 kavU42VRUs總之， UASB具有效能高，處理費用低，電耗省，投資少，占地面積小等一系列優(yōu)點，完全適用于高濃度啤酒廢水的治理。其不足之處是出水CODcr的濃度仍達 500 mg/l 左右，需進行再處理或與好氧處理串聯(lián)才能達標排放。由上可知，

21、采用厭氧 +好氧的工藝處理啤酒廢水是比較合適的，先厭氧使微生物處理掉較多的有機物，然后接好氧工藝做后續(xù)處理，是廢水達標排放是我們這次設計的大方向。以下列舉各種厭氧 +好氧的組合工藝情況及其優(yōu)缺點，然后從中選出2個較為可行的方法進行比較，選取合適的一個作為處理工藝流程并進行詳細計算。y6v3ALoS893.2各種流程比較<1） 酸化 SBR法處理啤酒廢水：其主要處理設備是酸化柱和 SBR反應器。這種方法在處理啤酒廢水時，在厭氧反應中，放棄反應時間長、控制條件要求高的甲烷發(fā)酵階段，將反應控制在酸化階段，這樣較之全過程的厭氧反應具有以下優(yōu)點：由于反應控制在水解、酸化階段反應迅速，故水解池體積小

22、；不需要收集產生的沼氣，簡化了構造，降低了造價，便于維護，易于放大； 對于污泥的降解功能完全和消化池一樣，產生的剩余污泥量少。同時，經水解反應后溶解性 COD比例大幅度增加，有利于微生物對基質的攝取，在微生物的代謝過程中減少了一個重要環(huán)節(jié)，這將加速有機物的降解，為后續(xù)生物處理創(chuàng)造更為有利的條件。 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 99%以上。 要想使此方法在處理啤酒廢水達到理想的效果時運行環(huán)境要達到下列要求： 酸化 SBR法處理中高濃度啤酒廢廢水，酸化至關重7/36要，它具有兩個方面的作用，其一是對廢水的有機成分進行改性，提高廢水的可生化性；其二是

23、對有機物中易降解的污染物有不可忽視的去除作用。酸化效果的好壞直接影響 SBR反應器的處理效果，有機物去除主要集中在 SBR反應器中。 酸化 SBR法處理啤酒廢水受進水堿度和反應溫度的影響，最佳溫度是24，最佳堿度范圍是 500 750mg/L。視原水水質情況，如堿度不足，采取預調堿度方法進行本工藝處理；若溫度差別不大，運行參數可不做調整，若溫度差別較大，視具體情況而定。 M2ub6vSTnP<2）UASB好氧接觸氧化工藝處理啤酒廢水：此處理工藝中主要處理設備是上流式厭氧污泥床和好氧接觸氧化池，處理主要過程為：廢水經過轉鼓過濾機，轉鼓過濾機對 SS的 去除率達 10%以上，隨著麥殼類有機物

24、的去除，廢水中的有機物濃度也有所降低。調節(jié)池既有調節(jié)水質、水量的作用，還由于廢水在池中的停留時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、運行穩(wěn)定、出水水質好，有效地降低了好氧生化單元的處理負荷和運行能耗 ( 因為好氧處理單元的能耗直接和處理負荷成正比 >。好氧處理 ( 包括好氧生物接觸氧化池和斜板沉淀池 >對廢水中 SS和COD均有較高的去除率，這是因為廢水經過厭氧處理后仍含有許多易生物降解的有機物。該工藝處理效果好、操作簡單、穩(wěn)定性高。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、運行穩(wěn)定、能耗

25、低、容易調試和易于每年的重新啟動等特點。只要投加占厭氧池體積 1/3 的厭氧污泥菌種，就能夠保證污泥菌種的平穩(wěn)增長，經過 3個月的調試 UASB即可達到滿負荷運行。整個工藝對 COD的去除率達 96.6%，對懸浮物的去除率達 97.3%98%，該工藝非常適合在啤酒廢水處理中推廣應用。 <3 ）生物接觸氧化法處理啤酒廢水：該工藝采用水解酸化作為生物接觸氧化的預處理，水解酸化菌通過新陳代謝將水中的固體物質水解為溶解性物質，將大分子有機物降解為小分子有機物。水解酸化不僅能去除部分有機污染物，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、工藝組合及參數選擇上是比較

26、合理的，充分利用各工序的優(yōu)勢將污染物質轉化、去除。然而，如果由于某些構筑物的構造設計考慮不周會影響運行效果，致使出水水質不理想，使生物接觸氧化池的出水 ( 靜沉 30 min 的澄清液 >COD為 500600 mg/L ，經混凝氣浮處理后出水 COD仍高達 300 mg/L ，遠高于排放要求 (150 mg/L> 。 但是此處理方法在設計和運行中會出現以下問題：0YujCfmUCw水解酸化池存在的問題主要是沉淀污泥不能及時排除。由于該廢水中懸浮物濃度較高，因而池內污泥產量很大，而原工藝僅在水解酸化池前端設計了污泥斗，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

27、物填料 eUts8ZQVRd的中間部位形成了污泥團，使得傳質面積減小。針對污泥淤積情況，在水解酸化池前可增設一級混凝氣浮以去除水中的懸浮物，經此改進后水解酸化池能長期、穩(wěn)定、有效地運行，其出水COD也從 11001200 mg/L 降至 900 1000mg/L，收到了較好的效果。不過，增設混凝氣浮增加了運行費用，而且氣浮過程中溶入的 O2還可能對水解酸化產生不利影響。因此，在設計采用水解酸化處理懸浮物濃度高的污水時，可增設污泥斗的數量以便及時排除沉淀污泥。此外，為防止填料表面形成污泥團應采用比表面積大、不結泥團的半軟性填料。 如果廢水中污染物濃度較高或前處理效果不理想，生物接觸氧化池前端的有

28、機物負荷較高，使得供氧相對不足，此時該處的生物膜呈灰白色，處于嚴重8/36的缺氧狀態(tài)，而池末端成熟的好氧生物膜呈琥珀黃色。同時，水中的生物活性抑制性物質濃度也較高，對微生物也有一定的抑制作用。這些因素使得生物接觸氧化池沒有發(fā)揮出應有的作用，處理效果不理想。鑒于此，可一采取階段曝氣措施即多點進水，污水沿池長多點流入生物接觸氧化池以均分負荷，消除前端缺氧及抑制性物質濃度較高的不利影響。改為多點進水并經過一段時間的穩(wěn)定運行后，生物接觸氧化池的出水 (30 min 的澄清液 >COD為 200300 mg/L 。再經混凝氣浮工序處理后最終出水 COD150 mg/L( 一般在 130 mg/L&

29、gt;，達到了排放要求。 在調試運行過程中，生物接觸氧化池中生物膜脫落、氣泡直徑變大 ( 曝氣方式為微孔曝氣 >、出水渾濁、處理效果惡化的現象時有發(fā)生。經研究、分析、驗證發(fā)現這是由于負荷波動或操作不當造成溶解氧不足而引起的。溶解氧不足使得生物膜由好氧狀態(tài)轉變?yōu)閰捬鯛顟B(tài)，其附著力下降，在空氣氣泡的攪動下生物膜大量脫落，導致水粘度增加、氣泡直徑增大、氧轉移效率下降，這又進一步造成缺氧，如此形成惡性循環(huán)致使處理效果惡化。 在調試運行初期，發(fā)生這種現象時一般是增大供氣量以提高供氧能力來消除缺氧，結果由于氣泡攪動強度增大，造成了更大范圍的生物膜脫落、水粘度更大、氧轉移效率更低，非但沒能提高供氧能力

30、反而使情況更糟。正確的處理措施應是減小曝氣量，待脫落的生物膜隨水流流出后再逐漸增加曝氣量使溶解氧濃度恢復到原有水平，若水溫適宜則 23 d 后生物膜就可恢復正常。sQsAEJkW5T因此當采用此工藝處理啤酒廢水時要遵循下列要求：采用水解酸化作為預處理工序時應考慮懸浮物去除措施。采用推流式生物接觸氧化池時，為避免前 GMsIasNXkA端有機物負荷過高可采用多點進水。應嚴格控制溶解氧濃度，供氧不足會造成生物膜大范圍脫落，導致運行失敗。<4 ） 內循環(huán) UASB反應器氧化溝工藝處理啤酒廢水：此工藝采用厭氧和好氧相串聯(lián)的方式，厭氧采用內循環(huán)UASB技術，好氧處理用地有一處狹長形池塘，為了降低土

31、建費用，因地制宜，采用氧化溝工藝。本處理工藝的關鍵設備是 UASB反應器。該反應器是利用厭氧微生物降解廢水中的有機物，其主體分為配水系統(tǒng)，反應區(qū)，氣、液、固三相分離系統(tǒng)，沼氣收集系統(tǒng)四個部分。厭氧微生物對水質的要求不象好氧微生物那么寬，最佳 pH為6.5 7.8 ，最佳溫度為 35 40 2 ，而本工程的啤酒廢水水質超出了這個范圍。這就要求廢水進入 UASB反應器之前必需進行酸度和溫度的調節(jié)。這無形中增加了電器。儀表專業(yè)的設備投資和設計難度。 內循環(huán) UASB技術是在普通 UASB技術的基礎上增加一套內循環(huán)系統(tǒng)，它包括回流水池及回流水泵。 UASB反應器的出水水質一般都比較穩(wěn)定，在回流系統(tǒng)的作

32、用下重新回到配水系統(tǒng)。這樣一來能提高 UASB反應器對進水水溫、 pH值和 COD濃度的適應能力，只需在 UASB反應器進水前對其 pH和溫度做一粗調即可。 UASB反應器采用環(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向流絮凝反應沉淀器，它由玻璃鋼板成60°安裝而成，能在最大程度上截留三相分離出水中的顆粒污泥。 此處理工藝主要有以下特點：實踐證明，采用內循環(huán) UASB反應器氧化溝工藝處理啤酒廢水是可行的，其運行結果表明 CODCr總去除率高達95以上。由于采用的是內循環(huán) UASB反應器和氧化溝工藝串聯(lián)組合的方式，可根據啤酒生產的季節(jié)性、水質和水量的情況調整 UAS

33、B反應器或氧化詢處理運行組合，以便進一步降低運行費用。 TIrRGchYzg<5） UASB+SBR法處理啤酒廢水：本處理工藝主要包括 UASB反應器和 SBR反應器。將 UASB和SBR兩種處理單元進行組合，所形成的處理工藝突出了各自處理9/36單元的優(yōu)點，使處理流程簡潔，節(jié)省了運行費用，而把 UASB作為整個廢水達標排放的一個預處理單元，在降低廢水濃度的同時，可回收所產沼氣作為能源利用。同時，由于大幅度減少了進入好氧處理階段的有機物量，因此降低了好氧處理階段的曝氣能耗和剩余污泥產量，從而使整個廢水處理過程的費用大幅度減少。采用該工藝既降低處理成本，又能產生經濟效益。并且 UASB池正

34、常運行后，每天產生大量的沼氣，將其回收作為熱風爐的燃料，可供飼料烘干使用。UASB去除 COD達 7 500 kg/d ，以沼氣產率為 0.5m3/kgCOD計算， UASB產氣量為 3500m/d( 甲烷含量為 55% 65%>。沼氣的熱值約為 22 680kJ/m 3，煤的熱值為 21000 kJ/t 計算，則 1m3沼氣的熱值相當于 1 kg 原煤，這樣可節(jié)煤約 4 t/d 左右，年收益約為 39.6 萬元。 UASB+SBR法處理工藝與水解酸化 +SBR處理工藝相比有以下優(yōu)點：節(jié)約廢水處理費用。 UASB取代原水解酸化池作為整個廢水達標排放的一個預處理單元，削減了全部進水 COD

35、的75%，從而降低后續(xù) SBR池的處理負荷，使 SBR池在廢水處理量增加的情況下，運行周期同樣為12 h ，廢水也能達標排放。也就是說，耗電量并沒有隨廢水處理量的增加而增加。同原工藝相比較，每天實際節(jié)約 1 500 2 500 m 3廢水的處理費用，節(jié)約能耗約21.4萬元/a 。節(jié)約污泥處理費用。廢水經過 UASB處理后， 75%的有機物被去除，使 SBR 處理負荷大大降低，產泥量相應減少。水解酸化 +SBR處理工藝工藝計算，產泥量達 17 t/d( 產泥率為 0.3 kg 污泥 /kgCOD，污泥含水率為 80%>，UASB+SBR法處理工藝產泥量只有 5 t/d( 含水率為 80%&

36、gt;左右，只有水解酸化 +SBR處理工藝的 1/3 ，污泥處理費用大大減少，節(jié)約污泥處理費用約為 20萬元 /a 。 7EqZcWLZNX3.3 工藝流程的擬定由上可看出比較經典的是傳統(tǒng)的水解酸化 +接觸氧化法與先進的 UASB+SBR工藝法。 2個工藝各有其優(yōu)缺點，差異也較大，現將這兩個工藝方法進行比較，從中選取適用的一個作為該啤酒廠污水處理的實際方案。 lzq7IGf02E 方案一為生物接觸氧化法；方案二為酸化 -SBR法。方案一流程圖：方案一的流程說明：第一階段為預處理階段，格柵+調節(jié)池，調節(jié)池出水用泵直接打到水解酸化池，污水經格柵去除較大的雜質，經調節(jié)池后，水質水量得到均化。zvpg

37、eqJ1hk第二階段為水解酸化階段，水解、產酸階段的產物主要為小分子有機物，可生物降解性一般較好。故水解池可以改變原污水的可生化性，從而減少反應的時間和處理的能耗。水解酸化池對 COD的去除率為 40%。 NrpoJac3v1第三階段為接觸氧化階段，用來降解小分子有機物，接觸氧化法的污泥不需回流，不會發(fā)生污泥膨脹的現象，而且負荷高，產泥少，可減小曝氣池體積。接觸氧化池多極串聯(lián)，設計對 COD去除率為 95%。 1nowfTG4KI10/36第四階段為二沉池，對接觸氧化池的出水進行沉淀，從而得到澄清的出水。經過沉淀作用后，出水便可達到排放標準排出廠區(qū)。fjnFLDa5Zo污泥處理經濃縮池濃縮后，

38、脫水外運。濾液送到細格柵池子進行處理。該處理工藝是輕工部設計院為代表的推薦采用方案，河南開封啤酒廠、青島湖島啤酒廠、廈門冷凍廠啤酒廠等均采用此處理工藝流程，處理后均達標排放。細格柵起初步的固液分離作用，故不設初沉池；酸化池中設填料，為細菌提供呈立體狀的生物床，把水中的顆粒物質和膠體物質截留和吸附，同時在水解細菌作用下，將不溶解性有機物水解為溶解性物質，在產酸菌協(xié)同作用下，將大分子物質、難于生物降解的物質轉化為易于生物降解的小分子物質微生物所需要的營養(yǎng)，主要為碳水化合物、氮化合物、水、無機鹽類 ( 氮和磷 >及維生素。通常要求 CODNP=10051, 為滿足此要求，故在接觸氧化池前投加氨

39、氮。tfnNhnE6e5方案二流程圖：方案二的流程說明：第一階段為預處理階段，格柵+調節(jié)池后，出水用泵直接打到水解酸化池，污水經格柵去除較大的雜質，經調節(jié)池后，水質水量得到均化。HbmVN777sL第二階段為厭氧生化階段， UASB具有容積負荷高 , 運行成本低 , 占地面積小 , 污泥最少 , 設備簡單等優(yōu)點 , 是高濃度有機廢水前處理的有效處理方法 , 并且 UASB 已經在傳統(tǒng)形式的基礎上進行改造 , 形成了多種更高效和方便的厭氧發(fā)生器。V7l4jRB8Hs第三階段為 SBR反應階段， SBR池為間歇式活性污泥池，集曝氣、沉淀于一身，進一步降解小分子有機物，產泥少且不必回流污泥?？墒〉舫?/p>

40、淀池和污泥回流的設施。83lcPA59W9污泥處理經濃縮池濃縮后，脫水外運。濾液送到細格柵池子進行處理。該工藝以厭氧生化 -SBR為主體。水解酸化池內設填料 ( 球形填料 >，水力停留時間為 4h左右 ( 利用厭氧過程的前階段 >，COD去除率 80%。SBR反應池內反應時間約為6h左右，水溫 20 25，污泥濃度 4000mg/L左右，出水水質達到原 GB19821-2005一級排放標準， COD總去除率大于 92%，BOD總去除率大于 98%。SBR處理工藝的特點是集生物降解和終沉排水等功能于一體，與傳統(tǒng)的連續(xù)式活性污泥法(CFS>相比，可省去沉淀池和污泥回流設施，具有運

41、行穩(wěn)定，凈化效率高，耐沖擊負荷，避免污泥膨脹，便于操作管理等特點。mZkklkzaaP4 污水處理方案比較4.1主要構筑物設計參數方案一方案二11/36調節(jié)池停留時間6h6h厭氧池容積負荷停留3.6kgCOD/m3/d4kgCOD/m3/d 10h時間污泥產率4h 0.05kgMLSS/kgCOD0.07kgVSS/kgCOD好氧池容積負荷停留1.5kgBOD/m3/d 11h0.1kgBOD/kgMLSS/d 8h時間污泥產0.2kgMLSS/kgCOD0.8kgVSS/kgBOD5率二沉池停留時間2.5h構筑物設計參數選擇說明：(1> 調節(jié)池：調節(jié)池按 2200m3/d 計算，停留時

42、間設為 6h，有效水深為 4M。(2> 厭氧反應器：方案一為水解酸化池，該池降解部分大分子有機物，按傳統(tǒng)經驗數據降解率設為 30%；方案二為 UASB反應器，因其降解有機物能力比水解酸化池高，所以容積負荷也比水解酸化較高。AVktR43bpw(3> 好氧反應器：方案一為接觸氧化池，大部分的有機物在這里被降解，考慮到出水水質的要求，停留時間較長；方案二為 SBR反應器，周期設為 8h，進水時攪拌不曝氣，曝氣后有 2小時的攪拌時間用來去除 N、P。ORjBnOwcEd (4> 二沉池：由于 SBR反應器已有沉淀效果故方案二中不設二沉池。4.2兩個方案主要構筑物的比較表主要設計參數

43、水解酸化 +接觸氧化工藝UASB+SBR工藝中格柵中格柵過水能力 Q=2200 m/d<一用一備）過柵流速 v=0.6 m/s同方案一柵間距 10mm；柵條寬 10mm單位柵渣量 0.06 m 柵渣 /10 m 污水調節(jié)池及提升泵調節(jié)池及提升泵設計流量 Q=2200 m/d停留時間為 6h；池深 4m； 有效容積 550同方案一m；超高 0.5m提升泵揚程 15m，流量 91.7 m/h尺寸： 12m× 12m×4.5m 攪拌機型號： JWH-650-1 提升泵揚程 15m，流量 91.7m/h水解酸化池UASB反應池設計流量 Q=2200 m/d設計流量 Q=220

44、0 m/d表面負荷 q=1.0 m/ m/d容積負荷 4kgCOD/ m/dHRT=4h；有效水深4m； 有效容積 370m，超HRT=10h；有效水深 3.5m； 有效容積 440 m高 0.5m ，超高 0.5m 尺寸： 4*6m× 5m×6.23m尺寸： 10m× 9.5m×4.5m污泥產率 0.07kgVSS/kgCOD污泥產率 0.05kgMLSS/kgCOD水利負荷 0.7 m/ m/h接觸氧化池SBR反應池設計流量 Q=2200 m/d設計流量 Q=2200 m/d容積負荷 1.5kgBOD/ md 填料容積 1080 m進水 2h；周期

45、T=8h；設 4 座 有效容積填料高度3m；總高 4.8m4*445mSVI=100； MLSS=3000mg/lHRT=11h；需氧量15 m/ m 尺寸： 6*7m× 9m充水比 0.7 有效水深 5m，超高 0.5m× 4.8m尺寸： 4*14m× 7m× 5.5m 污泥負荷污泥產率 0.2kgMLSS/kgCOD0.1kgBOD/kgMLSS/d二沉池無12/36設計流量 Q=2200 m/d ，采用豎流式表面負荷q=2.52 m/ m/hHRT=2.5h；上升流速v=2.5m/h尺寸：圓柱部分： 6.5m × 6.85m圓錐部分：錐底

46、0.44m，傾角 55°超高 0.3m；緩沖高度0.5m 總高 12.3m，總容積 285 m4.3 污泥的處理處置序號工程水解 - 好氧處理UASB-SBR處理1污泥量 kg/d639401350002污泥體積 /m3/d63.94135.03污泥貯存池 /m333無4污泥濃縮池 /m390102.855脫水機房 / m32402404.4計算方案可行性有機物的去除序號工程水解 - 好氧處理UASB好-氧處理Q=2200m3/d,進水 COD=1200mg/l,BOD5=750mg/l1水解池UASB反應器HRT/h410COD去除率 /%3080BOD去除率 /%85出水 COD

47、/mg/l840240出水 BOD/mg/l5251152接觸氧化法SBR法HRT/h118COD去除率 /%9590BOD去除率 /%9890進水 COD/mg/l840240出水 COD/mg/l<70<達標排<60<達標排放）放）進水 BOD/mg/l525115出水 BOD/mg/l<20<達標排 20<達標排放）放）由上表可以看出兩個工藝流程對有機物的去除均能達到排放標準，方案二的出水水質比方案一的較好。TP、TN的去除工程水解 - 好氧處理UASB好-氧處理3進水 TN=35mg/l TP=10mg/lQ=2200m/d水解酸化池 <

48、3005UASB反應器 <250 513/361）1）去除 BOD350mg/l1020mg/l去除 N5.8 mg/l20.4mg/l去除 P1.2mg/l4.08mg/l出水 TN29.2 mg/l14.6mg/l出水 TP8.8mg/l5.92mg/l接觸氧化池 <1005SBR反應器 <除磷 SBR）1）去除 BOD830mg/l160 mg/l去除 N41.5mg/l< 加N肥）60%去除 P8.3mg/l85%出水 TN5mg/l<達標排放）5.8mg/l <達標排放）出水 TP0.9mg/l <達標排放）0.89mg/l <達標排放）由上表可以看出兩個工藝流程對N、P的去除均能達到排放標準，方案二的出水水質比方案一的較好4.5工藝方案的經濟比較根據這兩套流程的處理工藝，選擇合理的工藝設計參數，對兩個流程進行工藝計算