【正文】 費(fèi)用，具有很大的經(jīng)濟(jì)性，隨后傳入中國，而在UASB反應(yīng)器的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的以厭氧顆粒污泥膨脹床（EGSB）及厭氧內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器（IC）為代表的第3代厭氧反應(yīng)器，也已經(jīng)引入啤酒廢水處理的實(shí)際工程應(yīng)用中，并取得了良好的效果。但厭氧反應(yīng)器的出水需進(jìn)一步處理才能達(dá)標(biāo)，需好氧工藝作為后續(xù)處理單元，因此厭氧—好氧聯(lián)合生物處理隨之發(fā)展起來。厭氧—好氧聯(lián)合生物處理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)，這將成為未來幾年啤酒廢水處理的主要方法之一。下面就好氧生物處理和厭氧—好氧聯(lián)合生物處理的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)特點(diǎn)進(jìn)行比較，見表124。表124 不同處理方法的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)特點(diǎn)比較[2]處理方法主要技術(shù)、經(jīng)濟(jì)特點(diǎn)好氧生物處理生物接觸氧化法 采用兩級(jí)接觸氧化工藝，可防止高糖含量廢水引起污泥膨脹現(xiàn)象；但需要填料過大，不便于運(yùn)輸和裝填，且污泥排放量大。氧化溝 工藝簡單，運(yùn)行管理方便，出水水質(zhì)好，但污泥濃度高，污水停留時(shí)間長，基建投資大，曝氣效率低，對(duì)環(huán)境溫度要求高。SBR法 占地面積小，機(jī)械設(shè)備少，運(yùn)行費(fèi)用低，操作簡單，自動(dòng)化程度高；但還需曝氣能耗，污泥產(chǎn)量大。厭氧好氧生物處理水解—好氧技術(shù) 節(jié)能效果顯著，且BOD5/COD值增大，廢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。UASB—好氧技術(shù) 技術(shù)上先進(jìn)可行，投資小，運(yùn)行成本低，效果好，可回收能源，剩余污泥量少。從表中可以看出厭氧—好氧聯(lián)合生物處理明顯優(yōu)于好氧生物處理，在啤酒廢水處理方面有較大優(yōu)勢(shì)，故啤酒廢水采用厭氧—好氧聯(lián)合生物處理技術(shù)是最好的選擇。厭氧—好氧生物處理技術(shù)包含若干種處理工藝，通過初步對(duì)比篩選，確定如下待選方案：（1）UASB—生物接觸氧化工藝啤酒廢水首先流經(jīng)格柵，去除較大固體廢物和漂浮物后流人調(diào)節(jié)池，在停留一定時(shí)間勻質(zhì)勻量后進(jìn)入U(xiǎn)ASB反應(yīng)器進(jìn)行厭氧處理，廢水經(jīng)布水裝置以一定流速自下而上進(jìn)入反應(yīng)區(qū)，通過污泥層向上流動(dòng)，廢水與厭氧污泥菌得以充分接觸，進(jìn)行生物降解和產(chǎn)生沼氣（形成小氣泡）。氣體從污泥床中逸出，由于氣泡上升將污泥托起形成良好攪拌作用，氣、水、泥的混合液上升至三相分離器內(nèi)進(jìn)行分離。由于UASB反應(yīng)器內(nèi)能保持很高的污泥濃度，并能產(chǎn)生活性強(qiáng)的顆粒污泥，廢水在較短的停留時(shí)間內(nèi)COD去除率在80%以上。厭氧出水流人好氧接觸氧化池。厭氧出水中的有機(jī)物再經(jīng)好氧微生物降解后進(jìn)入沉淀池，外排出水各項(xiàng)指標(biāo)均能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。工藝流程簡圖如圖121所示。圖121 UASB—生物接觸氧化工藝流程圖（2）水解酸化—生物接觸氧化工藝在該工藝中，格柵起初步的固液分離作用，故不設(shè)初沉池；酸化池中設(shè)填料，為細(xì)菌提供呈立體狀的生物床，把水中的顆粒物質(zhì)和膠體物質(zhì)截留和吸附，同時(shí)在水解細(xì)菌作用下，將不溶解性有機(jī)物水解為溶解性物質(zhì)，在產(chǎn)酸菌協(xié)同作用下，將大分子物質(zhì)、難于生物降解的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為易于生物降解的小分子物質(zhì)。在接觸氧化階段，污泥中的微生物大量吸附水中的有機(jī)物，在微生物新陳代謝的作用下，水中的有機(jī)物被迅速有效地降解。工藝流程簡圖如圖122所示。圖122 水解酸化—生物接觸氧化工藝流程圖（1）UASB—生物接觸氧化工藝[3]UASB—生物接觸氧化工藝優(yōu)點(diǎn)：① 工藝凈化效率高，出水水質(zhì)好；② 污泥產(chǎn)生量較小，污泥處理系統(tǒng)??；③ 空氣需要量少，耗能低；④ 容積負(fù)荷高，所需厭氧反應(yīng)器體積更?。虎?對(duì)營養(yǎng)物要求低；⑥ 同時(shí)可脫氮除磷。UASB—生物接觸氧化工藝缺點(diǎn)：① 受溫度、pH等影響較大，不耐沖擊負(fù)荷，這一點(diǎn)可通過調(diào)節(jié)池得到改善；② 對(duì)操作人員技術(shù)要求高，操作管理復(fù)雜。（2）水解酸化—生物接觸氧化工藝水解酸化—生物接觸氧化工藝優(yōu)點(diǎn)：① 處理工藝簡單，所需設(shè)備少，運(yùn)行管理方便；② 耐沖擊負(fù)荷較高，運(yùn)行效果穩(wěn)定；③ 酸化水解可有效去除懸浮性顆粒物質(zhì)，COD去除率可達(dá)40%～50%；④ 出水水質(zhì)良好，可以實(shí)現(xiàn)部分脫氮除磷；⑤ 布置緊湊，占地少、工程投資小。水解酸化—生物接觸氧化工藝缺點(diǎn)：① 電耗及運(yùn)行費(fèi)用比UASB—生物接觸氧化工藝略高。② 水解酸化池后需要沉淀池，增大占地面積。表125 設(shè)計(jì)方案對(duì)比項(xiàng)目名稱UASB—生物接觸氧化工藝水解酸化—生物接觸氧化工藝出水水質(zhì)好好技術(shù)可行性先進(jìn)、成熟先進(jìn)、成熟運(yùn)營可靠性高較高動(dòng)力效率較高較高工藝流程較簡單簡單構(gòu)筑物數(shù)量較多較多占地面積較大大設(shè)備數(shù)量較多較多污泥量少少總耗能較高高通過比較可以發(fā)現(xiàn)，UASB—生物接觸氧化工藝在運(yùn)行可靠性、工藝流程、占地面積和總能耗等方面優(yōu)于水解酸化—生物接觸氧化工藝，所以最終確定采用UASB—生物接觸氧化工藝處理啤酒廢水。該工藝有如下特點(diǎn)：[4]① 在UASB反應(yīng)器中大部分有機(jī)物被去除，且COD去除率和BOD5去除率都較高，降低了直接進(jìn)行好氧處理的能耗；② 厭氧過程有機(jī)負(fù)荷高，水力停留時(shí)間短，且污泥產(chǎn)率低，從而可降低污泥處理費(fèi)用；③ 生物接觸氧化池內(nèi)的絲狀菌可防止發(fā)生污泥膨脹，生物膜的活性高，污泥濃度、有機(jī)負(fù)荷高，對(duì)水質(zhì)、水量變動(dòng)有較強(qiáng)的適應(yīng)性；④ UASB反應(yīng)器占地面積小，可節(jié)省投資，整套工藝處理效率高，操作簡單，運(yùn)行穩(wěn)定。在啤酒廢水處理過程中產(chǎn)生了一定量的污泥，因污泥中富含有機(jī)物，容易腐化、破壞環(huán)境，所以必須對(duì)污泥妥善處置，確保做到“四化”——“減量化”、“穩(wěn)定化”、“無害化”、“資源化”，才能保證廢水處理站的正常運(yùn)行和處理效果，保護(hù)環(huán)境。處理的目的在于：（1）降低含水率，使其變流態(tài)為固態(tài)，同時(shí)減少體積；（2）穩(wěn)定有機(jī)物，使其不易腐化，避免對(duì)環(huán)境造成二次污染。典型的污泥處理工藝一般包括四個(gè)處理或處置階段：污泥濃縮、污泥消化、污泥脫水、污泥處置。污泥濃縮的主要目的是使污泥初步減容，通常采用的工藝有重力濃縮、離心濃縮和氣浮濃縮等。污泥消化的主要目的是使污泥中的有機(jī)物分解，通常采用的工藝有厭氧消化和好氧消化兩類。污泥脫水可以使污泥進(jìn)一步減容，通常有自然干化和機(jī)械脫水兩大類。污泥處置是采用某種途徑將最終的污泥予以消納，途徑主要有堆肥后農(nóng)林使用、衛(wèi)生填埋和焚燒等。由于本廢水處理站只是針對(duì)啤酒廠的啤酒廢水進(jìn)行處理，產(chǎn)生的污泥量有限，所以不必進(jìn)行太深入的處理。這里選擇直接濃縮脫水的污泥處理工藝，處理后的污泥外運(yùn)處置，處理流程如下：圖123 污泥處理流程圖通過對(duì)比分析，最終確定廢水處理站采用UASB—生物接觸氧化工藝處理廢水，采用直接濃縮脫水工藝處理污泥，總的流程圖如圖124所示：圖124 廢水處理站工藝流程圖第三章 處理站設(shè)計(jì)格柵是由一組平行的金屬柵條或篩網(wǎng)制成，安裝在廢水渠道上、泵房集水井的井水口處或污水處理站的端部，用以截留較大的懸浮物或漂浮物，如纖維，碎皮、毛發(fā)、果皮、蔬菜、塑料制品等，一般情況下，分粗細(xì)兩道格柵，粗格柵的作用是截留較大的懸浮物或漂浮物，以便保護(hù)水泵。（1）設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)流量Q=15000m3/d=；柵前水深h=；柵前流速ν0=，過柵流速ν=1m/s；柵條寬度S=，格柵間隙b=；，格柵傾角α=75176。；單位柵渣量W1=；廢水流量總變化系數(shù)KT=。（2）設(shè)計(jì)結(jié)果柵槽寬度B=；槽總高度H=；格柵總長度L=；每日柵渣量W=。（3） 設(shè)備選型粗格柵選用1臺(tái)TGS—700型回轉(zhuǎn)式格柵（齒耙）除污機(jī)。TGS—700型回轉(zhuǎn)式格柵（齒耙）除污機(jī)性能：① 電動(dòng)機(jī)功率：~；② 耙齒柵寬：560mm；③ 設(shè)備寬：700mm；④ 設(shè)備高（B型）：3335~11035mm（地面至設(shè)備頂2120，地下部分可任意加長）；⑤ 設(shè)備總寬：1050mm；⑥ 設(shè)備安裝長（mm）：2320~11153；⑦ 水槽最小寬度：800mm；⑧ 排渣高度（B型）：764mm；⑨ 生產(chǎn)廠：浙江清水泵廠、江蘇亞太給排水成套設(shè)備公司、無錫通用機(jī)械廠。提升泵房用以提高啤酒廢水的水位，保證啤酒廢水能在整個(gè)廢水處理流程過程中流過，從而達(dá)到廢水的凈化。（1）設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)流量Q=15000m3/d=625m3/h。廢水流量總變化系數(shù)KT=。（2） 設(shè)計(jì)結(jié)果最大設(shè)計(jì)流量Qmax=；揚(yáng)程H=7m。（3）設(shè)備選型選用WQK2200—10—110型無堵塞污水潛水泵2臺(tái)，其中1臺(tái)備用。WQK950—20—90型無堵塞污水潛水泵相關(guān)參數(shù)：① 流量Q：2200m3/h；② 揚(yáng)程H：10m；③ 轉(zhuǎn)速n：970r/min；④ 電壓U：380V；⑤ 效率n：75%；⑥ 功率：110kW；⑦ 出口直徑DN：400mm；⑧ 自耦裝置型號(hào)：ZGA400—1；⑨ 重量：2700kg；⑩ 主要生產(chǎn)廠：寧波巨神泵廠、杭州南方特種泵廠、上海佳麟泵閥有限公司。細(xì)格柵的作用是截留粗格柵未截留的懸浮物或漂浮物。（1）設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)流量Q=15000m3/d=；柵前水深h=；柵前流速ν0=，過柵流速ν=1m/s；柵條寬度S=，格柵間隙b=；，格柵傾角α=75176。；單位柵渣量W2=。廢水流量總變化系數(shù)KT=。（2）設(shè)計(jì)結(jié)果柵槽寬度B=；槽總高度H=；格柵總長度L=；每日柵渣量W=。（3） 設(shè)備選型細(xì)格柵選用1臺(tái)TGS—1000型回轉(zhuǎn)式格柵（齒耙）除污機(jī)。TGS—1000型回轉(zhuǎn)式格柵（齒耙）除污機(jī)性能：① 電動(dòng)機(jī)功率：~；② 耙齒柵寬：860mm；③ 設(shè)備寬：1000mm；④ 設(shè)備高（B型）：3335~11035mm（地面至設(shè)備頂2120，地下部分可任意加長）；⑤ 設(shè)備總寬：1350mm；⑥ 設(shè)備安裝長（mm）：2320~11153；⑦ 水槽最小寬度：1100mm；⑧ 排渣高度（B型）：764mm；⑨ 生產(chǎn)廠：浙江清水泵廠、江蘇亞太給排水成套設(shè)備公司、無錫通用機(jī)械廠。一般工業(yè)企業(yè)排出的廢水，水質(zhì)、水量、酸堿度和溫度等水質(zhì)指標(biāo)隨排水時(shí)間大幅度波動(dòng)。為使處理構(gòu)筑物和管渠不受廢水高峰流量或濃度變化的沖擊，需設(shè)調(diào)節(jié)池。本啤酒廠廢水處理站所處理廢水水質(zhì)和水量變化不均勻，需要對(duì)啤酒廢水進(jìn)行調(diào)節(jié)，這里要對(duì)水質(zhì)和水量兩方面進(jìn)行調(diào)節(jié)。（1）設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)流量Q=15000m3/d=625m3/h；調(diào)節(jié)池設(shè)計(jì)停留時(shí)間T=。（2）設(shè)計(jì)結(jié)果有效水深H=；長度L=26m；寬度B=18m；超高h(yuǎn)=。 UASB反應(yīng)器UASB反應(yīng)池由進(jìn)水分配系統(tǒng)、反應(yīng)區(qū)、三相分離器、出水系統(tǒng)和氣室等部分組成。UASB反應(yīng)池有以下優(yōu)點(diǎn)：① 沉降性能良好，不設(shè)沉淀池，無需污泥回流；② 不填載體，構(gòu)造簡單節(jié)省造價(jià)；③ 由于消化產(chǎn)氣作用，污泥上浮造成一定的攪拌，因而不設(shè)攪拌設(shè)備；④ 污泥濃度和有機(jī)負(fù)荷高，停留時(shí)間短。UASB反應(yīng)器工藝的設(shè)計(jì)包括進(jìn)水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、反應(yīng)區(qū)的設(shè)計(jì)、三相分離器的設(shè)計(jì)、污泥區(qū)的設(shè)計(jì)及沼氣收集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)等幾個(gè)方面。[8]（1）設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)流量Q=15000m3/d=625m3/h=；有機(jī)物容積負(fù)荷q=5kg COD/(m3?d)；反應(yīng)器有效高度H=4m；采用四座矩形UASB反應(yīng)器。（2）設(shè)計(jì)結(jié)果單個(gè)反應(yīng)器尺寸：池長L=26m，池寬B=13m。三相分離器尺寸：長度為13m，寬度為2m。在每個(gè)UASB反應(yīng)器底部沿池長均勻設(shè)置8條平行管道，每條管道上均勻設(shè)置16個(gè)布水點(diǎn)，進(jìn)水方式采用連續(xù)進(jìn)水。，各設(shè)置一個(gè)排泥口，共兩個(gè)排泥口，每天排泥一次。附屬構(gòu)筑物：單極濕式儲(chǔ)氣柜2個(gè)，每個(gè)直徑D為13m。生物接觸氧化是活性污泥法與生物濾池復(fù)合的生物膜法，曝氣中設(shè)有填料，采用人工曝氣，微生物部分固著，部分懸浮。具有下列特點(diǎn)：① 由于填料比表面積大，池內(nèi)充氧條件好，氧化池內(nèi)單位容積的生物量高于活性污泥法曝氣池及生物濾池，因此，它可以達(dá)到較高的容積負(fù)荷；② 由于相當(dāng)一部分微生物固著生長在填料表面，不需要設(shè)污泥回流系統(tǒng)，也不存在污泥膨脹問題，運(yùn)行管理簡便；③ 由于池內(nèi)生物固著量多，水流屬完全混合型，因此它對(duì)水質(zhì)水量的驟變有較強(qiáng)的適應(yīng)能力；④ 因污泥濃度高，當(dāng)有機(jī)容積負(fù)荷較高時(shí)，其F/M仍保持在較高水平，因此污泥產(chǎn)量可相當(dāng)于或低于活性污泥法。（1）設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)流量Q=15000m3/d=625m3/h=；進(jìn)水BOD5濃度La=220mg/L；出水BOD5濃度Lt=20mg/L；容積負(fù)荷M=1800g BOD/(m3?d)；填料層總高度H=3m；填料層數(shù)m=3。（2）設(shè)計(jì)結(jié)果采用n=25格氧化池，每格長為5m。氧化池總高度H=5m。需氣量D=225000m3/d。附屬構(gòu)筑物為鼓風(fēng)機(jī)房。（3）設(shè)備選型選用RG—400型羅茨鼓風(fēng)機(jī)三臺(tái)，兩用一備。沉淀池是分離懸浮物的一種主要處理構(gòu)筑物。用于水及廢水的處理、生物處理的后處理以及最終處理。沉淀池按其功能可分為進(jìn)水區(qū)、沉淀區(qū)、污泥區(qū)、出水區(qū)及緩沖層等五個(gè)部分。[9]進(jìn)水區(qū)和出水區(qū)是使水流均勻地流過沉淀池。沉淀區(qū)也稱澄清區(qū)，是可沉降顆粒與廢水分離的工作區(qū)。污泥區(qū)是污泥貯存、濃縮和排出的區(qū)域。緩沖區(qū)是分隔沉淀區(qū)和污泥區(qū)的水層，保證已沉降顆粒不因水流攪動(dòng)而再行浮起。常用沉淀池的類型有平流式沉淀池、輻流式沉淀地、豎流式沉淀池和斜板（管）沉淀池四種。企業(yè)廢水處理站采用豎流式沉淀池比較合適，所以該啤酒廠選用豎流式沉淀池。（1）設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)流量Q=15000m3/d=625m3/h=；中心管內(nèi)流速ν0=20mm/s；（2）設(shè)計(jì)結(jié)果中心管內(nèi)流速ν0=20mm/s；中心管面積f=；中心管直徑d0=；中心管喇叭口與反射板之間的縫隙高度h3=；沉淀池直徑D=；沉淀部分有效水深h2=；沉淀部分有效容積V=；圓截錐部分容積V1=；沉淀池總高度H=。經(jīng)一系列處理后，所排出的廢水達(dá)