【正文】 摘要 本文針對(duì)啤酒車間廢水處理工藝進(jìn)行初步設(shè)計(jì)。啤酒廢水含有許多有機(jī)的物質(zhì)，這些有機(jī)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(duì)水體環(huán)境造成嚴(yán)重危害。 啤酒廢水中BOD5/CODcr值高，在50％及以上，非常有利于生化處理。同時(shí)生化處理與物理法、化學(xué)法相比較；一是處理工藝比較成熟；二是處理效率高，CODcr、BOD5去除率高，一般可達(dá)80％~90％以上；三是處理成本低（運(yùn)行費(fèi)用?。唤?jīng)過對(duì)各種處理工藝的對(duì)比，最終選擇UASB+生物接觸氧化作為處理工藝。 本工藝流程設(shè)有格柵、調(diào)節(jié)池，對(duì)污水進(jìn)行預(yù)處理，去除水中較大的懸浮顆粒和調(diào)節(jié)水質(zhì)水量。生化處理采用生物接觸氧化法，可提高有機(jī)物去除效率。沉淀池用來進(jìn)行泥水分離。本流程簡(jiǎn)單穩(wěn)定，對(duì)水量、水質(zhì)的變化有很強(qiáng)的適應(yīng)能力，同時(shí)確保出水的COD、BOD和SS以及總氮，總磷指標(biāo)達(dá)到廣東省地方標(biāo)準(zhǔn)《水污染排放限值》一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。通過初步預(yù)算，該工藝也將帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益和良好的環(huán)境效益。 本文對(duì)格柵、調(diào)節(jié)池、UASB反應(yīng)器、生物接觸氧化池、二沉池、污泥池等主要構(gòu)筑物進(jìn)行計(jì)算，編制設(shè)計(jì)說明書，并繪制工藝流程、構(gòu)筑物平面及高程、主要構(gòu)筑物共四張圖紙。關(guān)鍵詞：啤酒廢水；UASB；生物接觸氧化；引言 隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人民生活水平的提高，餐飲娛樂行業(yè)發(fā)展迅速，帶動(dòng)著我國(guó)啤酒產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，其產(chǎn)量逐年上升，同時(shí)，也向環(huán)境中排放了大量的有機(jī)廢水，每生產(chǎn)1 t啤酒約需要10 ～30 t新鮮水，相應(yīng)地產(chǎn)生10～20 t廢水[1]。由于這種廢水含有較高濃度的蛋白質(zhì)、脂肪、纖維、碳水化合物、廢酵母、酒花殘?jiān)扔袡C(jī)無毒成分，排入天然水體后將消耗水中的溶解氧，既造成水體缺氧，還能促使水底沉積化合物的厭氧分解，產(chǎn)生臭氣，惡化水質(zhì)。另外，上述成分多來自啤酒生產(chǎn)原料，棄之不用不僅造成資源的巨大浪費(fèi)，也降低了啤酒生產(chǎn)的原料利用率，因此，在糧食缺乏，水和資源供應(yīng)緊張的今天，如何既有效地處理啤酒廢水又充分利用其中的有用資源，已成為環(huán)境保護(hù)的一項(xiàng)重要研究?jī)?nèi)容。 啤酒廢水的特點(diǎn) 啤酒工業(yè)廢水主要含糖類，醇類等有機(jī)物，有機(jī)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(duì)水體環(huán)境造成嚴(yán)重危害。國(guó)內(nèi)啤酒廠廢水中CODcr含量為：1000～2500mg/L，BOD5含量為600～1500 mg/L，可生化性強(qiáng)。且含有一定量的凱氏氮和磷，會(huì)導(dǎo)致水體嚴(yán)重富營(yíng)養(yǎng)化，破壞水體的生態(tài)平衡，對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染，所以啤酒廢水的處理勢(shì)在必行。 啤酒廢水處理現(xiàn)狀與趨勢(shì) 鑒于啤酒廢水中COD,BOD,SS等含量較高，目前常依據(jù)BOD5/CODcr的比值來判斷廢水的可生化性，即當(dāng)BOD5/CODcr[2]，當(dāng)BOD5/CODcr。而啤酒廢水的BOD5/CODcr，所以一般多采用好氧生化處理，為了降低污染負(fù)荷，一般先采用厭氧處理，再用好氧生物處理。目前國(guó)內(nèi)多用以生化處理為中心的方法，80年代中前期，以好氧生物處理為主，好氧生物處理是在有游離氧(分子氧)存在的條件下，好氧微生物降解有機(jī)物，使其穩(wěn)定、無害化的處理方法。主要有活性污泥法和生物膜法等。由于受場(chǎng)地，氣溫初次投資的限制，除了少數(shù)采用塔式生物濾池，生物轉(zhuǎn)盤靠自然充氧外，多采用機(jī)械曝氣充氧，但高電耗和高運(yùn)行費(fèi)用限制了其發(fā)展。 隨著節(jié)能環(huán)保方面的發(fā)展要求，開封啤酒廠于1988年首次將厭氧酸化技術(shù)應(yīng)用到啤酒廠廢水處理工藝中，節(jié)能約30%50%，而且使整個(gè)工藝達(dá)標(biāo)排放更加容易可靠。90年代初完整的厭氧工藝得到應(yīng)用，即處理廢水，又不產(chǎn)生二次污染，節(jié)能約70%。 厭氧生物處理與好氧法相比，在獲得同樣高的去除率條件下具有成本低、產(chǎn)生的淤泥少、 穩(wěn)定、易脫水、占地面積小、操作方便、且產(chǎn)生的甲烷可作為燃料再利用的優(yōu)點(diǎn)。七五以來我國(guó)對(duì)厭氧工藝進(jìn)行了大量的研究和探索，以生化為主，生化物化結(jié)合的處理工藝，生化法中常用的有活性污泥法，生物膜法，厭氧與好氧相結(jié)合法，水解酸化與SBR組合法等。 啤酒廢水屬中高濃度有機(jī)廢水，有很好的可生化性。啤酒廢水中含有大量有機(jī)碳而氮源含量較少，在進(jìn)行傳統(tǒng)的生化處理中，其含氮量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于BOD：N=100：5(質(zhì)量比)的要求，致使有些啤酒廠采用傳統(tǒng)活性污泥法時(shí)，在不補(bǔ)充氮源情況下處理效果很差，甚至無法運(yùn)行。要得到理想的處理結(jié)果，實(shí)現(xiàn)啤酒廢水治理的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益的統(tǒng)一，必須將兩種或三種技術(shù)結(jié)合使用，這是解決啤酒廢水污染問題的根本出路。例如，把厭氧和好氧處理池串聯(lián)使用，依靠前者把廢水的高負(fù)荷降低，再以后者把低濃度廢水處理達(dá)標(biāo)，其動(dòng)力消 耗則可由前一過程的質(zhì)能轉(zhuǎn)化予以補(bǔ)償，產(chǎn)生更高的經(jīng)濟(jì)效益。 啤酒廢水處理技術(shù)　　目前國(guó)內(nèi)外普遍采用生化法處理啤酒廢水，根據(jù)處理過程中是否需要曝氣，可把生物處理法分為好氧和厭氧兩大類[3]。 （1）厭氧生物處理　　厭氧生物處理適用于高濃度有機(jī)廢水，它是在無氧條件下，參加生物降解的有機(jī)基質(zhì)有50%～90%轉(zhuǎn)化為沼氣（甲烷），而發(fā)酵后的剩余物又可作為優(yōu)質(zhì)肥料和飼料，因此，啤酒廢水的厭氧生物處理受到了越來越多的關(guān)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(shù)在啤酒廢水的治理方面應(yīng)用最為成熟。UASB的主要組成部分是反應(yīng)器，其底部為絮凝和沉淀性能良好的厭氧污泥構(gòu)成的污泥床，上部設(shè)置了一個(gè)專用的氣液固分離系統(tǒng)（三相分離室）。廢水從反應(yīng)器底部加入，在上向流、穿過生物顆粒組成的污泥床時(shí)得到降解，同時(shí)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(yīng)器底部，水則經(jīng)出流堰排出?！? UASB反應(yīng)器對(duì)啤酒廢水CODcr的去除率為60%～70%。實(shí)踐證明，UASB成功處理高濃度啤酒廢水的關(guān)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(xì)菌群不斷繁殖、積累的結(jié)果，較多的污泥負(fù)荷有利于細(xì)菌獲得充足的營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)，故對(duì)顆粒污泥的形成和發(fā)展具有決定性的促進(jìn)作用；適當(dāng)高的水力負(fù)荷將產(chǎn)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(shí)產(chǎn)生剪切力，使污泥不斷旋轉(zhuǎn)，有利于絲狀菌互相纏繞成球。 　　總之，UASB具有效能高、處理費(fèi)用低、電耗省、投資少、占地面積小等一系列優(yōu)點(diǎn)，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(dá)500 mg/L左右，需進(jìn)行再處理或與好氧處理串聯(lián)才能達(dá)標(biāo)排放。 （2）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(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。 　活性污泥法是中、低濃度有機(jī)廢水處理中使用最多、運(yùn)行最可靠的方法，具有投資省、 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(jī)物，而污泥和水的分離則由沉淀池來完成?；钚晕勰喾ㄌ幚砥【茝U水的缺點(diǎn)是動(dòng)力消耗大，處理中常出現(xiàn)污泥膨脹。可以通過投加化學(xué)藥劑解決，但這將使處理成本提高。（SBR） 通過間歇曝氣可以使動(dòng)力耗費(fèi)顯著降低，同時(shí)，廢水處理時(shí)間也短于普通活性污泥法?！∩罹貧鈱?shí)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 ，在井內(nèi)循環(huán)，空氣注入下降管或同時(shí)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(jìn)行的. 其優(yōu)點(diǎn)是：占地面積少，效能高，對(duì)氧的利用率大，無惡臭產(chǎn)生，但是也有施工難度大，造價(jià)高，防滲漏技術(shù)不過關(guān)等缺點(diǎn)?！∨c活性污泥法不同，生物膜法是在處理池內(nèi)加入軟性填料，利用固著生長(zhǎng)于填料表面的微生物對(duì)廢水進(jìn)行處理， 接觸氧化池和生物轉(zhuǎn)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[45]。、氧化槽、轉(zhuǎn)動(dòng)軸和驅(qū)動(dòng)裝置 等部分組成，、動(dòng)力 消耗少，但低溫對(duì)運(yùn)行影響大，在處理高濃度廢水時(shí)需增加轉(zhuǎn)盤組數(shù)[6]。 生物接觸氧化池是在微生物固著生長(zhǎng)的同時(shí)， 生物固體濃度和較高的有機(jī)負(fù)荷，因此處理效率高，占地面積也小于活性污泥法。 為了既獲得更好的處理效果，又可以降低處理成本，并且使能源得到合理有效地利用，廢水的處理往往采用多種方法相結(jié)合的工藝，目前大多選擇厭氧—好氧串聯(lián)法處理[7]。本設(shè)計(jì)就采用UASB+好氧接觸氧化法來進(jìn)行處理。 本設(shè)計(jì)的目的和意義 綜上所述，啤酒廢水是一種高濃度的有機(jī)廢水，對(duì)處理工藝和運(yùn)行有一定的要求。廢水中有機(jī)物含量高，不經(jīng)處理直接排放水體能夠?qū)λw產(chǎn)生較嚴(yán)重的污染和影響，并危害人體健康。 本設(shè)計(jì)通過采用UASB+好氧接觸氧化法來進(jìn)行處理啤酒廢水,使其CODcr,BOD5,SS,TN,TP得到有效的去除，以達(dá)到廣東省地方標(biāo)準(zhǔn)《水污染排放限值》一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的要求。并且遵循處理效果好，節(jié)能及投資運(yùn)行費(fèi)用省的原則來進(jìn)行設(shè)計(jì)，使啤酒廢水得到較好的處理,既避免了其可能帶來的環(huán)境污染問題，也能為企業(yè)節(jié)省大量排污費(fèi)用，有良好的環(huán)境效益，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。1 設(shè)計(jì)原則依據(jù)及要求 設(shè)計(jì)依據(jù)（1）中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《污水綜合指標(biāo)排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB897896）（2）《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》（2000年版）（3）《給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)》（4）《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB500102002）（5）《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》（GB