【正文】 國 本科畢業(yè)論文 I 摘要 80 年代以 來，我國啤酒工業(yè)得到迅速發(fā)展， 啤酒工業(yè)在我國迅猛發(fā)展的同時，我國 既成為世界啤酒生產大國，又成為較高濃度有機物污染大戶，啤酒廢水的排放和對環(huán)境的污染已成為突出問題，引起了各有關部門的重視。該啤酒廢水處理系統(tǒng)的處理水量為 4000 dm/3 ,不考慮遠期發(fā)展。 本文分析了啤酒生產中廢水產生的環(huán)節(jié)，污染物及主要污染來源，并從好氧、厭氧生物處理兩方面來考慮了廢水治理工藝，提出了 UASB+SBR 的組合工藝流程 ,可將廢水 CODCr濃度從 1400 mg/L降至 ， BOD5濃度從 800 mg/L降至 mg/L， SS 濃度從 1800mg/L 降到 189 mg/L，符合出水標準。 關鍵詞： 啤酒廢水 污泥 UASB SBR 本科畢業(yè)論文 II Abstract Since the 8039。我國的啤酒行業(yè)已成為國民經濟的重要產業(yè) ,全國啤酒企業(yè)約 600 多家 ,1998 年已發(fā)展到 1990余萬t/ a 的規(guī)模 ,到 2021 年將達到 3000 萬 t/ a。啤酒廢水如直接排入水體 ,將導致水體發(fā)黑、發(fā)臭 ,嚴重影響漁業(yè)、農業(yè)、工業(yè)及飲用水源 ,破壞人類的生存環(huán)境。 目前國內外啤酒廢處理技術已 有了迅速的發(fā)展 ,有采用接觸氧化法、生物濾本科畢業(yè)論文 2 池、 SBR 及改進工藝、厭氧消化等工藝。河南藍牌集團某啤酒有限公司采用酸化 生物接觸氧化工藝處理大型啤酒企業(yè)生產廢水。L 的條件下 , 排出水的 SS、 CODCr、 BOD5 平均濃度分別為 46mg246。 在國外 ,傳統(tǒng)活性污泥法、升流式流化床等工藝已廣泛應用于啤酒廢水的處理。處理啤酒廢水時 ,有很多與普通厭氧處理法不同的地方。隨污水與污泥相接觸而發(fā)生厭氧反應 ,產生沼氣 (主要是甲烷和二氧化碳 ) 引起污泥床攪動。自由氣體和從污泥顆粒釋放的氣體被收集在反應器頂部的集氣室內。據(jù)張振家等人報道 ,林漓泉有限公司采用 UASB SBR工藝處理廢水 ,UASB 反應器進水 COD 在 1000～ 3 000 mg/ L之間波動時 ,出水上清液的 COD 穩(wěn)定在 2 00 mg/ L 左右。 d) ,水力停留時間為 5～ 6h 時。EGSB 反應器實際上是改進的 UASB 反應器 ,其運行在高的上升流速下使顆粒污泥處于懸浮狀態(tài)。 EGSB 特別適于低溫和低濃度污水。 L 1 ,EGSB 反應器的 COD 去除率為 85 % ,而 UASB 反應本科畢業(yè)論文 5 器則為 70 % ,EGSB 反應器的處理效果好于 UASB 反應器。目前 , IC 反應器已成功應用于啤酒生產、食品加工等行業(yè)的生產污水處理中。經過調節(jié) pH和溫度的生產廢水首先進入反應底部的混合區(qū) ,并與來自泥水下降管的內循環(huán)泥水混液充分混合后進入顆粒污泥床進行 COD 的生物降解 ,大部分進水 COD在此處被降解 ,產生大量沼氣。經膨脹床處理后的廢水除一部分參與內循環(huán)外 ,其余污水通過一級三相分離器后 ,進入精處理區(qū)的顆粒污泥床進行剩余COD 降解與產沼氣過程 ,提高和保證了出水水質。 d)。由表 1 可見 , IC 反應器處理啤酒廢水的容積負荷可達 15～ 30kgCOD/ (m3 厭氧生物技術在啤酒工業(yè)廢水處理中的應用實例 黑龍江新三星集團公司啤酒廠位于黑龍江省尚志市一面坡鎮(zhèn) ,距哈爾濱市東南 154 km ,年平均氣溫 213 ℃。 該啤酒廠目前生產能力為 15 萬 t/ a ,排放廢水量 6 000 m3/ d ,考慮到將來產量還會提高 ,因此設計排放廢水量為 8 000 m3/ d ,設計進出水水質見表 2。 UASB 反應池2座 ,對稱布置 ,每座尺寸為 40 m 6 m 5 m。 本科畢業(yè)論文 7 圖 3 三相分離器模塊布置示意圖 本工程采用一管多孔式布水方式 , 每座 UASB 底部設有 32 根布水支管 ,每 2 根支管連成一個回路 ,每 4 根布水支管共用一個電磁流量計。本工程共用 64 個模塊 ,每個模塊的尺寸 2199 m 214 m 113 m。 d) ,水力停留時間 712 h ,運行溫度≥ 20 ℃。主要設計參數(shù) :水力停留時間為 319 h ,氣水比為 10∶ 1 ,填料層高度為 310 m。有待于進一步掌握在厭氧反應器的水力條件下培養(yǎng)活性和沉降性能良好的顆粒污泥的關鍵技術。 及要求 （附 400 字摘要， 4－ 8 個關鍵詞，與中文摘要對應的英文摘 要）； ； （至少 8 張），包括：（ 1）污水處理系統(tǒng)總平面布置圖 1 張；（ 2）污水處理系統(tǒng)高程圖（兼做工藝系統(tǒng)圖） 1 張；（ 3）單項處理構筑物圖 4— 6 張；（ 4）大樣圖 2－ 4 張。年平均溫度 12℃，最高 38℃，最低 10℃。 結合本工程處理要求和工程規(guī)模，可以滿足工藝處理要求的典型工藝有以下三種： 1） CASS 法 2） UASB— SBR 工藝 3） UASB— 生物接觸氧化組合 工藝 1） CASS 工藝處理啤酒廢水 本科畢業(yè)論文 13 ① 工藝流程 污水→格柵→集水調節(jié)池→水力篩→ CASS 池→出水排放 ↓ 外運← 污泥脫水←濃縮池←污泥泵 ② 工藝原理及特點 CASS 其反應器設有一個分建或合建式的生物選擇器 ,是以曝氣 — 非曝氣方式運行的充放式間歇活性污泥處理工藝 ,在一個反應器中完成有機污染物的生物降解和泥水分離的處理功能 ,整個系統(tǒng)以推流方式運行 ,而各反應區(qū)則以完全混合的方式運行 ,實現(xiàn)同步碳化和脫氮除磷功能。通過對生物速率的控制 ,使反應器以好氧 — 缺氧 — 厭氧狀態(tài)周期循環(huán)運行 ,使其具有優(yōu)良的脫氮除磷效果 。在該系統(tǒng)中，反應池在一定時間間隔內充滿污水，以間歇處理方式運行，處理后混合液沉淀一段時間后，從池中排除上清液，沉淀的生物污泥則留于池內，用于再次與污水混合處理污水，這樣依次 反復運行，則構成了序批式處理工藝。并且 UASB 池正常運行后，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。該反應器采用中溫發(fā)酵，內部具有熱交換裝置，結構較緊湊，溫度、堿度、負荷等由微機控制；高濃度廢水集中進行厭氧處理，產生沼氣量大，可以集中使用 ，是高濃度有機廢水前處理的有效處理方法。另外 ,可以減輕后續(xù)構筑物的 處理負荷。根據(jù)流量 Q=,揚程 H=，選用 150TLW305IA 型無堵塞立式污水泵，每臺水泵的流量為 Q=168m3/h，揚程 為 H=。 (5)泵房進水角度不大于 45 度。集水池總高度取 4m 本科畢業(yè)論文 18 調節(jié)沉淀池 設計說明 啤酒廢水的水量和水質隨時間的變化 幅度較大，為了保證后續(xù)處理構筑物或設備的正常運行，需對廢水的水量和水質進行調節(jié)，緩沖瞬時排放的高濃度廢水，同時使生產廢水進行內部中和反應，從而降低運行成本，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。 池子尺寸 池子有效容積為： V= 取池子總高度 H=,其中超高 ,有效水深 h=5m 則池面積 A=200m3 池長取 L=25m,池寬取 B=8m 則池子總尺寸為 L B H=25 8 理論上每日的污泥量 W =96 m3/d 污泥斗尺寸 取斗底尺寸為 400 400，污泥斗傾角取 50176。一方面降低了后續(xù)好氧生化處理的負荷，減少了運行費用；另一方面回收沼氣，可作為能源回用 于鍋爐燃燒，降低了煤耗。處理各種有機廢水時，在反應器內培養(yǎng)顆粒污泥形成污泥床，廢水由底部進入，向上流過污泥床區(qū)與大量的厭氧菌接觸，廢水中的有機物大部分被厭氧菌分解成沼氣，沼氣與水和污泥在三相分離器中進行分離，沼氣通過氣室、水封、阻 火罐等收集至鍋爐。d ） ,COD 的去除率可達到 85%以上，沼氣表現(xiàn)產率為 m3/㎏ COD（去除），污泥的表現(xiàn)產率為 ㎏ MLSS/㎏ COD(去除 )，厭氧污泥可實現(xiàn)顆?；?每個孔口服務面積為 : a= 內圈圓環(huán)直徑 d1= 。 d)； 污泥產率 ； 產氣率 水力負荷 q＝ [m3/(m2厭氧反應可處理高濃度廢水，具有動力消耗小、容積負荷大、可產生一定的生物能、運行管理方便等特點。 它的污泥床內生物量多，容積負荷率高，廢水在反應器內的水力停留時間較短，因此所需池容大大縮小。 廢水經沉淀去除廢水中的懸浮物后，進入 UASB(上流式厭氧污泥床 )進行厭氧處理， 通過在 UASB 池中培養(yǎng)厭氧菌，分解水中的有機物，其 COD 去降率可達 80%以上。 設計參數(shù) 水力停留時間 T=6h。如電動機容量大于55KW 時，則不得小于 ，作為主要通道寬度不得小于 。 (3)水泵間室內地面做成 坡度，機器間地板上設排水溝和集水坑，排水溝斷面 250mm500mm ，沿墻設置，坡度 i=,集水坑直徑 為 500mm,深 700mm,在水泵吸水口附近接出 50mm 白鐵管伸入集水坑，水泵在低水位工作時，將坑中污水抽走。；設計流量 Q=4000m3/d= 計算所得的參數(shù) 柵條數(shù)取 n=17 柵槽有效寬度 B= 過柵水頭損失 h1= 取柵前渠道超高 h2=，柵前槽高 H1=h+h2=, 則總高度 H=h+h1+h2 = 進水渠道漸寬部分長度 l1=，柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度l2=, 柵槽總長度 L= 每日柵渣量 W= m3/d , 采用人工清渣 . 污水提升泵房 設計說明 污水 泵房用于提升污水，以保證污水能在后續(xù)處理構筑物內暢通的流動 ，它本科畢業(yè)論文 17 由 機器間、集水池、格柵、輔助間等組成，機器間內設置水泵機組和有關的附屬設備，格柵和吸水管安裝在集水池內，集水池還可以在一定程度上調節(jié)來水的不均勻性，以便水泵較均勻工作，格柵的作用是阻攔水中粗大的固體雜質，以防止雜物阻塞和損壞水泵，輔助間一般包括貯藏室，修理間，休息室和廁所等。 經過 比較我選用 UASB+SBR 組合工藝，工藝流程如下圖 1. 污水提升泵房格柵圖1 啤酒廢水處理工藝流程圖污泥脫水間調節(jié)沉淀池上清液濃縮池壓濾液UASB沼氣鼓風機泥餅SBR出水進水調節(jié)池 污水處理構筑物設計 格柵 設計說明 格柵用以截留水中的較大懸浮物或漂浮物，以減輕后續(xù)處理構筑物的負荷，用來去除那些可能堵塞水泵機組駐管道閥門的較粗大的懸浮物，并保證后續(xù)處理設施能正常運行的裝置。在反應區(qū)下部是由沉淀性能良好的污泥形成的厭氧污泥床 ,當廢水由反應器底部進入反應器后 ,由于水的向上流動和產生的大量氣體上升 ,形成了良好的自然攪拌作用 ,并使一部分污泥在反應區(qū)的污 泥床上方形成相對稀薄的污泥懸浮層 ,懸浮液進入分離區(qū)后 ,氣體首先進入集氣室被分離 ,含有懸浮液的廢水進入分離區(qū)的沉降室 ,污泥在此進行沉淀分離。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。 2） UASB+SBR 工藝處理啤酒廢水 ① 工作流程： 污水 → 格柵 → 污水提升泵房 → 調節(jié)沉淀池 → UASB→ SBR→ 出水 ↓ 外運← 污泥脫水 間 ← 重力濃縮池 ② 工藝原理及特點 SBR 是活性污泥法的一種，其反應機制及去除污染物的機理與傳統(tǒng)的活性污泥法基本相同，但 SBR 與傳統(tǒng)的水處理工藝的最大區(qū)別在于它是以時間順序來本科畢業(yè)論文 14 分割流程各單元，整個過程對于單個操作單元而言是間歇進行的，但是通過多個單元組合調度后又是連續(xù)的?？勺內莘e的運行提高了系統(tǒng)對水質水量變化的適應性和操 作的靈活性 。 本科畢業(yè)論文 12 進出水水質 單位： mg/L CODcr BOD5 SS 進 水 1400 800 1800 出 水 ≤ 80 ≤ 20 ≤ 70 該水經處理以后，水質應符合 啤酒工業(yè)廢水排放標準（ GB198212021） ，即上表中的出水水質數(shù)值。 設計規(guī)模及水質 (1)設計規(guī)模 進水水量 4000 m3/d (2)進水水質 BOD5＝ 800mg/L CODcr＝ 1400 mg/L SS＝ 1800 mg/L (3)出水水質 出水水質按 啤酒工業(yè)廢水排放標準（ GB198212021）執(zhí)行。 本科畢業(yè)論文 9 參考文獻 [1] 閻寧等 . 啤酒廢水的水解 好氧處理技術 (H O工藝 ).上海環(huán)境科學 ,2021. [2] 林金畫等 . 厭氧 好氧工藝處理啤酒廢水工程調試實例 .環(huán)境污染與防治 ,2021. [3] 曹敬華等 . 生物接觸氧化法處理啤酒廢水的設計與運行 .中國給水排水 ,2021. [4] 王凱軍 ,左劍惡等 . UASB工藝的理論與工程實踐 .中國環(huán)境科學出版社 ,2021 [5] 賀延齡 . 廢水的厭氧生物處理 .中國輕工業(yè)出版社 ,1997. [6] 董輔祥 ,傅金祥 ,孫力等 . 我國啤酒生產用水總體研究 [J].中國給水排水 ,1990.