【文章內(nèi)容簡介】 理啤酒廢水 ， 廢水 COD 的進(jìn)水濃度為 1000 1500mg/L， 出水為 40100mg/L，去除率 90%～ 96%， 運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi) ～ 元 / 噸水 (按 1986 計(jì) ) 。其中珠江啤酒廠從比利時引進(jìn)TSU ( Two Stage Unitank)兩階段單一槽活性污泥工藝 ， 其特點(diǎn)是曝氣與沉淀反復(fù)循環(huán) ， 廢水經(jīng)第一段高負(fù)載混合曝氣沉淀去除 80 %以上的 BOD5 ， 進(jìn)入第二階段低負(fù)載混合曝氣沉淀槽 ,將剩余的 BOD5 進(jìn) —步降低 ,最終 BOD5去除率達(dá)到 95 %， 出水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。無錫啤酒廠也采用與之類似的兩段曝氣 (Z A 法 ) + 氧化塘處理啤酒廢水 ， COD 去除率為 90%～ 95%， 處理后的水可用于養(yǎng)魚?？梢娀钚晕勰喾ㄌ幚砥【茝U水具有運(yùn)行可靠、處理效果較好的優(yōu)點(diǎn)但啤酒廢水氮磷含量低 ， 碳氮比例失調(diào) ， 運(yùn)行中容易產(chǎn)生污泥膨脹 ， 因此 ， 啤酒廢水處理過 程中需添加一定量的氮磷。此外 ， 活性污泥法對啤酒廢水水質(zhì)、水量變化的適應(yīng)性也較差 ， 且因污泥產(chǎn)量高 ， 處置麻煩 ， 不耐沖擊負(fù)荷 ， 還需要大量充氧 ， 增加了基建運(yùn)行費(fèi)用。 SBR 法 (序列間隙式活性污泥法 ) 是一種改進(jìn)型的活性污泥法 ， 它是由原始的間歇式污泥法發(fā)展而來 ， 與其他活性污泥法相比 ， SBR 法沒有設(shè)置二沉池和污泥回流設(shè)備 ， 布置更為緊湊 ， 占地面積少 ， 基建及運(yùn)行費(fèi)用較低 ， 不易發(fā)生污泥膨脹問題 ， 耐沖擊負(fù)荷 ， 處理效果西安工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 4 穩(wěn)定。采用此法處理啤酒廢水 ， COD的去除率可達(dá) 90%， 出水 COD100mg/ L， 符合國家規(guī)定排放標(biāo)準(zhǔn)。 SBR法處理啤酒廢水運(yùn)行費(fèi)用主要來自電耗 ， 耗電量大致為 ， 而從國內(nèi)啤酒生產(chǎn)廢水生化處理其電耗為 1102114 kwh/噸水來看 ， 采用 SBR法其電耗降低 30%左右 ， 具有明顯的優(yōu)越性。 (2) 生物膜法 生物膜法是人們模仿土壤的自凈過程而創(chuàng)造出來的 ， 并很早被人們應(yīng)用于廢水生物處理。早在十九世紀(jì) ， 1893 年英國科貝特 ( Corbett ) 在索爾福德城 (Salford) 創(chuàng)建了具有噴嘴布水裝置的生物濾池 (灑滴濾池 )， 這也就是廢水生物處理工程中最早出現(xiàn)的生物膜法濾池 [5]?，F(xiàn)在 ，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā) 展和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的積累 ， 生物膜法也經(jīng)歷了一個發(fā)展過程 ， 使用的處理設(shè)施(生物濾池 ) 及其運(yùn)行方式 ， 已從原來的灑滴濾池 (普通生物濾池 ) 發(fā)展到現(xiàn)在的各種高負(fù)荷率型的生物濾池。其運(yùn)行原理是 ， 生物濾池內(nèi)填有某種附著粘菌的介質(zhì) ， 廢水流過濾池時與粘菌相接觸 ， 其中的污染物將被這層生物膜去除。以塑料為填料的池深可達(dá) ， 水力負(fù)荷高達(dá) 3/minm2 。在適當(dāng)?shù)某厣钆c流量條件下處理啤酒廢水 ， BOD5 去除率可高達(dá) 90%。生物膜法主要為生物接觸氧化法和生物轉(zhuǎn)盤 ， 該法主要用于去除水中的 BOD5。國內(nèi)采用生物接觸氧化法 處理啤酒廢水的啤酒廠有青島啤酒廠、撫順啤酒廠、房山啤酒廠等 ， 廢水 COD為 10001200mg/L， 處理后出水 COD 為 100mg/L , 去除率達(dá) 90%92%。生物接觸氧化法在國內(nèi)應(yīng)用很廣 , 其主要優(yōu)點(diǎn)是處理能力大 ， 耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng) ， 占地面積少 ， 污泥生成量少 , 無污泥膨脹 , 運(yùn)行管理方便等 ， 但處理效果一股不及活性污泥法 ， 建筑費(fèi)用亦較高。采用生物轉(zhuǎn)盤的工廠有杭州啤酒廠、上海華光啤酒廠等 ， 進(jìn)水 COD 為 1500mg/L , 處理后出水 COD 為30150mg/L， 去除率 90%98%。生物轉(zhuǎn)盤法是較早用來處 理啤酒廢水的方法 ， 它具有的優(yōu)點(diǎn)有處理效果比較穩(wěn)定 ， 運(yùn)行費(fèi)用低 ， 動力消耗 ， 耐沖擊負(fù)荷 ， 無污泥膨脹等 ， 但前期基建投資高 ， 受氣溫變化影響大 ， 不適合于氣溫偏低的地區(qū)使用。 綜上所述 , 生物膜法不同于活性污泥法的最大優(yōu)點(diǎn)是不存在污泥膨脹問題。因?yàn)樯锬な歉街诠腆w濾料表面上 , 微生物固著表面生長 , 而在活性污泥法中 , 微生物懸浮于液體之中生長。因此對生物膜法來講 , 不會引起污泥膨脹問題?？傊?, 生物膜法和活性污泥法相比 , 具有運(yùn)轉(zhuǎn)管理相對方便 , 而且剩余污泥量亦較少等優(yōu)點(diǎn)。因而 , 生物膜法在啤酒廢水生物處理工程中 , 尤其在處理一般規(guī)模的場合下 , 已受到很多廠家歡迎并予以采用。 (3) 氧化塘法 氧化塘工藝一般可分為四種 : 兼性塘、厭氧塘、好氧塘和曝氣塘 [6] 。一般來說 , 厭氧塘、兼性塘和好氧塘串聯(lián)使用 , 從工藝設(shè)施構(gòu)造和運(yùn)行管理來看 , 這是較經(jīng)濟(jì)的一種處理方法 , 而且處理效果也令人滿意 ,只是有些氣味。經(jīng)氧化塘法工藝處理后的啤酒工業(yè)廢水 , 出水CODCr濃度為 100150mg/ L , BOD5 濃度為 3090mg/L , SS 濃度為 3090mg/L , 出水水質(zhì)達(dá)到國家二級排放標(biāo)準(zhǔn)。氧化塘工藝具有前期基建投資 少及運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)。但是氧化塘工藝要實(shí)施必須占用有較大面積 , 這也就成為了它基建費(fèi)用的主要內(nèi)容。因而選擇此類工藝主要取決于當(dāng)?shù)貙?shí)際情況。 (4) 膜 生物反應(yīng)器 膜 生物反應(yīng)器 (MBR)是 90 年代興起的一種廢水生化處理的新技術(shù) , 它是用膜組件替代傳統(tǒng)二沉池進(jìn)行固液分離的一種新型高效廢水處理技術(shù) , 與傳統(tǒng)的活性污泥法相比 , 膜 —生西安工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 5 物反應(yīng)器具有污染物去除效率高、出水水質(zhì)穩(wěn)定、裝置容積負(fù)荷大、設(shè)備占地面積小、傳氧效率高、污泥產(chǎn)量低、操作運(yùn)行簡便等優(yōu)點(diǎn)。 目前 , 國內(nèi)由于對膜 生物反應(yīng)器的研究起步較晚 , 尚無實(shí)際 應(yīng)用的例子 , 但據(jù)近年來的實(shí)驗(yàn)報(bào)道 ,膜 生物反應(yīng)器對啤酒廢水的 COD 和 NH3N 具有良好的處理效果 , 去除率分別為 %和 % , 遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于相同試驗(yàn)條件下的普通活性污泥法。它已成為一項(xiàng)值得研究和推廣的新型生物反應(yīng)器處理技術(shù)。 厭氧生物處理 傳統(tǒng)的厭氧發(fā)酵工藝需要較高的溫度、較長的停留時間 , 且處理效能低。 20 世紀(jì) 60 年代末以來世界上先后出現(xiàn)了厭氧濾池 (AF)、升流式厭氧污泥床反應(yīng)器 (UASB), 兩相厭氧消化( TPAD)等工藝 , 以其較高的容積負(fù)荷率和較短的水力停留時間受 到人們的關(guān)注 , 被稱為第二代厭氧反應(yīng)器 [7]。經(jīng)過實(shí)踐證明 ,這類反應(yīng)器完全適用于處理啤酒廢水 , 而且厭氧消化工藝相似于啤酒釀造、發(fā)酵生產(chǎn)工藝 , 很容易被啤酒廠家所掌握。與好氧生物處理相比 , 厭氧生物處理的優(yōu)點(diǎn)有 :動力消耗低、剩余污泥量少、處理設(shè)備較便宜、能降解某些好氧處理難于降解的物質(zhì)。其缺點(diǎn)分別是 : 厭氧污泥增殖緩慢、出水水質(zhì)差、操作控制復(fù)雜以及廢水濃度較低時產(chǎn)生的 CH4 回收價值小等。厭氧生物處理是在無氧條件下 , 靠厭氣細(xì)菌的作用分解有機(jī)物。它適用于高濃度有機(jī)廢水 (CODCr 2020mg/ L , BOD5 1000mg/ L) 。在這一過程中 , 參加生物降解的有機(jī)基質(zhì)有 50%～ 90%轉(zhuǎn)化為沼氣 , 而發(fā)酵后的剩余物還可回收作為優(yōu)質(zhì)肥料和飼料。因此 ,厭氧生物處理啤酒廢水已經(jīng)受到了越來越多的關(guān)注。 (1) 升流式厭氧污泥床 升流式厭氧污泥床 (USAB)是由荷蘭 Wageninger 農(nóng)業(yè)大學(xué) Lettinga 教授提出。它利用厭氧微生物降解廢水中的有機(jī)物 , 其主體分為配水系統(tǒng) , 反應(yīng)區(qū) , 氣、液、固三相分離系統(tǒng) , 沼氣收集系統(tǒng)四個部分 , 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 [8]。 沈陽啤酒廠采用回收固形物及厭氧消化綜合治理工藝 , 實(shí)行清污分流 , 集中收集 CODCr大于 5000mg/L 的高濃度有機(jī)廢水送入 UASB 進(jìn)行厭氧處理 , 廢水中 CODCr的質(zhì)能利用率可達(dá) %。但其不足之處是出水 CODCr的濃度仍有 500mg/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) 內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器 內(nèi)循環(huán) ( Internal Circulation , IC) 厭氧反應(yīng)器于 20世紀(jì) 80年代中期由荷蘭 PAQUES公司開發(fā)研制成功 , 它是在 UASB 反應(yīng)器的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的 , 和 UASB 反應(yīng)器一樣 , 可以形成高生物活性的厭氧顆粒污泥 , 但不同的是這種反應(yīng)器內(nèi)部還能夠形成流體循環(huán)。此類反應(yīng)器高度約為 1625米 , 容積負(fù)荷為普通升流式厭氧污泥床 (UASB)的 4倍左右 , 占地面積少 , 基建投資省 , 有機(jī)負(fù)荷高 , 抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng) ,運(yùn)行穩(wěn)定性好。 沈陽華潤雪花啤酒有限公司 1996年從荷蘭 PAQUES公司引進(jìn) IC技術(shù)處理啤酒生產(chǎn)廢水 ,設(shè)計(jì)日處理高濃度有機(jī)廢水 400立方米、 CODCr負(fù)荷 2020kg/d、 CODCr去除率達(dá) 80% ,包括配套設(shè)施在內(nèi)全部設(shè)施僅占地 245平方米。上海富仕達(dá)啤酒廠采用 IC 厭氧反應(yīng)器后接好氧處理系統(tǒng) , 總出水 CODCr為 75mg/L ,CODCr的去除率為 %。 西安工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 6 厭氧和好氧技術(shù)的聯(lián)合運(yùn)用 近年，水處理工作打破傳統(tǒng)工藝 ， 聯(lián)合運(yùn)用好氧和厭氧技術(shù)處理廢水，取得了突出的效果。啤酒廢水中有很多復(fù)雜的有機(jī)物，對于好氧生物處理而言是屬于難生物降解或不能降解的，但這些有機(jī)物往往可以通過厭氧菌分解為較小分子的有機(jī)物，而那些較小分子的有機(jī)物可以通過好氧菌進(jìn)一步降解。采用厭氧與好氧工藝相結(jié)合的流程，可以達(dá)到生物脫氮的目的。具體的工藝有 :水 解酸化一生物接觸氧化法 、 IC 一 ICRCOX反應(yīng)器法 、 UASBSBR 組合工藝 、內(nèi)循環(huán) UASB 反應(yīng)器十氧化溝工藝串聯(lián)法等。 自然生物處理 啤酒廢水的自然生物處理方法有氧化塘和土地處理法。氧化塘基建投資小 , 運(yùn)行費(fèi)用低 , 維護(hù)簡便 , COD、 BOD5 去除率可達(dá) 80%90% , 缺點(diǎn)是占地面積大。對于地處郊外的小型啤酒廠 ,氧化塘法是比較經(jīng)濟(jì)簡單的方法。氧化塘還可做為好氧或厭氧生物處理的后處理 , 以提高出水水質(zhì)。如果啤酒廠附近有適當(dāng)土地 , 可以采用土地處理法 , 廢水經(jīng)沉淀等預(yù)處理后 , 或灌溉農(nóng)田或土 地處理 [9]。 物理化學(xué)處理法 生化法處理啤酒廢水投資大 , 工藝長管理復(fù)雜 , 一些小型啤酒廠希望有簡單 而且 有效且投資少的工藝。這種方法運(yùn)行費(fèi)用高 , 且沉渣量大 , 處置麻煩 , 做為生物處理后的輔助處理方法是經(jīng)濟(jì)可行的。 錦州啤酒廠對此做了嘗試。他們用 H2O2 作氧化劑 , Fe3+ 為催化劑 , 在弱酸性條件下 , 將制麥廢水氧化 45d, 污水澄清 , COD濃度由處理前的 mg/L 降到 mg/L , 處理后水可回用 [10]。物理化學(xué)法處理啤酒廢水目前尚無更多的報(bào)道。這種方法運(yùn)行費(fèi)用 高 , 且沉渣量大 , 處置麻煩 , 做為生物處理后的輔助處理方法是經(jīng)濟(jì)可行的。西安工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 7 設(shè)計(jì)背景 基本資料 該啤酒廠位于某市郊區(qū)，每天的排放廢水 量平均 為 2500m3，最大 流量 為 3000m3。COD:10801710mg/1； BOD:420690mg/1； SS:390630 mg/1； PH:。其平均值分別為 14580、 4 。 啤酒廠所處 地勢平坦，地面標(biāo)高 ，啤酒 廢水直接排放影響周圍環(huán)境，為適應(yīng)當(dāng)?shù)丨h(huán)保工作的需要和建設(shè)項(xiàng)目三同時規(guī)定 ， 且它的總 排污口離飲用水源很近 ,所以要求處理后 ,出水達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》 ( GB8979 —1996)的二 級標(biāo)準(zhǔn) ，即 COD≤120 mg/1； BOD≤30mg/1；SS≤30mg/1。據(jù)次此 投資興建此配套污水處理設(shè)施。 污水處理后排入某一河流，污水處理廠距此河流 400m，此河流最高洪水位為 ；污水處理廠設(shè)計(jì)地面標(biāo)高為 ；污水提升泵房進(jìn)水間污水管引入標(biāo)高為 。 自然條件 1．氣象條件 全年平均氣溫 9． 8℃ 夏季極端最高溫度 39． 4℃ 冬季極端最低溫度 ℃ 冬季最低水溫 11℃ 全年主導(dǎo)風(fēng)向 西北風(fēng) 風(fēng)荷載 O． 3Kpa 雪荷載 O． 2Kpa 全年采暖日數(shù) 137 天 全年平均蒸發(fā)量 907mm 全年平均降水量 2．工程地質(zhì)條件 地震烈度 8 度 最大凍土深度 77cm 地基承載能力 120 噸／ m2 3．水文地質(zhì)條件 地下水位埋深 10m 主要工程設(shè)計(jì)依據(jù)及規(guī)范 a. 可行性研究報(bào)告的批準(zhǔn)文件 和工程建設(shè)單位的設(shè)計(jì)委托書； b. 廠家提供的有關(guān)設(shè)計(jì)文件和基礎(chǔ)數(shù)據(jù) c. 本工程執(zhí)行《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（ GB89781996）二級排放標(biāo)準(zhǔn)；