【文章內(nèi)容簡介】 計 ..................................................................................................... 64 出水系統(tǒng)設(shè)計 ......................................................................................................... 68 排泥系統(tǒng)設(shè)計 ......................................................................................................... 68 產(chǎn)氣量計算 ............................................................................................................. 68 第六章 CASS 反應(yīng)池的設(shè)計計算 ..................................................................................... 69 設(shè)計計算 ................................................................................................................. 69 8 污泥 COD 負(fù)荷計算 .............................................................................................. 72 產(chǎn)泥量及排泥系統(tǒng) ................................................................................................. 72 需氧量及曝氣系統(tǒng)設(shè)計計算 ................................................................................. 73 第七章 污泥部分各處理構(gòu)筑物設(shè)計與計算 .................................................................... 77 污泥濃縮池設(shè)計 ..................................................................................................... 77 第八章 構(gòu)筑物高程計算 .................................................................................................... 79 污水流經(jīng)各處處理構(gòu)筑物水頭損失 ..................................................................... 79 部分污水管渠水頭損失 ......................................................................................... 80 附錄 2 外文文獻(xiàn)原文及翻譯 9 第一章 總論 設(shè)計的目的與意義 近年來，我國啤酒工業(yè)發(fā)展迅速，已成為世界五大啤酒生產(chǎn)國之一。同時啤酒工業(yè)又是資源消耗大戶和產(chǎn)污排污大戶，它在消耗大量資源同時向環(huán)境排放了大量的污染物，這些污染物包括廢水、廢氣、廢渣和噪聲。 80 年代以來，我國啤酒工業(yè)得到迅速發(fā)展，到目前我國啤酒生產(chǎn)廠已有 800多家，據(jù) 1996 年統(tǒng)計我國啤酒產(chǎn)量達(dá) 1 650 萬 t，既成為世界啤酒生產(chǎn)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(guān)部門的重視。 啤酒生產(chǎn)廢水的特點是高 COD、高 BOD、高懸浮物（ CODcr 含量達(dá)到2020mg/L 以上），這種“三高”的污水不經(jīng)處理排放到地表，則使河（湖）水渾濁、水體腐敗發(fā)臭、魚蝦絕跡、危害人體健康，使生態(tài)環(huán)境遭受嚴(yán)重破壞。由于啤酒廢水的污染程度是相當(dāng)嚴(yán)重的，所以要對啤酒廢水進(jìn)行一定的處理使其達(dá)標(biāo)排放，這也是啤酒生產(chǎn)實施可持續(xù)發(fā)展的必經(jīng)途徑。 [1] 為了改善啤酒生產(chǎn)廢水對環(huán)境造成的污染，更加有效地實施清潔生產(chǎn)，提高企業(yè)的經(jīng)濟效益，所以應(yīng)建立啤酒廢水處理排放系統(tǒng)，以解決目前存在的污染 問題。 啤酒廢水處理發(fā)展方向 隨著人民生活水平的不斷提高及對現(xiàn)代處理工藝的嚴(yán)格要求，啤酒生產(chǎn)及廢水處理將向以下幾個方向發(fā)展 [3]。 清潔生產(chǎn) 啤酒廠的特點是消耗高，除有機物污染外幾乎不產(chǎn)生對環(huán)境有毒害的物質(zhì)。 10 因此啤酒廠的清潔生產(chǎn)重點應(yīng)考慮如何使資源消耗最小，如何提高生產(chǎn)效率。我國啤酒廠的清潔生產(chǎn)潛力很大，表現(xiàn)在： A: 節(jié)約原料 (1) 節(jié)約原料：原料大麥應(yīng)科學(xué)保存，嚴(yán)格進(jìn)出倉管理。大麥進(jìn)倉前先進(jìn)行清麥、除雜，然后測定水分含量，水分只有在 12 %以下的大麥才可進(jìn)倉，否則應(yīng)日光攤曬或低溫干燥；水分不 同的大麥應(yīng)分堆保存；做好通風(fēng)、滅蟲殺菌工作；應(yīng)有專人負(fù)責(zé)經(jīng)常檢查，并做好記錄。此外，在運輸途中應(yīng)防止灑落。 (2) 麥汁過濾：麥汁在糖化后，必須在最短時間內(nèi)與不溶解的酒糟分離。采用板框式壓濾機可以較好地解決上述問題?？s短過濾時間，排污量減少 80 % ，麥汁質(zhì)量大為提高，對環(huán)境有利 ,是較典型的清潔生產(chǎn)技術(shù)。 (3) 回收再用：灌裝生產(chǎn)線的殘留啤酒應(yīng)回收，怎樣繼續(xù)使用，取決于殘留啤酒的質(zhì)量，但應(yīng)避免直接排入下水道。 B: 節(jié)約水耗 生產(chǎn)用水包括工藝用水、冷卻用水、沖洗用水等 3 個方面。國內(nèi)每生產(chǎn) 1 t 啤酒，水 消耗量約為 10～ 30 t ，而國外已達(dá)到 8 t 以下，可見我國水資源浪費的嚴(yán)重程度。相應(yīng)的，這也是清潔生產(chǎn)潛力較大的地方 ,為降低生產(chǎn)用水量，主要從回收角度考慮 ,回收措施主要用于冷卻用水和沖洗用水。 啤酒廢水土地利用 廢水的土地利用在國內(nèi)外都有悠久的歷史。其目的不單純是廢水農(nóng)田灌溉，而是根據(jù)生態(tài)學(xué)原理，在充分利用水資源的同時，科學(xué)地運用土壤 —— 植物系統(tǒng)的凈化功能，使該系統(tǒng)起到廢水的二、三級處理作用。廢水的土地利用一般有快速滲濾（快速滲濾， RI，是將污水有控制地投配到具有良好滲透性能的土壤表面，污水向下滲透 過程中通過生物氧化、硝化、反硝化、過濾、沉淀、氧化和還原等一系列作用從而得到凈化的一種土地處理工藝）和地表漫流兩種方法。 前者的特點是加入的廢水大部分都經(jīng)過土壤滲透到下層 ,因而僅限于在砂及砂 11 質(zhì)粘土之類的快滲土壤上使用，植物對廢水的凈化作用較小，主要是由土壤中發(fā)生的物理、化學(xué)和生物學(xué)過程使廢水得到處理。 后者是一種固定膜生物處理法 ,廢水從生長植物的坡地上游沿溝渠流下，流經(jīng)植被表面后排入徑流集水渠。廢水凈化主要是通過坡地上的生物膜完成的。這種方法對于滲透較慢的土壤最為適用。經(jīng)調(diào)查 ,啤酒廢水經(jīng)過土地利用系統(tǒng)后，水 質(zhì)明顯改善，能夠達(dá)到農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（ GB5084— 85）的要求；同時又可節(jié)省水源，增加農(nóng)田土壤的有機質(zhì)含量，提高農(nóng)作物產(chǎn)量。其經(jīng)濟效益在干旱地區(qū)更能得到體現(xiàn)。 當(dāng)然，啤酒廢水的土地利用也存在一定的問題： (1) 處理過程中會產(chǎn)生臭味，必須將處理場地設(shè)在遠(yuǎn)離居住區(qū)的地方，這樣需要較長的輸水干管； (2) 廢水的含鹽量過高時，將危害植物生長，并造成土壤排水、通氣不良。 如何避免這些問題發(fā)生，將是啤酒廢水處理行業(yè)的一個的發(fā)展方向。 啤酒廢水的植物凈化 啤酒廢水中有機碳含量豐富，氮、磷的含量也有一定水平，可以 為植物生長提供必要的營養(yǎng)物質(zhì)。通過利用啤酒廢水對普通絲瓜、多花黑麥草、水雍菜、金針菜等植物進(jìn)行水培試驗，發(fā)現(xiàn)這些植物長勢良好并能完成其生活史，既創(chuàng)造了經(jīng)濟效益 ,同時又顯著降低了廢水中多種污染物 (COD 除外 )的濃度。這為啤酒廢水的資源化處理開拓了一條新思路。水培植物對廢水中 COD 的去除率不高 ,主要是因為廢水中 C 的含量大大高于 N 、 P ，而植物是按照一定的 C 、 N 、 P 比例來攝取營養(yǎng)物質(zhì)的。從這一點來看，水培植物用于生物處理后出水 (含 C 量已大為降低 ) 的深度凈化更為合理。 12 設(shè)計項目的工藝原理 啤酒生產(chǎn)工藝流程 啤酒生產(chǎn)工藝流程主要分為兩個部分，分別是麥芽制造過程和啤酒釀造過程[2]。 ① 麥芽制造工藝流程： 麥芽制造主要有三大步驟：浸麥、發(fā)芽、干燥，流程如下： ② 啤酒釀造工藝流程： 13 啤酒廢水的來源 啤酒的廢水主要來源于 ： 麥芽生產(chǎn)過程的洗麥水 、 浸買水 、 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 廢水； 罐裝過程洗瓶 、 滅菌和破瓶啤酒 廢水； 冷卻車間和成品車間洗滌水 [4]。 啤酒生產(chǎn)廢水的特點 啤酒生產(chǎn)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(yīng)產(chǎn)生大量廢水 。 由于啤酒的生產(chǎn)工序較多 ， 不同的啤酒廠生產(chǎn)過程每噸酒的耗水量和水質(zhì)相差較大 .國內(nèi)每噸啤酒從糖化到灌裝總耗水 10~20 噸 。 啤酒廢水可分為以下幾類 [4]： 1．清潔廢水 冷凍機、麥汁和發(fā)酵冷卻水等，這些水基本未受污染。 2．清洗廢水 如清洗生產(chǎn)裝置廢水、漂洗酵母水、洗瓶機初期洗滌水、酒罐消毒廢水、巴斯德殺毒噴淋水和地面沖洗水等，這類廢水受到不同程度的有機污染。沖洗廢渣水，如麥糟液、冷熱凝固物、酒花糟、剩余酵母、酒泥、濾酒渣和殘堿性洗滌液等，這 類廢水中含有大量的懸浮固體有機物。工段中將產(chǎn)生麥汁冷卻水、裝置洗滌水、麥糟、熱凝固物和酒花糟。裝置洗滌水主要是糖化鍋洗滌水、過濾槽和沉淀槽洗滌水。此外，糖化過程還要排出酒花糟、 熱凝固物等大量懸浮物。 3．裝酒廢水 在灌裝酒時，機器的跑冒滴漏時有發(fā)生，還經(jīng)常冒酒，廢水中摻入大量殘酒。 14 噴淋時由于用熱水噴淋，啤酒升溫引起瓶內(nèi)壓力增大，“炸瓶”現(xiàn)象時有發(fā)生，所以，在大量啤酒灑散在噴淋水中，循環(huán)使用噴淋水為防止生物污染而加入防腐劑，因此被更換下來的廢噴淋水含防腐劑成分。 4．洗瓶廢水 清洗瓶子時先用堿液洗滌劑浸 泡 ,然后用壓力水初洗和終洗 .瓶子清洗水中含有殘余堿性洗滌劑、漿紙、燃料、漿糊、殘酒和泥砂等。堿性洗滌劑的更換，更換時若是直接排入下水道可以使啤酒廢水呈堿性。因此廢堿性洗滌劑應(yīng)先進(jìn)入調(diào)節(jié)池沉淀裝置進(jìn)行單獨處理。所以可以考慮將洗瓶廢水的排出液經(jīng)處理后儲存起來，用來調(diào)節(jié)廢水的 pH 值。這樣可以節(jié)省污水處理的藥劑用量。 啤酒廢水的處理方法 鑒于啤酒廢水自身的特性，啤酒廢水不能直接排入水體 。啤酒廢水的處理方法可以 分為好氧生物處理和厭氧生物處理兩大類。目前，國內(nèi)外普遍采取生化法處理啤酒廢水。 好氧生物處理 技術(shù) 好氧生物處理是在氧氣充足的情況下，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(chǎn)物是二氧化碳、水及能量（釋放于水中）。這種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?、生物膜法、深井曝氣法是較有代表性的好氧生物處理方法。 15 活性污泥法 活性污泥法是中、低濃度有機廢水處理中使用最多、運行最可靠的方法，具備投資省、處理效果好等優(yōu)點。該水處理工藝的主要部分是曝氣池和沉淀池。廢水進(jìn)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。 間歇式活性污泥法（ SBR）通過間歇曝氣可以使動力消耗顯著降低，同時，廢水處理時間也短于普通活性污泥法。引進(jìn)比利時的 SBR 專利技術(shù)，廢水處理時間僅需 19～ 20h，比普通活性污泥法縮短 10～ 11h， CODcr的去除率也在 96%以上。 在傳統(tǒng)的活性污泥法基礎(chǔ)上，科研人員開發(fā)了新型高效好氧生物生理技術(shù)周期循環(huán)活性污泥法。其優(yōu)點是：利用位于反應(yīng)器前端的預(yù)反應(yīng)池作為生物選擇器對水中有機底物快速吸附及吸收，提高了處理效率，增強了系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性；可 變?nèi)莘e的運行提高了系統(tǒng)對水質(zhì)水量變化的適應(yīng)性和操作的靈活性；根據(jù)生物反應(yīng)動力學(xué)原理，對廢水在反應(yīng)器的流動呈現(xiàn)出整體推流，而在不同區(qū)域內(nèi)為完全混合的復(fù)雜流態(tài)，不僅保證了穩(wěn)定的處理效果，而且提高了容積利用率；通過對生物速率的控制，使反應(yīng)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，降低了運轉(zhuǎn)費用。 生物接觸氧化法 該方法 20 世紀(jì) 70 年代由日木初創(chuàng)，它是在生物反應(yīng)器內(nèi)裝載填料，利用微生物自身的附著作用，在填料表面形成生物膜，使污水在與生物膜接觸過程中得到