【正文】 水是生命之源，是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，是不可替代的寶貴資源。經(jīng)濟的騰飛是以環(huán)境的代價為前提的。工業(yè)廢水的污染以其污染大、污染物濃度高、廢水排放量大、廢水中含有多種有毒有害物質(zhì)、廢水成分復(fù)雜以及水量變化大等特點而成為目前我們所面臨的主要問題。啤酒廢水主要來自麥芽車間（浸麥廢水），糖化車間（糖化，過濾洗滌廢水），發(fā)酵車間（發(fā)酵罐洗滌，過濾洗滌廢水），灌裝車間（洗瓶，滅菌廢水及瓶子破碎流出的啤酒）以及生產(chǎn)用冷卻廢水等。啤酒廢水的水質(zhì)和水量在不同季節(jié)有一定差別，處于高峰流量時的啤酒廢水，有機物含量也處于高峰。基于水污染的危害性和嚴重性，以保護環(huán)境為宗旨，以達到國家廢水排放標(biāo)準(zhǔn)為目的來設(shè)計啤酒廢水處理工藝是啤酒生產(chǎn)廠廢水處理部門一項刻不容緩的重任!. 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀“七五”以來，我國對啤酒廢水的處理工藝和技術(shù)進行了大量的研究和探索，特別是輕工業(yè)系統(tǒng)的設(shè)計院和科研單位，對啤酒廢水的處理進行了各方面的試驗、研究和實踐，取得了行之有效的成功經(jīng)驗，逐漸形成了以生化為主、生化與物化相結(jié)合的處理工藝。這些處理方法與工藝各有其特點和不足之處，但各自都有較為成功的經(jīng)驗。盡管目前污水處理技術(shù)眾多, 但其發(fā)展目標(biāo)是一致的,即以發(fā)展綠色技術(shù)、實現(xiàn)資源可持續(xù)開發(fā)利用和生態(tài)安全為目標(biāo)。(2) 實行污水規(guī)?；刑幚?可免除重復(fù)性設(shè)備投資,易于采用新技術(shù)。(4) 針對啤酒廢水中有機物含量高、生物降解性差的特點,同時考慮能源緊張的形勢, 主要采用厭氧好氧聯(lián)合技術(shù),并將產(chǎn)生的污泥干化后作肥料使用。(6) 在污水處理中實行自動化控制技術(shù),實現(xiàn)反應(yīng)器自控管理, 將節(jié)省人力。. 擬采用流程 1 . 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。由于啤酒的生產(chǎn)工序較多，~20噸。（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。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。此外，糖化過程還要排出酒花糟、 熱凝固物等大量懸浮物。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。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。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。. 工藝流程的確定1．啤酒廢水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，據(jù)統(tǒng)計，啤酒廠工業(yè)廢水如不經(jīng)處理，每生產(chǎn)100 噸啤酒所排放出的BOD 值相當(dāng)于14000 人生活污水的BOD 值，懸浮固體SS 值相當(dāng)于8000 人生活污水的SS，其污染程度是相當(dāng)嚴重的，所以要對啤酒廢水進行一定的處理。目前國內(nèi)的啤酒廠工業(yè)廢水的污水處理工藝，都是以生物化學(xué)方法為中心的處理系統(tǒng)。由于受場地、氣溫、初次投資限制，除少數(shù)采用塔式生物濾池，生物轉(zhuǎn)盤靠自然充氧外，多數(shù)采用機械曝氣充氧，其電耗高及運行費用高制約了污水處理工程的發(fā)展和限制了已有工程的正常使用或運行。1988 年開封啤酒廠國內(nèi)首次將厭氧酸化技術(shù)成功的引用到啤酒廠工業(yè)廢水處理工程中，節(jié)能效果明顯，約節(jié)能30～50%，而且使整個工藝達標(biāo)排放更加容易和可靠。這里所說完整的意義在于除厭氧生化技術(shù)外，沼氣通過自動化系統(tǒng)得到燃燒，這是厭氧系統(tǒng)安全運行和不產(chǎn)生二次污染的重要保證，這也是國內(nèi)外開發(fā)厭氧技術(shù)和設(shè)備應(yīng)充分引起重視的問題。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）。活性污泥法、生物膜法、深井曝氣法是較有代表性的好氧生物處理方法。該處理工藝的主要部分是曝氣池和沉淀池。我國的珠江啤酒廠，煙臺啤酒廠，上海益民啤酒廠，武漢西湖啤酒廠?；钚晕勰嗵幚砥【茝U水的缺點時動力消耗大，處理中常出現(xiàn)污泥膨脹。解決的辦法是投加含N,P 的化學(xué)藥劑，但這將使處理成本提高。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。（2）．深井曝氣法為了提高曝氣過程中氧的利用率，節(jié)省能耗，加拿大安大略省的巴利啤酒廠，我國的上海啤酒廠和北京五星啤酒廠均采用深井曝氣法（超深水曝氣）處理啤酒廢水。將廢水和污泥引入下降管，在井內(nèi)循環(huán)，空氣注入下降管或同時注入兩管中，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行的。據(jù)測定，當(dāng)進水BOD5 濃度為2400mg/L 時，出水濃度可降為50mg/L,去除率高達97．92％。（3）．生物膜法與活性污泥法生物膜法時在處理池內(nèi)加入軟性填料，利用固著生長于填料表面的微生物對廢水進行處理，不會出現(xiàn)污泥膨脹的問題。生物接觸氧化池是在微生物固著生長的同時，加以人工曝氣。國內(nèi)的淄博啤酒廠，青島啤酒廠，渤海啤酒廠荷徐州釀酒總廠等廠家的廢水處理中采用了這種技術(shù)。結(jié)果表當(dāng)容積負=,停留時間為3～4小時。由于停留時間縮短為原來的1/3～1/4，運轉(zhuǎn)費用也降低。他主要由盤片、氧化槽轉(zhuǎn)動軸和驅(qū)動裝置等部分組成，依靠盤片的轉(zhuǎn)動來實現(xiàn)廢水與盤上生物膜的接觸和充氧。該方法在美國應(yīng)用較普及，國內(nèi)的杭州啤酒廠、上海華光啤酒廠和浙江慈溪啤酒廠也在使用。厭氧生物處理厭氧生物處理適用于高濃度有機廢水。在這一過程中，參加生物降解的有機基質(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。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。廢水從反應(yīng)器低部加入，在向上流穿過生物顆粒組成的污泥床時得到降解，同時生成沼氣（氣泡）。目前已有北京啤酒廠，沈陽啤酒廠等廠家利用UASB 來處理啤酒廢水。清華大學(xué)在常溫條件下利用UASB 厭氧處理啤酒廢水的研究結(jié)果表明，進水CODcr 時，去處率為85％－90％。2. 處理方法的比較下面主要介紹一下處理啤酒廢水常用的幾種方法： （1）酸化—SBR 法處理啤酒廢水此方法主要處理設(shè)備是酸化柱和SBR反應(yīng)器。同時，經(jīng)水解反應(yīng)后溶解性COD比例大幅度增加，有利于微生物對基質(zhì)的攝取，在微生物的代謝過程中減少了一個重要環(huán)節(jié)，這將加速有機物的降解，為后續(xù)生物處理創(chuàng)造更為有利的條件。要想使此方法在處理啤酒廢水達到理想的效果時運行環(huán)境要達到下列要求：（1）酸化—SBR法處理中高濃度啤酒廢廢水，酸化至關(guān)重要，它具有兩個方面的作用，其一是對廢水的有機成分進行改性，提高廢水的可生化性；其二是對有機物中易降解的污染物有不可忽視的去除作用。（2）酸化—SBR法處理啤酒廢水受進水堿度和反應(yīng)溫度的影響，最佳溫度是24℃，最佳堿度范圍是500～750mg/L。 （2）UASB— 好氧接觸氧化工藝處理啤酒廢水此處理工藝中主要處理設(shè)備是上流式厭氧污泥床和好氧接觸氧化池，處理主要過程為：廢水經(jīng)過轉(zhuǎn)鼓過濾機，轉(zhuǎn)鼓過濾機對SS的 去除率達10%以上，隨著麥殼類有機物的去除，廢水中的有機物濃度也有所降低。由于增加了厭氧處理單元，該工藝的處理效果非常好。好氧處理(包括好氧生物接觸氧化池和斜板沉淀池)對廢水中SS和COD均有較高的去除率，這是因為廢水經(jīng)過厭氧處理后仍含有許多易生物降解的有機物。上流式厭氧污泥床和好氧接觸氧化池相串聯(lián)的啤酒廢水處理工藝具有處理效率高、運行穩(wěn)定、能耗低、容易調(diào)試和易于每年的重新啟動等特點。%，%～98%，該工藝非常適合在啤酒廢水處理中推廣應(yīng)用。 該處理工藝有以下主要特點：①VTBR反應(yīng)器由廢舊酒精罐改造而成，節(jié)省了投資。②冬季運行時，在VTBR反應(yīng)器外部加了一層保溫材料，使罐中始終保持較高的溫度，提高了生物的活性。 （4）． 生物接觸氧化法處理啤酒廢水該工藝采用水解酸化作為生物接觸氧化的預(yù)處理，水解酸化菌通過新陳代謝將水中的固體物質(zhì)水解為溶解性物質(zhì)，將大分子有機物降解為小分子有機物。該工藝在處理方法、工藝組合及參數(shù)選擇上是比較合理的，充分利用各工序的優(yōu)勢將污染物質(zhì)轉(zhuǎn)化、去除。本處理工藝的關(guān)鍵設(shè)備是UASB反應(yīng)器。厭氧微生物對水質(zhì)的要求不象好氧微生物那么寬，－，最佳溫度為35℃－40℃[2]，而本工程的啤酒廢水水質(zhì)超出了這個范圍。這無形中增加了電器。 內(nèi)循環(huán)UASB技術(shù)是在普通UASB技術(shù)的基礎(chǔ)上增加一套內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)，它包括回流水池及回流水泵。這樣一來能提高UASB反應(yīng)器對進水水溫、pH值和COD濃度的適應(yīng)能力，只需在UASB反應(yīng)器進水前對其pH和溫度做一粗調(diào)即可。此處理工藝主要有以下特點：①實踐證明，采用內(nèi)循環(huán)UASB反應(yīng)器＋氧化溝工藝處理啤酒廢水是可行的，其運行結(jié)果表明COD 總?cè)コ矢哌_95％以上。（6）．UASB+SBR法處理啤酒廢水本處理工藝主要包括UASB反應(yīng)器和SBR反應(yīng)器。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(chǎn)量，從而使整個廢水處理過程的費用大幅度減少。并且UASB池正常運行后，每天產(chǎn)生大量的沼氣，將其回收作為熱風(fēng)爐的燃料，可供飼料烘干使用。沼氣的熱值約為22680kJ/m3 ，煤的熱值為21000 kJ/t計算，則1m3 沼氣的熱值相當(dāng)于1 kg原煤，這樣可節(jié)煤約4 t/d左右。本工藝的核心為SBR池，整個工藝經(jīng)歷缺氧、好氧過程，能有效控制絲狀菌的生長，防止污泥膨脹，有效去除氨氮；因反應(yīng)前、中期水中有機物濃度高，微生物處于對數(shù)生長， 處理速度快， 氧利用率高，從而降低了能耗；同時，工藝調(diào)節(jié)靈活，進水、曝氣、沉淀、排水時間可根據(jù)實際情況調(diào)節(jié)易于操作。(2)處理流程簡單,安裝操作及維修很方便。構(gòu)筑物UASB反應(yīng)器中沉池、SBR池為半地下式的鋼混結(jié)構(gòu)，曝氣裝置（除曝氣頭外）可現(xiàn)場制作，安裝制作簡單，操作控制靈活，可自控也可手動，維修保養(yǎng)也很方便。（4）處理能力大，處理效果好。反應(yīng)器頂部設(shè)置三相分離器，能及時將處理過程中形成的固、液、氣分離，促進反應(yīng)進程。該池可降解90%以上的COD和BOD。3. 本設(shè)計的方案確定生物接觸氧化法技術(shù)的實質(zhì)是將微生物固著生長的填料全部淹沒在污水中，并采用與曝氣池相同的曝氣方法向微生物提供氧化作用所需的溶解氧，并起到攪拌和混合作用。生物接觸氧化法是一種介于活性污泥和生物濾池兩者之間的生物處理技術(shù)，具有兩種方法的優(yōu)點，因此在污水處理工程中得到了廣泛的應(yīng)用。生物接觸氧化池內(nèi)容積的生物固體量高于活性污泥法曝氣池及生物濾池。本設(shè)計整個工藝方案為：二沉池中沉池水解酸化池調(diào)節(jié)池機械濃縮脫水車間接觸氧化池提升泵房鼓風(fēng)機房格柵外排回流污泥剩余污泥回流污泥 空氣污水污泥污泥外排圖12 廢水處理工藝流程圖說明：本設(shè)計污水經(jīng)格柵進入調(diào)節(jié)池，污泥至脫水車間，污水經(jīng)提升泵提至水解酸化池，經(jīng)酸化之后進入初沉池沉淀，部分污泥至脫水車間，部分回流至水解酸化池，污水經(jīng)沉淀后進入接觸氧化池進行好氧處理，風(fēng)機鼓入空氣，污水經(jīng)好氧處理后進入二沉池，經(jīng)沉淀后排出，部分污泥至脫水車間，部分回流至接觸氧化池。目前。其中糖化和發(fā)酵工段產(chǎn)生的污水污染物質(zhì)含量比較高，污染較重，罐裝工段產(chǎn)生的污水污染較輕。表1 進水水質(zhì)及排放標(biāo)準(zhǔn)項目進水水質(zhì)排放標(biāo)準(zhǔn)COD（mg/l）800≤100BOD5500≤20SS600≤70pH67 69. 地質(zhì)資料徐州第二啤酒廠位于徐州市北郊區(qū)。多年主導(dǎo)風(fēng)向為北風(fēng)和西北風(fēng)。／s；／s；氣溫：℃；℃；；降水量多年平均為每年987mm； 蒸發(fā)量多年平均為1010mm； 地下水水位為地面下56m。污水廠污水進水總管管底標(biāo)高（進水泵房處）。：型式：平面型，傾斜安裝機械格柵設(shè)計流量：Q=設(shè)計參數(shù)：過柵流速v1＝,柵條寬度s＝,格柵凈間距b=, 格柵安裝傾角采用60186。（8）每日柵渣量（W）；單位柵渣量W1＝. 水解酸化池的設(shè)計計算： 設(shè)計水解酸化池的目的是進行污水的初步沉淀和水解酸化以利于后續(xù)的消毒處理，提高消毒效果，此處的水解酸化池相當(dāng)于水解和酸化兩個過程（酸化也可能不十分徹底）在一個池內(nèi)完成的沉淀池。在水解階段，固體物質(zhì)降解為溶解性的物質(zhì)，大分子物質(zhì)降解為小分子物質(zhì)；在酸化階段，碳水化合物降解為脂肪酸，主要產(chǎn)物是醋酸、丁酸和丙酸。水解和酸化進行得較快，難于把它們分開，此階段的主要微生物是水解菌和產(chǎn)酸菌。酸性階段后期的副產(chǎn)物還有H2S、吲哚、糞臭素和硫醇等帶有不良氣味的產(chǎn)物。采用水解酸化沉淀池具有以下優(yōu)點：(1)由于水解、酸化階段的產(chǎn)物主要為小分子的有機物，這些有機物的可生物降解性一般較好。由于水解—好氧生物處理工藝僅產(chǎn)生很少的難于厭氧降解的剩余活性污泥，故可在常溫下使固體物迅速水解，實現(xiàn)污水、污泥一次處理，不需要經(jīng)常加熱的一種消化池。(4)由于水解酸化反應(yīng)進行迅速，故水解酸化沉淀池的體積小，與一般初次沉淀池相當(dāng)，可節(jié)省基建投資。從工程上劃分為水解階段和酸化階段。另外，有機酸和溶解性的含氮化合物分解為氨、胺、碳酸鹽和少量的CON2和H2。在此階段，由于產(chǎn)氨細菌的活動使氨濃度增加，氧化還原電勢降低，PH上升。水解池是把反應(yīng)控制在第二階段完成之前。因此，水解酸化沉淀池可以改變污水的可生化性，從而減少反應(yīng)時間和處理過程的能耗；(2)由于固體沉淀物的降解減少了污泥量，降低污泥的VSS，其功能和消化池基本一樣。(3)不需要密閉的沉淀池，不需要攪拌器，不需要水、氣、固三相分離器，降低了造價，便于維護。 酸化水解池設(shè)計計算設(shè)計參數(shù)：～；停留時間為4～5h；池子長寬比；采用底部均勻布水，～2m2,～；出水裝置采用池頂部平行出水堰匯集出水，出水堰的間距為2～3m；排泥管的直徑為100～200mm， m/s，排泥時