啤酒厂的废水处理工艺.doc

. 啤酒厂的废水处理工艺 摘要：近年来啤酒工业在我国发展迅速。啤酒行业是生物食品工业中耗水量比较大的一个行业。啤酒的生产也伴随着大量污水的排出，给环境造成了很大的威胁。啤酒污水主要含有大量的有机物，属于高浓度有机废水，如果直接排放，降低了原料的利用率而且会对环境造成很大的压力。本论文主要采用厌氧-好氧处理工艺来处理啤酒工厂的废水，使其达到排放标准。整个工艺具有投资少，处理效果好，工艺简单，占地面积省，运行稳定，能耗少的的优点。关键词: 啤酒污水; UASB; CASS 目 录1引言12调查地址概况12.1调查的时间和地点12.2污水处理工程的设计依据12.3设计范围12.4设计原则23污水处理工艺流程23.1设计原水水质指标23.2 设计出水水质指标23.3 处理工艺流程的选择23.4处理工艺线路33.5处理工艺所需设备34 啤酒废水处理构筑物44.1 格栅44.2集水池44.3泵房44.4 水力筛44.5 酸化调节池44.6 UASB反应池54.7 CASS反应池65污泥部分各处理构筑物设计75.1 集泥井75.2 污泥浓缩池75.3 污泥脱水间76 构筑物高程76.1 污水构筑物高程76.2 污泥高程77 预计处理效果及讨论77.1 处理效果77.2 讨论8参考文献9致 谢11.1引言啤酒增产需要努力提高生产效率以及更加合理的使用原料。原料费用和劳务费的增长直接影响企业盈利的增长，这使得企业经营者不得不考虑回收副产品和降低能耗。 啤酒企业还应注意工厂排放的污水会严重污染附近的河流和土地。啤酒厂的污水来源如下图:从上图可以看出，污水的主要来源有：麦芽生产过程中的洗麦水、浸麦水、发芽降温喷雾水、麦槽水、洗涤水、凝固物洗涤水；糖化过程的糖化、过滤洗涤水；发酵过程的发酵罐洗涤、过滤洗涤水；罐装过程洗瓶、灭菌及破瓶啤酒；冷却水和成品车间洗涤水；以及工厂员工的生活用水等等。2 调查地址概况2.1 调查的时间和地点研究时间是2013年4月5日到5月1日。地点是山西省洪洞县白石乡南段村。金星啤酒集团有限公司是1995年10月以河南金星啤酒公司为核心组建的集工、贸、科研一体化的国家大型啤酒集团企业。2.2污水处理工程的设计依据 (1)中华人民共和国污水排放标准（GB8978-1996）。 (2)啤酒行业污水处理有关资料。 (3)啤酒厂方提供的基本资料。2.3设计范围 本工程的设计范围为：生产污水流到处理厂界开始到出水达到指标为止，内部工艺单元包括水工艺、土建、电气设备等专业内容。2.4设计原则 (1)严格按照国家环保局的有关法规，根据排放标准使排放的污水达到指标甚至高于指标。 (2)采用先进、成熟可靠的处理工艺，最大程度提高环境效益还有经济效益。 (3)污水处理工艺能够在生产中有一定的灵活性还有可调节性，可以随着水质、水量的变化灵活应变。 (4)实际操作过程中要便于操作，管理还有维修。节省资源成本。3 污水处理工艺流程3.1设计原水水质指标CODcr=1400 mg/LBOD5=800 mg/L SS=350 mg/LpH=5113.2 设计出水水质指标 CODcr100 mg/LBOD530 mg/LSS70 mg/LpH=693.3 处理工艺流程的选择厌氧-好氧处理工艺是一种有效去除有机污染物并使其炭化的技术，它将有机化合物转化为二氧化碳和甲烷。这种工艺技术不仅运转费用低，而且还可以将废水转化成沼气。这种工艺的特点是所需反应器体积小，约为好氧处理工艺的10%15%；产泥量也少，约为好氧工艺的10%15%；对营养物的需求量比较低；可以小规模也可以大规模。厌氧法的特点是不能除去碳和磷，出水一般不达标，常用的反应器有UASB、AF、FASB等，UASB反应器与其他反应器相比有以下优点：水解-好氧技术节能效果显著，且BOD/COD值增大，污水的可生化性能增加，可缩短总水力停留时间，提高处理效率，剩余污泥量少；对于UASB好氧技术主要技术上先进可行，投资小，运行成本低，效果好，可回收能源，产出颗粒污泥产品，由一定收益；操作要求严可以看出厌氧好氧联合处理在啤酒污水处理方面有较大优点，故啤酒污水厌氧好氧处理技术是最好的选择。3.4处理工艺线路图1 啤酒污水处理工艺Figure1 Brewery Wastewater Treatment Process啤酒污水先经过格栅除去大的杂志然后进入集水池，用污水泵将污水提升到水力筛，进入调节池对水质，水量进行调节，调节池pH在6.57.5之间。调节池中出来的水用泵连续送入UASB反应器进行厌氧消化，降低有机物浓度。厌氧处理过程中产生的沼气被收集到沼气柜。UASB反应器内的污水流入CASS池中进行好氧处理，而后达标出水。来自UASB反应器、CASS反应池的剩余污泥先收集到集泥井，在由污泥提升泵提升到污泥浓缩池内被浓缩，浓缩后进入污泥脱水机房，进一步降低污泥的含水率，实现污泥的减量化。污泥脱水后形成泥饼，装车外运处置。3.5处理工艺所需设备主要设备见表1。表1 主要设备一览表Table1 Major Equipment List序号设备名称 型号规格单位数量1机械格栅HF-300 栅隙15 mm台22污水提升泵100QW120-10-5.5台3Q=30 L/s H=10.0 m N=5.5 KW3固定过滤机HS120台34潜水搅拌机QJB7.5/6640/3-303/c/s台1N=7.5 KW5配水泵150QW1100-15-11台3 Q=30 L/s H=15 m N=11.0 KW6加药装置AHJ-I套17气水分离器5001800（H）mm台18水封器5001200（H）mm台29沼气贮罐7000 mmH6000 mm个110鼓风机DG超小型离心鼓风机台2N=75.0 KW4 啤酒废水处理构筑物4.1 格栅 说明: (1)粗格栅：包括平行的栅条，一般金属制造，主要用来除去水中较大的杂质。 (2)细格栅：平行栅条，由不锈钢制造，主要用来处理细微的悬浮物(0.5 mm)。4.2集水池 集水池是一种小型的贮水设备，用来调节水量，贮存盈余，补充短缺，保证正常的运营。4.3泵房4.3.1 说明 采用下圆上方，集水池和泵房合建，集水池在泵房下面。4.3.2 计算 (1)选泵前总扬程估算 经过格栅水头损失为0.2 m，集水池最低水位与所需提升经常高水位之间的高差为： 78.5-73.412=4.5 m (2)出水管水头损失总出水管Q=60 L/s，选用管径DN250，查表的v=1.23 m/s,1000i=9.91,一根出水管，Q=30 L/s，选用管径DN200，v=0.97 m/s,1000i=8.6，设管总长为40 m，局部损失占沿程的30%，则总损失为： (3)水泵扬程 泵站内管线水头损失假设为1.5 m，考虑自由水头为1.0 m,则水泵总扬程为： H=4.5+0.5+1.5+1.0=7.5 m 取8 m。4.4 水力筛设计说明:过滤污水中的悬浮物。4.5 酸化调节池4.5.1 设计说明主要用来调节水质、水量、水温的变化。降低对生物设备的冲击，防止污染物沉淀。 4.5.2计算 (1)调节池有效容积 V = QT = 208.335 =1041.65 m3 (2)调节池水面面积 调节池有效水深取5.5米，超高0.5米，则 (3)调节池的长度 取调节池宽度为15 m，长为13 m，池的实际尺寸为：长宽高=15 m13 m6 m = 1170 m3。 (4)调节池的搅拌器使污水混合均匀，调节池下设潜水搅拌机，选型QJB7.5/6640/3-303/c/s1台4.6 UASB反应池4.6.1 设计说明: 由进水分配系统、反应区、三相分离区、出水系统、排泥系统沼气收集系统组成。有以下优点： （1）沉降性能好，不需要设计沉淀池 （2）结构简单，造价优惠 （3）过程中产生气体，对污泥产生搅拌，不需要搅拌池 （4）污泥浓度高，不会停留很长时间4.6.2 计算 （1）配水系统设计本系统设计为圆形布水器，进水方式采用连续进水的运行方式。（2）出水系统均匀的排除出水时反应器均匀稳定运行的关键，通常每个单元三相分离器设一个出水槽。本设计采用锯齿形出水槽，槽宽0.2 m,槽高0.2 m。 （3）浮渣清除系统沉淀区页面的浮渣层可用刮渣机清除，在气室内形成的浮渣可定期进行沼气反冲的方法，需要设置循环水泵。 (4）排泥系统设计在UASB三相分离器底部设置一个排泥口，每天排泥一次。（5）产气量计算每日产气量：23250.750.5300010-3=2615.6m3/d。4.7 CASS反应池4.7.1设计说明 CASS工艺是SBR工艺的发展，前身是ICEAS，由预反应区和主反应区组成。预反应区控制在缺氧状态，因此提高了对难降解有机物的去除效果，与传统的活性污泥法相比，有以下优点： （1）建设费用低，省去了初沉池、二沉池及污泥回流设备。 （2）运行费用低，节能效果显著。 （3）有机物去除率高，出水水质好，具有良好的脱氮除磷功能。 （4）管理简单，运行可靠，不易发生污泥膨胀。 （5）污泥产量低，性质稳定，便于进一步处理与处置。 4.7.2 产泥量以及排泥系统 （1） CASS池产泥量：CASS池的剩余污泥主要来自微生物代谢的增值污泥，还有很少部分由进水悬浮物沉淀形成。 （2）排泥系统：每池池底坡向排泥坡度i = 0.01 ，池出水端池底设（1.01.00.5）m3排泥坑一个，每池排泥坑中接出泥管DN200一根。4.7.3 布气系统 单个反应池平面面积为4010，设423个气器。选择QMZM-300盘式膜片式曝气器。其技术参数见表2,表2 QMZM-300盘式膜片式曝气器技术参数Table2 QMZM-300 disc diaphragm aerator technical parameters型号工作通气量服务面积氧利用率淹没深度供气量QMZM-30028 m3/h个0.51.0 m2/h个35%59%48 m4.25 m3/h4.7.4鼓风机房布置选用两台DG超小型离心鼓风机，供气量大时，两台一起工作，供气量小时，一用一备。5污泥部分各处理构筑物设计5.1 集泥井污水处理系统各构筑物所产生的污泥每日排泥一次，集中到集泥井，然后在由污泥泵打到污泥浓缩池。污泥浓缩池为间歇运行，运行周期为24 h，其中各构筑物排泥、污泥泵抽送污泥时间为1.01.5 h，污泥浓缩时间为20.0 h，浓缩池排水时间为2.0 h，闲置时间为0.5h1.0 h。5.2 污泥浓缩池用来设计污泥量，啤酒污水处理过程产生的污泥来自以下几部分： （1）UASB反应器，Q1 = 24.5 m3/d,含水率98% ； （2）CASS反应器，Q2 =44.68 m3/d,含水率99% ；总污泥量为：Q = Q1 + Q2 = 69.18 m3/d，设计中取70 m3/d。5.3 污泥脱水间 设计泥量，浓缩后污泥含水率为96% ；浓缩后污泥体积：= 35 m3/d。6 构筑物高程6.1 污水构筑物高程UASB处的地坪标高为76.4 m，按结构稳定原则确定池底埋深为-1.5 m，然后根据各处理构筑物之间的水头损失推求其它构筑物的设计水面标高，调节池设计成地下式，确定水面标高为76.4 m，从调节池到UASB经过提升泵提升。6.2 污泥高程当污泥以重力流排出池体时，污泥处理构筑物的水头损失以各构筑物的出流水头计算，浓缩池一般取1.5 m,CASS与UASB取1.2 m。7 预计处理效果及讨论7.1 处理效果 设计排放废水量为3000m3/d。COD2500mg/L,pH值约为6。废水经处理后，要求达到污水综合排放标准(GB 89781996)的一级标准，其主要水质指标见表3,表3 废水水质及排放标准Table3 Wastewater quality and emission standards项目CODCr(mg/L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)pH原水1500300080016002501200511排放标准100307069 注：该废水中的酵母、酒糟经过回收和综合利用，故COD、BOD含量降低。7.2 讨论 本设计采用厌氧-好氧处理工艺，技术成熟，管理方便，能使水质稳定达标排放，具有显著效益，实现了经济效益和环境效益的统一。洪洞县金星啤酒有限公司早期污水处理设备比较落后，监控方式大多采用人工方式，人工任务大。通过对方案的设计，对工程作出系统的规划，为企业节省投资，对企业和社会都有巨大的经济效益和环境效益。通过以上工艺主要有以下特点：（1）水处理后有保证，生化、理化指标均达到排放标准；（2）系统稳定可靠；（3）投资较少，工艺流程简便。参考文献1 孙慧修. 排水工程上册(第4版)M. 北京: 中国建筑工业出版社, 1998年.2 张自杰. 排水工程下册(第4版)M. 北京: 中国建筑工业出版社, 2000年. 3 给水排水设计手册第1册(常用资料)M. 北京: 中国建筑工业出版社, 1986年. 4 给水排水设计手册第5册(城市排水)M. 北京: 中国建筑工业出版社, 1986年. 5 给水排水设计手册第6册(工业排水)M. 北京: 中国建筑工业出社, 1986年. 6 给水排水设计手册第9册(专用机械)M. 北京: 中国建筑工业出社, 1986年. 7 给水排水设计手册第10册(技术经济分析)M. 北京: 中国建筑工业出社, 1986年. 8 给水排水设计手册第11册(常用设备)M. 北京: 中国建筑工业出社, 1986年. 9 曾科. 污水处理厂设计与运行M. 北京: 化学工业出版社, 2002年.10 孙立平. 污水处理新工艺与设计计算实例M. 北京: 科学出版社, 2001年.Brewery Wastewater Treatment ProcessAbstract: The beer industry is developing