毕业设计啤酒废水处理工艺设计.docx

本 科 毕 业 设 计（论 文）任 务 书化 学 工 程 系 专业： 化学工程与工艺专业 班级：学生姓名： 学号： 指导教师/职称：1.设计（论文）题目及专题：3000吨/天啤酒废水处理装置工程设计2.学生设计（论文）期限：自 月 日开始至 5 月 25 完成3.设计（论文）所用原始资料：每日最大污水处理量：约3000 m3。污水水质：1、 水量：平均3000吨/天2、 水质：水质指标ph值cod/(mg/l)bod5/(mg/l)ss/(mg/l)tn/(mg/l)tp/(mg/l)进水水质5-102500160020003510排放标准6-91003070150.5去除率%98.69998.53、 处理要求:水达到国家标准污水综合排放标准（gb897896）一级4、设计（论文）完成的主要内容：（1）方案选取：检索国内外相关科技文献报道的成果，综合考虑技术经济因素选取本设计项目适合的技术路线、工艺方案、主要设备，写出3000字左右的文献综述报告，200字的中文献摘要并译成英文（abstract）。（2）设计说明书及计算书：根据选顶的技术方案及技术路线，编写设计计算说明书。主要包括以下几部分内容：第一部分 前言：a、啤酒废水处理的概况；啤酒废水的来源生产工序，量、水质；b、本工程概况；c、工艺设计原则、范围与依据；d、工艺流程的确定及工艺方案原理、工艺路线描述；e、工艺的特点和处理效果；f、自控方案，检测、监测方案第二部分 工程设计工程设计规模；工程规模、主要构筑物、设备的设计计算；处理的结果；物料衡算表及主要辅料的消耗量；能耗表等；egsb设计计算；cass工艺过程、cass反应器的运行参数（包括氧的溶解度、利用率，但氧的物料衡算忽略，反应器内的c/n比等）废弃物的处置及安全、环保健康措施；事故情况的处理；第三部分 技术经济分析；第四部分问题与讨论。第五部分结束语；参考文献及书目等。相关图纸：主要包括：带控制点的工艺流程图；平面布置图；高程图；主要设备（构筑物）工艺图。6.发题日期：二oo 九年 月 七 日7附设计原始资料指导老师（签名）： 学生（签名）： 李金辉 摘 要学生：李金辉，化学工程系指导老师：朱卓堂，长江大学啤酒废水中有机物含量较高，如直接排放，既污染环境又降低啤酒工业的原料利用率，为此，许多学者和厂家对啤酒废水的处理和利用技术进行研究，对几种常见的处理利用技术进行了比较，得出结论：单一的处理和利用技术不能从根本上解决啤酒废水的污染问题，只有将多种技术结合使用，才能达到经济效益和环境效益的统一。本文根据前人的研究成果综述了啤酒废水处理和利用的现状，有针对性的对啤酒废水自身的特性，通过对酸化sbr 处理啤酒废水，egsbcass 法处理啤酒废水，新型接触氧化法处理啤酒废水，生物接触氧化法处理啤酒废水，上流式厌氧污泥床（uasb ）等处理啤酒废水的几种处理方法的详细分析，确定最佳方案即用egsb+cass 。egsb+cass 的主要组成部分是egsb反应器。本文介绍了有关egsb+cass 的处理流程和设计的计算、对格、调节池、egsb 池、cass池、污泥浓缩池等进行了精细的设计和计算。并对主要构筑物egsb池、cass做了详细的说明。egsb+cass 处理高浓度有机废水，其关键是培养出沉降性能良好的厌氧颗粒污泥。采用此工艺，不但使处理流程简洁，也节省了运行费用，在降低废水浓度的同时，还可以回收在处理过程中所产沼气作为能源的利用。以便我为进一步探讨效益资源型处理技术提供借鉴。本设计工艺流程为：啤酒废水 格栅 污水提升泵房 调节沉淀池 egsb反应器 cass池 处理水整个工艺具有总投资少，处理效果好，工艺简单，占地面积省，运行稳定，能耗少的优点。关键字 ： 啤酒工业 废水处理 egsb cass 沼气回收abstractstudent: jin-hui li, department of chemical engineering teacher: zhuo-tang zhu ,yangtze universitybeing liquid containing high organic pollutants, brewery wastewater may not only lead to environmental pollution, but also decrease the utilization ratio of raw material used in beer production. therefore, many scholars and breweries have paid much attention to developing new techniques for treating and making use of brewery wastewater. this paper makes a comparison among various new techniques on the basis of analyzing the sources and characteristics of brewery wastewater. it is concluded that a single technique can not effectively remove the contamination from brewery wastewater, and only the combination of various techniques can achieve great benefits both in economy and in environment. thus, used the present conditions. make a focalization, for the character of the wastewater of the brewery, with the acid-sbr the brewery of treatment,egsb+cass the brewery of the treatment ,the new type of the brewery of the treatment ，the engage oxidize of biology to the brewery of the treatment. egsb the brewery of the treatment, and so on. through several treatments studying, i make the best way to treatment the wastewater from breweryegsb+cass. egsb+cass is made of reactor. from this literary you can achieve a lot of ways about egsb+cass .the treatment of calculation, for example, grid accommodator; the engage oxidize of biology flatulence reactor. concentrate mud pool and make a detailed explanation for the main building. egsb pool and the engaged oxidize of biology flatulence reactor. used egsb treating wastewater of the brewery is maintain the anaerobic granular sludge .with this way, not only cleaning .but also saving the money, reducing the energy while retrieving the methane. several proposals are put forward for future research.the technological process of this design is:beer waste water screens the sewage lift pump house regulates precipitating tank reaction tank of egsb tank of cass treatment water the entire technological process have the characteristics of lower investment, good treatment effect, easy technology process，using small area, running steady, and consuming lower energy.key words ： brewery industry, wastewater treatment, egsb , cass, methane recovery 啤酒废水处理的工艺设计学生：李金辉，化学工程系指导老师：朱卓堂，长江大学一、题目的来源及类型来源：生产/社会实际类型：毕业设计二研究背景与意义水是生命之源，是人类赖以生存和发展的物质基础，是不可替代的宝贵资源。我国却是一个水资源十分短缺的国家，人均水资源占有量仅为世界平均水平的四分之一，严重制约着我国社会主义经济的发展。经济的腾飞是以环境的代价为前提的。随着近代我国社会主义经济的腾飞，社会主义工业呈现飞速发展，水资源污染尤其是工业废水污染也严重恶化。工业废水的污染以其污染大、污染物浓度高、废水排放量大、废水中含有多种有毒有害物质、废水成分复杂以及水量变化大等特点而成为目前我们所面临的主要问题。80年代以来，我国啤酒工业得到迅速发展，到目前我国啤酒生产厂已有800多家，据1996年统计我国啤酒产量达1 650万t，既成为世界啤酒生产大国，又成为较高浓度有机物污染大户，啤酒废水的排放和对环境的污染已成为突出问题，引起了各有关部门的重视。啤酒废水主要来自麦芽车间（浸麦废水），糖化车间（糖化，过滤洗涤废水），发酵车间（发酵罐洗涤，过滤洗涤废水），灌装车间（洗瓶，灭菌废水及瓶子破碎流出的啤酒）以及生产用冷却废水等。该废水中主要含糖类，醇类等有机物，有机物浓度较高，虽然无毒，但易于腐败，排入水体要消耗大量的溶解氧，对水体环境造成严重危害。啤酒废水的水质和水量在不同季节有一定差别，处于高峰流量时的啤酒废水，有机物含量也处于高峰。鉴于啤酒废水自身的特性，啤酒废水不能直接排入水体，据统计，啤酒厂工业废水如不经处理，每生产100吨啤酒所排放出的bod值相当于14000人生活污水的bod值，悬浮固体ss值相当于8000人生活污水的ss，其污染程度相当严重。基于水污染的危害性和严重性，以保护环境为宗旨，以达到国家废水排放标准为目的来设计啤酒废水处理工艺是啤酒生产厂废水处理部门一项刻不容缓的重任!三 参考文献1 周长波，张振家. 啤酒废水处理技术的应用进展. 环境工程.2003.（6）2 徐怀东, 钟月华, 伍勇, 肖泽仪. 我国啤酒废水处理工艺进展.四川环境.2003.（3）3 阮文全.废水生物处理工程设计实例祥解.化学工业出版社.2006.3.4 高廷耀，顾国维.水污染控制工程（二）.高等教育出版社.2000.75 韩洪军,衣春敏. 啤酒废水处理工程设计及运行分析(一) . 哈尔滨建筑大学学报,2000. 22(4) 6 王连军, 蔡敏敏. 无机膜- 生物反应器处理啤酒废水及其膜清洗的试验研究j .工业水处理, 2000 .20 (2)7 王松林, 汪大庆. 内循环uasb 反应器+ 氧化沟工艺在啤酒废水处理中的应用j . 工业用水与废水, 2001 ,32 (2) 8 邱冬梅.sbr 工艺在啤酒废水处理中的应用j .广州食品工科技,2001 ,17 (1) 9 梁航国, 史景华.氧化塘法治理啤酒工业废水技术的探讨j .陕西环境, 1998 , 5 (1) 10 徐立根. cass 法在啤酒废水治理中的应用. 环境保护,1999. (12)11 左永泉. 啤酒废水处理技术的应用. 环境工程,2000. 18 (1) 12 郝瑞霞,贾胜温. 我国啤酒工业废水治理技术现状及发展趋势. 河北化工学院学报,1998. (19)13 李科林,孟范平. 啤酒工业废水治理技术现状及利用技术研究进展. 中南林学院学报,1999. (19)14 张华,李广钊.吸附生物降解法在啤酒废水处理中的应用.环境工程，2000 .(18)15 石岩明.啤酒废水处理技术的革新与实践.工业水处理.2003，23（1）16 辛响付，任洪强.啤酒废水脱氮工艺优化运行的工程研究.无锡轻工大学学报，2003，317 何晓娟.ic-circox 工艺及其在啤酒废水处理中的应用. 工业给排水，199718 辛响付，方德宏，啤酒废水处理的节能途径.节能与环保，2002.1119 韩洪军,衣春敏. 啤酒废水处理工程设计及运行分析(二) . 哈尔滨建筑大学学报,2000. 33（5) 20 匡武，殷福才等.uasb工艺在啤酒废水处理中的应用.中国给水排水，2006.11（16）21 郝贵珍，高永，冀红亮.水解酸化+sbr工艺在啤酒废水处理中的应用.河北建筑工程学院学报，2005，23（4）22 董春娟，吕炳南，赵庆良.egsb反应器处理啤酒废水运行影响因素研究.给水 排水，2007，33（5）23 严永红，任洪强，祁佩时.egsb反应器与uasb反应器处理有机废水的性能比 较研究.中国沼气，2005，23（3）四国内外研究现状与研究的主攻方向4.1 国内外发展现状 “七五”以来，我国对啤酒废水的处理工艺和技术进行了大量的研究和探索，特别是轻工业系统的设计院和科研单位，对啤酒废水的处理进行了各方面的试验、研究和实践，取得了行之有效的成功经验，逐渐形成了以生化为主、生化与物化相结合的处理工艺。生化法中常用的有活性污泥法、生物膜法、厌氧与好氧相结合法、水解酸化与sbr相组合等各种处理工艺。这些处理方法与工艺各有其特点和不足之处，但各自都有较为成功的经验。目前还有不少新的处理方法和工艺优化组合正在试验和研究，有的已取得了理想的成效，不久将应用于实践。尽管目前污水处理技术众多, 但其发展目标是一致的,即以发展绿色技术、实现资源可持续开发利用和生态安全为目标。根据国内外研究动向,啤酒废水处理技术发展趋势将表现在以下几个方面:(1) 充分利用新技术对现有的啤酒废水处理工艺进行因地制宜的技术改造,采用高效节能的生物反应器。(2) 实行污水规模化集中处理,可免除重复性设备投资,易于采用新技术。(3) 啤酒废水中含有多种有用物质,在处理前应尽量回收有用的固体物质,经加工后作饲料添加剂或药品,在处理时应多考虑变废为宝,提高经济效益。(4) 针对啤酒废水中有机物含量高、生物降解性差的特点,同时考虑能源紧张的形势, 主要采用厌氧-好氧联合技术,并将产生的污泥干化后作肥料使用。(5) 当前全球水资源紧张已成为世界关注的焦点,而啤酒废水有害无毒,如能将其净化后回收利用, 可达到节约水资源的目的。(6) 在污水处理中实行自动化控制技术,实现反应器自控管理, 将会节省人力。(7) 开发生物基因技术在环保领域的应用,向着节能、回收有用物质的方向发展。4.2 发展趋势针对目前的研究现状及存在问题,以后的研究趋势如下:(1) 化学法 开发高效无污染水处理剂或用已有的药剂复配出性能优越的增效复配药剂。(2) 物理法 重点是旋流法,改进水力旋流器结构,解决旋流分离效率低、处理量小的问题,开发各种高效旋流器,进行动态旋流器、多相分离旋流器以及低剪切增压技术的研究. 过滤法,进行过滤材料的表面改性及抗油污染方面的研究,如纤维球过滤器、纤维束过滤器及其他精密过滤器的应用究。(3) 生化处理法 开发复合菌种,在同一生化反应器中可同时降解污水中的各种有机物。研制高效生化反应器如固定床生化反应器、流化床生化反应器及复合床生化反应器。(4) 膜分离法 开发具有抗污染、破乳特性的膜材料及相关功能膜,降低膜成本,加强陶瓷膜等无机膜的应用研究,研制高效、动态、抗污染膜组件。(5) 新工艺研究 针对不同油田的特点,对处理后水质要求的不同,对各单元过程进行性能匹配和优化研究,开发出多种组合工艺及多功能集成的一体化设备. 集高效、经济、简单易用等特点于一体的小型采油废水处理装置将在区块采油开发中发挥重要作用,是今后一段时间的研究热点。4.3 主要的处理工艺目前，国内外普遍采取生化法处理啤酒废水。根据处理过程中是否需要曝气，可以把升华处理法分为好氧生物处理和厌氧生物处理两大类。4.3.1 好氧生物处理好氧生物处理是在氧气充足的情况下，利用好氧微生物的生命活动氧化啤酒废水中的有机物，其产物是二氧化碳、水及能量（释放于水中）。这种方法没有考虑到废水中有机物的利用问题，因此处理成本较高。活性污泥法、生物膜法、深井曝气法是较有代表性的好氧生物处理方法。4.3.1.1活性污泥法活性污泥法于1914 年由英国人ardernh 和lock2ett 实验成功, 在中、低浓度污染物有机废水处理中, 其技术分支较为广泛, 也是使用最多, 运行可靠,最为成熟的方法。具有处理效果好、投资较少等优点,适用于大中城市啤酒厂采用。但是此法在用空气曝气时容易产生泡沫, 造成难以充氧, 管理不好则易产生污泥膨胀, 此外还因动力消耗高、占地面积较大等缺点限制了其应用。目前, 国内有广州啤酒厂、珠江啤酒厂、无锡啤酒厂、华都啤酒厂、珠江啤酒厂等。采用活性污泥法处理啤酒废水, 废水cod 的进水浓度为1000 1500mg/ l , 出水为40 100mg/ l , 去除率90 %96 % , 运转费016018 元/ 吨水(按1986 计) 。其中珠江啤酒厂从比利时引进tsu ( two - stage unitank)两阶段单一槽活性污泥工艺, 其特点是曝气与沉淀反复循环, 废水经第一段高负载混合曝气沉淀去除80 %以上的bod5 , 进入第二阶段低负载混合曝气沉淀槽, 将剩余的bod5 进步降低, 最终bod5 去除率达到95 % , 出水达到排放标准。无锡啤酒厂也采用与之类似的两段曝气(z - a 法) + 氧化塘处理啤酒废水, cod 去除率为90 %95 % , 处理后的水可用于养鱼。可见活性污泥法处理啤酒废水具有运行可靠、处理效果较好的优点, 但啤酒废水氮磷含量低, 碳氮比例失调, 运行中容易产生污泥膨胀, 因此, 啤酒废水处理过程中需添加一定量的氮磷。此外, 活性污泥法对啤酒废水水质、水量变化的适应性也较差, 且因污泥产量高, 处置麻烦, 不耐冲击负荷, 还需要大量充氧, 增加了基建运行费用。4.3.1.2 接触氧化法生物接触氧化法是利用固着在填料上的生物膜来西服水中的有机污染物并加以氧化分解，使污水得到净化。20世纪80年代初，接触氧化法比破同活性污泥法有一定的有时，因此在啤酒废水处理上得到了广泛的应用。但由于啤酒废水的进水cod浓度很高，所以一般采用二级接触氧化工艺。采用接触氧化工艺代替活性污泥法，可以防止高糖含量废水易引起污泥膨胀的现象，并且不用投配氮、磷营养。用接触氧化法，可以选择的负荷范围是1.0-1.5kgbod5/(md);用鼓风曝气，每去除1kgbod5约需空气80m。该法的缺点是对于较大型污水厂填料需要量过大，不便于运输和装填，而且污泥排放量大。4.3.1.3sbr 工艺及应用sbr 法是对传统活性污泥法的改进,近年来,在国内外被引起广泛重视和研究应用。sbr 工艺典型的操作工序为:进水、反应、沉淀、排水、闲置等5 个工序,整个工序经厌氧、好氧、缺氧3 个阶段。根据出水情况可随时调整各工序的时间以达到最佳出水效果。sbr 法已有许多工程应用实例。付敏宁等人报道了填料式sbr 技术在啤酒废水处理工程中的应用。由于sbr 反应池设置了填料,大大提高了单位体积的微生物数量,使sbr 工艺综合了接触氧化法的优点,提高了处理效率,缩小了反应器的体积。厌氧工艺+ sbr 组合工艺在实际中也得到了广泛的应用。结果表明当进水codcr为1 0002 000 mg/l ,处理后出水均达到国家排放标准。常规活性污泥法相比,sbr 工艺不需要另设二次沉淀池、污泥回流及污泥回流设备,也可不设调节。因此基建投资低,同时设备具有耐冲击负荷,工作稳定,运行灵活,污泥性能良好等优点。有资料显示,sbr 的主要构筑物容积为常规活性污泥工艺的50 %60 % ,运行费用及占地面积均可减少20 %左右。sbr 工艺这些特点,使其特别适用于排放量小,有机物浓度高且不易降解,废液排放间歇的中小企业。sbr 工艺是极具发展潜力的一种处理工艺。但也存在着曝气装置易堵塞,自动控制技术及连续在线分析仪表要求高等缺点。目前普通sbr 反应器已发展到组合复杂的sbr 反应器。4.3.1.4 cast工艺 cast工艺（循环式活性污泥法）是对sbr法的改进，在国内有很多工程实例。埠新啤酒厂用cast工艺处理啤酒废水的实践结果表明，工艺处理效果稳定，可达到排放标准，平均出水水质：cod 25 86 mg/l，去除率为96%98%；bod5 2125 mg/l，去除率为97%98%；ss 52 64 mg/l，去除率为88%92%。该工艺投资较低，运行费用省，每立方米废水总投资为1100元，运行成本0.56元/m3。 由于厌氧生物处理技术不能除磷，因此厌氧法后必须增加好氧处理，而cast工艺刚好能满足这一要求。cast工艺不仅很容易实现好氧、缺氧及厌氧状态交替的处理条件，而且很容易在好氧条件先增加曝气量、反应时间和污泥龄来强化硝化反应及聚磷菌过量摄磷的顺利完成；也可在缺氧条件下方便的投加原废水或用提高污泥浓度等方式以提供有机碳源作为电子供体使反硝化过程更快完成。由于其良好的工艺性能和灵活的操作，因此选择cast进行生物除磷。 在生物除磷的基础上，为了进一步强化除磷效果，设计中在cast反应池后面加一个除磷池，往里面加入混凝剂，通过混凝沉淀来去除残余的磷。4.3.1.5cass 工艺及应用 cass(循环式活性污泥系统) 是cast工艺的一种优化变型,在20 世纪70 年代开始得到研究和应用。该工艺核心部分是cass 反应池,集曝气,二沉等过程于一体。在sbr 的基础上,在池子的前部增设了1 个生物选择器。这样,cass 池的反应池被隔墙分隔为3 个区,即生物选择区、预反应区及主反应区。 目前很多厂家采用cass 工艺处理啤酒废水,都取得了预期的效果。在进水水质平均为2 000 mg/l的情况下,出水水质达到污水排放新扩改二级标准。周刚报道了cass 工艺处理啤酒废水在高寒地区的应用。工程实践表明,在高寒地区采用cass 工艺处理啤酒废水是可行的(进水codcr在5001 500 mg/l时,处理后水质达到污水排放标准的一级排放标准) ,即便在低温条件下,也能顺利地进行污泥的培养和驯化,但需要十分重视当地的气温特点,做好各种处理设施、管线的保温防冻措施。cass 工艺处理啤酒废水,具有工艺简单,流程短,自动化程度高,操作方便等优点。其不足之处为,操作管理要求相对较高,首次运行调试时间较长。总之，好氧处理工艺存在曝气耗能大、污泥产量大的缺点，故厌氧好氧处理工艺逐渐被深入研究和开发利用。4.3.2厌氧法20 世纪70 年代以来,废水厌氧处理技术因其具有投资少,运行费用低及能产生能量等优点而得到较快的发展和应用。一般认为,厌氧生物处理技术的反应器主体经历了3 个时代。传统厌氧发酵工艺(第一代反应器,以厌氧消化池为代表) 因需要较高的温度,较长的停留时间,且处理效能低而被逐渐淘汰。目前以上流式厌氧污泥床(uasb) 为代表的第二代反应器和以厌氧颗粒污泥膨胀床( egsb) 和厌氧内循环反应器( ic) 为代表的反应器已被广泛引入到啤酒废水处理工程应用中,并取得了良好的效果。目前在啤酒处理工艺上,厌氧工艺应用比较多的有uasb 工艺,ic 工艺和酸化水解工艺。4.3.2.1uasb 反应器70 年代荷兰lettinga 等发展的uasb 反应器是一种悬浮生长型反应器,首次把颗粒污泥的概念引入反应器中。该反应器特别适宜于处理高浓度有机废水。目前,很多国家相继开展了对uasb 的深入研究和开发工作。uasb 工艺因其工艺结构紧凑,处理能力大,效果好,投资省而在国内外啤酒废水治理中得到十分广泛的应用。根据报道, 当uasb 反应器进水codcr为1 0002 000 mg/l时,出水codcr一般在500 mg/l 左右,也就是说,啤酒废水中的大部分codcr在uasb 反应器中被处理掉,同时也说明,在这些工中,uasb 仅作为预处理单元,其出水通常还需好氧等工艺作为后继处理,才能保证废水达标排放。据张振家等人报道,桂林漓泉有限公司采用uasb-sbr 工艺处理废水,uasb 反应器进水codcr在1 0003 000 mg/l之间波动时,出水上清液的codcr稳定在200 mg/l 左右。同时uasb 池每天产生大量的沼气,用于热风炉的燃料,供饲料烘干使用,可节煤4 t/d 左右。uasb 工艺在国内啤酒废水处理方面应用很普遍,实践证明uasb 完全适用于处理啤酒废水,而且厌氧硝化工艺相似于啤酒酿造、发酵生产工业,很容易被啤酒厂家所掌握。但uasb 工艺不适于处理高悬浮物固体浓度较高的废水,三相分离器的好坏直接影响处理效果,在一些地区,颗粒污泥培养较困难而使系统启动较慢。在uasb 基础上,研究者开发了egsb 和ic 反应器。4.3.2.2 egsb 反应器uasb 反应器在应用中取得了很大的成功, 但uasb 的传质过程并不理想,进一步提高有机负荷受到了限制。为了使厌氧反应器中进水和污泥之间的接触更加充分,导致了第三代厌氧反应器的开发和应用。egsb 反应器实际上是改进的uasb 反应器,运行中维持高的上升流速(612 m/h) ,使颗粒处于悬浮状态,同时也可以采用较高的反应器和采用出水回流以获得高的搅拌强度,从而保证进水与污泥颗粒的充分接触,这样可获得比“通常”uasb 反应器好的运行结果。据杨云龙等人报道, egsb 受ss 的影响较小,只要ss 的沉速 反应器内的上升流速(310 m/h) ,ss 就能通过污泥区得以去除,而uasb 最大上升流速为1 m/h ,易受ss 的影响。但据左剑恶等人报道,egsb 反应器不适合处理含悬浮物的废水。与uasb 相比,egsb 对布水系统要求较为宽松,但对三相分离器要求则更为严格。hrt为3.4 h ,进水codcr为4203 690 mg/ l时,egsb 反应器的codcr 去除率能维持在90. 38 %以上,即使是对于200 mg/ l 左右的超低浓度,codcr去除率也能高达85 %90 %。因此可考虑采用两级egsb 反应器对中等浓度啤酒废水达标处理。进水codcr 450 mg/ l 左右, hrt 缩短至0. 7 h时,egsb 反应器仍能获得84. 96 %的高codcr去除率,有机负荷高达30. 21 kg codcr / (m3 d) 。与uasb 反应器相比,egsb 反应器具有启动周期短、容积负荷率提高速率快等特点。在cod 去除率均为86 %左右时, egsb 反应器最大容积负荷率达到42.4 g codl-1d-1 ,而uasb 反应器的最大容积负荷率仅为25.0 g codl-1d-1, egsb 反应器比uasb 反应器有着更高的处理效能。当处理较低浓度(5001500 mg codl-1) 废水时,egsb 反应器容积负荷率达到28.7 g codl-1d-1,codcr去除率达到81.9 % ,比uasb 反应器具有更高的容积负荷率和cod 去除率,表明了其在处理低浓度废水方面较好的应用前景。egsb 反应器比uasb 反应器具有更强的抗温度和进水ph 值变化的能力,且其系统处理效果恢复也更快。目前,uasb 反应器在啤酒废水处理中已经发挥了重要的作用,而作为对uasb 反应器改进的egsb反应器,在处理各种浓度的有机废水方面有着别的厌氧反应器所不可比拟的优势,处理范围更广; 同时,egsb 可以采用较大的高径比,占地面积更小,投资更省,在相同费用下,因而更具有市场竞争力。4.3.2.3 ic 反应器内循环( intenal circulation , ic) 厌氧反应器于20 世纪80 年代中期由荷兰paques 公司开发成功,被认为是第三代厌氧生化反应器的代表工艺之一。ic 反应器实际上是由底部和上部2 个uasb反应器串联叠加而成,下部为高负荷区,上部为低负荷区,利用沼气上升带动污泥循环。ic 工艺在国外应用以欧洲较为普遍,国内沈阳、上海率先采用了ic工艺处理啤酒废水。以沈阳华润雪花啤酒有限公司采用的ic 反应器为例,反应器高16 m ,有效容积70 m ,处理codcr 平均浓度为4 300 mg/l的啤酒废水400 m/d ,codcr去除率稳定在80 % ,容积负荷高达2530 kg/(m3d) 。4.4 研究的主攻方向(1) 实践证明,厌氧-好氧串联工艺在啤酒处理工艺中具有优势,是我国啤酒废水治理工艺采用或整改的方向。同时对啤酒废水采用清浊分流,高浓度废水采用厌氧(如uasb) 工艺预处理后与低浓度废水混合进入好氧处理系统,更易达到环境效益与经济效益的统一。(2) 在条件允许的情况下,尽可能选用先进的污水治理技术。同时要充分考虑到工艺、设备、资金、场地、人员素质,所处地理环境及气候条件等因素,灵活选择适宜自己厂家特点的技术方法。(3) 对啤酒企业来说,不仅要重视废水处理工艺技术本身,而且要对处理设施的运行管理引起足够的重视。先进科学的管理也可以作为一种技术作用于工艺本身,使其发挥出应有的作用。五、主要研究内容，需重点研究的问题及解决思路5.1 研究的主要内容1.分析不同水处理工艺的技术特点，根据研究结果选择合理设计工艺线路。2.通过物料衡算及工艺结构计算来设计水处理工艺中的主要设备规格。3.画出带控制点的工艺流程图，设备工艺布置图等。5.2 重点研究的问题1 .改造完善主工艺流程，设计污水处理能力为2104m3/d，按重力混凝沉降流程进行设备设计配套，满足污水处理量和回注水质的要求。2.改善完善加药系统，提高药剂的利用效率；根据处理水量实现加药系统的自动控制。3.改造站内除油、沉降系统，使除油、沉降分布运行，提高除油、去污处理效果，为后面过滤系统正常运行奠定基础。4.完善污水过滤系统，提高过滤器的过滤能力，以保证注水站内金属过滤器进口水质，满足不同区块对注水水质的要求。六、完成毕业设计所需具备的工作条件及解决的办法（1）查阅文献资料，利用计算机搜索最新相关期刊，书籍；（2）收集有关物性计算参数和企业生产数据；（3）使用绘图软件autocad、caxa和绘图仪(上机时数约60小时)；（4）使用计算工具进行数学计算，同时使用office办公软件编辑毕业论文；（5）工具书：化学工程手册、化工工艺设计手册、化工物性手册、英汉汉英化学化工词汇等。七、工作的主要阶段、进度与时间安排第一阶段（3.43.26）：收集资料，完成开题报告并提交指导老师审阅。第二阶段（3.273.28）：开题报告答辩、整改及争议答辩。第三阶段（3.294.30）：开展设计并完成设计一稿第四阶段（5.015.31）：完成工程图设计与工程图绘制电子版等图纸文件。第五阶段（6.016.5）：提交设计二稿由指导教师对设计、译文进行二次修改得第三稿，将三稿的全套资料整理打印装订成册后装袋，并提交评阅老师评阅。第六阶段（6.66.10）：制作幻灯片，准备毕业答辩。八、指导教师意见啤酒废水处理工艺设计文献综述学生：李金辉，化学工程系指导老师：朱卓堂，长江大学 摘要：本文系统地介绍了近年来国内啤酒废水处理技术的应用现状,通过调查分析,对目前国内应用比较广泛的成熟工艺的优缺点进行了介绍,并作了简要的比较和探讨,最后指出了啤酒废水处理技术的应用趋势。分析啤酒生产中废水产生的环节、污染物及主要污染来源, 并从好氧、厌氧生物处理两方面介绍了目前我国啤酒废水的主要处理技术及应用效果。关键词: 啤酒废水； 生化处理；啤酒废水；厌氧处理；好氧处理；厌氧-好氧工艺；进展 啤酒是当今风靡世界最流行的饮料之一, 早在4500 年前, 啤酒就在古埃及问世, 它略含苦味, 富含营养, 素有液体面包之称, 已被国际营养会议推荐为营养食品之一。近年来, 随着人民生活水平的提高, 我国啤酒消费量急剧增大。我国啤酒厂的吨酒耗水量较大, 一般为1020t/ t 啤酒, 部分厂家可达812t/ t 啤酒, 废水排放量接近于耗水量的90 %。啤酒废水的主要特点是bod5/codcr 值高,有害无毒,可生化性好,所以生化法是啤酒废水处理的首要方法。我国对啤酒废水在治理技术上逐渐形成了以生化为主,生化和物化相结合的处理工艺。生化法依其污水净化原理可分为好氧法和厌氧法两大类,好氧法或厌氧法及其他方法的不同组合就形成了多种啤酒废水的治理技术。目前,多种工艺被广泛应用于啤酒废水的处理上,但这些工艺本身尚需要进行详细的技术经济分析。本文主要对目前啤酒行业啤酒废水处理中相对成熟的工艺进行了调查、归类、介绍,并在分析和比较的基础上作了较为深入的探讨,以供参考1 啤酒废水的来源及成份啤酒废水来自于啤酒生产各工序中的排放, 大致可分为三类:1.1 大量的冷却水， 包括冷冻机冷却水、热麦汁冷却水和发酵的冷却水，这类废水基本未受污染。1.2 清洗废水，如大麦浸渍废水、大麦发芽降温喷雾废水、清洗生产装置废水、漂洗酵母水、洗瓶初期洗涤水、酒罐消毒废液、巴斯德杀菌喷淋水和地面冲洗水等。这类废水受到不同程度的有机污染，其中洗麦、浸麦水不仅受到大麦表面污染物的污染，还受到大麦内容物的溶解污染，污染物质要占大麦重的0.5%-1.5%，导致此废水为褐色，偏酸性（ph6），即易起泡，有强腐化倾向，并有不良气味。1.3 冲渣废水，如麦糟液、冷热凝固物、酒花糟、剩余酵母、酒泥、滤酒渣和残碱性洗涤液等。这类废水中含有大量的悬浮性固体有机物。工段中将产生麦汁冷却水、装置洗涤水、麦糟、热凝固物和酒花糟。装置洗涤水主要是糖化锅洗涤水、过滤槽和沉淀槽洗涤水。此外，糖化过程还要排出酒花糟、热凝固物等大量悬浮固体。1.4 灌装废水，在灌装酒时，机器的跑冒滴漏时有发生，还经常出现冒酒，使废水中掺入大量残酒。另外，喷淋时由于用热水喷淋，啤酒升温引起酒瓶内压力上升，“炸瓶”现象时有发生，致使大量啤酒散在喷淋水中。为防止生物污染，循环使用喷淋水时需加入防腐剂，因此被更换下来的废喷淋水含防腐剂成分。1.5 洗瓶废水，清洗瓶子时先用碱性洗涤液浸泡，然后用压力水处洗和终洗，瓶子清洗水中含有残余碱性洗涤剂、纸浆、染料、浆糊、残酒和泥砂等。碱性洗涤剂要定期更换，更换时若直接排入下水道可使啤酒废水呈碱性，因此废碱性洗涤剂应先进入调节、洗涤装置进行单独处理。若将洗瓶废水的排放液经处理后储存起来用以调节废水的ph值（啤酒废水平时呈弱酸性），则可以节省污水处理的药剂用量。 排放的啤酒废水超标项目主要是cod、bod5、ss、ph值4项，从各车间排放的废水水质水量波动量较大。水质变幅范围一般为：ph值5.5-7.0，水温20-25，cod1000-2500mg/l, bod5600-1400mg/l,ss200-600mg/l,tn30-70mg/l属于浓度有机废水，bod5/cod约为0.5-0.7，可生化性良好。啤酒废水中, 其cod 和ss 的主要来源参见表1所示。表1 啤酒厂废水的主要污染来源污染来源cod(mg/l)ss(mg/l)污染物麦汁煮沸锅210低麦汁残余过滤槽96002000糖化醪残余物回旋沉淀槽6000028000麦汁和凝固物沉淀发酵罐92000酵母残留物和凝固物沉渣等贮酒罐80000酵母残留物和凝固物沉渣等硅藻土过滤机2000040000硅藻土、酵母、蛋白质沉淀等清酒罐4800啤酒及微细有机残留物纸板滤酒机10034啤酒装酒机4200啤酒生酒桶洗涤机1600100啤酒及其他固形物酒糟干燥机2000015000麦汁及糖化醪残留物洗瓶机(初洗)500125啤酒及其它固形物2 啤酒废水处理技术 国内外广泛采用生化处理工艺,其中包括好氧生物处理(活性污泥法,生物膜法) ,厌氧生物处理,好氧与厌氧联合生物处理方法。从目前的实施并运行的装置来看,好氧生物处理在国内应用还是比较广泛,常用的方法是活性污泥法及其改进形式和生物接触氧化法。70 年代荷兰学者lettinga 发展了uasb 反应器,随后又出现了厌氧颗粒污泥膨胀体( egsb) 及厌氧内循环反应器( ic) 。厌氧工艺具有高效、节能、产泥量少、能有效回收能源的优点,因而得到了迅速发展。虽然厌氧反应器的出水需进一步处理才能达标,即需好氧工艺作为后处理单元,但厌氧2好氧组合工艺在能源日益紧张的今天,越来越发挥出它的优势,这将成为未来几年内啤酒废水处理的主要方法之一。2.1好氧生物处理2.1.1活性污泥法活性污泥法于1914 年由英国人ardernh 和lock2ett 实验成功, 在中、低浓度污染物有机废水处理中, 其技术分支较为广泛, 也是使用最多, 运行可靠,最为成熟的方法。具有处理效果好、投资较少等优点,适用于大中城市啤酒厂采用。但是此法在用空气曝气时容易产生泡沫, 造成难以充氧, 管理不好则易产生污泥膨胀, 此外还因动力消耗高、占地面积较大等缺点限制了其应用。目前, 国内有广州啤酒厂、珠江啤酒厂、无锡啤酒厂、华都啤酒厂、珠江啤酒厂等。采用活性污泥法处理啤酒废水, 废水cod 的进水浓度为1000 1500mg/ l , 出水为40 100mg/ l , 去除率90 %96 % , 运转费016018 元/ 吨水(按1986 计) 。其中珠江啤酒厂从比利时引进tsu ( two - stage unitank)两阶段单一槽活性污泥工艺, 其特点是曝气与沉淀反复循环, 废水经第一段高负载混合曝气沉淀去除80 %以上的bod5 , 进入第二阶段低负载混合曝气沉淀槽, 将剩余的bod5 进步降低, 最终bod5 去除率达到95 % , 出水达到排放标准。无锡啤酒厂也采用与之类似的两段曝气(z - a 法) + 氧化塘处理啤酒废水, cod 去除率为90 %95 % , 处理后的水可用于养鱼。可见活性污泥法处理啤酒废水具有运行可靠、处理效果较好的优点, 但啤酒废水氮磷含量低, 碳氮比例失调, 运行中容易产生污泥膨胀, 因此, 啤酒废水处理过程中需添加一定量的氮磷。此外, 活性污泥法对啤酒废水水质、水量变化的适应性也较差, 且因污泥产量高, 处置麻烦, 不耐冲击负荷, 还需要大量充氧, 增加了基建运行费用。2.1.2 接触氧化法生物接触氧化法是利用固着在填料上的生物膜来西服水中的有机污染物并加以氧化分解，使污水得到净化。20世纪80年代初，接触氧化法比破同活性污泥法有一定的有时，因此在啤酒废水处理上得到了广泛的应用。但由于啤酒废水的进水cod浓度很高，所以一般采用二级接触氧化工艺。采用接触氧化工艺代替活性污泥法，可以防止高糖含量废水易引起污泥膨胀的现象，并且不用投配氮、磷营养。用接触氧化法，可以选择的负荷范围是1.0-1.5kgbod5/(md);用鼓风曝气，每去除1kgbod5约需空气80m。该法的缺点是对于较大型污水厂填料需要量过大，不便于运输和装填，而且污泥排放量大。2.1.3sbr 工艺及应用sbr 法是对传统活性污泥法的改进,近年来,在国内外被引起广泛重视和研究应用。sbr 工艺典型的操作工序为:进水、反应、沉淀、排水、闲置等5 个工序,整个工序经厌氧、好氧、缺氧3 个阶段。根据出水情况可随时调整各工序的时间以达到最佳出水效果。sbr 法已有许多工程应用实例。付敏宁等人报道了填料式sbr 技术在啤酒废水处理工程中的应用。由于sbr 反应池设置了填料,大大提高了单位体积的微生物数量,使sbr 工艺综合了接触氧化法的优点,提高了处理效率,缩小了反应器的体积。厌氧工艺+ sbr 组合工艺在实际中也得到了广泛的应用。结果表明当进水codcr为1 0002 000 mg/l ,处理后出水均达到国家排放标准。常规活性污泥法相比,sbr 工艺不需要另设二次沉淀池、污泥回流及污泥回流设备,也可不设调节。因此基建投资低,同时设备具有耐冲击负荷,工作稳定,运行灵活,污泥性能良好等优点。有资料显示,sbr 的主要构筑物容积为常规活性污泥工艺的50 %60 % ,运行费用及占地面积均可减少20