发酵工业废水-修改课件

1、第一章 发酵工业废水处理发酵工业的定义酿造工业：食品工业中从事啤酒、白酒、黄酒、葡萄酒、酒精等酒类和醋、酱、酱油等调味品制造的工业废水发酵工业：经过纯种培养、提炼精制获得的柠檬酸、抗生素、谷氨酸、酶制剂、单细胞蛋白等的生产1.1 发酵工业废水的来源及水量淀粉、制糖、乳制品的加工工艺：原料处理加工产品原料处理淀粉糖化发酵分离与提取产品发酵产品生产工艺：各类酿造废水的污染负荷食品发酵行业联产饲料产业：将生产过程中的废渣水生产饲料、蛋白饲料、饲料酵母，降低废水污染负荷1.2发酵工业废水的水质特征原料：（1）淀粉质原料（粮食原料）包括谷物原料、小麦、高粱、大米、玉米等）和薯类原料（甘薯、木薯、马铃薯等

2、）（2）糖质原料:废糖密（3）纤维质原料：森林工业下脚料、木材工业下脚料、农作物秸秆、城市废纤维垃圾、甘蔗渣等(4)其他原料：亚硫酸盐纸浆废液、各种野生植物、乳清等。酒精工业与环保有关的产业政策企业规模，酒精生产和综合利用的最小经济规模为3万t/a酒精生产原料结构由以木薯类为主逐步调整为玉米为主，实现有经济效益的综合利用和废水达标排放提倡糖蜜酒精集中加工处理和综合利用严格控制扩大酒精生产能力的基建、技改项目宜推广应用的综合利用、治理污染技术以玉米为原料的酒精糟生产优质蛋白饲料 薯类酒精糟厌氧发酵制沼气，消化液再经好氧处理 糖蜜酒精糟采用大罐通风发酵生产单细胞蛋白饲料（一）酒精生产工艺与主要废渣

3、水来源1、淀粉原料发酵法生产酒精的工业流程原料：森林工业下脚料、木材工业下脚料、农作物秸秆、城市废纤维垃圾、甘蔗渣等为原料3、纤维质原料酒精生产工艺发酵酒精生产污染物来源与排放（二）酒精废糟液常用处理技术和设备以薯干为原料的酒精糟液沉降性能差简单沉淀：SS去除率90%;30%COD3.上流式厌氧污泥床反应器（UASB）：COD去除率85%98%，产气率10 m3/(m3.d)，停留时间25 d，SS5000 mg/L4.两相或两级厌氧发酵反应器：厌氧滤池，适于处理悬浮物（尤其为含纤维物质）含量较高的酒精废液；第一段厌氧反应主要去除悬浮物，主要作用是固体分离酒精废液标准1、玉米酒精糟液处理技术1

4、、固液分离-厌氧处理工艺简单固液分离（滤渣含水量85%）直接作饲料销售分离后的废液作厌氧或好氧处理2、DDG+厌氧处理工艺：分离（滤渣含水量82%，100元/t滤液450 m3/d进贮料池，高温发酵55，COD负荷5 kg/(m3/d)沼气9500 m3/dDDG+厌氧消化饲料工程200万元厌氧消化170万元总投资370万元酒精糟液沉淀池上清液烘干沼气气柜锅炉燃烧厌氧消化消化液综合利用或排放浓糟液压滤机滤液滤饼高蛋白饲料运行参数饲料分离干燥两17 t/d，含水量28%，干饲料5000 t/a，1100元/t厌氧消化工艺COD去除率93%，年产沼气量141万m3/a项目能耗（电）包装费人工设备折

5、旧维修费企管费总计饲料工程91.520422065224.5沼气工程1.4-4.89.53.5226.2表4-12 DDG+厌氧消化工艺费用构成分析 单位：万元2、薯干酒精糟液废水处理薯干酒精糟液废水处理技术回用生产100万元厌氧好氧300万元总投资400万元回用生产20万元饲料50万元沼气30万元经济效益100万元指标名称技术数据项目数据酒精糟/t.t-1饲料6.5COD去除率96%酒精糟液/t.t-1沼气12BOD去除率98%电耗/kW.h.t-1饲料1012SS去除率97%表4-18 固液分离-滤液部分回用生产工艺的主要技术指标厌氧好氧处理薯干酒糟工艺厌氧消化处理工艺经济效益：年产沼气1

6、200多m3, 年增收600多万元社会效益： 1.解决南阳市区2万多户燃气问题，年节约标准煤20000 t； 2.销售沼气做工业原料，年增收2400万元； 3.消化液做有机肥料，节约化肥6000 t，节水80 t环保效益：年处理废液80多万t，减少SO2500 t，废渣10000 t 固液分离（立式离心机）卧式离心机（仅玉米糟）冷却塔厌氧消化池板框机脱水冲灰沉淀池鱼塘出水排放河流COD100 mg/LDDG饲料脱 硫沼 气 柜沼气出售过滤滤饼作农肥混凝剂厌氧消化工艺传统UASB处理酒糟废液酒精年产4.5万t ，125 t/d，酒精用水量1215 m3/d，酒精糟废液15001875 m3/d，

7、设计水量Q=2400 m3/d进出水水质指标如下表： 单位：mg/L，pH除外指标名称进水出水指标名称进水出水COD3000050000300SS3000040000150BOD51500030000100pH3569传统UASB处理酒糟废液立时离心机酒精糟液格 栅初 沉 池调节池、冷却集 水 池固 液分离池U A S B曝 气 池中 间 池絮凝剂沉 淀 池生 物过滤池污泥中间池污泥浓缩池污泥脱水机外运饲料气水分离沼气贮柜6000 m3排放UASB设计设计参数的选择宜设置两个系列，最大单体体积应小于 2000 m3有效水深应在 4 m8 m 之间。 废水的上升流速宜小于 0.5 m/h。 可采

8、用圆形或矩形，圆形反应器的高径比13 之间，矩形反应器的长宽比宜小于 4。 二、啤酒工业废水处理工艺主要原料：大麦、水、酒花辅料：大米（大麦质量的25%45%）、玉米(欧美国家） 啤酒生产工艺分为制麦芽、糖化、发酵及后处理。1.麦芽制备阶段废水麦芽制备工段用水：浸麦洗麦用水（饱和石灰水、甲醛水溶液、高锰酸钾、氢氧化钠或氢氧化钾溶液）和冷却水大麦筛选浸麦发芽排水产品干燥成品麦芽2、糖化工序（麦汁制备工段）主要废水：麦汁冷却水、装置洗涤水（糖化锅洗涤水）、麦糟、热凝固物和酒花糟特点：有机物质较多，COD为2104 4104mg/L.排放量约占废水总量的5%10%，间歇排放，每制成1t成品酒，COD

9、7.24 kg，BOD53.77 kg麦糟成分：含水率7580%，蛋白质、脂肪、淀粉、还原糖、粗纤维及灰分热凝固物：蛋白质、酒花树脂、多酚物质和灰分，含水率80%冷凝固物：蛋白质、碳水化合物、多酚物质和灰分3、发酵工段废水特征：来源于洗涤水，COD约20003000 mg/L,排放量约废水总量1520%，间歇排放，COD8.3 kg/吨成品酒，BOD5为5 kg/吨成品酒主要成分：废酵母和硅藻土，其他组分（蛋白质、脂肪、纤维、灰分和无机氮4、灌装工段废水来源：洗瓶水、喷淋杀菌水、冷却水、地面冲洗水和包装物破损流出的残酒特点：排放量大、约总量的30%40%，COD500800mg/L，连续排放大

10、麦麦芽干燥干麦芽干燥成品麦芽浸麦水废弃麦根澄清冷却麦汁煮沸麦汁过滤冷却水糖化并嵺糊化固形物废酒花废麦糟细草水大米粉碎洗锅水冷却水冷却水发酵后发酵滤酒灌酒杀菌成品酒酵母泥废硅藻土杀菌废水罐洗废水酵母罐洗废水酒桶、酒瓶洗涤水酒头排放啤酒生产工艺与主要污染源啤酒综合废水的水质指标pHCODBOD5SSTNTP5610002500300300600258557啤酒废水排放要求啤酒工业废水无论处理与否均不得排入 地表水环境质量标准 （ GB3838 ）中规定的、类水域和类水域的饮用水源保护区和游泳区，不得排入 海水水质标准（ GB3097 ）中规定的类海域的海洋渔业水域、海洋自然保护区。排入建有并投入运

11、营的二级污水处理厂的城镇排水系统的啤酒工业废水，执行表预处理标准的规定。采样频率：4h/次，6次/d啤酒废水按有机物含量的分类冷却水（基本未受污染）：冷冻机循环水、麦汁和发酵的冷却水清洗废水：大麦浸渍废水、大麦发芽降温喷雾水、清洗生产装置废水、漂洗酵母废水等清洗废水的特点：褐色、pH85%，有机氮去除率85%产品产量：吨酵母泥可生产3 t酱油酵母泥洗涤水解反应一次灭菌产品半成品二次灭菌化验指标包装检验入库效益分析：年生产5万t啤酒，年排放啤酒酵母泥500 t，配套生产1500t酱油生产装置，总投资180万元成本费194万元直接经济效益166万元投资收益率92.2%经济效益360万元投资回收期1

12、3个月湿麦糟生成饲料成分水分粗蛋白质可消化蛋白质可溶性非氮物脂肪粗纤维%758053.51025麦糟加压过滤贮槽滤渣产品螺旋压滤机列管式蒸汽干燥机包装糖化罐滤液滤液回收CO2啤酒厌氧发酵，生产20 kgCO2/t啤酒发酵罐CO2泡沫捕集器水洗器集气罐活性炭过滤脱臭无油二级压缩机脱水器液体CO2贮罐蒸发器本产啤酒生产或装钢瓶销售回收浮麦浸麦工段的浮麦量占精选麦质量1.52%成分：纤维素和淀粉等组成的固体有机物，难生物降解通过滤机截留（使混合废水的悬浮物质减少26.3%），干燥作为饲料销售啤酒废水处理的进展二级接触氧化工艺处理啤酒废水Q平均=2000 m3/d，Qmax=200 m3/h进出水水质

13、 单位：mg/L指标CODBOD5SS进水水质1000600600出水水质601030两级接触氧化工艺流程图格 栅集 水 井 原水精 细 筛 网接 触 氧 化池中 间 沉 淀 池接 触 氧 化 池二 次 沉 淀 池排放生物接触氧化法 生物接触氧化法是一种介于活性污泥法与生物滤池之间的生物膜法处理工艺；又称为淹没式生物滤池。1.主要特点 生物接触氧化池内的生物固体浓度高于活性污泥法和生物滤池，具有较高的容积负荷 不需要污泥回流，无污泥膨胀问题，运行管理简单 对水量水质的波动有较强的适应能力 污泥产量略低于活性污泥法接触氧化池构造示例构筑物设计接触氧化池构筑物设计：容积负荷25 kgBOD5/(m

14、3.d)，经一级氧化池BOD去除率为80%填料体积：192m3，高度3 m，分3层，6格滤池，每个滤池面积16 m2滤池总高度6.2 m，反应时间2.3 h污水在池内实际停留时间4.3 h所需空气量3000 m3/d生物接触氧化池设计（1）生物接触氧化池一般不少于2座（2）填料层高度一般3 m，当采用蜂窝填料时，应分层装填，每层高度为1 m，蜂窝孔径不小于25 mm；当采用小孔填料时，应加大曝气强度，增加生物膜脱落速度。（3）每单元接触氧化池面积宜不大于25 m2，以保证布水，布气均匀。（4）气水比控制在(1520):1设计内容 计算公式 参数意义及取值 滤池格数n=F/fn滤池个数（n2)f

15、每格滤池面积（f 25 m2）有效容积（填料体积）Q平均日废水量，m3/d L进出水BOD5M容积负荷，滤池面积(F) F = V/HH滤料高度，一般为3 m校核接触时间t滤池有效接触时间需气量D1m3污水量m3/m3，1520 m3/m3滤池高度H0=H+h1+h2+(m-1)h3+h4 h1超高（0.50.6m）h2填料上水深0.40.5mh3填料层间隙高0.20.3mh4配水区高度（不考虑进入检修0.5m，考虑1.5mSBR工艺处理啤酒废水SBR反应器的特点：运行方式灵活，脱氮、除磷效果好工艺简单，节省费用。不需设置二沉池、回流污泥及其设备反应推动力大有效防止丝状菌膨胀主要的变形工艺：循

16、环式活性污泥工艺CASS或CAST、基本过程：进水/曝气、沉淀、滗水闲置/排泥CASS工艺，即循环式活性污泥法，它的反应池用隔墙分为选择区和主反应区，进水、曝气、沉淀、排水、排泥都是周期循环运行，省去了常规活性污泥法的二沉池和污泥回流系统；同时可连续进水，间断排水。它的脱氮除磷效果好，防止污泥膨胀的性能好。 CASS生物池运行过程包括曝气、沉淀、滗水、闲置四个阶段 曝气阶段：在此阶段，CASS反应池内边进水边曝气，一方面满足好氧微生物对氧的需要，另一方面有利于活性污泥与有机物的混合与接触。此时有机污染物被微生物氧化分解，同时污水中的氨氮通过微生物的硝化作用转化为硝态氮。沉淀阶段：CASS反区池

17、缓慢进水，停止曝气，此时微生物继续利用水中剩余的DO进行氧化分解，随着反应池溶解氧的进一步降低，生物池逐渐由好氧状态向缺氧状态转变，开始进行反硝化反应，活性污泥逐渐沉到池底，上层水逐渐变清。滗水阶段：沉淀阶段完成后，置于CASS主反应区的滗水器开始工作,自上而下逐层排出上清液。同时，反应池逐渐由缺氧状态过渡到厌氧状态，反应池污泥层内因为溶解氧很低仍继续发生反硝化作用。闲置阶段：闲置阶段的时间一般较短，主要保证沼水器在此时段内上升到原始位里，防止污泥流失。同时，还通过CASS主反应区内污泥的闲置，以恢复污泥的吸附能力。CASS工艺处理啤酒废水Q平均=3500 m3/d指标CODBOD5SS进水水

18、质1500800600出水水质15060200啤酒工艺CASS工艺流程图格 栅集水调节池 原水提 升 泵CASS反应器出 水污泥浓缩池 泵压 滤 机干 泥 外 运上清液滤液回流反应池设计计算SBR反应池容积：SBR工艺工序时间进水时间：反应时间沉淀时间tS1h排水时间tD11.5一个周期所需要的时间：tb闲置时间 t=tR+tS+tD+tbSBR法的每天周期数为整数反应池的水深46，当采用矩形池，反应池长宽比1:12:1，连续进水时宜为2.5:14:1 。反应池设计超高0.51.0m反应池的数量不宜少于2个，并联CASS构筑物设计反应池有效容积584 m3，实际容积648 m3（18 m9 m4 m），厌氧:缺氧:好氧（容积比）=1:2:7BOD5容积负荷为0.4 kg/kg(MLSS.d)，MLSS为3 g/L，周期数为2，一个运行周期所需要的时间为12 hCASS反应器设计1.反应时间：2.一个周期所需要的时间：3.