啤酒厂啤酒废水处理工艺设计毕业论文Word文件下载.docx
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啤酒废水
→
格栅
污水提升泵房
调节沉淀池
UASB反应器→预曝气沉淀池→SBR池
→处理水(污泥)
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。
关键词:
啤酒废水处理,高浓度有机废水,UASB法,SBR法
Generalinformationofdesign
ThisdesignisthebrewerywatertreatmentofaBeerCompany.Themaindistinguishingfeatureofthebrewerywateristhatitcontainsmassiveorganicmattersanditbelongstothehighconcentrationorganicwastewater,soitsbiochemicaloxygendemandisalsohigh.Thewaterwhichneedstobetreatedinthebeerwastewateris5000
.
TheconcentrationsofBOD,CODandSSare1200mg/L,2000mg/Land700mg/L,respectively.ForthehighvalueofBODandCODforthebrewerywater,itcanpollutetheenvironmentifitisdischargedwithoutdisposal.SoitisrequiredtobestrictlymeetthesecondarydischargestandardofNationalWastewaterDischargeStandardswhichrequestsBOD≤20mg/L,COD≤100mg/L,SS≤70mg/L.
Aftertheanalysis,thebrewerywatercanbiodegradeeasilyandhasnoobvioustoxicity,soweusetwolevelsofbiologicaltreatmenttotreatthedrainedwatermeetthedesignatedstandard.Thefirstlevelofprocessingmainlyusesthephysicalmethods,whichremovethesuspendedmatterandtheinorganicsubstanceinthewastewater.Thesecondlevelofprocessingisthebiologicalmethods,containsUASB(Upflowanaerobicslugeblanket)ofanaerobicoxygenbiologymethodsandSBR(SequencingBatchReactor)ofdemandoxygenbiologymethods,whichcouldreduceBODandCODinthewastewater.Thetechnologicalprocessofthisdesignis:
Beerwastewater
Screens
→Swagelift
pumphouse
Regulatessendimatationtank
→Tank
of
UASB
→pre-aerationsedimentationtank
TankofSBR
→Treatmentwater(sludge).
Thetechnologyhasmanyadvantagessuchas
lowinvestment,highefficiency,simpleprocess,lessoccupiedarea,steadyrunningandenergysaving.
Keyword:
Brewery
Water,HighConcentrationofOrganicWastewater,UASBProcess,SBRProcess
1
前言
啤酒是当今风靡世界最流行的饮料之一,我国啤酒厂的吨酒耗水量较大,一般为8t~12t,部分厂家可达
10t~20t,每生产1t啤酒将产生废液4mL,而西方先进国家每产1t啤酒废水排放量约4mL,废水排放接近于耗水量的90%。
啤酒以大麦芽为主要原料,加酒花,经酵母发酵酿制啤酒,年产量15万
t。
其生产工艺流程见图
1.1。
图1.1
啤酒生产工艺流程
啤酒废水来自于啤酒生产各工序中的排放,主要污染物成分是糖类、醇类、氨基酸、果胶、啤酒花、维生素、蛋白等有机物及钾、钙、镁的硅酸盐、硫酸盐、磷酸盐等无机物。
啤酒废水具有有机物浓度高,具有水量大、悬浮物及有机物含量高、COD波动大、BOD/COD高等特点,其中BOD/COD值较高,属于中等浓度有机废水,直接排入水体,在自然降解的过程中使水中的微生物大量繁殖,从而消耗了自然水体中的溶解氧,造成水体缺氧,导致水质发黑变臭,严重影响渔业、农业、工业及饮用水源,破坏人类的生存环境。
另外,上述成分多来自啤酒生产原料,弃之不用不仅造成资源的巨大浪费,也降低了啤酒生产的原料利用率。
如何既有效地处理啤酒废水又充分利用其中的有用资源,已成为环境保护的一项重要研究内容。
1.1
处理工艺
由于啤酒废水的可生化性良好,国内处理啤酒废水多采用生化法。
所以,处理啤酒废水的方法多是采用好氧生物处理,也可先采用厌氧处理,降低污染负荷,再用好氧生物处理。
目前国内的啤酒厂工业废水的污水处理工艺,都是以生物化学方法为中心的处理系统。
随着改革开放的发展,90年代初完整的厌氧技术也在国内啤酒、饮料行业得到应用。
这里所说完整的意义在于除厌氧生化技术外,沼气通过自动化系统得到燃烧,这是厌氧系统安全运行和不产生二次污染的重要保证,这也是国内外开发厌氧技术和设备应充分引起重视的问题。
厌氧技术的引进与应用能耗节约70%以上。
1.1.1
好氧生物处理
好氧生物处理是在氧气充足的条件下,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)。
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。
1.1.1.1
活性污泥法
活性污泥法是中、低浓度有机废水处理中使用最多、运行最可靠的方法,具有投资省、处理效果好等优点。
该处理工艺的主要部分是曝气池和沉淀池。
废水进入曝气池后,与活性污泥混合,在人工充氧的条件下,活性污泥吸附并氧化分解废水中的有机物,而污泥和水的分离则由沉淀池来完成。
我国的珠江啤酒厂、烟台啤酒厂、上海益民啤酒厂、武汉西湖啤酒厂、广州啤酒厂和长春啤酒厂等厂家均采用此法。
据报道,进水CODCr为1200mg/L~1500mg/L时,出水CODCr可降至50mg/L~100mg/L,去除率为92%~96%。
活性污泥法处理啤酒废水的缺点是动力消耗大,处理中常出现污泥膨胀。
污泥膨胀的原因是啤酒废水中碳水化合物含量过高,而N、P、Fe等营养物质缺乏,各营养成分比例失调,导致微生物不能正常生长而死亡。
解决的办法是投加含N、P的化学药剂,但这将使处理成本提高。
而较为经济的方法是把生活污水(其中N、P浓度较大)和啤酒废水混合。
间歇式活性污泥法(SBR)通过间歇曝气可以使动力耗费显著降低,同时,废水处理时间也短于普通活性污泥法。
例如,珠江啤酒厂引进比利时SBR专利技术废水处理时间仅需19~20h,比普通活性污泥法缩短10~1lh,CODCr的去除率也在
96%以上[1]。
扬州啤酒厂和三明市大田啤酒厂采用SBR技术处理啤酒废水,也收到了同样的效果。
刘永淞等认为[1],SBR法对废水的稀释程度低,反应基质浓度高,吸附和反应速率都较大,因而能在较短时间内使污泥获得再生。
1.1.1.2
深井曝气法
为了提高曝气过程中氧的利用率,节省能耗,加拿大安大略省的巴利啤酒厂[2],我国的上海啤酒厂和北京五星啤酒厂均采用深井曝气法(超深水曝气)处理啤酒废水。
深井曝气实际上是以地下深井作为曝气池的活性污泥法,曝气池由下降管及上升管组成。
将废水和污泥引入下降管,在井内循环,空气注入下降管或同时注入两管中,混合液则由上升管排至固液分离装置,即废水循环是靠上升管和下降管的静水压力差进行的。
其优点是:
占地面积少,效能高,对氧的利用率大,无恶臭产生等。
据测定,当进水BOD浓度为2400mg/L时,出水浓度可降为50mg/L,去除率高达97.92%。
当然,深井曝气也有不足之处,如施工难度大,造价高,防渗漏技术不过关等。
1.1.1.3
生物膜法
生物膜法是在处理池内加入软性填料,利用同着生长于填料表面的微生物对废水进行处理,不会出现污泥膨胀的问题。
生物接触氧化池和生物转盘是这类方法的代表,在啤酒废水治理中均被采用,主要是降低啤酒废水中的
BOD。
生物接触氧化池是在微生物固着生长的同时,加以人工曝气。
这种方法可以得到很高的生物固体浓度和较高的有机负荷,因此处理效率高,占地面积也小于活性污泥法。
国内的淄博啤酒厂、青岛啤酒厂、渤海啤酒厂和徐州酿酒总厂等厂家的废水治理中采用了这种技术[3]。
青岛啤酒厂在二段生物接触氧化之后辅以混凝气浮处理,啤酒废水中CODCr和BOD的去除率分别在80%和90%以上[4]。
在此基础上,山东省环科所改常压曝气为加压曝气(0.25~0.30MPa),目的在于强化氧的传质,有效提高废水中的溶解氧浓度,以满足中、高浓度废水中微生物和有机物氧化分解的需要。
结果表明,当容积负荷
≤13.33kg·
m-3,
停留时间为3~4h时,COD和BOD平均去除率分别达到93.52%和99.03%。
由于停留时间缩短为原来的1.3h~1.4h,运转费用也较低。
生物转盘是较早用以处理啤酒废水的方法。
它主要由盘片、氧化槽、转动轴和驱动装置等部分组成,依靠盘片的转动来实现废水与盘上生物膜的接触和充氧。
该法运转稳定,动力消耗少,但低温对运行影响大,在处理高浓度废水时需增加转盘组数。
该方法在美国应用较为普及,国内的杭州啤酒厂、上海华光啤酒厂和浙江慈溪啤酒厂也在使用。
1.1.2
厌氧生物处理
厌氧生物处理适用于高浓度有机废水(CODCr
>
200mg/L,BOD>
1000mg/L)。
它是在无氧条件下靠厌气细菌的作用分解有机物。
在这一过程中,参加生物降解的有机基质有50%~90%转化为沼气(甲烷
),而发酵后的剩余物质可作
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