某啤酒厂废水处理工艺设计(上)

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资源描述

摘要本设计为某啤酒废水处理设计。设计程度为初步设计。啤酒废水水质的主要特点是含有大量的有机物,属高浓度有机废水,故其生化需氧量也较大。该啤酒废水处理厂的处理水量为3000m3/d,不考虑远期发展。原污水中各项指标为:BOD浓度为2800mg/L,COD浓度为5000mg/L,SS浓度为2000mg/L。因该废水BOD值较大,不经处理会对环境造成巨大污染,故要求处理后的排放水要严格达到国家二级排放标准,即:BOD≤30mg/L,COD≤150mg/L,SS≤150mg/L。经分析知该处理水质属易生物降解又无明显毒性的废水,可采用两级生物处理以使出水达标。一级处理主要采用物理法,用来去除污水中的悬浮物质和无机物。二级处理主要采用生物法,包括厌氧生物处理法中的UASB法和好氧生物处理法中的SBR法,可有效去除污水中的BOD、COD。)关键词:啤酒废水设计所采用的方法英文题目BeerwastewatertreatmentprocessdesignAbstractThisdesignisonebeerwastewatertreatment.Thedegreeofthedesignisinapreliminaryphase.Themaindistinguishingfeatureofthebeerwastewateristhatitcontainsthemassiveorganicmatters,soitbelongstothehighconcentrationorganicwastewater,thereforeitsbiochemicaloxygendemandisalsohigh.Thewaterwhichneedstotreatmentinthebeerwastewatertreatmentplantis3000m3/d,regardlessofthespecifiedfuturedevelopment.Varioustargetintherawwastewateris:theconcentrationofBODis2800mg/L,theconcentrationofCODis5000mg/L,theconcentrationofSSis1500mg/L.Forthebeerwastewater'sBODishigh,itcouldpollutetheenviromentifdrainedbeforetreatment,soitrequestthebeerwastewaterwhichdrainedmustbestrictlytreatedtothetwoeffluencestandardinthecountry,whichisasfollowing:BOD≤30mg/L,COD≤150mg/L,SS≤150mg/L.Aftertheanalysis,thequalityofthisprocessingwaterbelongstothewastewaterthateasybiologydegradeandnothavetheobviouspoison,couldusetwolevelsofbiologicaltreatmentstocausethewaterdrainedmeetthedesignatedstandard.Firstlevelofprocessingmainlyusesthephysicalmethods,whichremovesthesuspendedmatterandtheinorganicsubstanceinthesewage.Secondlevelsofprocessingmainlyusesthebiologymethods,consistsofUASBofdemandoxygenbiologymethodsandSBRofanaerobicoxygenbiologymethods,whichcouldremoveBOD,CODinthewastewater.ThetechnologicalprocessofthisdesignisKeywords:1绪论1.1研究的目的和意义近年来,随着人民生活水平的提高,我国啤酒工业高速发展,啤酒生产厂已经发展到600多家,啤酒产量以每年35%的速度增长,1993年年产啤酒1200万t,1994年已突破1400万t,成为世界上第二大啤酒生产国。每生产1t啤酒排放废水12~20m3,废水中含有酿造过程中产生的多种副产物和废弃物,BOD5浓度为1000~2800mg/L。据国外统计,废水不经处理的啤酒厂每年生产1000t啤酒所排出废水的BOD值相当于1.4万人生活污水的BOD值,悬浮固值SS相当于8000人生活污水的SS值[1]。,其产生的废水含有较高浓度的有机物,如未经处理直接排入自然水体,易消耗水体中的溶解氧,造成水体缺氧,最终导致水质发黑变臭,严重污染水体环境。因此,必须采取有效的处理措施对啤酒废水进行处理。1.2啤酒废水的来源啤酒厂废水主要来源有:麦芽生产过程的洗麦水、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;以及来自办公楼、食堂、单身宿舍和浴室的生活污水。啤酒生产废水的特点:啤酒生产过程用水量很大,特别是酿造、罐装工序过程,由于大量使用新鲜水,相应产生大量废水。由于啤酒的生产工序较多,不同啤酒厂生产过程中吨酒耗水量和水质相差较大。管理和技术水平较高的啤酒厂吨酒耗水量为8~12t,我国啤酒厂的吨酒耗水量一般大于该数值。国内每吨啤酒从糖化到灌装总耗水10~20m2。啤酒工业废水可分为以下几类:1.清洁废水冷冻机、麦汁和发酵冷却水等。这类废水基本上未受污染。2.清洗废水如大麦浸渍废水、大麦发芽降温喷雾水、清洗生产装置废水、漂洗酵母水、洗瓶机初期洗涤水、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。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。4.装酒废水在灌装酒时,机器的跑冒滴漏时有发生,还经常出现冒酒。废水中掺人大量残酒。另外喷淋时由于用热水喷淋,啤酒升温引起瓶内压力上升,“炸瓶”现象时有发生,因此大量啤酒洒散在喷淋水中。循环使用喷淋水为防止生物污染而加入防腐剂,因此被更换下来的废喷淋水含防腐剂成分。5.洗瓶废水清洗瓶子时先用碱性洗涤剂浸泡,然后用压力水初洗和终洗。瓶子清洗水中含有残余碱性洗涤剂、纸浆、染料、浆糊、残酒和泥沙等。碱性洗涤剂定期更换,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、沉淀装置进行单独处理。所以可以考虑将洗瓶废水的排出液经处理后储存起来,用来调节废水的pH值(啤酒废水平肘呈弱酸性),这可以节省污水处理的药剂用量[2]。1.3啤酒废水的处理现状对于啤酒废水来讲,BOD5/CODcr值非常高,有利于生化处理。根据废水水质的不同,可以采用好氧生物处理、厌氧生物处理、厌氧+好氧生物处理等。应用较多的处理工艺有全好氧处理和厌氧+好氧生物处理。UASB技术最为成熟,它利用厌氧微生物降解废水中的有机物,其主体分为配水系统,反应区,气、液、固三相分离系统,排水系统与排泥系统,沼气收集系统四个部分,具有效能高,处理费用低,电耗省,投资少,占地面积小等一系列优点,完全适用于高浓度啤酒废水的治理[3]。国内应用较为广泛的两个工艺为UASB+生物接触氧化法,EGSB+生物接触氧化法。成都啤酒厂、安徽龙津啤酒、西昌啤酒厂、山东临沂酒厂薯干酒精废水处理、山东兰陵集团郯城酒厂薯干酒精废水处理均采用的是UASB+接触氧化处理工艺[4]。天津市蓟县挂月王集团玉米酒精废水处理、天津宁河天尊酒业集团玉米酒精废水处理、山东洁晶集团日照化工二厂废水处理均采用EGSB+接触氧化处理工艺[5]。1.4设计任务1.4.1本毕业设计课题的目的和要求(1)课题:3000m3/d啤酒废水处理设计(2)本设计的任务是在查阅资料基础上,理论上计算啤酒生产废水处理工艺的相关参数,设计出处理系统的合理方案。具体包括以下内容:通过查阅资料,了解啤酒生产废水处理的途径,写出文献综述。在消化相关资料的基础上结合所学理论知识,提出污水处理系统的合理方案。根据方案,从工艺上、方法上、处理效率上等方面进行设计。工艺流程图、主要构筑物设计图、处理系统的平面和立面布置图均用CAD绘制。翻译与课题相关的外文资料一份。论文的观点、结论要明确,语言要流畅,格式要规范。进而了解目前啤酒生产废水处理现状。了解啤酒生产废水处理工艺技术的发展趋势。了解污水处理厂工艺设计的基本知识和方法。1.4.2本毕业设计课题的技术要求与数据某啤酒加工厂废水水质情况如下:废水流量:Q=3000m3/d。进水水质:COD=5000mg/L;BOD5=2800mg/L;SS=2000mg/L;pH=5~7;出水水质:处理后的废水达到GB(8978-1996)二级标准,即COD≤150mg/L;BOD5≤30mg/L;SS≤150mg/L;pH=6~9;2设计原理2.1工艺流程的选择2.1.1方案设计原则1.积极采用新技术、新设备,使技术改革后运行更可靠、更稳定、维修更方便,服务年限更长。2.做到占地面积少,投资少,运行费用低。3.自动化程度高,劳动强度低,操作方便。4.处理过程不产生二次污染,出水达到国家排放标准。2.1.2啤酒废水处理工艺对于啤酒废水来讲,BOD5/CODcr值高,非常有利于生化处理。根据废水水质的不同,可采用单一好氧或厌氧与好氧相结合的方法[3]。1、好氧生物处理多用于中、低浓度有机废水的处理,主要有以下两种方式:(1)活性污泥法: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(含大量好氧微生物)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。应用较广为序批式活性污泥法(SBR)和CASS反应池。①SBR为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。SBR法是一种改进型的活性污泥法,与其他活性污泥法相比,SBR法没有设置二沉池和污泥回流设备,布置更为紧凑,占地面积少,基建及运行费用较低,不易发生污泥膨胀问题,耐冲击负荷,处理效果稳定.采用此法处理啤酒废水,COD的去除率可达90%,出水COD100m/L,符合国家规定排放标准[6]。②CASS反应池是一种循环式活性污泥法,CASS反应池的运行一般包括三个部分:进水、曝气、回流阶段;沉淀阶段;滗水、排泥阶段.周期为4~12h,根据需要设计,反应池一般用隔墙分隔成三个区:生物选择区、预反应区、主反应区.生物选择区曝气,类似于SBR法中的限制性曝气阶段。在该区内,回流污泥中的微生物大量吸收有机物,能较迅速有效地降低废水中有机物浓度;预反应区采取半限制性曝气[7-8]。(2)生物膜法:与活性污泥法不同,生物膜法是在处理池内加入软性填料,利用固着生长于填料表面的微生物对废水进行处理,最大优点是不会出现污泥膨胀的问题,且具有运转管理方便,剩余污泥量较少等优点。因而,生物膜法在啤酒废水处理工程中,已受到很多厂家的欢迎并予以采用.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BOD5[9]。生物接触氧化法在国内应用很广,其主要优点是处理能力大,无污泥膨胀,运行管理方便等,但处理效果一般不及活性污泥法,建筑费用亦较高。2、厌氧生物处理适用于高浓度有机废水的处理,其处理技术包括许多方法,如厌氧滤池、上流式厌氧污泥床(UASB),厌氧内循环反应器(IC)等。(1)UASB:UASB技术最为成熟,它利用厌氧微生物降解废水中的有机物,其主体分为配水系统,反应区,气、液、固三相分离
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