啤酒废水毕业设计

..啤酒废水毕业设计第一部分设计说明书1绪论1.1概况随着国内啤酒工业日益发展，建厂规模越来越大，啤酒废水的排放量成倍增加，污染强度逐日加剧，啤酒废水的处理问题已经提到日程上来。啤酒生产是耗水量最大的行业，一般国内每生产1吨啤酒约耗水15吨左右，产生废水12吨左右。啤酒废水的组成变动也极大，这取决于酿造过程中的各种不同工序。啤酒生产的废水主要来自两个方面，一是大量的冷却水（糖化，麦芽冷却，发酵等），二是大量的洗涤水，冲洗水（各种罐洗涤水，瓶洗涤水等）。啤酒废水的有机组成通常是可以生物降解，主要是由糖、可溶性淀粉、乙醇、挥发性脂肪酸等组成，国内啤酒厂废水中CODcr含量为：1000～2500mg/L，BOD5含量为600～1500mg/L，可生化性强。pH值取决于CIP即在线清洗单元上所使用的化学物质的数量和类型(如苛性钠、磷酸、硝酸)。氮和磷的含量主要取决于原料的加工以及污水中废酵母存在量。啤酒废水富含有机物和一定浓度的悬浮颗粒固体(SS)，其中COD、BOD质量浓度高达数千mg／L,另外还含有大量的N、P无机盐，这些废物本身并无毒，但含有大量可被生物降解的有机物质，若不加治理直接外排，将导致地表水体，破坏水体的生态平衡，对环境造成严重污染，所以啤酒废水的处理势在必行。1.2设计原始资料某啤酒厂位于太湖周边某市，该厂的生产规模为10万吨啤酒/年，年生产日期为300天，啤酒废水的主要来源是糖化车间、发酵车间、灌装车间以及生产用冷却废水等。部分车间的定期消毒和冲洗地面也要排出一些废水。厂区也排出一定量的生活废水（工人数100人）。要求废水处理后达到《太湖地区城镇污水处理厂及重点工业行业主要水污染物排放限值》（DB32-7/1072-2007）中的相应标准。..2水量、水的确定2.1水量的确定2.1.1工业废水水量的确定根据查《太湖地区城镇污水处理厂及重点工业行业主要水污染物排放限值》（DB32-7/1072-2007）中相应的标准。表1太湖地区重点工业行业允许排水量限值序号工业行业限值1纺织染整工业百米布最高允许排水量，m3/100m布（布幅以914mm计；宽幅按比例折算）2.0吨纤维最高允许排水量，m3/t纤维1502造纸工业商品浆造纸企业吨纸最高允许排水量，m3/t纸12废纸造纸企业吨纸最高允许排水量，m3/t纸153钢铁工业焦化：吨焦耗新鲜水量，m3/t焦2.5钢铁联合企业：吨钢最高允许排水量，m3/t钢24电镀工业平方米镀件最高允许排水量，m3/m2镀件0.25食品制造工业味精工业吨产品最高允许排水量，m3/t产品150啤酒工业废水产生量，m3/kL4.5注：1城镇生活污水处理厂废水排放量不设允许排水量限值。2化学工业涉及的门类较多、产品复杂，有国家清洁生产标准的，允许排水量限值执行清洁生产标准中一级标准（国际清洁生产先进水平）；没有国家清洁生产标准的，仍执行国家相应标准规定。每生产1吨啤酒排放废水的限值为4.5吨，取4.2吨，符合标准，则该啤酒厂年产废水10万，10万m3×4.2＝42万m3，每天约为420000÷300＝1400m3。2.1.2生活污水水量的确定根据《建筑给水排水设计规范》相关规定：设计企业建筑时，管理人员的生活用水定额可取30～50L/人·班；车间工人的生活用水定额应根据车间性质确定，一般宜采用（30～50）L/人·班；用水时间宜取8h，小时变化系数宜取1.5～2.5。所以取每人生活定额为50L/人·班，小时变化系数取2，排污系数取0.8，则每天生活污水的排放量为（50×2×0.8×100）／1000＝8m3。..2.1.3处理规模及设计流量的确定由工业废水1400m3/d和生活污水8m3/d，可以确定该啤酒厂废水的水量为：1408m3/d，则取该啤酒厂废水的处理规模为1500m3/d；取时变化系数为2，则该啤酒厂的设计流量为35L/s。2.2水质的确定2.2.1进水水质的确定a.啤酒废水的来源啤酒废水主要来源有：麦芽生产过程的洗麦水、浸麦水、发芽降温喷雾水、麦糟水、洗汲涤水、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、食堂等生活污水。如图所示：图1啤酒厂生产流程b.啤酒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，不同的啤酒厂生产过程每吨酒的耗水量和水质相差较大.啤酒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，这些水基本未受污染。（2）清洗废水：如清洗生产装置废水、漂洗酵母水、洗瓶机初期洗涤水、酒罐消毒废水、巴斯德杀毒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。冲洗..废渣水，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物。（3）装酒废水：在灌装酒时，机器的跑冒滴漏时有发生，还经常冒酒，废水中掺入大量残酒。喷淋时由于用热水喷淋，啤酒升温引起瓶内压力增大，“炸瓶”现象时有发生，所以，在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。（4）洗瓶废水：清洗瓶子时先用碱液洗涤剂浸泡,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、浆纸、燃料、浆糊、残酒和泥砂等。碱性洗涤剂的更换，更换时若是直接排入下水道可以使啤酒废水呈碱性。因此废碱性洗涤剂应先进入调节池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。这样可以节省污水处理的药剂用量。根据啤酒生产的特点，各工段废水的污染物浓度可见下表：表2啤酒生产中各工段废水的污染物浓度水温为20-25℃，TN=30-70mg/L，NH3-N=30-40mg/L，TP=10-25mg/L。现根据生产现状及排水情况，确定啤酒生产排放的废水进水水质：废水种类占总排放量百分比％pHCODcrmg/LBOD5mg/LSSmg/L排放方式浸麦废水206.5-7.5500-700200-400300-500间歇排放糖化发酵废水355-73000-50002000-3000800-3500间歇排放灌装废水406-9100-80070-450100-200连续排放其他混合废水56-7————总排放混合污水—6-81000-2500800-1500350-800—..表3啤酒废水进水水质2.2.2出水水质的确定根据查《太湖地区城镇污水处理厂及重点工业行业主要水污染物排放限值》（DB32-7/1072-2007）中相应的标准，以及《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中相应的一级A标准，得到该啤酒厂污水排放的各项标准。表4啤酒废水出水水质2.3废水处理程度表5啤酒废水处理程度3工艺选择啤酒厂废水中CODcr含量为：1000～2500mg/L，BOD5含量为600～1500mg/L，可生化性强。且含有一定量的凯氏氮和磷，会导致水体严重富营养化，破坏水体的生态平衡，对环境造成严重污染，所以啤酒废水的处理势在必行。一般CODcr（氧化剂氧化水中有机污染物时所需的含氧量。以mg/L为单位，其水质标准（mg/L）CODBODSSTPTNNH3-N进水20001050400124535水质标准（mg/L）CODBODSSTPTNNH3-N出水≤80≤10≤10≤0.5≤15≤5水质标准（mg/L）CODBODSSTPTNNH3-N进水20001050400124535出水≤80≤10≤10≤0.5≤15≤5去除率（％）≥96≥99≥97.5≥95.8≥66.7≥85.7..值越高，表示水污染越严重。）为1500～2500mg/L，BOD5（地面水体中的有机物经微生物分解所消耗水中溶解氧的总量，用mg/L表示。通常采用一定体积的水样在20℃条件下培养5天后，测定水体中溶解氧消耗的毫克数。）为1000～1500mg/L，BOD5/CODcr的比值为0.5-0.6，表明其可生化性较好，污染物中的有机物容易降解。目前常根据BOD5/CODcr比值来判断废水的可生化性，即BOD5/CODcr0.3时易生化处理，当BOD5/CODcr0.25时可生化处理，当BOD5/CODcr0.25难生化处理。而啤酒废水的BOD5/CODcr的比值大于0.3，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。3.1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）。这类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、生物膜法是好氧生物处理方法的两大类。3.1.1活性污泥法a.活性污泥法流程与原理典型的活性污泥法是由曝气池、沉淀池、污泥回流系统和剩余污泥排除系统组成污水和回流的活性污泥一起进入曝气池形成混合液从空气压缩机站送来的压缩空气。通过铺设在曝气池底部的空气扩散装置，以细小气泡的形式进入污水中，目的是增加污水中的溶解氧含量，还使混合液处于剧烈搅动的状态，呈悬浮状态。溶解氧、活性污泥与污水互相混合、充分接触，使活性污泥反应得以正常进行第一阶段。污水中的有机污染物被活性污泥颗粒吸附在菌胶团的表面上，是由于其巨大的表面积和多糖类黏性物质的作用同时一些大分子有机物在细菌胞外酶作用下分解为小分子有机物。第二阶段是微生物在氧气充足的条件下，吸收这些有机物，并氧化分解，形成二氧化碳和水，一部分供给自身的增殖繁衍。活性污泥反应进行的结果，污水中有机污染物得到降解而去除，活性污泥本身得以繁衍增长，污水则得以净化处理。经过活性污泥净化作用后的混合液进入二次沉淀池，混合液中悬浮的活性污泥和其他固体物质在这里沉淀下来与水分离，澄清后的污水作为处理水排出系统。..经过沉淀浓缩的污泥从沉淀池底部排出，其中大部分作为接种污泥回流至曝气池，以保证曝气池内的悬浮固体浓度和微生物浓度，增殖的微生物从系统中排出，称为“剩余污泥”。事实上，污染物很大程度上从污水中转移到了这些剩余污泥中。b.活性污泥法的主要分类活性污泥法的主要分为：氧化沟工艺活性污泥法；SBR工艺活性污泥法；深井曝气活性污泥法等。（1）氧化沟工艺主要类型包括：卡鲁塞尔氧化沟工艺；一体式氧化沟工艺；交替式氧化沟工；双沟交替式氧化沟工艺；三沟交替式氧化沟工艺等。卡鲁塞尔氧化沟氧化沟的结构：Carrousel氧化沟使用定向控制的曝气和搅动装置，向混合液传递水平速度，从而使被搅动的混合液在氧化沟闭合渠道内循环流动。因此氧化沟具有特殊的水力学流态，既有完全混合式反应器的特点，又有推流式反应器的特点，沟内存在明显的溶解氧浓度梯度。氧化沟断面为矩形或梯形，平面形状多为椭圆形，沟内水深一般为2.5～4.5m，宽深比为2:1，亦有水深达7m的，沟中水流平均速度为0.3m/s。氧化沟曝气混合设备有表面曝气机、曝气转刷或转盘、射流曝气器、导管式曝气器和提升管式曝气机等，近年来配合使用的还有水下推动器。图2Carrousel氧化沟平面结构图卡鲁塞尔氧化沟处理污水的原理：最初的普通Carrousel氧化沟的工艺中污水直接与回流污泥一起进入氧化沟系统。表面曝气机使混合液中溶解氧DO的浓度增加到大约2～3mg/L。在这种充分掺氧的条件下，微生物得到足够的溶解氧来去除BOD；同时，氨也被氧化成硝酸盐和亚硝酸盐，此时，混合液处于有氧状态。在曝气机下游，水流由曝气区的湍流状态变成之后的平流状态，水流维持在最小流速，保证活性污泥处于悬浮状态（平均流速0.3m/s）。微生物的氧化过程消耗了水中溶解氧，直到DO值降为零，混合液呈缺氧状态。经过缺