啤酒廢水畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、蘇州科技學(xué)院天平學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)啤酒廢水畢業(yè)設(shè)計(jì)第一部分 設(shè)計(jì)說(shuō)明書1 緒論1.1 概況隨著國(guó)內(nèi)啤酒工業(yè)日益發(fā)展，建廠規(guī)模越來(lái)越大，啤酒廢水的排放量成倍增加，污染強(qiáng)度逐日加劇，啤酒廢水的處理問(wèn)題已經(jīng)提到日程上來(lái)。啤酒生產(chǎn)是耗水量最大的行業(yè)， 一般國(guó)內(nèi)每生產(chǎn)1噸啤酒約耗水15噸左右，產(chǎn)生廢水12噸左右。啤酒廢水的組成變動(dòng)也極大，這取決于釀造過(guò)程中的各種不同工序。啤酒生產(chǎn)的廢水主要來(lái)自兩個(gè)方面，一是大量的冷卻水（糖化，麥芽冷卻，發(fā)酵等），二是大量的洗滌水，沖洗水（各種罐洗滌水，瓶洗滌水等）。啤酒廢水的有機(jī)組成通常是可以生物降解， 主要是由糖、可溶性淀粉、乙醇、揮發(fā)性脂肪酸等組成， 國(guó)內(nèi)啤酒廠廢水

2、中CODcr含量為：10002500mg/L，BOD5含量為6001500 mg/L，可生化性強(qiáng)。pH值取決于CIP即在線清洗單元上所使用的化學(xué)物質(zhì)的數(shù)量和類型(如苛性鈉、磷酸、硝酸)。氮和磷的含量主要取決于原料的加工以及污水中廢酵母存在量。啤酒廢水富含有機(jī)物和一定濃度的懸浮顆粒固體(SS)，其中COD、BOD質(zhì)量濃度高達(dá)數(shù)千mgL ,另外還含有大量的N、P無(wú)機(jī)鹽，這些廢物本身并無(wú)毒，但含有大量可被生物降解的有機(jī)物質(zhì)， 若不加治理直接外排， 將導(dǎo)致地表水體，破壞水體的生態(tài)平衡，對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染，所以啤酒廢水的處理勢(shì)在必行。 1.2 設(shè)計(jì)原始資料 某啤酒廠位于太湖周邊某市，該廠的生產(chǎn)規(guī)模為10

3、萬(wàn)噸啤酒/年，年生產(chǎn)日期為300天，啤酒廢水的主要來(lái)源是糖化車間、發(fā)酵車間、灌裝車間以及生產(chǎn)用冷卻廢水等。部分車間 的定期消毒和沖洗地面也要排出一些廢水。廠區(qū)也排出一定量的生活廢水（工人數(shù)100人）。 要求廢水處理后達(dá)到太湖地區(qū)城鎮(zhèn)污水處理廠及重點(diǎn)工業(yè)行業(yè)主要水污染物排放限值（DB32-7/1072-2007）中的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。2 水量、水的確定2.1 水量的確定2.1.1 工業(yè)廢水水量的確定根據(jù)查太湖地區(qū)城鎮(zhèn)污水處理廠及重點(diǎn)工業(yè)行業(yè)主要水污染物排放限值（DB32-7/1072-2007）中相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。表1 太湖地區(qū)重點(diǎn)工業(yè)行業(yè)允許排水量限值序號(hào)工 業(yè) 行 業(yè)限值1紡織染整工業(yè)百米布最高允許排水量

4、，m3/100m布（布幅以914mm計(jì)；寬幅按比例折算）2.0噸纖維最高允許排水量，m3/t纖維1502造紙工業(yè)商品漿造紙企業(yè)噸紙最高允許排水量，m3/t紙12廢紙?jiān)旒埰髽I(yè)噸紙最高允許排水量，m3/t紙153鋼鐵工業(yè)焦化：噸焦耗新鮮水量，m3/t焦2.5鋼鐵聯(lián)合企業(yè)：噸鋼最高允許排水量，m3/t鋼24電鍍工業(yè)平方米鍍件最高允許排水量，m3/m2鍍件0.25食品制造工業(yè)味精工業(yè)噸產(chǎn)品最高允許排水量，m3/t產(chǎn)品150啤酒工業(yè)廢水產(chǎn)生量，m3/kL4.5注：1 城鎮(zhèn)生活污水處理廠廢水排放量不設(shè)允許排水量限值。2 化學(xué)工業(yè)涉及的門類較多、產(chǎn)品復(fù)雜，有國(guó)家清潔生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)的，允許排水量限值執(zhí)行清潔生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)

5、中一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（國(guó)際清潔生產(chǎn)先進(jìn)水平）；沒(méi)有國(guó)家清潔生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)的，仍執(zhí)行國(guó)家相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。每生產(chǎn)1噸啤酒排放廢水的限值為4.5噸，取4.2噸，符合標(biāo)準(zhǔn)，則該啤酒廠年產(chǎn)廢水10萬(wàn)，10萬(wàn)m3×4.242萬(wàn)m3，每天約為420000÷3001400m3。2.1.2 生活污水水量的確定根據(jù)建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范相關(guān)規(guī)定：設(shè)計(jì)企業(yè)建筑時(shí)，管理人員的生活用水定額可取3050L/人·班；車間工人的生活用水定額應(yīng)根據(jù)車間性質(zhì)確定，一般宜采用（3050）L/人·班；用水時(shí)間宜取8h，小時(shí)變化系數(shù)宜取1.52.5。所以取每人生活定額為50 L/人·班，小時(shí)變化系數(shù)取2，

6、排污系數(shù)取0.8，則每天生活污水的排放量為（50×2×0.8×100）10008m3。2.1.3 處理規(guī)模及設(shè)計(jì)流量的確定 由工業(yè)廢水1400m3/d和生活污水8m3/d，可以確定該啤酒廠廢水的水量為：1408m3/d ，則取該啤酒廠廢水的處理規(guī)模為1500m3/d；取時(shí)變化系數(shù)為2，則該啤酒廠的設(shè)計(jì)流量為35L/s。2.2 水質(zhì)的確定2.2.1 進(jìn)水水質(zhì)的確定 a. 啤酒廢水的來(lái)源啤酒廢水主要來(lái)源有：麥芽生產(chǎn)過(guò)程的洗麥水、浸麥水、發(fā)芽降溫噴霧水、麥糟水、洗汲滌水、凝固物洗滌水；糖化過(guò)程的糖化、過(guò)濾洗滌水;發(fā)酵過(guò)程的發(fā)酵罐洗滌、過(guò)濾洗滌水;罐裝過(guò)程洗瓶、滅菌及破瓶

7、啤酒;冷卻水和成品車間洗滌水；以及來(lái)自辦公樓、食堂等生活污水。 如圖所示：圖1 啤酒廠生產(chǎn)流程 b. 啤酒廢水的特點(diǎn)啤酒生產(chǎn)過(guò)程用水量很大,特別是釀造,罐裝工序過(guò)程,由于大量使用新鮮水，相應(yīng)產(chǎn)生大量廢水。由于啤酒的生產(chǎn)工序較多，不同的啤酒廠生產(chǎn)過(guò)程每噸酒的耗水量和水質(zhì)相差較大.啤酒廢水可分為以下幾類：（1） 清潔廢水：冷凍機(jī)、麥汁和發(fā)酵冷卻水等，這些水基本未受污染。（2）清洗廢水：如清洗生產(chǎn)裝置廢水、漂洗酵母水、洗瓶機(jī)初期洗滌水、酒罐消毒廢水、巴斯德殺毒噴淋水和地面沖洗水等，這類廢水受到不同程度的有機(jī)污染。沖洗廢渣水，如麥糟液、冷熱凝固物、酒花糟、剩余酵母、酒泥、濾酒渣和殘堿性洗滌液等，這類廢

8、水中含有大量的懸浮固體有機(jī)物。工段中將產(chǎn)生麥汁冷卻水、裝置洗滌水、麥糟、熱凝固物和酒花糟。裝置洗滌水主要是糖化鍋洗滌水、過(guò)濾槽和沉淀槽洗滌水。此外，糖化過(guò)程還要排出酒花糟、熱凝固物等大量懸浮物。（3）裝酒廢水：在灌裝酒時(shí)，機(jī)器的跑冒滴漏時(shí)有發(fā)生，還經(jīng)常冒酒，廢水中摻入大量殘酒。噴淋時(shí)由于用熱水噴淋，啤酒升溫引起瓶?jī)?nèi)壓力增大，“炸瓶”現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，所以，在大量啤酒灑散在噴淋水中，循環(huán)使用噴淋水為防止生物污染而加入防腐劑，因此被更換下來(lái)的廢噴淋水含防腐劑成分。（4）洗瓶廢水：清洗瓶子時(shí)先用堿液洗滌劑浸泡,然后用壓力水初洗和終洗。瓶子清洗水中含有殘余堿性洗滌劑、漿紙、燃料、漿糊、殘酒和泥砂等。堿性洗

9、滌劑的更換，更換時(shí)若是直接排入下水道可以使啤酒廢水呈堿性。因此廢堿性洗滌劑應(yīng)先進(jìn)入調(diào)節(jié)池沉淀裝置進(jìn)行單獨(dú)處理。所以可以考慮將洗瓶廢水的排出液經(jīng)處理后儲(chǔ)存起來(lái)，用來(lái)調(diào)節(jié)廢水的pH值。這樣可以節(jié)省污水處理的藥劑用量。根據(jù)啤酒生產(chǎn)的特點(diǎn)，各工段廢水的污染物濃度可見下表：表2 啤酒生產(chǎn)中各工段廢水的污染物濃度廢水種類占總排放量百分比 pH CODcr mg/LBOD5 mg/LSS mg/L 排放方式浸麥廢水206.5-7.5500-700200-400300-500間歇排放糖化發(fā)酵 廢水355-73000-50002000-3000800-3500間歇排放灌裝廢水406-9100-80070-450

10、100-200連續(xù)排放其他混合廢水56-7總排放 混合污水6-81000-2500800-1500350-800 水溫為20-25，TN=30-70mg/L，NH3-N=30-40mg/L，TP=10-25mg/L。現(xiàn)根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)狀及排水情況，確定啤酒生產(chǎn)排放的廢水進(jìn)水水質(zhì)：表3 啤酒廢水進(jìn)水水質(zhì)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn) （mg/L）COD BODSSTPTN NH3-N 進(jìn)水200010504001245352.2.2 出水水質(zhì)的確定根據(jù)查太湖地區(qū)城鎮(zhèn)污水處理廠及重點(diǎn)工業(yè)行業(yè)主要水污染物排放限值（DB32-7/1072-2007）中相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，以及城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB 18918-2002）中相

11、應(yīng)的一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，得到該啤酒廠污水排放的各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)。表4 啤酒廢水出水水質(zhì)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn) （mg/L）COD BOD SSTPTN NH3-N 出水8010100.5155 2.3 廢水處理程度表5 啤酒廢水處理程度水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn) （mg/L）COD BODSSTPTN NH3-N 進(jìn)水20001050400124535出水8010100.5155去除率（）969997.595.866.785.73 工藝選擇 啤酒廠廢水中CODcr含量為：10002500mg/L，BOD5含量為6001500 mg/L，可生化性強(qiáng)。且含有一定量的凱氏氮和磷，會(huì)導(dǎo)致水體嚴(yán)重富營(yíng)養(yǎng)化，破壞水體的生態(tài)平衡，對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染，所以

12、啤酒廢水的處理勢(shì)在必行。一般CODcr（氧化劑氧化水中有機(jī)污染物時(shí)所需的含氧量。以mg/L為單位，其值越高，表示水污染越嚴(yán)重。）為15002500mg/L， BOD5 （地面水體中的有機(jī)物經(jīng)微生物分解所消耗水中溶解氧的總量，用mg/L表示。通常采用一定體積的水樣在20條件下培養(yǎng)5天后，測(cè)定水體中溶解氧消耗的毫克數(shù)。）為10001500mg/L，BOD5 /CODcr的比值為0.5-0.6，表明其可生化性較好，污染物中的有機(jī)物容易降解。 目前常根據(jù)BOD5/CODcr比值來(lái)判斷廢水的可生化性，即BOD5/CODcr>0.3時(shí)易生化處理，當(dāng)BOD5/CODcr>0.

13、25時(shí)可生化處理，當(dāng)BOD5/CODcr<0.25難生化處理。而啤酒廢水的BOD5/CODcr的比值大于0.3，所以，處理啤酒廢水的方法多是采用好氧生物處理，也可先采用厭氧處理，降低污染負(fù)荷，再用好氧生物處理。目前國(guó)內(nèi)的啤酒廠工業(yè)廢水的污水處理工藝，都是以生物化學(xué)方法為中心的處理系統(tǒng)。3.1 好氧生物處理 好氧生物處理是在氧氣充足的條件下，利用好氧微生物的生命活動(dòng)氧化啤酒廢水中的有機(jī)物，其產(chǎn)物是二氧化碳、水及能量（釋放于水中）。這類方法沒(méi)有考慮到廢水中有機(jī)物的利用問(wèn)題，因此處理成本較高?；钚晕勰喾?、生物膜法是好氧生物處理方法的兩大類。3.1.1 活性污泥法 a. 活性污泥法流程與原理典型

14、的活性污泥法是由曝氣池、沉淀池、污泥回流系統(tǒng)和剩余污泥排除系統(tǒng)組成污水和回流的活性污泥一起進(jìn)入曝氣池形成混合液從空氣壓縮機(jī)站送來(lái)的壓縮空氣。通過(guò)鋪設(shè)在曝氣池底部的空氣擴(kuò)散裝置，以細(xì)小氣泡的形式進(jìn)入污水中，目的是增加污水中的溶解氧含量，還使混合液處于劇烈攪動(dòng)的狀態(tài)，呈懸浮狀態(tài)。溶解氧、活性污泥與污水互相混合、充分接觸，使活性污泥反應(yīng)得以正常進(jìn)行第一階段。污水中的有機(jī)污染物被活性污泥顆粒吸附在菌膠團(tuán)的表面上，是由于其巨大的表面積和多糖類黏性物質(zhì)的作用同時(shí)一些大分子有機(jī)物在細(xì)菌胞外酶作用下分解為小分子有機(jī)物。第二階段是微生物在氧氣充足的條件下，吸收這些有機(jī)物，并氧化分解，形成二氧化碳和水，一部分供給

15、自身的增殖繁衍?；钚晕勰喾磻?yīng)進(jìn)行的結(jié)果，污水中有機(jī)污染物得到降解而去除，活性污泥本身得以繁衍增長(zhǎng)，污水則得以凈化處理。經(jīng)過(guò)活性污泥凈化作用后的混合液進(jìn)入二次沉淀池，混合液中懸浮的活性污泥和其他固體物質(zhì)在這里沉淀下來(lái)與水分離，澄清后的污水作為處理水排出系統(tǒng)。經(jīng)過(guò)沉淀濃縮的污泥從沉淀池底部排出，其中大部分作為接種污泥回流至曝氣池，以保證曝氣池內(nèi)的懸浮固體濃度和微生物濃度，增殖的微生物從系統(tǒng)中排出，稱為“剩余污泥”。事實(shí)上，污染物很大程度上從污水中轉(zhuǎn)移到了這些剩余污泥中。 b. 活性污泥法的主要分類活性污泥法的主要分為：氧化溝工藝活性污泥法；SBR工藝活性污泥法；深井曝氣活性污泥法等。 （1）氧化溝

16、工藝主要類型包括：卡魯塞爾氧化溝工藝；一體式氧化溝工藝；交替式氧化溝工；雙溝交替式氧化溝工藝；三溝交替式氧化溝工藝等。 卡魯塞爾氧化溝氧化溝的結(jié)構(gòu)：Carrousel 氧化溝使用定向控制的曝氣和攪動(dòng)裝置，向混合液傳遞水平速度，從而使被攪動(dòng)的混合液在氧化溝閉合渠道內(nèi)循環(huán)流動(dòng)。因此氧化溝具有特殊的水力學(xué)流態(tài)，既有完全混合式反應(yīng)器的特點(diǎn)，又有推流式反應(yīng)器的特點(diǎn)，溝內(nèi)存在明顯的溶解氧濃度梯度。氧化溝斷面為矩形或梯形，平面形狀多為橢圓形，溝內(nèi)水深一般為2.54.5m，寬深比為2:1，亦有水深達(dá)7m的，溝中水流平均速度為0.3m/s。氧化溝曝氣混合設(shè)備有表面曝氣機(jī)、曝氣轉(zhuǎn)刷或轉(zhuǎn)盤、射流曝氣器、導(dǎo)管式曝氣器

17、和提升管式曝氣機(jī)等，近年來(lái)配合使用的還有水下推動(dòng)器。 圖2 Carrousel 氧化溝平面結(jié)構(gòu)圖 卡魯塞爾氧化溝處理污水的原理：最初的普通Carrousel 氧化溝的工藝中污水直接與回流污泥一起進(jìn)入氧化溝系統(tǒng)。表面曝氣機(jī)使混合液中溶解氧DO的濃度增加到大約23mg/L。在這種充分摻氧的條件下，微生物得到足夠的溶解氧來(lái)去除BOD；同時(shí)，氨也被氧化成硝酸鹽和亞硝酸鹽，此時(shí)，混合液處于有氧狀態(tài)。在曝氣機(jī)下游，水流由曝氣區(qū)的湍流狀態(tài)變成之后的平流狀態(tài)，水流維持在最小流速，保證活性污泥處于懸浮狀態(tài)（平均流速>0.3m/s）。微生物的氧化過(guò)程消耗了水中溶解氧，直到DO值降為零，混合液呈缺氧狀態(tài)。經(jīng)過(guò)

18、缺氧區(qū)的反硝化作用，混合液進(jìn)入有氧區(qū)，完成一次循環(huán)。該系統(tǒng)中，BOD降解是一個(gè)連續(xù)過(guò)程，硝化作用和反硝化作用發(fā)生在同一池中。由于結(jié)構(gòu)的限制，這種氧化溝雖然可以有效的去除BOD，但除磷脫氮的能力有限。 （2）間歇式活性污泥法(SBR)：SBR是序列間歇式活性污泥法（Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process）的簡(jiǎn)稱，是一種按間歇曝氣方式來(lái)運(yùn)行的活性污泥污水處理技術(shù)，又稱序批式活性污泥法。與傳統(tǒng)污水處理工藝不同，SBR技術(shù)采用時(shí)間分割的操作方式替代空間分割的操作方式，非穩(wěn)定生化反應(yīng)替代穩(wěn)態(tài)生化反應(yīng)，靜置理想沉淀替代傳統(tǒng)的動(dòng)態(tài)沉淀。它的主要特征

19、是在運(yùn)行上的有序和間歇操作，SBR技術(shù)的核心是SBR反應(yīng)池，該池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，無(wú)污泥回流系統(tǒng)。 SBR工藝基本流程：SBR的核心部分是SBR反應(yīng)池。它是按一定時(shí)間順序間接操作運(yùn)行的反應(yīng)器。所謂“序批間歇”有兩個(gè)含義：一是運(yùn)行操作在空間上是按序列、間歇的方式進(jìn)行的。為匹配多數(shù)情況下廢水的連續(xù)排放規(guī)律，必須兩個(gè)或多個(gè)SBR池并聯(lián)，按次序間接運(yùn)行。二是每個(gè)SBR池的運(yùn)行操作在時(shí)間上也是按次序排列、間歇運(yùn)行的。一般可按運(yùn)行次序?qū)⒁粋€(gè)運(yùn)行周期分為五個(gè)階段：進(jìn)水期，反應(yīng)期，沉淀期，排水期，閑置期。 如下圖所示：圖3 SBR工藝基本流程 進(jìn)水曝氣/不爆氣進(jìn)水期曝氣反應(yīng)期靜置，不曝

20、氣沉淀期排水排泥期污泥活化閑置期曝氣 進(jìn)水期：指從反應(yīng)器開始進(jìn)水至到達(dá)反應(yīng)器最大容積時(shí)的一段時(shí)間。在此期間可分為三種情況：曝氣(好氧反應(yīng))、攪拌(厭氧反應(yīng))及靜置。在曝氣的情況下，有機(jī)物在進(jìn)水過(guò)程中已經(jīng)開始被大量氧化，在攪拌的情況下則抑制好氧反應(yīng)。對(duì)應(yīng)這三種方式就是非限制曝氣、半非限制曝氣和限制曝氣。運(yùn)行是可根據(jù)不同微生物的生長(zhǎng)特點(diǎn)、廢水的特性和要達(dá)到的處理目標(biāo)，采用這三種不同的進(jìn)水方式。通過(guò)控制進(jìn)水階段的環(huán)境，就實(shí)現(xiàn)了反應(yīng)器不變的情況下完成多種處理功能。 反應(yīng)期：反應(yīng)的目的是在反應(yīng)器內(nèi)最大水量的情況下完成進(jìn)水期已經(jīng)開始的反應(yīng)。根據(jù)反應(yīng)的目的決定進(jìn)行曝氣或攪拌，即進(jìn)行好氧反應(yīng)或缺氧反應(yīng)。在反應(yīng)

21、階段，通過(guò)改變反應(yīng)條件，不僅可以達(dá)到有機(jī)物將解的目的，而且可以取得脫氮除磷的效果。 沉淀期：沉淀的目的是固液分離。本工序相當(dāng)于二沉池。停止曝氣和攪拌，污泥絮體和上清液分離。由于在沉淀時(shí)反應(yīng)器內(nèi)是完全靜止的，在SBR系統(tǒng)中，這個(gè)過(guò)程比在CFS法中效果更高。沉淀過(guò)程一般是由時(shí)間控制的。沉淀時(shí)間一般在0.5-1h之間，甚至可以達(dá)到2h，以便于下一個(gè)排水工序污泥層保持在排水設(shè)備的下面，并且在排放完成之前不上升超過(guò)排水設(shè)備。 排水期：排水的目的是從反應(yīng)器中排除污泥的澄清液，一直恢復(fù)到循環(huán)開始時(shí)最低水位，該水位離污泥層還有一定的保護(hù)高度。反應(yīng)器底部沉降下來(lái)的污泥大部分作為下一周期的回流污泥。過(guò)剩的污泥可在

22、排水階段排除，也可在閑置階段排除。 SBR排水一般采用潷水器，潷水所用時(shí)間由潷水器來(lái)決定。一般不會(huì)影響下面的污泥層。 閑置期：沉淀之后到下個(gè)周期開始的時(shí)間為閑置期。根據(jù)需要可進(jìn)行攪拌或曝氣。在多池系統(tǒng)中，閑置的目的是在轉(zhuǎn)向另一個(gè)單元前為一個(gè)反應(yīng)器提供時(shí)間以完成他的整個(gè)周期。在待機(jī)期間，根據(jù)工藝和處理目的，可以進(jìn)行混合，去除剩余污泥，閑置期長(zhǎng)短有原水量決定。 排除剩余污泥是SBR運(yùn)行過(guò)程中的另一個(gè)重要步驟。它并不是5個(gè)基本過(guò)程，它是 SBR 工藝處理系統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)之一，這是因?yàn)榕欧攀Ｓ辔勰嗟臅r(shí)間不確定。與傳統(tǒng)的連續(xù)式系統(tǒng)一樣，排除剩余污泥的量和頻率由運(yùn)行要求決定。在SBR的運(yùn)行過(guò)程中，剩余污泥排

23、放通常在沉淀或閑置期間。SBR系統(tǒng)的一致特點(diǎn)是不需要回流系統(tǒng)，這就減少了機(jī)械設(shè)備和有關(guān)控制系統(tǒng)。 改變運(yùn)行參數(shù)可實(shí)現(xiàn)好氧厭氧缺氧狀態(tài)，通過(guò)對(duì)這些狀態(tài)的精確控制可實(shí)現(xiàn)有機(jī)物的有效去除。 SBR反應(yīng)池的工作原理：活性污泥法利用微生物去除有機(jī)物。首先需要微生物將有機(jī)物轉(zhuǎn)化成二氧化碳和水以及微生物菌體，反應(yīng)后需要將微生物保存下來(lái)，在適當(dāng)時(shí)間通過(guò)排除剩余污泥從系統(tǒng)中除去新增的微生物。SBR是通過(guò)在時(shí)間上交替實(shí)現(xiàn)這一過(guò)程。它在流程上只設(shè)一個(gè)池子，將曝氣池和二沉池的功能集中在該池子上，兼行水質(zhì)水量調(diào)節(jié)、微生物降解有機(jī)物和固液分離等功能。 SBR在時(shí)間上的交替運(yùn)行就是它的工作方式，它是傳統(tǒng)活性污泥法的一種變形

24、，其反應(yīng)機(jī)制以及污染物的去除機(jī)制和傳統(tǒng)活性污泥法基本相同，僅運(yùn)行操作不一樣。 在SBR運(yùn)行中，每個(gè)周期循環(huán)過(guò)程即進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀、排水和閑置都是可進(jìn)行控制的。每個(gè)過(guò)程與特定的反應(yīng)條件相聯(lián)系（混合/靜止，好氧/厭氧），這些反應(yīng)條件促進(jìn)污水物理和化學(xué)特性有選擇的改變，這些改變使污水得到了完全的處理。 例如，珠江啤酒廠引進(jìn)比利時(shí)SBR專利技術(shù)，廢水處理時(shí)間僅需1920 h ,比普通活性污泥法縮短1011 h，CODcr的去除率也在96%以上。揚(yáng)州啤酒廠和三明市大田啤酒廠采用SBR技術(shù)處理啤酒廢水，也收到了同樣的效果。SBR法對(duì)廢水的稀釋程度低，反應(yīng)基質(zhì)濃度高，吸附和反應(yīng)速率都較大，因而能在較短時(shí)間內(nèi)

25、使污泥獲得再生。 （3）周期循環(huán)活性污泥法 (CASS):CASS(Cyclic Activated Sludge System)是周期循環(huán)活性污泥法的簡(jiǎn)稱，又稱為循環(huán)活性污泥工藝CAST(Cyclic Activated Sludge technology)，是在SBR的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，即在SBR池內(nèi)進(jìn)水端增加了一個(gè)生物選擇器，實(shí)現(xiàn)了連續(xù)進(jìn)水（沉淀期、排水期仍連續(xù)進(jìn)水），間歇排水。設(shè)置生物選擇器的主要目的是使系統(tǒng)選擇出絮凝性細(xì)菌，其容積約占整個(gè)池子的10%。生物選擇器的工藝過(guò)程遵循活性污泥的基質(zhì)積累再生理論，使活性污泥在選擇器中經(jīng)歷一個(gè)高負(fù)荷的吸附階段(基質(zhì)積累)，隨后在主反應(yīng)區(qū)經(jīng)歷一個(gè)較

26、低負(fù)荷的基質(zhì)降解階段，以完成整個(gè)基質(zhì)降解的全過(guò)程和污泥再生。該工藝以一定的時(shí)間序列完成各個(gè)階段的運(yùn)行，其中由充水曝氣、充水泥水分離、上清液潷除和充水閑置等四個(gè)階段并組成其運(yùn)行的一個(gè)周期。各運(yùn)行階段的運(yùn)行方式可根據(jù)水質(zhì)和處理要求進(jìn)行調(diào)整，如無(wú)反應(yīng)充水（即進(jìn)水時(shí)既不曝氣也不攪拌）、無(wú)曝氣充水混合、充水曝氣及進(jìn)水沉淀（為保證穩(wěn)定的沉淀效果，在沉淀和排水階段也可以不進(jìn)水的方式運(yùn)行,但此時(shí)需要兩組CASS并聯(lián)運(yùn)行）等，一個(gè)運(yùn)行周期結(jié)束后，重復(fù)上一周期的運(yùn)行并由此循環(huán)不止。循環(huán)過(guò)程中，反應(yīng)器內(nèi)的水位隨進(jìn)水而由設(shè)計(jì)的初始最低水位逐漸上升至最高設(shè)計(jì)水位，因而運(yùn)行過(guò)程中其實(shí)際運(yùn)行容積是逐漸增加的（即變?nèi)莘e運(yùn)行）

27、。圖4 CASS工藝基本流程生物選擇區(qū)進(jìn)水排水缺氧區(qū)主反應(yīng)區(qū)潷水器污泥回流 （4）深井曝氣法：為了提高曝氣過(guò)程中氧的利用率，節(jié)省能耗，加拿大安大略省的巴利啤酒廠、我國(guó)的上海啤酒廠和北京五星啤酒廠均采用深井曝氣法（超深水曝氣）處理啤酒廢水。深井曝氣實(shí)際上是以地下深井作為曝氣池的活性污泥法，曝氣池由下降管以及上升管組成。將廢水和污泥引入下降管，在井內(nèi)循環(huán)，空氣注入下降管或同時(shí)注入兩管中，混合液則由上升管排至固液分離裝置，即廢水循環(huán)是靠上升管和下降管的靜水壓力差進(jìn)行的。其優(yōu)點(diǎn)是：占地面積少，效能高，對(duì)氧的利用率大，無(wú)惡臭產(chǎn)生等。據(jù)測(cè)定，當(dāng)進(jìn)水BOD5濃度為2400 mg/L時(shí)，出水濃度可降為50 m

28、g/L，去除率高達(dá)97.92%。當(dāng)然，深井曝氣也有不足之處，如施工難度大，造價(jià)高，防滲漏技術(shù)不過(guò)關(guān)等。 3.1.2 生物膜法 a. 生物膜法原理由于生活污水中含有大量的有機(jī)成分，生物膜法依靠固定于載體表面上的微生物膜來(lái)降解有機(jī)物，由于微生物細(xì)胞幾乎能在水環(huán)境中的任何適宜的載體表面牢固地附著、生長(zhǎng)和繁殖。由細(xì)胞內(nèi)向外伸展的胞外多聚物使微生物細(xì)胞形成纖維狀的纏結(jié)結(jié)構(gòu)，因此生物膜通常具有孔狀結(jié)構(gòu)，并具有很強(qiáng)的吸附性能。生物膜附著在載體的表面,是高度親水的物質(zhì)，在污水不斷流動(dòng)的條件下，其外側(cè)總是存在著一層附著水層。生物膜又是微生物高度密集的物質(zhì)，在膜的表面上和內(nèi)部生長(zhǎng)繁殖著大量的微生物及微型動(dòng)物，形成

29、由有機(jī)污染物一細(xì)菌一原生動(dòng)物（后生動(dòng)物）組成的食物鏈。生物膜是由細(xì)菌、真菌、藻類、原生動(dòng)物、后生動(dòng)物和其他一些肉眼可見的生物群落組成。污水在流過(guò)載體表面時(shí)，污水中的有機(jī)污染物被生物膜中的微生物吸附，并通過(guò)氧向生物膜內(nèi)部擴(kuò)散，在膜中發(fā)生生物氧化等作用，從而完成對(duì)有機(jī)物的降解。生物膜表層生長(zhǎng)的是好氧和兼氧微生物，而在生物膜的內(nèi)層微生物則往往處于厭氧狀態(tài)。當(dāng)生物膜逐漸增厚，厭氧層的厚度超過(guò)好氧層時(shí)，會(huì)導(dǎo)致生物膜的脫落，而新的生物膜又會(huì)在載體表面重新生成。通過(guò)生物膜的周期更新，以維持生物膜反應(yīng)器的正常運(yùn)行。 b. 生物膜法工藝類型：潤(rùn)濕型：生物濾池、生物濾塔、生物轉(zhuǎn)盤；浸沒(méi)型：接觸氧化、濾料浸沒(méi)在濾池

30、中；流動(dòng)床型：生物活性碳，砂粒介質(zhì)懸浮流動(dòng)于池內(nèi)。 生物接觸氧化法是在微生物固著生長(zhǎng)的同時(shí)，加以人工曝氣。這種方法可以得到很高的生物固體濃度和較高的有機(jī)負(fù)荷，因此處理效率高，占地面積也小于活性污泥法。國(guó)內(nèi)的淄博啤酒廠、青島啤酒廠、渤海啤酒廠和徐州釀酒總廠等廠家的廢水治理中采用了這種技術(shù)。青島啤酒廠在二段生物接觸氧化之后輔以混凝氣浮處理，啤酒廢水中CODcr和BOD5的去除率分別在80%和90%以上。在此基礎(chǔ)上，山東省環(huán)科所改常壓曝氣為加壓曝氣（P=0.250.30 MPa），目的在于強(qiáng)化氧的傳質(zhì)，有效提高廢水中的溶解氧濃度，以滿足中、高濃度廢水中微生物和有機(jī)物氧化分解的需要。3.2 厭氧生物處

31、理 厭氧生物處理適用于高濃度有機(jī)廢水（CODcr2000 mg/L, BOD51000 mg/L）。它是在無(wú)氧條件下，靠厭氧細(xì)菌的作用分解有機(jī)物。在這一過(guò)程中，參加生物降解的有機(jī)基質(zhì)有50%90%轉(zhuǎn)化為沼氣（甲烷），而發(fā)酵后的剩余物又可作為優(yōu)質(zhì)肥料和飼料。因此，啤酒廢水的厭氧生物處理受到了越來(lái)越多的關(guān)注。 厭氧生物處理包括多種方法，如升流式厭氧污泥床（UASB）、厭氧折流板反應(yīng)器（ABR）以及IC反應(yīng)器 。3.2.1 UAS反應(yīng)器 UASB反應(yīng)器的主要構(gòu)造：進(jìn)水分配系統(tǒng)、反應(yīng)區(qū)、三相分離器、出水系統(tǒng)、排泥系統(tǒng)及沼氣收集系統(tǒng)等。 （1）進(jìn)水分配系統(tǒng)：配水系統(tǒng)設(shè)在反應(yīng)器的底部，器功能主要是把廢水均

32、勻的分配到整個(gè)反應(yīng)器，使有機(jī)物能在反應(yīng)區(qū)內(nèi)均勻分布，有利于廢水與微生物的充分接觸，使反應(yīng)器內(nèi)的微生物能夠充分獲得營(yíng)養(yǎng)，這樣有利于提高反應(yīng)器容積的利用率。同時(shí)，進(jìn)水分配系統(tǒng)還具有攪拌功能。 （2）反應(yīng)區(qū)：反應(yīng)區(qū)是整個(gè)反應(yīng)器的核心部分，包括污泥床和污泥懸浮層區(qū)。反應(yīng)區(qū)是培養(yǎng)和富集厭氧微生物的區(qū)域，廢水再這里與厭氧微生物充分接觸，產(chǎn)生強(qiáng)烈的生化反應(yīng)，使有機(jī)物被厭氧菌分解，污泥床位于整個(gè)UASB反應(yīng)器的底部，污泥床具有很高的污泥生物量，其濃度(MLSS)一般位于40000-80000mg/L,甚至可達(dá)15000mg/L。 （3）三相分離器：三相分離器的功能是把氣體、固體和液體分開，由沉淀區(qū)、集氣室和氣

33、封組成。氣體先被分離后進(jìn)入集氣室，然后固液混合液在沉淀區(qū)進(jìn)行分離，下沉的固體靠重力由回流縫返回反應(yīng)區(qū)。三相分離器的分離效果直接影響著反應(yīng)器的處理效果。 圖5 UASB工藝基本流程 （4）出水系統(tǒng)：出水系統(tǒng)的作用是將澄清后的廢水均勻的收集起來(lái)，排出反應(yīng)器。出水是否均勻?qū)μ幚硇Ч泻艽蟮挠绊憽?（5）排泥系統(tǒng)及沼氣收集系統(tǒng)：排泥系統(tǒng)的作用上的定期均勻地排放反應(yīng)區(qū)的聲譽(yù)厭氧污泥。根據(jù)不同的廢水性質(zhì)，反應(yīng)器的構(gòu)造有所不同，主要可分為開放式和封閉式兩種。開放式的特點(diǎn)是反應(yīng)器的頂部不密封，不收集沉淀區(qū)液面釋放的沼氣。這種反應(yīng)器主要是用于處理中低濃度的有機(jī)廢水，中低濃度的廢水經(jīng)反應(yīng)區(qū)處理后，出水中的有機(jī)物濃

34、度已較低，所以在沉淀區(qū)產(chǎn)生的沼氣量較少，一般不需要回收。這種形式的反應(yīng)器構(gòu)造比較簡(jiǎn)單，易于施工安裝和維修。封閉式的特點(diǎn)是反應(yīng)器的頂部是密封的，三相分離器的構(gòu)造與開放是不同的，不需要專門的集氣室，而是在液面與池面之間形成一個(gè)大的集氣室，可以同時(shí)收集反應(yīng)區(qū)和沉淀區(qū)的沼氣。這種形式的反應(yīng)器適用于處理高濃度有機(jī)廢水或含硫酸鹽較高的有機(jī)廢水。因?yàn)樘幚砀邼舛扔袡C(jī)廢水時(shí)，在沉淀區(qū)仍有較多的沼氣逸出，必須進(jìn)行回收。 UASB的主要組成部分是反應(yīng)器，其底部為絮凝和沉淀性能良好的厭氧污泥構(gòu)成的污泥床，上部設(shè)置了一個(gè)專用的氣-液-固分離系統(tǒng)（三相分離室）。廢水從反應(yīng)器底部加入，在上向流、穿過(guò)生物顆粒組成的污泥床時(shí)得

35、到降解，同時(shí)生成沼氣（氣泡）.氣、液、固（懸浮污泥顆粒）一同升入三相分離室，氣體被收集在氣罩里，而污泥顆粒受重力作用下沉至反應(yīng)器底部，水則經(jīng)出流堰排出。 實(shí)踐證明，UASB成功處理高濃度啤酒廢水的關(guān)鍵是培養(yǎng)出沉降性能良好的厭氧顆粒污泥。顆粒污泥的形成是厭氧細(xì)菌群不斷繁殖、積累的結(jié)果，較多的污泥負(fù)荷有利于細(xì)菌獲得充足的營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)，故對(duì)顆粒污泥的形成和發(fā)展具有決定性的促進(jìn)作用；適當(dāng)高的水力負(fù)荷將產(chǎn)生污泥的水力篩選，淘汰沉降性能差的絮體污泥而留下沉降性能好的污泥，同時(shí)產(chǎn)生剪切力 ，使污泥不斷旋轉(zhuǎn)，有利于絲狀菌互相纏繞成球。此外，一定的進(jìn)水堿度也是顆粒污泥形成的必要條件，因?yàn)閰捬跎锏纳L(zhǎng)要求適當(dāng)高的堿

36、度，例如：產(chǎn)甲烷細(xì)菌生長(zhǎng)的最適宜pH值為6.87.2。一定的堿度既能維持細(xì)菌生長(zhǎng)所需的pH值，又能保證足夠的平衡緩沖能力。由于一般啤酒廢水的堿度不足，所以需投加工業(yè)碳酸鈉或氧化鈣加以補(bǔ)充。研究表明，在UASB啟動(dòng)階段，保持進(jìn)水堿度不低于1000 mg/L對(duì)于顆粒污泥的培養(yǎng)和反應(yīng)器在高負(fù)荷下的良好運(yùn)行十分必要。應(yīng)該指出，啤酒廢水中的乙醇是一種有效的顆?；龠M(jìn)劑，它為UASB的成功運(yùn)行提供了十分有利的條件。 總之，UASB具有效能高，處理費(fèi)用低，電耗省，投資少，占地面積小等一系列優(yōu)點(diǎn)，完全適用于高濃度啤酒廢水的治理。3.2.2 ABR反應(yīng)器 ABR厭氧折流反應(yīng)器是在UASB基礎(chǔ)上開發(fā)出的一種新型高

37、效厭氧反應(yīng)器，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行管理方便、無(wú)需填料、對(duì)生物量具有優(yōu)良的截留能力、啟動(dòng)較快、水力條件好、運(yùn)行性能穩(wěn)定可靠。 ABR反應(yīng)器的基本原理及工藝構(gòu)造：ABR反應(yīng)器中使用一系列垂直安裝的折流板使被處理的廢水在反應(yīng)器內(nèi)沿折流板作上下流動(dòng)，借助于處理過(guò)程中反應(yīng)器內(nèi)產(chǎn)生的沼氣應(yīng)器內(nèi)的微生物固體在折流板所形成的各個(gè)隔室內(nèi)作上下膨脹和沉淀運(yùn)動(dòng)，而整個(gè)反應(yīng)器內(nèi)的水流則以較慢的速度作水平流動(dòng)。由于污水在折流板的作用下，水流繞折流板流動(dòng)而使水流在反應(yīng)器內(nèi)的流徑的總長(zhǎng)度增加，再加之折流板的阻擋及污泥的沉降作用，生物固體被有效地截留在反應(yīng)器內(nèi)。 由此可見，雖然在構(gòu)造上ABR可以看作是多個(gè)UASB的簡(jiǎn)單串聯(lián)，但在

38、工藝上與單個(gè)UASB有著顯著的不同，UASB可近似看作是一種完全混合式反應(yīng)器，ABR則由于上下折流板的阻擋和分隔作用，使水流在不同隔室中的流態(tài)呈完全混合態(tài)（水流的上升及產(chǎn)氣的攪拌作用），而在反應(yīng)器的整個(gè)流程方向則表現(xiàn)為推流態(tài)。在反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的角度，這種完全混合與推流相結(jié)合的復(fù)合型流態(tài)十分利于保證反應(yīng)器的容積利用率、提高處理效果及促進(jìn)運(yùn)行的穩(wěn)定性，是一種極佳的流態(tài)形式。同時(shí)，在一定處理能力下，這個(gè)復(fù)合型流態(tài)所需的反應(yīng)器容積也比單個(gè)完全混合式的反應(yīng)器容積低很多。 ABR工藝在反應(yīng)器中設(shè)置了上下折流板而在水流方向形成依次串聯(lián)的隔室，從而使其中的微生物種群沿長(zhǎng)度方向的不同隔室實(shí)現(xiàn)產(chǎn)酸和產(chǎn)甲烷相的分離，在

39、單個(gè)反應(yīng)器中進(jìn)行兩相或多相的運(yùn)行。也就是說(shuō)，ABR工藝可在一個(gè)反應(yīng)器內(nèi)實(shí)現(xiàn)一體化的兩相或多相處理過(guò)程。在結(jié)構(gòu)構(gòu)造上，ABR比UASB更為簡(jiǎn)單，不需要結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的三相分離器，每個(gè)隔室的產(chǎn)氣可單獨(dú)收集以分析各隔室的降解效果、微生物對(duì)有機(jī)物的分解途徑、機(jī)理及其中的微生物類型，也可將反應(yīng)器內(nèi)的產(chǎn)氣一起集中收集。 圖6 ABR工藝基本流程 ABR反應(yīng)器有兩種不同的構(gòu)造型式。圖一為改進(jìn)前的ABR反應(yīng)器構(gòu)造型式。這種反應(yīng)器中的折流板是等間距均勻設(shè)置的，折板上不設(shè)轉(zhuǎn)角。這種構(gòu)造型式的ABR反應(yīng)器所存在的不足是，由于均勻地設(shè)置了上下折流板，加之進(jìn)水一般為下向流形式的，因而容易產(chǎn)生短流、死區(qū)及生物固體的流失等問(wèn)

40、題。圖二為改進(jìn)后的ABR反應(yīng)器構(gòu)造型式。改進(jìn)后的ABR反應(yīng)器中，其折流板的設(shè)置間距是不均等的，且每一塊折流板的末端都帶有一定角度的轉(zhuǎn)角。3.2.3 IC反應(yīng)器 IC 反應(yīng)器構(gòu)造及工藝原理：IC 反應(yīng)器可以看作是由兩個(gè)UASB 反應(yīng)器串聯(lián)而成的，具有很大的高徑比，一般為48。IC 反應(yīng)器由5個(gè)基本部分組成：混合區(qū)、污泥膨脹床區(qū)、內(nèi)循環(huán)系統(tǒng),精處理區(qū)和沉淀區(qū)。其中內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)是IC 反應(yīng)器工藝的核心構(gòu)造，它由一級(jí)三相分離器、沼氣提升管、氣液分離器和泥水下降管組成(見下圖) 。 圖7 IC 反應(yīng)器構(gòu)造示意圖 經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)pH 值和溫度后的廢水進(jìn)入反應(yīng)器底部混合區(qū)，與從反應(yīng)器上部返回的厭氧污泥顆粒和廢水均勻

41、混合，由此對(duì)進(jìn)水進(jìn)行了稀釋和均質(zhì)作用，從而大大減輕了沖擊負(fù)荷及有害物質(zhì)的不利影響。廢水和顆粒污泥混合物在進(jìn)水與循環(huán)水的共同推動(dòng)下，進(jìn)入污泥膨脹床區(qū)，由于回流的影響,此部分產(chǎn)生較大的上升流速，最大可達(dá)1020 m/ h4 ，廢水中的大部分有機(jī)物在這里被轉(zhuǎn)化成沼氣，沼氣被一級(jí)三相分離器收集，沿著提升管并攜帶著混合液提升至氣液分離器，分離出的沼氣從氣液分離器的頂部沼氣排出管排出。分離出的泥水混合液將沿著泥水下降管返回到反應(yīng)器底部的混合區(qū)，并與底部的顆粒污泥和進(jìn)水充分混合，實(shí)現(xiàn)了混合液的內(nèi)循環(huán)。實(shí)現(xiàn)內(nèi)循環(huán)的氣提動(dòng)力來(lái)自于上升的和返回的泥水混合物中氣體含量的差別，因此，泥水混合物的內(nèi)循環(huán)不需要外加動(dòng)力。

42、反應(yīng)器內(nèi)液體內(nèi)循環(huán)促進(jìn)了基質(zhì)和顆粒污泥的接觸，而且有很大的升流速度，故提高了傳質(zhì)效果，促進(jìn)了產(chǎn)甲烷細(xì)菌的繁殖和增長(zhǎng)，并使污泥膨脹床區(qū)去除有機(jī)物的能力增強(qiáng)。經(jīng)污泥膨脹床區(qū)處理后的廢水除一部分參與內(nèi)循環(huán)外，其余污水通過(guò)一級(jí)三相分離器進(jìn)入精處理區(qū)繼續(xù)進(jìn)行處理，可去除廢水中的剩余有機(jī)物，使廢水得到進(jìn)一步的凈化，提高了出水水質(zhì)。由于大部分有機(jī)物已被降解，所以精處理區(qū)的COD 負(fù)荷較低，產(chǎn)氣量也較小。精處理區(qū)產(chǎn)生的沼氣由二級(jí)三相分離器收集，通過(guò)集氣管進(jìn)入氣液分離器并通過(guò)沼氣排出管排出。經(jīng)凈化的水從沉淀區(qū)沉淀后由出水管排走，顆粒污泥則返回精處理區(qū)污泥床。3.3 主要處理方案3.3.1 酸化SBR法 其主要處

43、理設(shè)備是酸化柱和SBR反應(yīng)器。這種方法在處理啤酒廢水時(shí)，在厭氧反應(yīng)中，放棄反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)、控制條件要求高的甲烷發(fā)酵階段，將反應(yīng)控制在酸化階段，這樣較之全過(guò)程的厭氧反應(yīng)具有以下優(yōu)點(diǎn)，由于反應(yīng)控制在水解、酸化階段反應(yīng)迅速，故水解池體積??；不需要收集產(chǎn)生的沼氣，簡(jiǎn)化了構(gòu)造，降低了造價(jià)，便于維護(hù)，易于放大；對(duì)于污泥的降解功能完全和消化池一樣，產(chǎn)生的剩余污泥量少。同時(shí)，經(jīng)水解反應(yīng)后溶解性COD比例大幅度增加，有利于微生物對(duì)基質(zhì)的攝取，在微生物的代謝過(guò)程中減少了一個(gè)重要環(huán)節(jié)，這將加速有機(jī)物的降解，為后續(xù)生物處理創(chuàng)造更為有利的條件。酸化SBR法處理高濃度啤酒廢水效果比較理想，去除率均在94%以上，最高達(dá)99%以

44、上。要想使此方法在處理啤酒廢水達(dá)到理想的效果時(shí)運(yùn)行環(huán)境要達(dá)到下列要求：酸化SBR法處理中高濃度啤酒廢廢水，酸化至關(guān)重要，它具有兩個(gè)方面的作用，其一是對(duì)廢水的有機(jī)成分進(jìn)行改性，提高廢水的可生化性；其二是對(duì)有機(jī)物中易降解的污染物有不可忽視的去除作用。酸化效果的好壞直接影響SBR反應(yīng)器的處理效果，有機(jī)物去除主要集中在SBR反應(yīng)器中。酸化SBR法處理啤酒廢水受進(jìn)水堿度和反應(yīng)溫度的影響，最佳溫度是24，最佳堿度范圍是500750mg/L。視原水水質(zhì)情況，如堿度不足，采取預(yù)調(diào)堿度方法進(jìn)行本工藝處理；若溫度差別不大，運(yùn)行參數(shù)可不做調(diào)整，若溫度差別較大，視具體情況而定。3.3.2 UASB好氧接觸氧化工藝 此

45、處理工藝中主要處理設(shè)備是上流式厭氧污泥床和好氧接觸氧化池，處理主要過(guò)程為：廢水經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)鼓過(guò)濾機(jī)，轉(zhuǎn)鼓過(guò)濾機(jī)對(duì)SS的去除率達(dá)10%以上，隨著麥殼類有機(jī)物的去除，廢水中的有機(jī)物濃度也有所降低。調(diào)節(jié)池既有調(diào)節(jié)水質(zhì)、水量的作用，還由于廢水在池中的停留時(shí)間較長(zhǎng)而有沉淀和厭氧發(fā)酵作用。由于增加了厭氧處理單元，該工藝的處理效果非常好。上流式厭氧污泥床能耗低、運(yùn)行穩(wěn)定、出水水質(zhì)好，有效地降低了好氧生化單元的處理負(fù)荷和運(yùn)行能耗（因?yàn)楹醚跆幚韱卧哪芎闹苯雍吞幚碡?fù)荷成正比）。好氧處理（包括好氧生物接觸氧化池和斜板沉淀池）對(duì)廢水中SS和COD均有較高的去除率，這是因?yàn)閺U水經(jīng)過(guò)厭氧處理后仍含有許多易生物降解的有機(jī)物。該

46、工藝處理效果好、操作簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性高。上流式厭氧污泥床和好氧接觸氧化池相串聯(lián)的啤酒廢水處理工藝具有處理效率高、運(yùn)行穩(wěn)定、能耗低、容易調(diào)試和易于每年的重新啟動(dòng)等特點(diǎn)。只要投加占厭氧池體積1/3的厭氧污泥菌種，就能夠保證污泥菌種的平穩(wěn)增長(zhǎng)，經(jīng)過(guò)3個(gè)月的調(diào)試UASB即可達(dá)到滿負(fù)荷運(yùn)行。整個(gè)工藝對(duì)COD的去除率達(dá)96.6%，對(duì)懸浮物的去除率達(dá)97.3%98%，該工藝非常適合在啤酒廢水處理中推廣應(yīng)用。 3.3.3 生物接觸氧化法 該工藝采用水解酸化作為生物接觸氧化的預(yù)處理，水解酸化菌通過(guò)新陳代謝將水中的固體物質(zhì)水解為溶解性物質(zhì)，將大分子有機(jī)物降解為小分子有機(jī)物。水解酸化不僅能去除部分有機(jī)污染物，而且提高了

47、廢水的可生化性，有益于后續(xù)的好氧生物接觸氧化處理。 該工藝在處理方法、工藝組合及參數(shù)選擇上是比較合理的，充分利用各工序的優(yōu)勢(shì)將污染物質(zhì)轉(zhuǎn)化、去除。然而，如果由于某些構(gòu)筑物的構(gòu)造設(shè)計(jì)考慮不周會(huì)影響運(yùn)行效果，致使出水水質(zhì)不理想，使生物接觸氧化池的出水(靜沉30 min的澄清液)COD為500600 mg/L，經(jīng)混凝氣浮處理后出水COD仍高達(dá)300 mg/L，遠(yuǎn)高于排放要求(150 mg/L)。但是此處理方法在設(shè)計(jì)和運(yùn)行中會(huì)出現(xiàn)以下問(wèn)題： 水解酸化池存在的問(wèn)題主要是沉淀污泥不能及時(shí)排除。由于該廢水中懸浮物濃度較高，因而池內(nèi)污泥產(chǎn)量很大，而原工藝僅在水解酸化池前端設(shè)計(jì)了污泥斗，所以池子的后部很快就淤滿

48、了污泥。另外，隨著微生物量的增加在軟性生物填料的中間部位形成了污泥團(tuán)，使得傳質(zhì)面積減小。針對(duì)污泥淤積情況，在水解酸化池前可增設(shè)一級(jí)混凝氣浮以去除水中的懸浮物，經(jīng)此改進(jìn)后水解酸化池能長(zhǎng)期、穩(wěn)定、有效地運(yùn)行，其出水COD也從11001200 mg/L降至900 1000mg/L，收到了較好的效果。不過(guò)，增設(shè)混凝氣浮增加了運(yùn)行費(fèi)用，而且氣浮過(guò)程中溶入的O2還可能對(duì)水解酸化產(chǎn)生不利影響。因此，在設(shè)計(jì)采用水解酸化處理懸浮物濃度高的污水時(shí)，可增設(shè)污泥斗的數(shù)量以便及時(shí)排除沉淀污泥。此外，為防止填料表面形成污泥團(tuán)應(yīng)采用比表面積大、不結(jié)泥團(tuán)的半軟性填料。 如果廢水中污染物濃度較高或前處理效果不理想，生物接觸氧化

49、池前端的有機(jī)物負(fù)荷較高，使得供氧相對(duì)不足，此時(shí)該處的生物膜呈灰白色，處于嚴(yán)重的缺氧狀態(tài)，而池末端成熟的好氧生物膜呈琥珀黃色。同時(shí)，水中的生物活性抑制性物質(zhì)濃度也較高，對(duì)微生物也有一定的抑制作用。這些因素使得生物接觸氧化池沒(méi)有發(fā)揮出應(yīng)有的作用，處理效果不理想。鑒于此，可一采取階段曝氣措施即多點(diǎn)進(jìn)水，污水沿池長(zhǎng)多點(diǎn)流入生物接觸氧化池以均分負(fù)荷，消除前端缺氧及抑制性物質(zhì)濃度較高的不利影響。改為多點(diǎn)進(jìn)水并經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的穩(wěn)定運(yùn)行后，生物接觸氧化池的出水(30 min的澄清液)COD為200300 mg/L。再經(jīng)混凝氣浮工序處理后最終出水COD150 mg/L(一般在130 mg/L)，達(dá)到了排放要求。

50、在調(diào)試運(yùn)行過(guò)程中，生物接觸氧化池中生物膜脫落、氣泡直徑變大(曝氣方式為微孔曝氣)、出水渾濁、處理效果惡化的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。經(jīng)研究、分析、驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)這是由于負(fù)荷波動(dòng)或操作不當(dāng)造成溶解氧不足而引起的。溶解氧不足使得生物膜由好氧狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閰捬鯛顟B(tài)，其附著力下降，在空氣氣泡的攪動(dòng)下生物膜大量脫落，導(dǎo)致水粘度增加、氣泡直徑增大、氧轉(zhuǎn)移效率下降，這又進(jìn)一步造成缺氧，如此形成惡性循環(huán)致使處理效果惡化。在調(diào)試運(yùn)行初期，發(fā)生這種現(xiàn)象時(shí)一般是增大供氣量以提高供氧能力來(lái)消除缺氧，結(jié)果由于氣泡攪動(dòng)強(qiáng)度增大，造成了更大范圍的生物膜脫落、水粘度更大、氧轉(zhuǎn)移效率更低，非但沒(méi)能提高供氧能力反而使情況更糟。正確的處理措施應(yīng)是減小曝

51、氣量，待脫落的生物膜隨水流流出后再逐漸增加曝氣量使溶解氧濃度恢復(fù)到原有水平，若水溫適宜則23d后生物膜就可恢復(fù)正常。 因此當(dāng)采用此工藝處理啤酒廢水時(shí)要遵循下列要求：采用水解酸化作為預(yù)處理工序時(shí)應(yīng)考慮懸浮物去除措施。采用推流式生物接觸氧化池時(shí)，為避免前端有機(jī)物負(fù)荷過(guò)高可采用多點(diǎn)進(jìn)水。應(yīng)嚴(yán)格控制溶解氧濃度，供氧不足會(huì)造成生物膜大范圍脫落，導(dǎo)致運(yùn)行失敗。3.3.4 內(nèi)循環(huán)UASB反應(yīng)器氧化溝工藝此工藝采用厭氧和好氧相串聯(lián)的方式，厭氧采用內(nèi)循環(huán)UASB技術(shù)，好氧處理用地有一處狹長(zhǎng)形池塘，為了降低土建費(fèi)用，因地制宜，采用氧化溝工藝。本處理工藝的關(guān)鍵設(shè)備是UASB反應(yīng)器。該反應(yīng)器是利用厭氧微生物降解廢水中

52、的有機(jī)物，其主體分為配水系統(tǒng)，反應(yīng)區(qū)，氣、液、固三相分離系統(tǒng)，沼氣收集系統(tǒng)四個(gè)部分。厭氧微生物對(duì)水質(zhì)的要求不象好氧微生物那么寬，最佳pH為6.57.8，最佳溫度為3540，而本工程的啤酒廢水水質(zhì)超出了這個(gè)范圍。這就要求廢水進(jìn)入U(xiǎn)ASB反應(yīng)器之前必需進(jìn)行酸度和溫度的調(diào)節(jié)。這無(wú)形中增加了電器。儀表專業(yè)的設(shè)備投資和設(shè)計(jì)難度。 內(nèi)循環(huán)UASB技術(shù)是在普通UASB技術(shù)的基礎(chǔ)上增加一套內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)，它包括回流水池及回流水泵。UASB反應(yīng)器的出水水質(zhì)一般都比較穩(wěn)定，在回流系統(tǒng)的作用下重新回到配水系統(tǒng)。這樣一來(lái)能提高UASB反應(yīng)器對(duì)進(jìn)水水溫、pH值和COD濃度的適應(yīng)能力，只需在UASB反應(yīng)器進(jìn)水前對(duì)其pH和溫度

53、做一粗調(diào)即可。UASB反應(yīng)器采用環(huán)狀穿孔管配水，通過(guò)三相分離器出水，并在三相分離器的上方增加側(cè)向流絮凝反應(yīng)沉淀器，它由玻璃鋼板成60°安裝而成，能在最大程度上截留三相分離出水中的顆粒污泥。此處理工藝主要有以下特點(diǎn)：實(shí)踐證明，采用內(nèi)循環(huán)UASB反應(yīng)器氧化溝工藝處理啤酒廢水是可行的，其運(yùn)行結(jié)果表明CODcr總?cè)コ矢哌_(dá)95%以上。由于采用的是內(nèi)循環(huán)UASB反應(yīng)器和氧化溝工藝串聯(lián)組合的方式，可根據(jù)啤酒生產(chǎn)的季節(jié)性、水質(zhì)和水量的情況調(diào)整UASB反應(yīng)器或氧化詢處理運(yùn)行組合，以便進(jìn)一步降低運(yùn)行費(fèi)用。3.3.5 UASB+SBR法本處理工藝主要包括UASB反應(yīng)器和SBR反應(yīng)器。將UASB和SBR兩

54、種處理單元進(jìn)行組合，所形成的處理工藝突出了各自處理單元的優(yōu)點(diǎn)，使處理流程簡(jiǎn)潔，節(jié)省了運(yùn)行費(fèi)用，而把UASB作為整個(gè)廢水達(dá)標(biāo)排放的一個(gè)預(yù)處理單元，在降低廢水濃度的同時(shí)，可回收所產(chǎn)沼氣作為能源利用。同時(shí)，由于大幅度減少了進(jìn)入好氧處理階段的有機(jī)物量，因此降低了好氧處理階段的曝氣能耗和剩余污泥產(chǎn)量，從而使整個(gè)廢水處理過(guò)程的費(fèi)用大幅度減少。采用該工藝既降低處理成本，又能產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益。并且UASB池正常運(yùn)行后，每天產(chǎn)生大量的沼氣，將其回收作為熱風(fēng)爐的燃料，可供飼料烘干使用。3.4 工藝流程的擬定 現(xiàn)將UASB好氧接觸氧化工藝和UASB+SBR法處理工藝這兩個(gè)工藝方法進(jìn)行比較，從中選取適用的一個(gè)作為該啤酒廠

55、污水處理的實(shí)際方案。3.4.1 方案一：UASB + SBR工藝圖8 UASB-SBR工藝基本流程工藝流程簡(jiǎn)述（1）調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)池是用以調(diào)節(jié)進(jìn)、出水流量的構(gòu)筑物。由于該啤酒廢水是周期性排放的，廢水的排放量是不均衡的，而且廢水中污染物種類及濃度也會(huì)隨生產(chǎn)工藝的變化而發(fā)生改變。這些特點(diǎn)給污水處理帶來(lái)一定的難度，必須設(shè)一調(diào)節(jié)池以均合調(diào)節(jié)污水水質(zhì)水量，才不致后續(xù)處理受到較大的負(fù)荷沖擊。為了保證處理設(shè)備的正常運(yùn)行，在污水進(jìn)入處理設(shè)備之前，必須預(yù)先進(jìn)行調(diào)節(jié)。將不同時(shí)間排出的污水，貯存在同一水池內(nèi)，并通過(guò)機(jī)械攪拌達(dá)到出水均勻的目的。調(diào)節(jié)池根據(jù)來(lái)水的水質(zhì)和水量的變化情況，不僅具有調(diào)節(jié)水質(zhì)的功能，還有調(diào)節(jié)水量的作

56、用，對(duì)微生物有毒的物質(zhì)可以得到稀釋，短期排出的高溫廢水還可以得到降溫處理。（2）UASB 池廢水從反應(yīng)器底部流入由顆粒污泥組成的污泥床，廢水流經(jīng)污泥床層與污泥中的微生物接觸，發(fā)生酸化和產(chǎn)甲烷反應(yīng)，產(chǎn)生的氣體一部分附著在污泥顆粒上，自由氣體和附著在顆粒污泥上的氣體連同污泥和水一起上升至三相分離區(qū)。沼氣碰到分離器下部的反射板時(shí)，折向反射板四周，穿過(guò)水層進(jìn)入氣室。固液混合液經(jīng)過(guò)反射板進(jìn)入沉淀區(qū)，廢水中的污泥在重力作用下沉降，發(fā)生固液分離。分離后的水由出水渠排出。沉淀下來(lái)的厭氧污泥靠重力自動(dòng)返回到反應(yīng)區(qū)，集氣室收集的沼氣由沼氣管排出反應(yīng)器，UASB反應(yīng)器內(nèi)部設(shè)攪拌裝置，上升的水流和產(chǎn)生的沼氣可滿足攪拌要求，反應(yīng)器內(nèi)不需填裝填料，構(gòu)造簡(jiǎn)單，易于操作運(yùn)行，便于維護(hù)管理。（3）SBR池 它集進(jìn)水、曝氣、沉淀、排水四道工序于一體，在同一個(gè)反應(yīng)池內(nèi)完成。污水中的有機(jī)物在好氧微生物的作用下，分解為水、二氧化碳、氫氣等簡(jiǎn)單無(wú)機(jī)物。沉淀時(shí)泥水分離在完全靜置的狀況下進(jìn)行，沉淀效果良好。整個(gè)工藝經(jīng)歷了好氧、缺氧二個(gè)過(guò)程，能較為有效地控制絲狀菌的生長(zhǎng)，防止污泥膨脹。（4）混凝沉淀池混凝沉淀原理：在混凝劑的作用下，使廢水中的膠體和細(xì)微懸浮物凝