某啤酒廠啤酒廢水處理工藝設(shè)計(jì)【含CAD圖紙+文檔】

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本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中期檢查表 設(shè)計(jì)（論文）題目 某啤酒廠啤酒廢水處理工藝設(shè)計(jì) 指導(dǎo)教師 姓名 單位：廣東工業(yè)大學(xué)環(huán)境學(xué)院 學(xué)生姓名 設(shè)計(jì)（論文）起始時(shí)間 20xx 年 3月 10 日 學(xué)生班級 ） 教師填寫部分 論文（設(shè)計(jì)）進(jìn)度情況： 提前完成 √ 正常進(jìn)行 延期滯后（請寫出原因） 工作態(tài)度情況（學(xué)生對畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的認(rèn)真程度、紀(jì)律及出勤情況）： √ 認(rèn)真 較認(rèn)真 一般 不認(rèn)真 查閱文獻(xiàn)資料的能力： 強(qiáng) √ 較強(qiáng) 一般 差 中期質(zhì)量評價(jià)（學(xué)生已完成部分的工作質(zhì)量情況）： √ 好 中 差 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的內(nèi)容有無調(diào)整 有 √ 無 指導(dǎo)教師對學(xué)生的指導(dǎo)頻率 1 次/周 對能否按期完成畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的評估 √ 能 否 學(xué)生與指導(dǎo)教師有關(guān)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的原始材料是否保存齊全 √ 是 否 其他: 存在問題及解決辦法: 文獻(xiàn)綜述比較全面，有較強(qiáng)的文獻(xiàn)查閱能力，能掌握啤酒廢水常用的處理技術(shù)和工藝流程。 工藝流程里有的東西有些多余，如第一個(gè)污水提升泵可以不用，污水直接從格柵進(jìn)入調(diào)節(jié)池。 指導(dǎo)教師簽字： 2xxx 年 5月 6 日 基層教學(xué)單位（專業(yè)）審核意見： 同意 負(fù)責(zé)人簽字： 2xxx 年5月 12日 注：此表由指導(dǎo)教師組織填寫，與學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）一起裝訂,不夠填寫可附紙。 任務(wù)書 題目名稱 某啤酒廠啤酒廢水處理工藝設(shè)計(jì) 學(xué)生學(xué)院 環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 專業(yè)班級 姓 名 學(xué) 號 一、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的內(nèi)容 某啤酒廠廢水排放量為5000 m3/d，廢水主要來自糖化發(fā)酵車間及洗瓶罐裝車間，處理后出水水質(zhì)執(zhí)行《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978-1996）中一級標(biāo)準(zhǔn)。該工程的設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)和排放標(biāo)準(zhǔn)見下表。 項(xiàng)目 pH COD (mg/L) BOD (mg/L) SS (mg/L) 進(jìn)水水質(zhì) 5～10 2000 1200 700 出水水質(zhì) 6～9 ≤100 ≤20 ≤70 二、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的要求與數(shù)據(jù) 本設(shè)計(jì)要求：通過文獻(xiàn)檢索及實(shí)際調(diào)查，了解造啤酒廢水的特點(diǎn)和環(huán)境危害。熟悉啤酒廢水處理的常用方法、技術(shù)路線和工藝流程，按照工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)規(guī)范和要求，設(shè)計(jì)出日處理5000噸啤酒廢水的詳細(xì)工藝路線，繪制符合工程規(guī)范的工程圖及設(shè)計(jì)說明書。要求所選污水處理工藝技術(shù)先進(jìn)成熟，處理效果好，運(yùn)行穩(wěn)妥可靠，經(jīng)濟(jì)合理，確保污水處理后質(zhì)能完全達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。 三、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）應(yīng)完成的工作 1、調(diào)查研究，查閱中外文文獻(xiàn)，收集資料 2、進(jìn)行理論分析，制定合理的設(shè)計(jì)方案 3、針對工藝流程進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算 4、用AutoCAD繪制一定數(shù)量的圖紙 5、編制15000字左右的設(shè)計(jì)說明書 6、翻譯1～2篇英文文獻(xiàn)，內(nèi)容要盡量結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目 四、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)程安排 序號 設(shè)計(jì)（論文）各階段內(nèi)容 起止日期 1． 開題 3月10日 2． 調(diào)查研究、查閱中外文文獻(xiàn)、收集資料 3月11日～3月22日 3． 方案確定和設(shè)備選型 3月23日～3月28日 4． 針對工藝流程，進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)計(jì)算 3月29日～4月29日 5． 圖紙繪制 4月30日～5月14日 6． 編制設(shè)計(jì)說明書 5月15日～5月24日 7． 翻譯英文文獻(xiàn) 5月25日～5月31日 8． 論文的修改和評閱 6月1日～6月9日 9． 答辯 6月10日～6月12日 10． 論文修改完善 6月13日～6月15日 五、應(yīng)收集的資料及主要參考文獻(xiàn) 1. 崔玉川, 馬志毅，王效承，李亞新. 廢水處理工藝設(shè)計(jì)計(jì)算. 北京：水利電力 出版社，1994. 2. 魏先勛. 環(huán)境工程設(shè)計(jì)手冊. 長沙：湖南科技出版社，2002. 3. 楊岳平等. 廢水處理工程及實(shí)例分析. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002. 4. 高廷耀等. 水污染控制工程（第二版）. 北京：高等教育出版社，1999. 發(fā)出任務(wù)書日期：20xx年3月10日 指導(dǎo)教師簽名： 預(yù)計(jì)完成日期：20xx年6月12日 專業(yè)負(fù)責(zé)人簽章： 主管院長簽章： 目錄 文摘 1 1緒論 2 1.1啤酒廠廢水組成 2 1.2排放要求 3 2 生物污水處理系統(tǒng) 4 2.1 厭氧處理系統(tǒng) 5 2.2 好氧處理系統(tǒng) 9 3 厭氧處理的優(yōu)勢——以一個(gè)實(shí)例說明 12 3.1能量需求量和產(chǎn)量 12 3.3空間需求 14 4 結(jié)論 15 5 參考文獻(xiàn) 16  啤酒廠廢水生物處理方法的最新進(jìn)展 W DRIESSEN, T VEREIJKEN Paques B.V., P.O. Box 52, 8560 AB Balk, The Netherlands (w.driessen@paques.nl - www.paques.nl) 文摘 在過去的20年中,啤酒工業(yè)對環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)生產(chǎn)過程的關(guān)注持續(xù)增加。ISO14001認(rèn)證的執(zhí)行和更嚴(yán)格的環(huán)境法規(guī)已經(jīng)成為啤酒工業(yè)投資生物廢水處理設(shè)施的重要動力。厭氧/好氧工藝相結(jié)合在生物廢水處理中被寄予了特殊的關(guān)注。把厭氧預(yù)處理和好氧后續(xù)處理相結(jié)合，發(fā)揮了兩種工藝的優(yōu)勢：降低了能源的消耗（有剩余能量產(chǎn)生）、降低了生物污泥的產(chǎn)量、減少了空間的需求，這些都是很重要的。在不影響排污標(biāo)準(zhǔn)的前提下，厭氧/好氧工藝相結(jié)合比起純好氧工藝更節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用。 關(guān)鍵詞：啤酒廠廢水，生物處理，厭氧，好氧 1緒論 過去20年啤酒工業(yè)對環(huán)境的關(guān)注得到了極大的提高，從而加大了對環(huán)境保護(hù)設(shè)施的投資。啤酒工業(yè)重要的內(nèi)部運(yùn)作正在執(zhí)行如ISO14001的環(huán)境管理體系，以及有需要引導(dǎo)最優(yōu)啤酒工藝的基準(zhǔn)研究。關(guān)于環(huán)境的排放（如廢水水質(zhì)和水量）能帶來管理的信息，這有助于提高啤酒生產(chǎn)過程設(shè)備的效率（生產(chǎn)損失、水和能量流失的最小化）6。重要的環(huán)境投資外部操作是地方立法和環(huán)境稅收系統(tǒng)（排污收費(fèi)）。最終的結(jié)果就是啤酒工業(yè)在環(huán)境污染物控制系統(tǒng)方面的興趣不斷增加。本文描述了啤酒廢水凈化技術(shù)的最重要的（生物）技術(shù)。厭氧處理工藝在降低污染和附帶生產(chǎn)富余沼氣方面得到了特別的關(guān)注。 1.1啤酒廠廢水組成 啤酒廠廢水的水質(zhì)和水量有較大的波動由于它們依賴于啤酒廠各種不同的工藝過程（原始材料的處理、麥芽汁制備、發(fā)酵、篩選、清洗工藝、包裝等）。廢水產(chǎn)生的數(shù)量于特殊用水的消耗有關(guān)（以每百升水/每百升啤酒表示）。一部分水同啤酒副產(chǎn)物一起被處理，還有一部分由于蒸發(fā)作用而損失。結(jié)果廢水與啤酒的比率為1.2～2百升廢水/百升啤酒，小于水與啤酒之比。啤酒廠廢水的有機(jī)成份（以COD表示）一般比較容易降解，這些成份包括糖類、可溶性淀粉、乙醇、揮發(fā)性脂肪酸等，相關(guān)的COD/BOD高達(dá)0.6～0.7可說明這一點(diǎn)。啤酒廠固體物質(zhì)（以SS表示），主要有用剩的谷物、硅藻土、失效酵母。啤酒廠廢水的PH值水平主要決定于清洗單元化學(xué)藥劑使用的數(shù)量和類型（例如腐蝕性蘇打、磷酸、硝酸等）。氮和磷的水平主要決定于原材料的處理和廢水中失效的酵母數(shù)量。含磷化學(xué)物質(zhì)在清洗單元的使用也能導(dǎo)致磷含量的增加。 表1 啤酒廠廢水的典型特征 參數(shù) 單位 啤酒廠廢水含量 啤酒廠典型基準(zhǔn) 流量 2~8百升廢水/百升啤酒 COD mg/l 2000~6000 0.5～3kgCOD/百升啤酒 BOD mg/l 1200~3600 0.2～2kgBOD/百升啤酒 TSS mg/l 200~1000 0.1～0.5kgTSS/百升啤酒 T ℃ 18~40 PH 4.5~12 氮 mg/l 25~80 磷 mg/l 10~50 1.2排放要求 一個(gè)啤酒廠的廢水排放限制必須遵守地方環(huán)保法規(guī)。顯然，當(dāng)排放到敏感接納表面水體（河流、湖泊、海洋等）的限制要嚴(yán)格市政污水排放限制的區(qū)域。從廢水中去除有機(jī)化合物（COD，化學(xué)需氧量）很重要一點(diǎn)是避免接納水體處于厭氧條件。營養(yǎng)物質(zhì)，例如氮和磷應(yīng)該避免在藻類旺盛地區(qū)去除以免破壞接納水體的生態(tài)系統(tǒng)。表2列出了應(yīng)用于環(huán)境保護(hù)同盟（1991年環(huán)境保護(hù)同盟協(xié)會指標(biāo)）的表面水體接受污染指示物的限值。 表2 環(huán)境保護(hù)同盟排出物指示物標(biāo)準(zhǔn) 參數(shù) 單位 限值 COD mg/l 125 BOD mg/l 25 TSS mg/l 35 N mg/l 10～15 P mg/l 1～2 2 生物污水處理系統(tǒng) 在生物處理系統(tǒng)中可分為厭氧（沒有氧氣）和好氧（有氧氣供應(yīng)）過程。厭氧處理的特征是把有機(jī)化合物（COD）轉(zhuǎn)化為沼氣（主要是甲烷70～85vol％，二氧化碳15～30％，還有痕量硫化氫）。在好氧處理中氧氣用于把COD氧化成二氧化碳和水。兩種生物處理過程都產(chǎn)生新的生物量。全部基礎(chǔ)反應(yīng)是： 厭氧：COD CH4+CO2+厭氧生物 好氧：COD+ O2 CO2+H2O+好氧生物 表3列出了常規(guī)厭氧和好氧生物處理系統(tǒng)的比較（例如活性污泥） 假設(shè)污水排放到一個(gè)下水道厭氧處理設(shè)施，其后加一個(gè)磨光步驟，這是好氧處理的一個(gè)很好替代。當(dāng)生物量保持力確定時(shí)，新的高效率反應(yīng)器的發(fā)展應(yīng)用于高水力流選擇性沖失啤酒固體（硅藻土、酵母）1，8。這使得污水排放入市政下水道而不用經(jīng)過污泥處理設(shè)施。 假設(shè)污水排放入表面水體（例如河流、湖泊、海洋），啤酒廠通常需要遵循比單獨(dú)厭氧處理更加嚴(yán)格的限制。厭氧處理不應(yīng)該被看作是好氧處理的替代品，但可以作為一種補(bǔ)充來使用。當(dāng)聯(lián)合使用時(shí)，兩種工藝的優(yōu)點(diǎn)就得到綜合。厭氧預(yù)處理加以好氧后續(xù)處理可以導(dǎo)致積極的能量平衡，減少污泥產(chǎn)生量和節(jié)約空間。當(dāng)排放到表面水體時(shí)，厭氧預(yù)處理和好氧后續(xù)處理相結(jié)合被認(rèn)為是最具優(yōu)勢的處理方案。 表3 常規(guī)厭氧和好氧生物處理系統(tǒng)的比較 好氧處理系統(tǒng) 厭氧處理系統(tǒng) 能量消耗 高 低 能量產(chǎn)生 無 有 生物固體產(chǎn)生量 高 低 COD去除率 90～98％ 70～85％ 營養(yǎng)物（N/P）去除率 高 低 空間需求 高 低 間歇操作 難 易 2.1 厭氧處理系統(tǒng) 為了使工業(yè)廢水得到高效的生物處理，需要一種高能力的生物處理工藝。生物處理系統(tǒng)的去除能力由以下幾方面決定： 1、 生物數(shù)量（生物濃度、體積等） 2、 生物活性 生物數(shù)量（以kgVS/m3表示）越多和生物活性（以kgCOD/kgVS.d表示）越高，反應(yīng)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換率（kgCOD/d）就越高。 生物處理系統(tǒng)因此可以分為以下幾種： 1、 生物過濾（靜止的） 2、 生物和廢水接觸（混合的，紊亂的） 一般的厭氧處理系統(tǒng)在圖表1中列出 最簡單的厭氧處理系統(tǒng)有氧化塘和CSTR反應(yīng)器（連續(xù)流攪拌槽式反應(yīng)器）。由于這些反應(yīng)器沒有特別的污泥停留系統(tǒng)，因而污泥停留時(shí)間等同于水力停留時(shí)間。結(jié)果懸浮生物濃度非常低，從而生物處理能力收到限制。這些處理系統(tǒng)主要用于污泥硝化，并且?guī)缀醪贿m合處理廢水。 厭氧接觸工藝是一個(gè)CSTR設(shè)施附帶外部分離單元回流部分污泥。通過機(jī)械鼓風(fēng)機(jī)或沼氣吹風(fēng)機(jī)來混合。由于厭氧污泥絮凝和稀釋的性質(zhì)，這些系統(tǒng)運(yùn)作于低體積負(fù)荷率，并不適合像啤酒廢水這樣的低濃度工業(yè)廢水。 厭氧濾池使用載體材料使污泥停留于生物生長處。由于載體經(jīng)常有限，懸浮的絮狀污泥對反應(yīng)器的能力仍然有貢獻(xiàn)。這種系統(tǒng)的一個(gè)缺點(diǎn)是閉合性導(dǎo)致廢水中固體造成“短路”和“死區(qū)”。 在1970年代末期，一種叫UASB（上流式厭氧污泥床）的厭氧反應(yīng)器發(fā)展起來并首先應(yīng)用于荷蘭制糖工業(yè)。在UASB反應(yīng)器內(nèi)，廢水以上流形式通過一層稠密的厭氧污泥床。這種污泥大部分是小顆粒（1～4mm），有很好的沉淀性質(zhì)（>50m/h）。在UASB反應(yīng)器的上部一種叫三相分離器的裝置把污泥從沼氣和廢水中分離出來。1984年第一個(gè)用于啤酒廠廢水處理的高效厭氧處理設(shè)施在荷蘭巴伐利亞啤酒麥芽廠建立5。在1984年之前，巴伐利亞有一臺厭氧活性設(shè)施運(yùn)行（旋轉(zhuǎn)型）。持續(xù)增加的生產(chǎn)使得有必要擴(kuò)大處理廠的處理能力以補(bǔ)現(xiàn)有設(shè)施對增加污水符合的不足。一個(gè)引流實(shí)驗(yàn)用于測試稀釋水（1200～1700mgCOD/l）和低溫廢水（17～24℃）。在引流實(shí)驗(yàn)成功后，一個(gè)完整規(guī)模的UASB反應(yīng)器被建成用于預(yù)處理廢水以降低好氧處理設(shè)施的負(fù)荷。反應(yīng)器從紙張和馬鈴薯磨碎機(jī)中獲得顆粒狀污泥并在兩個(gè)月設(shè)計(jì)符合下取得75～80％的COD去除率。在厭氧預(yù)處理運(yùn)行后，好氧生物的穩(wěn)定性得到很大提高。結(jié)果導(dǎo)致高效穩(wěn)定的運(yùn)行?，F(xiàn)在UASB反應(yīng)器是世界上應(yīng)用最廣泛的用于處理啤酒廢水的厭氧反應(yīng)器（見表2）。 盡管UASB反應(yīng)器多年來都運(yùn)行良好，但新一代的反應(yīng)器在九十年代后期于啤酒工業(yè)開始流行起來，它們是塔式反應(yīng)器，如FB（流化床），EGSB（厭氧顆粒污泥膨脹床）和IC（內(nèi)循環(huán)）反應(yīng)器。流化床用流動載體材料使生物生長，而EGSB和IC反應(yīng)器用厭氧顆粒污泥，和UASB反應(yīng)器一樣。 圖1 厭氧反應(yīng)系統(tǒng)總體示意圖 EGSB反應(yīng)器事實(shí)上是UASB反應(yīng)器的垂直延伸。UASB反應(yīng)器罐體高度一般為4.5～6.5米高，而EGSB和IC反應(yīng)器分別為12～16米和16～24米高，從而更加減少養(yǎng)料。 EGSB反應(yīng)器像UASB反應(yīng)器一樣通過反應(yīng)器頂部的一級三相分離器分離污泥、沼氣和廢水。IC反應(yīng)器更加精細(xì)，它由兩級反應(yīng)器組成，包括上下兩個(gè)UASB反應(yīng)器。低層的UASB反應(yīng)器通過沼氣的產(chǎn)生引發(fā)內(nèi)循環(huán)從而得到額外混合。由于一級分離器去除了大部分微生物，很大程度上降低了紊亂，從而導(dǎo)致二級分離器能夠從廢水中高效地去除厭氧污泥。IC反應(yīng)器的符合率是UASB反應(yīng)器的兩倍（15～30kgCOD/m3d）。荷蘭丹博斯喜力啤酒廠于1990年率先采用IC反應(yīng)器技術(shù)8。在啤酒制造業(yè)IC反應(yīng)器在過去五年里已經(jīng)取得41％的市場占有率。（見圖2、3） 過去厭氧系統(tǒng)在飲料工業(yè)比例（n＝401） 過去五年（1998-2002年）厭氧系統(tǒng)在飲料工業(yè)比例（n＝106） 圖2 圖3 表4：厭氧反應(yīng)系統(tǒng)典型設(shè)計(jì)參數(shù) 體積負(fù)荷率（kgCOD/m3d） 微生物/ 污泥停留 微生物/廢水接觸 氧化塘 0.1～1 懸浮 － － CSTR接觸反應(yīng)工藝 1～5 懸浮/ 外部設(shè)置 機(jī)械鼓風(fēng) 沼氣 生物濾池 5～10 附著/懸浮 載體/包裝 － UASB 5～15 顆粒狀/ 相項(xiàng)分離 水力上流 沼氣上流 EGSB 15～25 顆粒狀/ 三項(xiàng)分離 水力上流 沼氣上流 IC 20～30 顆粒狀/ 二級三相分離 水力上流 沼氣上流 內(nèi)循環(huán) 2.2 好氧處理系統(tǒng) 和厭氧反應(yīng)器系統(tǒng)一樣，好氧反應(yīng)器系統(tǒng)可以按這種方式劃分：這些反應(yīng)器劃定微生物停留時(shí)間以保證好氧微生物和廢水之間充分接觸。圖表4列出了好氧廢水處理系統(tǒng)最廣泛的應(yīng)用。 好氧塘沒有專門的污泥停留系統(tǒng)，由于這些系統(tǒng)需要占用大量土地，因此不大使適用于處理啤酒廢水。由于氧化塘多年積累污泥，因此氧化塘在一段時(shí)期過后會耗盡污泥。 好氧固定床和流化床反應(yīng)器使用載體材料使微生物附著生長。這些系統(tǒng)不能截留入水懸浮固體，因此通常用作預(yù)處理。和厭氧濾池一樣，好氧固定床反應(yīng)器由于廢水中固體物質(zhì)或微生物生長易發(fā)生堵塞。再者，如果沒有通風(fēng)設(shè)備，這些系統(tǒng)由于好氧不充分會導(dǎo)致臭氣散發(fā)。流化床反應(yīng)器經(jīng)常產(chǎn)生高能耗和大量污泥 圖4 好氧系統(tǒng)總體示意圖 活性污泥法是處理工業(yè)廢水最經(jīng)常和廣泛應(yīng)用的好氧技術(shù)。這種技術(shù)基于曝氣反應(yīng)器和懸浮絮狀好氧污泥，和通風(fēng)裝置供入的氧氣混合。除了壓縮的空氣或氧氣，曝氣裝置噴霧也可用作供氧。一個(gè)外部重力污泥分離器緊接著曝氣池。好氧凈化水排出，同時(shí)好氧污泥回流到曝氣池。剩余的好氧污泥通常脫水后填埋。如果有需要，好氧池可以改良用于脫氮（硝化和反硝化作用）?；钚晕勰喾ㄌ幚淼膹U水可以排放到河流和湖泊。 當(dāng)前一種氣升式反應(yīng)器已經(jīng)發(fā)展起來。在氣升式反應(yīng)器內(nèi)部水和污泥在空氣壓縮機(jī)提供的空氣下于內(nèi)部氣缸強(qiáng)烈混合循環(huán)?；钚晕勰嘞到y(tǒng)在絮狀好氧污泥（一般3～6TSSg/l）下運(yùn)作，而氣升式反應(yīng)器在濃縮顆粒裝污泥（20～40 TSSg/l）下運(yùn)作。由于高污泥濃度，氣升式反應(yīng)器可以在更高體積負(fù)荷下運(yùn)作（5～10kg/m3d），而傳統(tǒng)的活性污泥法一般只能在1～2 kg/m3d的體積負(fù)荷下運(yùn)作。結(jié)果由于氣升式反應(yīng)器顆粒裝污泥的長污泥齡，硝化作用（將有機(jī)氮和氨氧化成硝酸鹽）得到保證，使得可溶性氮含量低于10mg/l。具備完整的反硝化單元（將硝酸鹽轉(zhuǎn)化為氮?dú)猓┑臍馍椒磻?yīng)器已經(jīng)發(fā)展起來并應(yīng)用于處理啤酒和麥芽廢水3，4。氮轉(zhuǎn)化率在1～2kgNH4-N/m3。氣升式反應(yīng)器允許啤酒廠污泥通過，并保留下顆粒裝污泥。沒有沉淀的硅藻土、用盡的谷物和其他啤酒廠副產(chǎn)品被去除。為了滿足更嚴(yán)格的地表水排放限值，可以在氣升式反應(yīng)器后加裝DAF（溶解空氣浮選單元）用于去除細(xì)小懸浮固體和氮磷。 第一部氣升式反應(yīng)器（CIRCOX型）首先在1996年1應(yīng)用于荷蘭Enschede的Grolsch啤酒廠。在它的處理車間Circox用作從IC反應(yīng)器出來的厭氧廢水的后處理，以保證不將廢氣排入市政下水道。在1999年第一臺脫氮Circox反應(yīng)器應(yīng)用于處理厭氧IC反應(yīng)器預(yù)處理出來的廢水。Circox處理出來的廢水后來又經(jīng)DAF單元以保證固體和COD的去除。相似的系統(tǒng)已經(jīng)應(yīng)用于麥芽廢水處理。 表5：好氧反應(yīng)系統(tǒng)典型設(shè)計(jì)參數(shù) 體積負(fù)荷率（kgCOD/m3d） 生物狀態(tài)/ 污泥停留 微生物/廢水接觸 氧化塘 0.1 懸浮 － － 好氧污泥法 0.5～2.5 懸浮/ 外部沉淀 好氧 固定/流化床 1～5 附著/懸浮/ 負(fù)載/包裝 水力流 好氧 升流式反應(yīng)器 5～10 顆粒狀/ 內(nèi)部沉淀 好氧 強(qiáng)烈升流循環(huán) 3 厭氧處理的優(yōu)勢——以一個(gè)實(shí)例說明 在這一部分中將會給出一個(gè)理論計(jì)算的例子，需要說明的是所提及的數(shù)據(jù)僅供參考。這些資料是簡化的并可能不適用于其他沒有經(jīng)過改良的啤酒廠。 這個(gè)例子是基于一個(gè)年產(chǎn)1000000百升啤酒，一周工作5天，每7百升水生產(chǎn)1百升啤酒，15％的水損失率，廢水產(chǎn)量估計(jì)是2000m3/d。廢水的COD含量為3000mg/l，惰性污泥產(chǎn)量為250 mg/l。每百升啤酒大約產(chǎn)生0.51 m3廢水，每百升啤酒大約產(chǎn)生1.53kgCOD。這個(gè)例子專為本案例計(jì)算，廢水質(zhì)量必須遵循嚴(yán)格的地表水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。 三個(gè)可供選擇的廢水處理方案： 1、完全好氧的活性污泥法 2、IC反應(yīng)器和好氧污泥法結(jié)合的厭氧/好氧法 3、IC反應(yīng)器、CIRCOX升流式反應(yīng)器和DAF結(jié)合的厭氧/好氧法 完全的好氧廢水處理工藝（活性污泥法）包括格柵（去除固體雜質(zhì)）、緩沖池、好氧池、沉淀池、污泥濃縮池、泥水單元。 厭氧/好氧結(jié)合工藝包括格柵、緩沖池、調(diào)節(jié)池、厭氧IC反應(yīng)器、曝氣池、沉淀池、污泥濃縮池、泥水單元。 盡管把曝氣池?fù)Q成Circox升流式反應(yīng)器和和沉淀池?fù)Q成DAF單元，IC/CIRCOX/DAF的選擇范圍和厭氧/好氧結(jié)合工藝相似。由于污泥經(jīng)DAF已經(jīng)濃縮（大約10％），因此不需要污泥濃縮池。 3.1能量需求量和產(chǎn)量 以好氧處理工藝100％的去除率為基準(zhǔn)估計(jì)，好氧能量消耗為每千克COD耗能0.7千瓦時(shí)，完全好氧工藝能耗為1.53kgCOD/hl×0.7=1.07KWh/hl＝3.9Mj/hl啤酒。再加上廢水處理工藝其他能量消耗（泵、混合等）的0.7Mj/hl，估計(jì)一共需要能量為每百升啤酒4.6兆焦。 假設(shè)厭氧反應(yīng)器COD去除率為80％，厭氧/好氧結(jié)合工藝中好氧能量僅為完全好氧工藝的20％，大約每百升啤酒0.78兆焦。加上其他能量消耗其總能量消耗大約為每百升啤酒耗能1.5兆焦。 計(jì)算理論最大甲烷產(chǎn)量為去除每千克COD產(chǎn)生甲烷0.35立方分米，甲烷產(chǎn)量估計(jì)為每百升啤酒產(chǎn)生：1.53 kgCOD/hl×80％×0.35Nm3 kgCOD＝0.43 Nm3甲烷。計(jì)算熱值產(chǎn)量，每立方分米甲烷產(chǎn)生13.8Mj熱量，沼氣準(zhǔn)確的能量為每百升啤酒產(chǎn)生0.43×32＝13.8Mj能量。生產(chǎn)的可以沼氣用于蒸汽鍋爐燃燒，也可以用作蒸汽機(jī)車的能量。如果沼氣用作代替化石燃料，它能為一座現(xiàn)代啤酒廠節(jié)約8％的能量（大約170Mj/hl）。表6列出了應(yīng)用厭氧處理節(jié)約的能量，很明顯，當(dāng)應(yīng)用厭氧處理時(shí)可以取得積極的能量平衡。厭氧廢水處理使啤酒廠更可持續(xù)運(yùn)作。 表6：生物廢水處理系統(tǒng)能量平衡展示（1kWh＝3.6Mj） 完全好氧（Mj/hl） 厭氧/好氧結(jié)合（Mj/hl） 節(jié)約能量（Mj/hl） 能量產(chǎn)生 能量消耗 0.0 -4.6 ＋13.8 -1.5 ＋13.8 ＋2.8 總平衡 -4.6 ＋12.3 ＋16.9 3.2污泥產(chǎn)量 一般說來像活性污泥法的好氧設(shè)施（延伸好氧）產(chǎn)生大量剩余污泥，大約每去除1千克COD產(chǎn)生0.1～0.25千克污泥，使用顆粒狀污泥的厭氧處理設(shè)施去除每千克COD的剩余污泥數(shù)量只有0.01～0.03千克。如果厭氧處理系統(tǒng)的COD去除效率以80％算，接下來的好氧設(shè)施生物固體的產(chǎn)生量減少了5個(gè)因素。把惰性啤酒廠固體計(jì)入?yún)捬?好氧處理中，總污泥產(chǎn)生量在給出的例子中減少了50％（見表7） 表7：生物廢水處理系統(tǒng)污泥產(chǎn)量展示 固體產(chǎn)生 完全好氧處理（kgTS/hl） 厭氧/好氧結(jié)合（kgTS/hl） 污泥節(jié)約（kgTS/hl） 生物固體（好氧） 惰性污泥 0.25 0.15 0.05 0.15 0.20（80％） 0（0％） 總污泥 0.40 0.20 0.50（50％） 除了生物固體的數(shù)量減少外，好氧污泥的質(zhì)量也經(jīng)常提高。在厭氧預(yù)處理設(shè)施下，可生物降解的糖類沒那么容易進(jìn)入好氧反應(yīng)器。結(jié)果，在活性污泥設(shè)施中導(dǎo)致污泥膨脹的絲狀菌數(shù)量得到大大降低。這個(gè)結(jié)果提高了好氧污泥的穩(wěn)定性，因此導(dǎo)致一個(gè)操作更穩(wěn)定和安全的活性污泥工藝。最后，由于好氧污泥更高的礦化程度，因此比起沒有厭氧預(yù)處理的活性污泥法，有厭氧預(yù)處理的更好。 在這個(gè)例子中厭氧顆粒污泥的產(chǎn)量估計(jì)為1.53kg kgCOD/hl×80％×0.02kgTS/kgCOD＝0.02 kgTS/hl。但是好氧剩余污泥需要脫水，這是一項(xiàng)花費(fèi)需要控制和處理，厭氧處理設(shè)施的剩余污泥使用顆粒狀污泥不需要進(jìn)一步的處理，因此有積極的商業(yè)價(jià)值。 厭氧污泥能夠儲存一段長時(shí)間而沒有重大損失。剩余顆粒狀厭氧污泥在事故中為了安全可以儲存起來。 3.3空間需求 使用厭氧/好氧處理（IC＋活性污泥法）取代完全好氧工藝處理導(dǎo)致更小的空間。由于經(jīng)過厭氧處理后有機(jī)COD負(fù)荷已經(jīng)得到很大削減，好氧池體積可以小一些。 活性污泥設(shè)施和UASB反應(yīng)器現(xiàn)今建成矩形混凝土基座，池壁分別高4～5米和4～6.5米。厭氧IC反應(yīng)器和好氧Circox反應(yīng)器建成高細(xì)型罐，高度分別為16～24米和10～18米。在IC和Circox反應(yīng)器結(jié)合工藝中使用緩沖器和調(diào)節(jié)池使用高鋼罐可以允許更高的負(fù)荷。高鋼罐在緩沖器和反應(yīng)器上的使用允許更緊密的廢水處理設(shè)施設(shè)計(jì)，對于在城市地區(qū)空間狹小處建設(shè)啤酒廠是非常適合的。表8列出了排入接受水體的完全廢水處理設(shè)施的空間需求。 4 結(jié)論 厭氧處理廣泛應(yīng)用于啤酒廢水處理。 比起完全好氧處理，厭氧/好氧相結(jié)合處理處理啤酒廢水有很大優(yōu)勢，特別是在能源需求平衡、降低生物污泥量和大大降低空間需求。 應(yīng)用于高負(fù)荷廢水處理工藝的IC反應(yīng)器和厭氧升流反應(yīng)器的應(yīng)最新發(fā)展仍然面對嚴(yán)格的表面水質(zhì)要求。 5 參考文獻(xiàn) [1] Driessen W, Habets L & Vereijken T. Novel anaerobic-aerobic process to meet strict effluent plant design requirements. Ferment. Vol 10, No.4, August 1997, U.K., pp. 243-250, 1997. [2] Driessen W, Chapter III. 2.11 Anaerobe Bioreactoren. In: Water in Industrie–Handboek voor industrieel waterverbruik, Ten Hagen & Stam publishers. The Netherlands, pp 53-58, 1999 (in Dutch). [3] Frijters C, Vellinga S, Jorna T & Mulder R. Extensive nitrogen removal in a new type of airlift reactor. Wat. Sci. Tech. Vol 41, No 4-5. IWA publishing. pp 469-476, 2000. [4] Mulder R & Bruijn PMJ. Treatment of brewery waste water in a (denitrifying) CIRCOX ndairlift reactor. Proceedings of the 2 IWA international specialized conference on biofilm reactors, Paris, France, 1993. [5] Vereijken TFLM, Swinkels KTM & Hack PJFM. Experience with the UASB-system on brewery wastewater. Proceedings of the NVA-EWPCA Water Treatment Conference as part of the Aquatec ‘86, 15 - 19 September, Amsterdam, pp. 283-296, 1986. [6] Vereijken T, Driessen W & Yspeert Y. 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November 14-16, 15p, 1993. 10 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 外文參考文獻(xiàn)譯文及原文 學(xué) 院 環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 專 業(yè) 環(huán) 境 工 程 年級班別 學(xué) 號 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 20xx年6月2日 xxx大學(xué) 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 某啤酒廠啤酒廢水處理工藝設(shè)計(jì) 學(xué) 院 環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 專 業(yè) 環(huán)境工程 年級班別 學(xué) 號 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 20xx 年 06 月 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）教師擬題審批表 適用學(xué)院：環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 適用專業(yè)： 環(huán)境工程 適用年級：______ 題目名稱 某啤酒廠啤酒廢水處理工藝設(shè)計(jì) 題目類型 √工程設(shè)計(jì) □理論研究 □實(shí)驗(yàn)研究 □計(jì)算機(jī)軟件研制 □綜合 □藝術(shù) 題目來源 □縱向科研 □企業(yè)項(xiàng)目 √自選 □其它 課題內(nèi)容介紹 某啤酒廠廢水排放量為5000 m3/d，廢水主要來自糖化發(fā)酵車間及洗瓶罐裝車間，處理后出水水質(zhì)執(zhí)行《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978-1996）中一級標(biāo)準(zhǔn)。該工程的設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)和排放標(biāo)準(zhǔn)見下表。 項(xiàng)目 pH COD (mg/L) BOD (mg/L) SS (mg/L) 進(jìn)水水質(zhì) 5～10 2000 1200 700 出水水質(zhì) 6～9 ≤100 ≤20 ≤70 畢業(yè)設(shè)計(jì)應(yīng)包括以下內(nèi)容：熟悉啤酒廠啤酒廢水的水質(zhì)特征；確定污水處理基本工藝、污水處理工藝流程論證及主要處理構(gòu)筑物選擇；污水處理和污泥處理工藝設(shè)計(jì)計(jì)算；污水廠總體布置圖和部分構(gòu)筑物施工圖設(shè)計(jì)；污水處理廠總投資估算和運(yùn)行費(fèi)用計(jì)算。 達(dá)到畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的條件和措施 已學(xué)習(xí)相關(guān)專業(yè)課程,制圖課程,制圖工具設(shè)備。有固定時(shí)間、地點(diǎn)進(jìn)行問題解答。 指導(dǎo)教師姓名 付豐連 職稱 講師 審核意見（題目內(nèi)容是否明確、具體；題目難度、份量是否適中，能否滿足綜合訓(xùn)練要求；做本題目的條件是否滿足、能否達(dá)到培養(yǎng)目標(biāo)的要求等等） 畢業(yè)設(shè)計(jì)涉及啤酒廢水設(shè)計(jì)，題目內(nèi)容明確、具體，難度適合于本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)要求。做該畢業(yè)設(shè)計(jì)之前學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)過環(huán)境工程畢業(yè)設(shè)計(jì)課程，初步掌握設(shè)計(jì)的原理方法，在畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中指導(dǎo)教師認(rèn)真完成教導(dǎo)工作，能達(dá)到培養(yǎng)目標(biāo)要求。 基層教學(xué)單位（專業(yè)）責(zé)任人簽章 主管院長簽章 注：1.本表由擬題教師填寫； 2.在畢業(yè)設(shè)計(jì)開始前（至少提前2周）交基層教學(xué)單位（專業(yè)）供學(xué)生選題。 二〇xx 年 二 月 二十五 日 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)情況記錄表 學(xué)院：__環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院__專業(yè)：__環(huán)境工程___班級：____ 序號 日 期 學(xué)生簽名 教師簽名 進(jìn)度情況（提前、按計(jì)劃、滯后及原因等） 1 3.10　 　 　 開題 2 3.17　 　 　 查閱中外文文獻(xiàn) 收集資料 按計(jì)劃 3 3.24　 　 　 上交文獻(xiàn)檢索報(bào)告 按計(jì)劃 4 4.1 　 　 進(jìn)行理論分析，確定設(shè)計(jì)方案 5 4.8　 　 　 工藝設(shè)計(jì)計(jì)算 按計(jì)劃 6 4.15 　 　 工藝設(shè)計(jì)計(jì)算 按計(jì)劃 7 4.22 　 　 工藝設(shè)計(jì)計(jì)算 進(jìn)展順利 8 4.29 　 　 工藝設(shè)計(jì)計(jì)算完成 按計(jì)劃 9 5.6　 　 　 開始圖紙繪制 按計(jì)劃 10 5.13　 　 　 圖紙繪制完成 按計(jì)劃 11 5.20　 　 　 編制設(shè)計(jì)說明書 進(jìn)展順利 12 5.27　 　 　 英文文獻(xiàn)的翻譯 進(jìn)展順利 13 　6.3 　 　 畢業(yè)設(shè)計(jì)修改 按計(jì)劃 14 6.8　 　 　 畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯準(zhǔn)備 15 　 　 　 16 　 　 　 17 　 　 　 18 　 　 　 19 　 　 　 20 　 　 　 21 　 　 　 22 　 　 　 摘要 本設(shè)計(jì)為某啤酒廠啤酒廢水處理工藝設(shè)計(jì)。啤酒廢水水質(zhì)的主要特點(diǎn)是含有大量的有機(jī)物，屬高濃度有機(jī)廢水，故其生化需氧量也較大。該啤酒廢水處理廠的處理水量為5000 m3/d。原污水中各項(xiàng)指標(biāo)為：BOD濃度為1200 mg/L,COD濃度為2000 mg/L，SS濃度為700 mg/L。因該廢水BOD值和COD值較大,不經(jīng)處理會對環(huán)境造成巨大污染，故要求處理后的排放水要嚴(yán)格達(dá)到國家二級排放標(biāo)準(zhǔn),即：BOD≤20 mg/ L，COD≤100 mg/ L，SS≤70 mg/ L。 經(jīng)分析知該處理水質(zhì)屬易生物降解又無明顯毒性的廢水，可采用兩級生物處理以使出水達(dá)標(biāo)。一級處理主要采用物理法，用來去除污水中的懸浮物質(zhì)和無機(jī)物。二級處理主要采用生物法,包括厭氧生物處理法中的UASB法和好氧生物處理法中的SBR法，可有效去除污水中的BOD、COD。本設(shè)計(jì)工藝流程為： 啤酒廢水 → 格柵 → 污水提升泵房 → 調(diào)節(jié)沉淀池 → UASB反應(yīng)器→預(yù)曝氣沉淀池→ SBR池 →處理水（污泥） 整個(gè)工藝具有總投資少，處理效果好，工藝簡單，占地面積省，運(yùn)行穩(wěn)定，能耗少的優(yōu)點(diǎn)。 關(guān)鍵詞：啤酒廢水處理，高濃度有機(jī)廢水，UASB法，SBR法 Abstract This design is the brewery water treatment of a Beer Company. The main distinguishing feature of the brewery water is that it contains massive organic matters and it belongs to the high concentration organic wastewater, so its biochemical oxygen demand is also high. The water which needs to be treated in the beer wastewater is 5000 . The concentrations of BOD, COD and SS are 1200 mg/L, 2000mg/L and 700 mg/L, respectively. For the high value of BOD and COD for the brewery water, it can pollute the environment if it is discharged without disposal. So it is required to be strictly meet the secondary discharge standard of National Wastewater Discharge Standards which requests BOD≤20 mg/ L, COD≤100 mg/ L, SS≤70 mg/ L. After the analysis, the brewery water can biodegrade easily and has no obvious toxicity, so we use two levels of biological treatment to treat the drained water meet the designated standard. The first level of processing mainly uses the physical methods, which remove the suspended matter and the inorganic substance in the wastewater. The second level of processing is the biological methods, contains UASB (Up flow anaerobic sluge blanket) of anaerobic oxygen biology methods and SBR (Sequencing Batch Reactor) of demand oxygen biology methods, which could reduce BOD and COD in the waste water. The technological process of this design is: Beer wastewater → Screens →Swage lift pump house → Regulates sendimatation tank →Tank of UASB →pre-aeration sedimentation tank → Tank of SBR →Treatment water (sludge) . The technology has many advantages such as low investment, high efficiency, simple process, less occupied area, steady running and energy saving. Keyword: Brewery Water，High Concentration of Organic Wastewater，UASB Process，SBR Process 2