啤酒厂污水处理设计方案.docx

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啤酒厂污水处理设计方案

一、啤酒废水的来源及特点

1.啤酒废水的来源

啤酒的废水主要来源于：

麦芽生产过程的洗麦水、浸买水、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、过滤洗涤废水；罐装过程洗瓶、灭菌和破瓶啤酒废水；冷却车间和成品车间洗涤水。

二、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，不同的啤酒厂生产过程每吨酒的耗水量和水质相差较大.国内每吨啤酒从糖化到灌装总耗水10~20吨。

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。

3处理要求

污水处理的排放标准执行《污水综合排放标准》、《啤酒工艺污染物排放标准》、《地表水环境质量标准》等。

选择较严格标准执行，废水处理系统的最终排放执行《啤酒工业污染物排放标准》（GB19821-2005）一级标准。

CODcr≤80mg/l

BOD5≤20mg/l

SS≤70mg/l

PH:

6-9

NH3-N≤15mg/l

TN≤20mg/l

T≤1mg/l

TP≤3mg/l

三工艺流程选择

鉴于啤酒废水自身的特性，啤酒废水不能直接排入水体，据统计，啤酒厂工业废水如不经处理，每生产100吨啤酒所排放出的BOD值相当于14000人生活污水的BOD值，悬浮固体SS值相当于8000人生活污水的SS，其污染程度是相当严重的，所以要对啤酒废水进行一定的处理。

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：

当BOD5/CODcr>0.3时易生化处理，当BOD5/CODcr>0.25时可生化处理，当BOD5/CODcr<0.25难生化处理。

而啤酒废水的BOD5/CODcr的比值>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。

80年代中前期，多数处理系统以好氧生化处理为主。

由于受场地、气温、初次投资限制，除少数采用塔式生物滤池、生物转盘靠自然充氧外，多数采用机械曝气充氧，其电耗高及运行费用高制约了污水处理工程的发展和限制了已有工程的正常使用或运行

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、深井曝气法是较有代表性的好氧生物处理方法。

活性污泥法：

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（含大量的好氧微生物）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。

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处理啤酒废水。

据报道，进水CODcr为1200～1500mg/l时，出水CODcr可降至50～100mg/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着降低，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10～11h，CODcr的去除率也在96%以上。

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。

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。

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、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，曝气池由下降管以及上升管组成。

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BOD5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。

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，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BOD5。

生物接触氧化法：

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。

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BOD5的去除率分别在80%和90%以上。

在此基础上，山东省环科所改常压曝气为加压曝气（P=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。

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。

据报道，废水中BOD5的去除率在80%以上。

2厌氧生物处理

厌氧生物处理适用于高浓度有机废水（CODcr＞2000mg/l,BOD5＞1000mg/l）。

它是在无氧条件下，靠厌氧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），而发酵后的剩余物又可作为优质肥料和饲料。

因此，啤酒废水的厌氧生物处理受到了越来越多的关注。

厌氧生物处理包括多种方法，但以升流式厌氧污泥床（UASB）技术在啤酒废水的治理方面应用最为成熟。

UASB的主要组成部分是反应器，其底部为絮凝和沉淀性能良好的厌氧污泥构成的污泥床，上部设置了一个专用的气-液-固分离系统（三相分离室）。

废水从反应器底部加入，在上向流、穿过生物颗粒组成的污泥床时得到降解，同时生成沼气（气泡）.气、液、固（悬浮污泥颗粒）一同升入三相分离室，气体被收集在气罩里，而污泥颗粒受重力作用下沉至反应器底部，水则经出流堰排出。

实践证明，UASB成功处理高浓度啤酒废水的关键是培养出沉降性能良好的厌氧颗粒污泥。

颗粒污泥的形成是厌氧细菌群不断繁殖、积累的结果，较多的污泥负荷有利于细菌获得充足的营养基质，故对颗粒污泥的形成和发展具有决定性的促进作用；适当高的水力负荷将产生污泥的水力筛选，淘汰沉降性能差的絮体污泥而留下沉降性能好的污泥，同时产生剪切力，使污泥不断旋转，有利于丝状菌互相缠绕成球。

此外，一定的进水碱度也是颗粒污泥形成的必要条件，因为厌氧生物的生长要求适当高的碱度，例如：

产甲烷细菌生长的最适宜pH值为6.8～7.2。

一定的碱度既能维持细菌生长所需的pH值，又能保证足够的平衡缓冲能力。

由于一般啤酒废水的碱度不足，所以需投加工业碳酸钠或氧化钙加以补充。

研究表明，在UASB启动阶段，保持进水碱度不低于1000mg/l对于颗粒污泥的培养和反应器在高负荷下的良好运行十分必要。

应该指出，啤酒废水中的乙醇是一种有效的颗粒化促进剂，它为UASB的成功运行提供了十分有利的条件。

总之，UASB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。

其不足之处是出水CODcr的浓度仍达500mg/l左右，需进行再处理或与好氧处理串联才能达标排放。

由上可知，采用厌氧+好氧的工艺处理啤酒废水是比较合适的，先厌氧使微生物处理掉较多的有机物，然后接好氧工艺做后续处理，是废水达标排放是我们这次设计的大方向。

以下列举各种厌氧+好氧的组合工艺情况及其优缺点，然后从中选出2个较为可行的方法进行比较，选取合适的一个作为处理工艺流程并进行详细计算。

3各种流程比较

（1）酸化—SBR法处理啤酒废水：

其主要处理设备是酸化柱和SBR反应器。

这种方法在处理啤酒废水时，在厌氧反应中，放弃反应时间长、控制条件要求高的甲烷发酵阶段，将反应控制在酸化阶段，这样较之全过程的厌氧反应具有以下优点：

由于反应控制在水解、酸化阶段反应迅速，故水解池体积小；不需要收集产生的沼气，简化了构造，降低了造价，便于维护，易于放大；对于污泥的降解功能完全和消化池一样，产生的剩余污泥量少。

同时，经水解反应后溶解性COD比例大幅度增加，有利于微生物对基质的摄取，在微生物的代谢过程中减少了一个重要环节，这将加速有机物的降解，为后续生物处理创造更为有利的条件。

酸化—SBR法处理高浓度啤酒废水效果比较理想，去除率均在94%以上，最高达99%以上。

要想使此方法在处理啤酒废水达到理想的效果时运行环境要达到下列要求：

酸化—SBR法处理中高浓度啤酒废废水，酸化至关重要，它具有两个方面的作用，其一是对废水的有机成分进行改性，提高废水的可生化性；其二是对有机物中易降解的污染物有不可忽视的去除作用。

酸化效果的好坏直接影响SBR反应器的处理效果，有机物去除主要集中在SBR反应器中。

酸化—SBR