啤酒工业废水处理.doc

1、 污水处理，就到污水宝！有污水需要处理的企业，可以进入污水宝平台咨询！啤酒工业废水处理啤酒工业废水主要含糖类，醇类等有机物，有机物浓度较高，虽然无毒，但易于腐败，排入水体要消耗大量的溶解氧，对水体环境造成严重危害。啤酒废水的水质和水量在不同季节有一定差别，处于高峰流量时的啤酒废水，有机物含量也处于高峰。国内啤酒厂废水中：CODcr 含量为：10002500mg/L，BOD5 含量为：6001500mg/L，该废水具有较高的生物可降解性，且含有一定量的凯氏氮和磷。啤酒废水按有机物含量可分为 3 类：清洁废水如冷冻机冷却水，麦汁冷却水等。这类废水基本上未受污染。清洗废水如漂洗酵母水、洗瓶水、生产装

2、置清洗水等，这类废水受到不同程度污染。含渣废水如麦糟液、冷热凝固物。剩余酵母等，这类废水含有大量有机悬浮性固体。一、啤酒污水处理工艺1 处理工艺方案 1(见图 1)图 1 处理工艺方案 1该处理工艺是轻工部设计院为代表的推荐采用方案，细格栅起初步的固液分离作用，故不设初沉池；酸化池中设填料，为细菌提供呈立体状的生物床，把水中的颗粒物质和胶体物质截留和吸附，同时在水解细菌作用下，将不溶解性有机物水解为溶解性物质，在产酸菌协同作用下，将大分子物质、难于生物降解的物质转化为易于生物降解的小分子物质。物化法中选用加药反应气浮池的理由主要为三点：一是悬浮物等去除率高，普通沉淀池去除率仅为 30%左右，竖

3、流式沉淀池为 40%50%，而气浮可达 80%90%；二是气浮污泥含水率为97%98%，气浮排渣可直接进行脱水处理，而其它沉淀池的污泥含水率达 99%以上；三是气浮池气浮水力停留时间短，约 30min 左右，而其它沉淀池的水力停留时间 1.52h,故气浮池体积小，减少占地面积。但气浮处理需要增设一套空压机、压力溶气罐、回流水泵等组成的辅助系统(图 1 中未绘出)，操作管理相对较复杂。微生物所需要的营养，主要为碳水化合物、氮化合物、水、无机盐类(氮和磷)及维生素。通常要求BODNP=1551,为满足此要求，故在接触氧化池前投加氨氮。同时可以查看中国污水处理工程网更多技术文档。污水处理，就到污水宝

4、！有污水需要处理的企业，可以进入污水宝平台咨询！2 处理工艺方案 2(见图 2)处理工艺方案 2 与处理工艺方案 1 在主体处理系统上基本上是相同的，都是水解酸化、接触氧化和气浮池，主要不同点：一是高浓度污水先采用 UASB(上流式厌氧污泥床)预处理后再进入低浓度污水调节池，进行主体处理系统；二是主体处理系统调节池前增设了沉砂池和分离机(高浓度污水预处理系统中调节池前也增设了沉砂池和分离机)。 图 2 处理工艺方案 2该工艺用在山东某啤酒有限公司污水处理中，高浓度有机污水水量水质为:Q1 = 500 m3/d; CODCr:5000mg/L; BOD5:2500mg/L; SS:3000mg/

5、L。低浓度有机污水：Q2=3500m3/d; CODCr:500mg/L; BOD5: 250mg/L; SS:500mg/L。Q=Q1+Q2=4000m3/d。设计按当时的 GB897888 现有企业栏标准，即：CODCr150mg/L; BOD560mg/L; SS100mg/L;pH=69。UASB 进出水水质和混合水经主体处理系统的进出水水质见表 1 和表 2。可见处理后的出水水质好于设计采用的标准值，全部达标排放。表 1 UASB 进出水水质表 2 混合水经主体处理进出水水质污水处理，就到污水宝！有污水需要处理的企业，可以进入污水宝平台咨询！把高浓度有机污水先单独进行预处理，反映了两

6、个主要特点：一是采用厌氧生物处理中的 UASB 反应器，它具有截留污泥量大，颗粒化程度好，处理高浓度有机污水能力强等特点。该反应器采用中温发酵，内部具有热交换装置，结构较紧凑，温度、碱度、负荷等由微机控制；二是高浓度污水集中进行厌氧处理，产生沼气量大，可以集中使用。该反应器设计容积负荷为 6.0kg/(m3d),去除 lkgCOD 产生 VSS0.082kg,产生沼气 0.52m3,则1 天可产生 1000 多 m3 沼气。3 处理工艺方案 3(IC-CIRCOX 工艺，见图 3) 图 3 IC-CIRCOX 处理工艺(方案 3)IC(厌氧内循环)反应器根据 UASB 的原理，80 年代中由荷

7、兰帕克(PAQUES)公司开发成功。它由混合区、污泥膨胀床、精处理区和循环系统四个部分组成。它与其它厌氧处理工艺相比有以下特点：(1)因反应器为立式结构，高度为 1625m,故占地面积小，同时沼气收集也方便。(2)有机负荷高，水力停留时间短，它与其它厌氧处理工艺的有机负荷和水力停留时间比较见表 3。表 3 各种厌氧处理工艺的有机负荷与水力停留时间(3)剩余污泥少，约为进水 COD 的 1%，且容易脱水。(4)靠沼气的提升产生循环，不需要外部动力进行搅拌混合和使污泥回流，节省动力消耗。污水处理，就到污水宝！有污水需要处理的企业，可以进入污水宝平台咨询！(5)因生物降解后的出水为碱性，当进水酸度较

8、高时，可通过出水的回流使进水中和，减少药剂使用量。(6)耐冲击负荷性能强，处理效率高，COD 去除率为 75%80%,BOD 去除率为 80%85%。(7)生物气纯度高(CH4 为 70%80%，CO2 为 20%30%，其它有机物为 1%5%)，可作燃料加以利用。CIRCOX(封闭式空气提升好氧)反应器为双层立式筒体(外层为下降筒体，内层为上升筒体)，水由底部进入反应器，与压缩空气一起从内层筒体(也称上升管)向上流，使进水与微生物充分接触，微生物粘附在载体(细砂类物质)表面，形成生物膜，使活性污泥有良好的沉降性能，不易被出水带离反应器而在系统内循环，筒体的上部做成“帽状”(直径放大约 1/3

9、 左右)，气、水和污泥的混合液进入反应器上部“帽状”的三相分离区分离；气体从上面离开反应器，澄清水从出水口流出，污泥经过沉降区返回到反应器底部。CIRCOX 反应器与其它好氧处理工艺相比，有以下特点：(1)高度与直径比大，故占地面积小。(2)有机负荷与微生物浓度高，有机负荷为 410kgCOD/(m3d),微生物浓度 1530 kgVSS / m3。(3)水力停留时间短，一般为 0.54h。(4)剩余污泥少，小于进水 COD 的 5%；污泥回流在同一反应器内完成，不需要外加动力。(5)因该反应器为封闭系统，可以容易地控制污水中易挥发物质，可根据需要设置生物过滤器或活性炭过滤器处理废气。(6)因

10、反应器内液体的流速很高，约为 50，载体通过相互碰撞摩擦而自动脱膜，不需要另设脱膜装置；同时污水中的悬浮物很容易从反应器内冲出，允许进水悬浮物的浓度较高，不需设预沉池。(7)因活性污泥在反应器内循环，泥龄很高，污泥中可产生一些生长速度很慢的硝化细菌等，故 CIRCOX 反应器适合于处理含氮化合物及其它难降解的化合物。IC 反应器应用于高浓度有机污水处理，CIRCOX 适用于低浓度的啤酒生产污水和城市污水处理，两者串连起来是优化的组合，体现了占地面积小，无臭气排放，污泥量少和处理效率高的优点。1995 年上海富仕达酿酒公司引进了帕克公司的专利技术处理啤酒生产污水(工艺流程如图 3 所示)，已建成

11、投产，处理能力48003/。污水处理，就到污水宝！有污水需要处理的企业，可以进入污水宝平台咨询！图 3 中，旋转滤网的出水管上设温度和 pH 在线测定仪表，当温度和 pH 的测定值满足控制要求时，污水就进入缓冲槽，否则排至应急槽，再用泵提升到旋转滤网进水管内。缓冲槽内设淹没式搅拌机，使污水均质并防止沉淀。设预酸化槽的目的为：一是使有机物部分降解为挥发性脂肪酸；二是调节营养比例；三是调节 pH 值。4 处理工艺方案 4(见图 4) 图 4 处理工艺方案 4(SBR 为主体)该工艺以水解酸化-SBR 为主体。水解酸化池内设填料(球形填料)，水力停留时间为 4h 左右(利用厌氧过程的前阶段)，COD

12、 去除率 30%40%，pH 值 4.85.2。SBR 反应池内反应时间约为 6h 左右，水温 2025，污泥浓度 4 000mg/L 左右，出水水质达到原 GB897888 一级排放标准，COD 总去除率92%，BOD 总去除率98%。SBR 处理工艺的特点是集生物降解和终沉排水等功能于一体，与传统的连续式活性污泥法(CFS)相比，可省去沉淀池和污泥回流设施，具有运行稳定，净化效率高，耐冲击负荷，避免污泥膨胀，便于操作管理等特点。5 处理工艺方案 5(见图 5) 图 5 CASS 反应池为主体处理工艺CASS 与 CAST 相似，是一种循环式活性污泥法，CASS 反应池的运行一般包括三个阶段

13、：进水、曝气、回流阶段；沉淀阶段；滗水、排泥阶段。周期为 412，根据需要设定。CASS 反应池一般用隔墙分隔成三个区：生物选污水处理，就到污水宝！有污水需要处理的企业，可以进入污水宝平台咨询！择区、预反应区、主反应区。生物选择区内不进行曝气，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附污水中的有机物，能较迅速有效地降低污水中有机物浓度；预反应区采取半限制性曝气，溶解氧保持在 0.5mgL 左右，使该区存在着反硝化进程的可能；主反应区进行强制鼓风曝气，使有机物及氨氮得到生化与硝化。该处理工艺用于安徽某啤酒污水处理中，CASS 反应池运行周期 8，其中进水、曝气、回

14、流时间 6，进水、沉淀时间 1，滗水、排泥时间 1。处理水量 35003，进水水质为：CODCr: 8001 500； BOD5:400800L； SS300600mg/L。根据测试，处理后的出水：CODCr: 63120L; BOD5:4158mg/L; pH:6.78.3。当然还有其它处理工艺，如单独采用好氧法和单独采用厌氧法(包括 UASB 反应器)等，但并不具有代表性，故不作详述和介绍。啤酒厂污水处理的工艺选择，必须因地制宜，谨防生搬硬套。各种工艺确定时，应充分调查工厂排水水质、水量、排水规律和特点，必要时应取样化验确认；应考察工厂提供的建设场地地形条件和面积大小；考察工厂所能承受的一

15、次性投资及运行成本情况；考察工厂的管理水平和工人素质条件以及确定厂外排水条件及水电增容条件等进行适合本地区建设污水场并能长期达标运行的方案比选。比选中简单适用、运行可靠、达标稳定、节约能耗、投资经济是最重要的工艺原则。二、处理工艺浅析(1)根据啤酒污水 BOD5CODCr 大的特点，上述 5 个处理工艺方案的共同点，均以生物处理为主体，而且基本上均以前级为厌氧(水解酸化为主)，后级为好氧处理，所不同的为：一是后级好氧生化处理分为生物接触氧化法(生物膜法)和活性污泥法(微生物呈悬浮状态)；是在厌氧和好氧生物处理中，又分为成熟的传统方法(工艺1、2、4)和较新技术应用的方法(如工艺 2 中预处理用

16、 UASB，工艺 3 中 IC 和 CIRCOX 及工艺 5 中的 CASS 法)。但有一个共同点是可以肯定的：啤酒污水(混合水)采用厌氧(水解酸化)生物处理与好氧生物处理相结合(为主体)的处理工艺是成熟、可靠的工艺，是可以接受和被采用的。(2)总的来说，厌氧(水解酸化)与好氧为主体的处理工艺，产生的污泥量较少，但上述 5 个处理工艺中也有区别，处理工艺 13 在好氧生物处理后均设沉淀设施(工艺 1 和 2 为气浮池，工艺 3 为斜管沉淀池)；而处理工艺 4 和 5，在好氧生物处理后不设沉淀池，污泥量很少，大多数内部消化，故污泥直接进入污泥浓缩池，进行污泥的处理与处置。从上述 5 个处理工艺分

17、析，工艺 13 好氧生物处理采用的是生物膜法(前两个是生物接触氧化法，第三个 CIRCOX 反应器是好氧生物流化床原理发展而来，微生物粘附在细砂类载体物表面，形成生物膜)，生物膜要进行新、老更替，老的膜剥落后需要经沉淀后去除(当然同时也去除悬浮物等)，故氧化(好氧)生物处理后要设沉淀设施。后两种好氧生物处理均属活性污泥法范畴，SBR 集生物降解和终沉排水于一体，污泥浓缩在 SBR 池下面，省去了沉淀池；CASS 反应池污泥用回流泵回流(循环式活性污泥法)，产泥少、污泥直接进污泥浓缩池，不设沉淀池。可见后两种工艺省去了沉淀设施，减少了沉淀池的造价和占地面积。可以这样说：好氧生物处理采用生物膜法，

18、后面要设沉淀池，其处理工艺由生化和物化相结合；好氧生物处理采用 SBR和 CASS 反应池的，后面可不设沉淀池，其处理工艺省去了物化处理，由单一的生化处理组成。污水处理，就到污水宝！有污水需要处理的企业，可以进入污水宝平台咨询！(3)处理工艺 2 中，把高浓度有机污水采用 UASB 进行预处理后再进入总调节池，与低浓度有机污水进行混合，再进入主体处理工艺系统。从表 1 数据可见，高浓度有机污水采用厌氧处理中的 UASB 反应器进行处理，效果是好的，CODCr、BOD5、SS 等去除率均较高，因此它不仅可用于高浓度啤酒污水的处理，也可用于豆制品等其它高浓度有机污水的处理。有资料报道，啤酒污水处理

19、中，高浓度污水采用 UASB 反应器进行预处理，混合污水进入 AS(活性污泥法)处理(称为 UASB+AS 法)与全部直接进入 AS 法处理比较，UASB+AS 法比 AS 法节省曝气电费 68%，节省污泥处理费 59%，沼气还可利用；与 SBR 法比较，运行费和污泥处理费也比 SBR 低。1996 年 11月 7 日日本的日经产业经济新闻报道，朝日啤酒公司将在 1999 年以前更新其所属日本国内的全部啤酒厂污水处理设备，全部采用 UASB+AS 法工艺。因此，我国的啤酒污水处理工艺中，应重视采用 UASB 技术。(4)总的来说，啤酒污水采用厌氧(水解酸化)预处理，再进行好氧处理是比较理想的，

20、但上述 5 个处理工艺方案中，也各有所不同。如处理工艺方案 2 处理后的出水水质远好于排放标准，这对于水资源紧缺的地方来说，稍加深度处理后即可回用，对于回用水水质要求不高的地方来说，可直接回用(如绿化、浇马路等)。又如处理工艺方案 5 采用 CASS 反应器，调试相对较麻烦、时间可能较长；操作管理要严密妥当，否则有可能产生污泥膨胀；滗水器的下降速度要与水面的下降速度基本相同，否则可能扰动已沉淀的污泥层等。同时从处理后的出水水质来看，处理工艺方案 5 的出水 CODCr 常大于 100mg/L，BOD5 常大于 50mg/L，比其它 4 个工艺方案差，如果排放标准较高些，则采用此工艺要慎重。三、

21、啤酒厂污水处理工程技术方案国内外对啤酒污水一般均采用生物处理方法，其处理工艺有以下 3 种。调节水解酸化+SBR 工艺；调节水解酸化+接触氧化工艺；UASB 工艺+好氧工艺。上述 3 种处理工艺技术上都是可行的，处理后的水质都能够达到国家要求的排放标准。1 建设规模 日产污水量每天为 3300m3，设计处理量 140 m3/h。2 设计水质指标(1) 原水水质指标CODcr 15002000mg/L SS 300460mg/L污水处理，就到污水宝！有污水需要处理的企业，可以进入污水宝平台咨询！BOD5 800-1200mg/L(2) 处理后要求达到的水质指标CODcr 100mg/L SS 7

22、0mg/LBOD5 20mg/L3 设计处理工艺流程4 各处理单元工艺简介格栅初沉池 格栅主要拦截污水中较大漂浮物，沉降污水中的悬浮物（如酒糟、啤酒花及凝聚蛋白）、细小的麦糟和酵母，在进入调节池前分离去除，避免悬浮物在沉淀池、生物接触氧化池中积累，防止超量的悬浮物对已形成的颗粒污泥床的冲击，以保护设备的正常运行，减少后续处理单元负荷。本工程设计水力停留时间为1.5h。调节池 啤酒污水水质水量波动较大，进行水质水量调节是必要的。设计水力停留时间为 8h。水解酸化池 使污水在缺氧的工况下（溶解氧控制在 05mg/L 以下），发生酸化和腐化反应，进一步改善和提高污水的可生化性，对提高后续好氧反应生化

23、速率，缩短生化反应时间，减少能耗和降低运行费用具有重要意义。由于啤酒污水易于酸化，本工程设计酸化时间为 3h。生物接触氧化池 生化池内设置曝气装置，设置组合填料，此填料比表面积大，易结膜。有效容积 1680 M3，有效水力停留时间为 12 小时。污水处理，就到污水宝！有污水需要处理的企业，可以进入污水宝平台咨询！二沉池 采用斜管沉淀，以提高沉淀效率，节省空间，停留时间为 2 小时。 污泥处理系统 污泥主要来自初沉池和二沉池排放出的剩余污泥。当今国际上多采用全封闭连续运行的卧式螺旋卸料降离心机作为污泥脱水的主机，它具有其它污泥脱水设备所不具有的特点，如：整个过程全封闭进行，现场环境好，无臭味，可

24、节约使用絮凝剂和清洗水，日常运行成本低，设备体积占地面积小基建费用低等。污泥加药后直接去卧式螺旋卸料降离心机脱水，不设污泥浓缩池。5 主要建(构)筑物序号 名 称 规格与尺寸 单位 数量 备 注1 格栅槽、初沉池 座 1 合建2 调节池 座 1 3 水解酸化池 座 1 4 接触氧化池 座 1 5 污泥贮池 座 1 6 鼓风机房 座 1 7 操作间 座 1电控操作、污泥脱水6 主要设备序号 名 称 型号与规格 单位 数量1 机械格栅 台 12 流量计 套 13 水下搅拌器 台 24 提升泵 台 45 曝气器 套 16 罗茨鼓风机 台 37 污泥提升泵 台 2污水处理，就到污水宝！有污水需要处理的

25、企业，可以进入污水宝平台咨询！8 加药装置 套 19 压滤机 台 110 电气控制 套 1四、UASB SBR 工艺技术处理啤酒生产废水1 废水水质及排放标准某啤酒有限公司目前生产能力为 25104 t/a，吨啤酒产生废水量为 78m 3，排放废水量为 6500 m3/d。废水经处理后，要求达到污水综合排放标准(GB 89781996)的一级标准，其主要水质指标见表 1。表 1 废水水质及排放标准项目 CODCr(mg/L) BOD5(mg/L) SS(mg/L) pH原水 15003000 8001600 2501200 511排放标准 100 30 70 69注：该废水中的酵母、酒糟经过回

26、收和综合利用，故 COD、BOD 含量降低。2 主要构筑物及设备UASB 池：由原有的水解/酸化池改造而成，容积负荷为 8.7 kgCOD/(m3d)，水力停留时间为 7.0 h，设计水量为 6500m3/d，有效容积为 1 870m3。共分 12 组并联运行，每组的有效尺寸为 13.3 m8.5 m5.5 m。三相分离器采用南开大学环境科学与工程学院的专利技术制造。SBR 池：即原有的 SBR 池，其进水包括 UASB 池出水、低浓度废水以及锅炉房排水。SBR 池的污泥负荷为0.17 kgBOD/(m3d)，周期 T 为 12 h。其中，进水时间为 4 h，曝气时间为 6 h(曝气从进水结束

27、前 2 h 开始)，沉淀时间为 2 h，排水时间为 1 h，闲置时间为 1 h(有时视水量而变化)。SBR 池的 COD 去除率达 95%，出水的COD 浓度2030 mg/L。SBR 池分 3 组交替进水，每组的有效尺寸为 38.4 m16 m5.4 m。采用螺旋式曝气器，每个曝气器的服务面积为 1.5m2，共 297 个。构筑物一览表见表 2。表 2 构筑物一览表污水处理，就到污水宝！有污水需要处理的企业，可以进入污水宝平台咨询！构筑物 结构 尺寸(m) 数量 设计运行参数及备注集水井 钢混 54.6 1 集水池 钢混 83.23.4 1 污水泵房 砖砌 684 1 UASB 钢混 13.38.55.5 12 系列 停留时间为 7 hSBR 钢混 38.4165.4 3 系列 运行周期为 12 h污泥浓缩池 钢混 2.82.83.3 3 梯形漏斗深为 1.5 m鼓风机房 砖砌 19.565.5 1 R363 型罗茨鼓风机污泥脱水机房 砖砌 1694.3 1 DYBXB 型带式压榨脱水机3 工艺流程保留原有的 SBR 工艺，将水解/酸化反应池改造成 UASB 反应池的过程中，同时实行清污分流，将冷却水直接排放，高浓度废水先经过 UASB 池处理，出水再与低浓度废水混合进入 SBR 反应池。