1、第一章 發(fā)酵工業(yè)廢水處理發(fā)酵工業(yè)的定義釀造工業(yè)：食品工業(yè)中從事啤酒、白酒、黃酒、葡萄酒、酒精等酒類和醋、醬、醬油等調(diào)味品制造的工業(yè)廢水發(fā)酵工業(yè)：經(jīng)過純種培養(yǎng)、提煉精制獲得的檸檬酸、抗生素、谷氨酸、酶制劑、單細(xì)胞蛋白等的生產(chǎn)1.1 發(fā)酵工業(yè)廢水的來源及水量淀粉、制糖、乳制品的加工工藝：原料處理加工產(chǎn)品原料處理淀粉糖化發(fā)酵分離與提取產(chǎn)品發(fā)酵產(chǎn)品生產(chǎn)工藝：各類釀造廢水的污染負(fù)荷食品發(fā)酵行業(yè)聯(lián)產(chǎn)飼料產(chǎn)業(yè)：將生產(chǎn)過程中的廢渣水生產(chǎn)飼料、蛋白飼料、飼料酵母，降低廢水污染負(fù)荷1.2發(fā)酵工業(yè)廢水的水質(zhì)特征原料：（1）淀粉質(zhì)原料（糧食原料）包括谷物原料、小麥、高粱、大米、玉米等）和薯類原料（甘薯、木薯、馬鈴薯等

2、）（2）糖質(zhì)原料:廢糖密（3）纖維質(zhì)原料：森林工業(yè)下腳料、木材工業(yè)下腳料、農(nóng)作物秸稈、城市廢纖維垃圾、甘蔗渣等(4)其他原料：亞硫酸鹽紙漿廢液、各種野生植物、乳清等。酒精工業(yè)與環(huán)保有關(guān)的產(chǎn)業(yè)政策企業(yè)規(guī)模，酒精生產(chǎn)和綜合利用的最小經(jīng)濟(jì)規(guī)模為3萬t/a酒精生產(chǎn)原料結(jié)構(gòu)由以木薯類為主逐步調(diào)整為玉米為主，實(shí)現(xiàn)有經(jīng)濟(jì)效益的綜合利用和廢水達(dá)標(biāo)排放提倡糖蜜酒精集中加工處理和綜合利用嚴(yán)格控制擴(kuò)大酒精生產(chǎn)能力的基建、技改項(xiàng)目宜推廣應(yīng)用的綜合利用、治理污染技術(shù)以玉米為原料的酒精糟生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)蛋白飼料 薯類酒精糟厭氧發(fā)酵制沼氣，消化液再經(jīng)好氧處理 糖蜜酒精糟采用大罐通風(fēng)發(fā)酵生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白飼料（一）酒精生產(chǎn)工藝與主要廢渣

3、水來源1、淀粉原料發(fā)酵法生產(chǎn)酒精的工業(yè)流程原料：森林工業(yè)下腳料、木材工業(yè)下腳料、農(nóng)作物秸稈、城市廢纖維垃圾、甘蔗渣等為原料3、纖維質(zhì)原料酒精生產(chǎn)工藝發(fā)酵酒精生產(chǎn)污染物來源與排放（二）酒精廢糟液常用處理技術(shù)和設(shè)備以薯干為原料的酒精糟液沉降性能差簡(jiǎn)單沉淀：SS去除率90%;30%COD3.上流式厭氧污泥床反應(yīng)器（UASB）：COD去除率85%98%，產(chǎn)氣率10 m3/(m3.d)，停留時(shí)間25 d，SS5000 mg/L4.兩相或兩級(jí)厭氧發(fā)酵反應(yīng)器：厭氧濾池，適于處理懸浮物（尤其為含纖維物質(zhì)）含量較高的酒精廢液；第一段厭氧反應(yīng)主要去除懸浮物，主要作用是固體分離酒精廢液標(biāo)準(zhǔn)1、玉米酒精糟液處理技術(shù)1

4、、固液分離-厭氧處理工藝簡(jiǎn)單固液分離（濾渣含水量85%）直接作飼料銷售分離后的廢液作厭氧或好氧處理2、DDG+厭氧處理工藝：分離（濾渣含水量82%，100元/t濾液450 m3/d進(jìn)貯料池，高溫發(fā)酵55，COD負(fù)荷5 kg/(m3/d)沼氣9500 m3/dDDG+厭氧消化飼料工程200萬元厭氧消化170萬元總投資370萬元酒精糟液沉淀池上清液烘干沼氣氣柜鍋爐燃燒厭氧消化消化液綜合利用或排放濃糟液壓濾機(jī)濾液濾餅高蛋白飼料運(yùn)行參數(shù)飼料分離干燥兩17 t/d，含水量28%，干飼料5000 t/a，1100元/t厭氧消化工藝COD去除率93%，年產(chǎn)沼氣量141萬m3/a項(xiàng)目能耗（電）包裝費(fèi)人工設(shè)備折

5、舊維修費(fèi)企管費(fèi)總計(jì)飼料工程91.520422065224.5沼氣工程1.4-4.89.53.5226.2表4-12 DDG+厭氧消化工藝費(fèi)用構(gòu)成分析 單位：萬元2、薯干酒精糟液廢水處理薯干酒精糟液廢水處理技術(shù)回用生產(chǎn)100萬元厭氧好氧300萬元總投資400萬元回用生產(chǎn)20萬元飼料50萬元沼氣30萬元經(jīng)濟(jì)效益100萬元指標(biāo)名稱技術(shù)數(shù)據(jù)項(xiàng)目數(shù)據(jù)酒精糟/t.t-1飼料6.5COD去除率96%酒精糟液/t.t-1沼氣12BOD去除率98%電耗/kW.h.t-1飼料1012SS去除率97%表4-18 固液分離-濾液部分回用生產(chǎn)工藝的主要技術(shù)指標(biāo)厭氧好氧處理薯干酒糟工藝厭氧消化處理工藝經(jīng)濟(jì)效益：年產(chǎn)沼氣1

6、200多m3, 年增收600多萬元社會(huì)效益： 1.解決南陽市區(qū)2萬多戶燃?xì)鈫栴}，年節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤20000 t； 2.銷售沼氣做工業(yè)原料，年增收2400萬元； 3.消化液做有機(jī)肥料，節(jié)約化肥6000 t，節(jié)水80 t環(huán)保效益：年處理廢液80多萬t，減少SO2500 t，廢渣10000 t 固液分離（立式離心機(jī)）臥式離心機(jī)（僅玉米糟）冷卻塔厭氧消化池板框機(jī)脫水沖灰沉淀池魚塘出水排放河流COD100 mg/LDDG飼料脫 硫沼 氣 柜沼氣出售過濾濾餅作農(nóng)肥混凝劑厭氧消化工藝傳統(tǒng)UASB處理酒糟廢液酒精年產(chǎn)4.5萬t ，125 t/d，酒精用水量1215 m3/d，酒精糟廢液15001875 m3/d，

7、設(shè)計(jì)水量Q=2400 m3/d進(jìn)出水水質(zhì)指標(biāo)如下表： 單位：mg/L，pH除外指標(biāo)名稱進(jìn)水出水指標(biāo)名稱進(jìn)水出水COD3000050000300SS3000040000150BOD51500030000100pH3569傳統(tǒng)UASB處理酒糟廢液立時(shí)離心機(jī)酒精糟液格 柵初 沉 池調(diào)節(jié)池、冷卻集 水 池固 液分離池U A S B曝 氣 池中 間 池絮凝劑沉 淀 池生 物過濾池污泥中間池污泥濃縮池污泥脫水機(jī)外運(yùn)飼料氣水分離沼氣貯柜6000 m3排放UASB設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇宜設(shè)置兩個(gè)系列，最大單體體積應(yīng)小于 2000 m3有效水深應(yīng)在 4 m8 m 之間。 廢水的上升流速宜小于 0.5 m/h。 可采

8、用圓形或矩形，圓形反應(yīng)器的高徑比13 之間，矩形反應(yīng)器的長(zhǎng)寬比宜小于 4。 二、啤酒工業(yè)廢水處理工藝主要原料：大麥、水、酒花輔料：大米（大麥質(zhì)量的25%45%）、玉米(歐美國(guó)家） 啤酒生產(chǎn)工藝分為制麥芽、糖化、發(fā)酵及后處理。1.麥芽制備階段廢水麥芽制備工段用水：浸麥洗麥用水（飽和石灰水、甲醛水溶液、高錳酸鉀、氫氧化鈉或氫氧化鉀溶液）和冷卻水大麥篩選浸麥發(fā)芽排水產(chǎn)品干燥成品麥芽2、糖化工序（麥汁制備工段）主要廢水：麥汁冷卻水、裝置洗滌水（糖化鍋洗滌水）、麥糟、熱凝固物和酒花糟特點(diǎn)：有機(jī)物質(zhì)較多，COD為2104 4104mg/L.排放量約占廢水總量的5%10%，間歇排放，每制成1t成品酒，COD

9、7.24 kg，BOD53.77 kg麥糟成分：含水率7580%，蛋白質(zhì)、脂肪、淀粉、還原糖、粗纖維及灰分熱凝固物：蛋白質(zhì)、酒花樹脂、多酚物質(zhì)和灰分，含水率80%冷凝固物：蛋白質(zhì)、碳水化合物、多酚物質(zhì)和灰分3、發(fā)酵工段廢水特征：來源于洗滌水，COD約20003000 mg/L,排放量約廢水總量1520%，間歇排放，COD8.3 kg/噸成品酒，BOD5為5 kg/噸成品酒主要成分：廢酵母和硅藻土，其他組分（蛋白質(zhì)、脂肪、纖維、灰分和無機(jī)氮4、灌裝工段廢水來源：洗瓶水、噴淋殺菌水、冷卻水、地面沖洗水和包裝物破損流出的殘酒特點(diǎn)：排放量大、約總量的30%40%，COD500800mg/L，連續(xù)排放大

10、麥麥芽干燥干麥芽干燥成品麥芽浸麥水廢棄麥根澄清冷卻麥汁煮沸麥汁過濾冷卻水糖化并嵺糊化固形物廢酒花廢麥糟細(xì)草水大米粉碎洗鍋水冷卻水冷卻水發(fā)酵后發(fā)酵濾酒灌酒殺菌成品酒酵母泥廢硅藻土殺菌廢水罐洗廢水酵母罐洗廢水酒桶、酒瓶洗滌水酒頭排放啤酒生產(chǎn)工藝與主要污染源啤酒綜合廢水的水質(zhì)指標(biāo)pHCODBOD5SSTNTP5610002500300300600258557啤酒廢水排放要求啤酒工業(yè)廢水無論處理與否均不得排入 地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) （ GB3838 ）中規(guī)定的、類水域和類水域的飲用水源保護(hù)區(qū)和游泳區(qū)，不得排入 海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（ GB3097 ）中規(guī)定的類海域的海洋漁業(yè)水域、海洋自然保護(hù)區(qū)。排入建有并投入運(yùn)

11、營(yíng)的二級(jí)污水處理廠的城鎮(zhèn)排水系統(tǒng)的啤酒工業(yè)廢水，執(zhí)行表預(yù)處理標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。采樣頻率：4h/次，6次/d啤酒廢水按有機(jī)物含量的分類冷卻水（基本未受污染）：冷凍機(jī)循環(huán)水、麥汁和發(fā)酵的冷卻水清洗廢水：大麥浸漬廢水、大麥發(fā)芽降溫噴霧水、清洗生產(chǎn)裝置廢水、漂洗酵母廢水等清洗廢水的特點(diǎn)：褐色、pH85%，有機(jī)氮去除率85%產(chǎn)品產(chǎn)量：噸酵母泥可生產(chǎn)3 t醬油酵母泥洗滌水解反應(yīng)一次滅菌產(chǎn)品半成品二次滅菌化驗(yàn)指標(biāo)包裝檢驗(yàn)入庫效益分析：年生產(chǎn)5萬t啤酒，年排放啤酒酵母泥500 t，配套生產(chǎn)1500t醬油生產(chǎn)裝置，總投資180萬元成本費(fèi)194萬元直接經(jīng)濟(jì)效益166萬元投資收益率92.2%經(jīng)濟(jì)效益360萬元投資回收期1

12、3個(gè)月濕麥糟生成飼料成分水分粗蛋白質(zhì)可消化蛋白質(zhì)可溶性非氮物脂肪粗纖維%758053.51025麥糟加壓過濾貯槽濾渣產(chǎn)品螺旋壓濾機(jī)列管式蒸汽干燥機(jī)包裝糖化罐濾液濾液回收CO2啤酒厭氧發(fā)酵，生產(chǎn)20 kgCO2/t啤酒發(fā)酵罐CO2泡沫捕集器水洗器集氣罐活性炭過濾脫臭無油二級(jí)壓縮機(jī)脫水器液體CO2貯罐蒸發(fā)器本產(chǎn)啤酒生產(chǎn)或裝鋼瓶銷售回收浮麥浸麥工段的浮麥量占精選麥質(zhì)量1.52%成分：纖維素和淀粉等組成的固體有機(jī)物，難生物降解通過濾機(jī)截留（使混合廢水的懸浮物質(zhì)減少26.3%），干燥作為飼料銷售啤酒廢水處理的進(jìn)展二級(jí)接觸氧化工藝處理啤酒廢水Q平均=2000 m3/d，Qmax=200 m3/h進(jìn)出水水質(zhì)

13、 單位：mg/L指標(biāo)CODBOD5SS進(jìn)水水質(zhì)1000600600出水水質(zhì)601030兩級(jí)接觸氧化工藝流程圖格 柵集 水 井 原水精 細(xì) 篩 網(wǎng)接 觸 氧 化池中 間 沉 淀 池接 觸 氧 化 池二 次 沉 淀 池排放生物接觸氧化法 生物接觸氧化法是一種介于活性污泥法與生物濾池之間的生物膜法處理工藝；又稱為淹沒式生物濾池。1.主要特點(diǎn) 生物接觸氧化池內(nèi)的生物固體濃度高于活性污泥法和生物濾池，具有較高的容積負(fù)荷 不需要污泥回流，無污泥膨脹問題，運(yùn)行管理簡(jiǎn)單 對(duì)水量水質(zhì)的波動(dòng)有較強(qiáng)的適應(yīng)能力 污泥產(chǎn)量略低于活性污泥法接觸氧化池構(gòu)造示例構(gòu)筑物設(shè)計(jì)接觸氧化池構(gòu)筑物設(shè)計(jì)：容積負(fù)荷25 kgBOD5/(m

14、3.d)，經(jīng)一級(jí)氧化池BOD去除率為80%填料體積：192m3，高度3 m，分3層，6格濾池，每個(gè)濾池面積16 m2濾池總高度6.2 m，反應(yīng)時(shí)間2.3 h污水在池內(nèi)實(shí)際停留時(shí)間4.3 h所需空氣量3000 m3/d生物接觸氧化池設(shè)計(jì)（1）生物接觸氧化池一般不少于2座（2）填料層高度一般3 m，當(dāng)采用蜂窩填料時(shí)，應(yīng)分層裝填，每層高度為1 m，蜂窩孔徑不小于25 mm；當(dāng)采用小孔填料時(shí)，應(yīng)加大曝氣強(qiáng)度，增加生物膜脫落速度。（3）每單元接觸氧化池面積宜不大于25 m2，以保證布水，布?xì)饩鶆?。?）氣水比控制在(1520):1設(shè)計(jì)內(nèi)容 計(jì)算公式 參數(shù)意義及取值 濾池格數(shù)n=F/fn濾池個(gè)數(shù)（n2)f

15、每格濾池面積（f 25 m2）有效容積（填料體積）Q平均日廢水量，m3/d L進(jìn)出水BOD5M容積負(fù)荷，濾池面積(F) F = V/HH濾料高度，一般為3 m校核接觸時(shí)間t濾池有效接觸時(shí)間需氣量D1m3污水量m3/m3，1520 m3/m3濾池高度H0=H+h1+h2+(m-1)h3+h4 h1超高（0.50.6m）h2填料上水深0.40.5mh3填料層間隙高0.20.3mh4配水區(qū)高度（不考慮進(jìn)入檢修0.5m，考慮1.5mSBR工藝處理啤酒廢水SBR反應(yīng)器的特點(diǎn)：運(yùn)行方式靈活，脫氮、除磷效果好工藝簡(jiǎn)單，節(jié)省費(fèi)用。不需設(shè)置二沉池、回流污泥及其設(shè)備反應(yīng)推動(dòng)力大有效防止絲狀菌膨脹主要的變形工藝：循

16、環(huán)式活性污泥工藝CASS或CAST、基本過程：進(jìn)水/曝氣、沉淀、潷水閑置/排泥CASS工藝，即循環(huán)式活性污泥法，它的反應(yīng)池用隔墻分為選擇區(qū)和主反應(yīng)區(qū)，進(jìn)水、曝氣、沉淀、排水、排泥都是周期循環(huán)運(yùn)行，省去了常規(guī)活性污泥法的二沉池和污泥回流系統(tǒng)；同時(shí)可連續(xù)進(jìn)水，間斷排水。它的脫氮除磷效果好，防止污泥膨脹的性能好。 CASS生物池運(yùn)行過程包括曝氣、沉淀、潷水、閑置四個(gè)階段 曝氣階段：在此階段，CASS反應(yīng)池內(nèi)邊進(jìn)水邊曝氣，一方面滿足好氧微生物對(duì)氧的需要，另一方面有利于活性污泥與有機(jī)物的混合與接觸。此時(shí)有機(jī)污染物被微生物氧化分解，同時(shí)污水中的氨氮通過微生物的硝化作用轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮。沉淀階段：CASS反區(qū)池

17、緩慢進(jìn)水，停止曝氣，此時(shí)微生物繼續(xù)利用水中剩余的DO進(jìn)行氧化分解，隨著反應(yīng)池溶解氧的進(jìn)一步降低，生物池逐漸由好氧狀態(tài)向缺氧狀態(tài)轉(zhuǎn)變，開始進(jìn)行反硝化反應(yīng)，活性污泥逐漸沉到池底，上層水逐漸變清。潷水階段：沉淀階段完成后，置于CASS主反應(yīng)區(qū)的潷水器開始工作,自上而下逐層排出上清液。同時(shí)，反應(yīng)池逐漸由缺氧狀態(tài)過渡到厭氧狀態(tài)，反應(yīng)池污泥層內(nèi)因?yàn)槿芙庋鹾艿腿岳^續(xù)發(fā)生反硝化作用。閑置階段：閑置階段的時(shí)間一般較短，主要保證沼水器在此時(shí)段內(nèi)上升到原始位里，防止污泥流失。同時(shí)，還通過CASS主反應(yīng)區(qū)內(nèi)污泥的閑置，以恢復(fù)污泥的吸附能力。CASS工藝處理啤酒廢水Q平均=3500 m3/d指標(biāo)CODBOD5SS進(jìn)水水

18、質(zhì)1500800600出水水質(zhì)15060200啤酒工藝CASS工藝流程圖格 柵集水調(diào)節(jié)池 原水提 升 泵CASS反應(yīng)器出 水污泥濃縮池 泵壓 濾 機(jī)干 泥 外 運(yùn)上清液濾液回流反應(yīng)池設(shè)計(jì)計(jì)算SBR反應(yīng)池容積：SBR工藝工序時(shí)間進(jìn)水時(shí)間：反應(yīng)時(shí)間沉淀時(shí)間tS1h排水時(shí)間tD11.5一個(gè)周期所需要的時(shí)間：tb閑置時(shí)間 t=tR+tS+tD+tbSBR法的每天周期數(shù)為整數(shù)反應(yīng)池的水深46，當(dāng)采用矩形池，反應(yīng)池長(zhǎng)寬比1:12:1，連續(xù)進(jìn)水時(shí)宜為2.5:14:1 。反應(yīng)池設(shè)計(jì)超高0.51.0m反應(yīng)池的數(shù)量不宜少于2個(gè)，并聯(lián)CASS構(gòu)筑物設(shè)計(jì)反應(yīng)池有效容積584 m3，實(shí)際容積648 m3（18 m9 m4 m），厭氧:缺氧:好氧（容積比）=1:2:7BOD5容積負(fù)荷為0.4 kg/kg(MLSS.d)，MLSS為3 g/L，周期數(shù)為2，一個(gè)運(yùn)行周期所需要的時(shí)間為12 hCASS反應(yīng)器設(shè)計(jì)1.反應(yīng)時(shí)間：2.一個(gè)周期所需要的時(shí)間：3.