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啤酒工業(yè)廢水處理第1頁(yè),共110頁(yè),2023年,2月20日,星期一
啤酒是世界通用性飲料,它以優(yōu)質(zhì)大麥芽為主要原料,啤酒花為香料,經(jīng)過(guò)制麥芽、糖化、發(fā)酵等工序制成的富含營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和二氧化碳的釀造酒。酒精含量為3%一6%(體積分?jǐn)?shù))。有酒花香和爽口的苦味,深受消費(fèi)者歡迎,消費(fèi)量大,是世界產(chǎn)量最大的酒種。第2頁(yè),共110頁(yè),2023年,2月20日,星期一我國(guó)的啤酒行業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要產(chǎn)業(yè),發(fā)展迅速,啤酒產(chǎn)量較過(guò)去有了大幅度提高,我國(guó)已成為世界五大啤酒生產(chǎn)國(guó)之一。隨著改革開放和人民生活水乎的不斷提高,1990年、1996年、1998年全國(guó)啤酒產(chǎn)量分別達(dá)到690萬(wàn)t、1682萬(wàn)t、1987萬(wàn)t。截止2006年12月底,全行業(yè)規(guī)模以上企業(yè)數(shù)量為580家,遍布各省、市、自治區(qū),以山東、浙江兩省產(chǎn)量最大,浙江省企業(yè)數(shù)最多。第3頁(yè),共110頁(yè),2023年,2月20日,星期一啤酒生產(chǎn)的主要原料大麥,每年約稍耗200多萬(wàn)t。還應(yīng)指出的是,啤酒生產(chǎn)主要利用糧食(大麥、大米)中的淀粉,大部分蛋白質(zhì)等留在麥糟及凝固物中,同時(shí)排出酵母副產(chǎn)物,合理利用這些副產(chǎn)物是節(jié)糧、減少污染物排放的重要措施。該行業(yè)還是耗水量較大的行業(yè),各企業(yè)間相差較大,每生產(chǎn)1t啤酒耗水量從10t到50t。以生產(chǎn)每噸啤酒產(chǎn)生20m3廢水計(jì)算,我國(guó)啤酒工業(yè)排放的廢水量每年達(dá)4.0億m3,而我國(guó)多數(shù)啤酒廠綜合利用和廢水治理情況不理想,給環(huán)境造成嚴(yán)重污染。第4頁(yè),共110頁(yè),2023年,2月20日,星期一第一節(jié)啤酒生產(chǎn)工藝一、啤酒生產(chǎn)的原輔料和生產(chǎn)用水二、啤酒生產(chǎn)工藝第5頁(yè),共110頁(yè),2023年,2月20日,星期一一、啤酒生產(chǎn)的原輔料和生產(chǎn)用水釀造啤酒的主要原料是大麥、水和酒花。為降低生產(chǎn)成本,提高出酒率,改善啤酒風(fēng)味和色澤,增強(qiáng)啤酒的保存性,在糖化操作時(shí),常用大米、大麥、玉米和蔗糖等中的一種來(lái)代替部分麥芽。在我國(guó)一般都用大米作輔料,而歐美國(guó)家較普遍使用玉米。第6頁(yè),共110頁(yè),2023年,2月20日,星期一1.大麥選擇大麥作為生產(chǎn)啤酒的主要原科,其原因是大麥在世界上的種植面積極廣,而且發(fā)芽能力強(qiáng),價(jià)格較便宜;大麥經(jīng)發(fā)芽、干燥后制成的干大麥芽,內(nèi)含各種水解酶酶源和豐富的可浸出物,因此,能較容易制備到符合啤酒發(fā)酵用的麥芽汁。大麥的谷皮是很好的麥芽汁過(guò)濾介質(zhì)。
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麥芒很長(zhǎng),和麥穗的長(zhǎng)度差不多,小麥的芒相對(duì)來(lái)說(shuō)要短,大麥的外殼很難剝下來(lái),小麥的外殼在脫粒時(shí)已經(jīng)掉了,大麥粒兩頭較尖、較細(xì)長(zhǎng)。小麥粒兩頭較園、較短、較園潤(rùn)。第8頁(yè),共110頁(yè),2023年,2月20日,星期一2.大米大米作為輔料,主要是為啤酒釀造提供淀粉來(lái)源.一般大米用量為大麥質(zhì)量的25%一45%。大米淀粉含量比大麥、玉米高出10%一20%,而蛋白質(zhì)含量低于兩者3%左右,為6%一9%。因此,用大米代替部分麥芽,既可提高出酒率,又對(duì)改善啤酒風(fēng)味有利。
第9頁(yè),共110頁(yè),2023年,2月20日,星期一3.玉米歐美國(guó)家較普遍用玉米作為輔助原料。玉米所含的蛋白質(zhì)、纖維素比大米多,特別是脂肪含量高出大米好幾倍,而淀粉的含量比大米少10%左右,但比大麥略多。第10頁(yè),共110頁(yè),2023年,2月20日,星期一
4.酒花酒花又稱蛇麻花、啤酒花等,它是雌雄異株,用于啤酒發(fā)酵的是成熟的雌花。酒花在啤酒中的作用是:賦予啤酒香味和爽口苦味;提高啤酒泡沫的持久性;使蛋白質(zhì)沉淀,有利于啤酒澄清;酒花有抑菌作用,將它加入麥芽汁中能增強(qiáng)麥芽汁和啤酒的防腐能力。第11頁(yè),共110頁(yè),2023年,2月20日,星期一1079年,德國(guó)人首先在釀制啤酒時(shí)添加了酒花,從而使啤酒具有了清爽的苦味和芬芳的香味.從此后,酒花被譽(yù)為“啤酒的靈魂”,成為啤酒釀造不可缺少的原料之一
第12頁(yè),共110頁(yè),2023年,2月20日,星期一5.水啤酒生產(chǎn)中,水的作用非常大,名牌啤酒往往與名泉等相聯(lián)系,以糖化操作對(duì)水的要求最高,它直接關(guān)系到啤酒質(zhì)量的好壞。不同用途的水,有不同的質(zhì)量要求。以我國(guó)名酒青島啤酒為例,其對(duì)水的碳酸鹽硬度、非碳酸鹽硬度和總硬度的要求分別是0.749mmol/L(2.1。d)、0.570mmol/L(1.6。d)和1.319mmol/L(3.7。d),水中存在碳酸氫鈣會(huì)使麥芽汁酸度降低。在用溫水和麥芽汁調(diào)制糖化醪(lao二聲)時(shí),如因水質(zhì)而造成酸度不夠高,往往需要使用乳酸來(lái)調(diào)整pH值,或用加硫酸鈣、離子交換法等方法提高酸度。對(duì)含溶解鹽類較多,總硬度在3.208—7.842mmol/L(9?!?2。
d)的硬水可用電滲析法除鹽。第13頁(yè),共110頁(yè),2023年,2月20日,星期一二、啤酒生產(chǎn)工藝
成品啤酒按殺菌形式可分成三類:①鮮啤酒(生?。撼善肪莆唇?jīng)巴氏殺菌即出售,因啤酒中保存了一部分營(yíng)養(yǎng)豐富的酵母菌,所以口味鮮美。但穩(wěn)定性差,不能長(zhǎng)時(shí)間存放,常溫下保鮮期僅一天左右,低溫下可保存3天左右。其產(chǎn)品就地銷售,多數(shù)桶裝鮮啤酒具有爽口美味的優(yōu)點(diǎn);(扎啤,即重加二氧化碳鮮啤酒。由于這種啤酒多數(shù)以廣口瓶(Jar)為計(jì)量單位進(jìn)行零售,故依其英語(yǔ)jar一詞的發(fā)音稱為“扎啤"。)②純生啤酒:成品酒不用巴氏殺菌,而經(jīng)超濾等方法進(jìn)行無(wú)菌過(guò)濾處理;③熟啤酒:成品酒經(jīng)巴氏殺菌處理。
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啤酒生產(chǎn)工藝分為制麥芽、糖化、發(fā)酵及后處理等四大工序。
1.麥芽制備工段由原料大麥制成麥芽,習(xí)慣稱為制麥,它是啤酒生產(chǎn)的開始。發(fā)芽后制得的新鮮麥芽叫綠麥芽,經(jīng)干燥后的麥芽稱為干麥芽。麥芽制備的主要目的是:使大麥生成各種酶,并使大麥胚乳中的成分在酶的作用下,達(dá)到適度的溶解;去掉綠麥芽的生腥味,產(chǎn)生啤酒特有的色、香和風(fēng)味成分。麥芽制備工段分為大麥貯存、篩選、浸麥、發(fā)芽、干燥和除根等6個(gè)工序。第15頁(yè),共110頁(yè),2023年,2月20日,星期一大麥篩選浸麥干燥成品麥芽貯藏發(fā)芽排水圖制麥工藝過(guò)程第16頁(yè),共110頁(yè),2023年,2月20日,星期一
麥芽制備工段用水主要包括浸麥洗麥用水和冷卻用水兩部分。用水浸漬大麥,俗稱浸麥。浸麥的目的在于使麥粒吸水和吸氧、洗滌除塵、除雜以及除微生物,并將麥皮內(nèi)的部分有害成分浸出,為發(fā)芽提供條件。在浸麥時(shí),浸麥用水中常投加化學(xué)藥品,可以加速麥皮中有害物質(zhì)(如酚類等)的浸出,縮短發(fā)芽周期,達(dá)到清洗和衛(wèi)生的要求。如飽和澄清石灰水、甲醛水溶液、高錳酸鉀、氫氧化鈉成氫氧化鉀溶液。
第17頁(yè),共110頁(yè),2023年,2月20日,星期一整個(gè)浸漬周期長(zhǎng)達(dá)48-72d。隨著排水時(shí)間的推延,每一階段產(chǎn)生的廢水中含有機(jī)污染物濃度由高而低。根據(jù)國(guó)內(nèi)現(xiàn)行制麥工藝,每投產(chǎn)1t大麥大約耗水18-60m3。浸漬廢水中含有大麥粒、癟大麥、麥芒、麥皮和泥砂等懸浮固體,以及谷皮內(nèi)的浸出物,如單寧物質(zhì)、礦物質(zhì)、蛋白質(zhì)、苦味質(zhì)等。懸浮固體含量約占原大麥投加質(zhì)量的2%左右。每浸漬1t大麥產(chǎn)生CODcr污染物約10—12kg,或BOD5污染物5—6kg,廢水中挾帶的浮麥量約20kg,這與國(guó)外資料(表)提供的數(shù)據(jù)基本相符。在麥芽制備段,每制1t成品酒,產(chǎn)生CODcr污染物約2kg、BOD5污染物約1kg:第18頁(yè),共110頁(yè),2023年,2月20日,星期一表國(guó)外浸麥廢水的污染度第19頁(yè),共110頁(yè),2023年,2月20日,星期一
2.麥汁制備工段麥汁制備過(guò)程俗稱糖化。將麥芽粉碎后與溫水混合,借助麥芽自身的多種水解酶,將淀粉和蛋白質(zhì)等高分子物質(zhì)進(jìn)一步分解成可溶性低分子糖類、糊精、氨基酸、胨、肽等,麥芽?jī)?nèi)容物的浸出率可達(dá)80%,這就是糖化過(guò)程。此工段中將產(chǎn)生麥汁冷卻水、裝置洗滌水、麥糟、熱凝固物和酒糟。裝置洗滌水主要是糖化鍋洗滌水、過(guò)濾槽洗滌水和沉淀槽洗滌水。除此之外,糖化過(guò)程還要排出酒花槽、熱凝固物等大量懸浮固體。在麥汁制備工段,每制1t成品酒,產(chǎn)生CODcr污染物7.24kg,或BOD5污染物3.77kg。第20頁(yè),共110頁(yè),2023年,2月20日,星期一
3.發(fā)酵工段加酒花后的澄清麥汁冷卻至6.5—8.0℃,接種酵母,發(fā)酵正式開始。酵母對(duì)以麥芽糖為主的麥汁進(jìn)行發(fā)酵,產(chǎn)生乙醇和CO2。發(fā)酵工段中除產(chǎn)生大量的冷卻水外,還產(chǎn)生發(fā)酵罐洗滌水、廢消毒液、酵母漂洗水和冷凝固物。在發(fā)酵工段,每制1t成品酒,產(chǎn)生CODcr污染物8.3kg或BOD5污染物5kg。第21頁(yè),共110頁(yè),2023年,2月20日,星期一
4.成品酒工段經(jīng)過(guò)后發(fā)酵的成熟酒俗稱嫩啤酒,入貯存罐。殘余酵母和蛋白質(zhì)等沉積于貯存罐底部,少量懸浮于酒中,須經(jīng)分離后才能罐裝。在濾酒工藝中,經(jīng)濾器裁留的酒渣、部分過(guò)慮材料及殘酒隨水排入下水道。經(jīng)過(guò)濾后的成品酒可直接桶裝或罐裝。裝酒用的桶或罐,在裝酒前需要進(jìn)行清洗和消毒,因此清洗水中含有殘酒和酒泥。在成品酒工段,每制1t啤酒,產(chǎn)生廢水約6m3,含CODcr污染物7.5kg,或BOD5污染物4kg。第22頁(yè),共110頁(yè),2023年,2月20日,星期一第二節(jié)啤酒生產(chǎn)廢水主要來(lái)源從主要工藝流程可看出,啤酒生產(chǎn)工藝中的每道工序都有固體廢棄物(廢棄麥根、冷凝凝固蛋白、酵母泥、廢硅藻土、廢麥糟等)、廢水(洗罐花、洗槽水、浸麥水、酒桶與酒瓶洗滌水等)。第23頁(yè),共110頁(yè),2023年,2月20日,星期一圖啤酒生產(chǎn)工藝與主要污染源第24頁(yè),共110頁(yè),2023年,2月20日,星期一
啤酒廠廢水主要來(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、麥槽水、洗滌水、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)酵隨洗滌、過(guò)濾洗滌水;罐裝過(guò)程洗瓶、滅菌、破瓶啤酒及冷卻水和成品車間洗滌水;生活污水主要來(lái)自辦公樓、食堂、單身宿舍和浴室,每制1t成品酒,產(chǎn)生生活污水約1.7m3,含CODcr污染物0.85kg或BOD5污染物0.5kg。第25頁(yè),共110頁(yè),2023年,2月20日,星期一啤酒廠排放的廢水超標(biāo)項(xiàng)目主要是CODcr
、BOD5
、SS三項(xiàng)。啤酒廢水的水質(zhì)水量可見下表。由表可見,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(糟化、麥汁冷卻、發(fā)酵等),二是大量的洗滌水、沖洗水(各種罐洗滌水、并洗滌水等)。由此可見,啤酒廢水的特點(diǎn)是水量大,無(wú)毒有害,屬高濃度有機(jī)廢水。第26頁(yè),共110頁(yè),2023年,2月20日,星期一表啤酒廢水水質(zhì)水量第27頁(yè),共110頁(yè),2023年,2月20日,星期一第三節(jié)啤酒生產(chǎn)廢水水質(zhì)特征
啤酒廠生產(chǎn)啤酒過(guò)程用水量很大,特別是釀造、罐裝工藝過(guò)程大量使用新鮮水,相應(yīng)產(chǎn)生大量廢水。啤酒的生產(chǎn)工序較多,不同啤酒廠生產(chǎn)過(guò)程中噸酒耗水量和水質(zhì)相差較大。管理和技術(shù)水平較高的啤酒廠耗水量為8—12t/t,我國(guó)啤酒廠的噸酒耗水量一般大于該參數(shù)。國(guó)內(nèi)啤酒從糖化到罐裝總耗水10一20m3/t。第28頁(yè),共110頁(yè),2023年,2月20日,星期一
1、類型釀造啤酒消耗的大量水除一部分轉(zhuǎn)入產(chǎn)品外,絕大部分作為工業(yè)廢水排入環(huán)境。如上所述,啤酒工業(yè)廢水按其有機(jī)物含量可分為以下幾類。第29頁(yè),共110頁(yè),2023年,2月20日,星期一
(1)冷卻水冷凍機(jī)、麥汁和發(fā)酵的冷卻水等。這類廢水基本上未受污染。
(2)清洗廢水如大麥浸漬廢水、大麥發(fā)芽降溫噴霧水、清洗生產(chǎn)裝置廢水、漂洗酵母水,洗瓶機(jī)初期洗渙水、酒罐消毒廢液、巴氏殺菌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。
第30頁(yè),共110頁(yè),2023年,2月20日,星期一(3)沖渣廢水如麥糟液、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。這類廢水中含有大量的懸浮性固體有機(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固體。第31頁(yè),共110頁(yè),2023年,2月20日,星期一(4)酒裝廢水在灌裝酒時(shí),機(jī)器的跑冒滴漏時(shí)有發(fā)生,還經(jīng)常出現(xiàn)冒酒,使廢水中摻入大量殘酒。另外噴淋時(shí)由于用熱水噴淋,啤酒升溫引起瓶?jī)?nèi)壓力上升,“炸瓶”現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生,致使大量啤酒灑散在噴淋水中。為防止生物污染,循環(huán)使用噴淋水時(shí)需加入防腐劑,因此被更換下來(lái)的廢噴淋水含防腐劑成分。第32頁(yè),共110頁(yè),2023年,2月20日,星期一(5)洗瓶廢水清洗瓶子時(shí)先用堿性洗滌劑浸泡,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、紙漿、染料、漿糊、殘酒和泥砂等。堿性洗滌劑要定期更換,更換時(shí)若直接排入下水道可使啤酒廢水呈堿性,因此廢堿性洗滌劑應(yīng)先進(jìn)入調(diào)節(jié)、沉淀裝置進(jìn)行單獨(dú)處理??鄬⑾雌繌U水的排出液經(jīng)處理后儲(chǔ)存起來(lái)用以調(diào)節(jié)廢水的pH值(啤酒廢水平時(shí)呈弱酸性),則可以節(jié)省污水處理的藥劑用量。第33頁(yè),共110頁(yè),2023年,2月20日,星期一2、單位產(chǎn)污量下表是國(guó)內(nèi)相關(guān)廠家的生產(chǎn)情況,經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)噸酒平均耗水量為17-30m3/t。第34頁(yè),共110頁(yè),2023年,2月20日,星期一表啤酒廠耗水量統(tǒng)計(jì)(1983年)第35頁(yè),共110頁(yè),2023年,2月20日,星期一由上表可以看出廠與廠之間啤酒生產(chǎn)的廢水排量差距很大,這與生產(chǎn)工藝及生產(chǎn)管理水平等圍康密切相關(guān)。同時(shí)對(duì)于同一個(gè)廠不同時(shí)間的排水量也有較大差別,這是由于季節(jié)不同生產(chǎn)量不同所造成。第36頁(yè),共110頁(yè),2023年,2月20日,星期一下表所列熱水和冷水耗用量,是指國(guó)內(nèi)較先進(jìn)的年產(chǎn)萬(wàn)t啤酒、每日糖化6次的生產(chǎn)廠日耗水量。季節(jié)廢水流量可能會(huì)有波動(dòng),一般夏季生產(chǎn)量大于冬季,水量也因此變化。甚至每周也有水量的變化,有的工廠啤酒生產(chǎn)每周7天日夜進(jìn)行,但裝瓶工序在周末停止兩天,因此到周一時(shí)廢水排放出現(xiàn)峰值。間歇排放方式的啤酒廢水的水質(zhì)逐時(shí)變化范圍較大,最大值為平均值的近2倍。第37頁(yè),共110頁(yè),2023年,2月20日,星期一表年產(chǎn)萬(wàn)噸啤酒廠日熱水和冷水耗量第38頁(yè),共110頁(yè),2023年,2月20日,星期一從麥芽制備開始直到成品酒出廠,每一道工序都有酒損產(chǎn)生。酒損率與生產(chǎn)廠的設(shè)備先進(jìn)性、完好性和管理水平有關(guān)。酒損率越高,造成的環(huán)境污染越嚴(yán)重;先進(jìn)廠的酒損率約6%一8%,落后廠的酒損率可高達(dá)18%以上,一般水平的啤酒廠的酒損率為10%一12%。第39頁(yè),共110頁(yè),2023年,2月20日,星期一3、水質(zhì)與廢水排放量一樣,廢水的水質(zhì)在不同季節(jié)也有一定的差別,尤其是處于高峰流量時(shí)的啤酒廢水,其有機(jī)物含量也處于高蜂。一般地說(shuō)每制1t成品酒,排出CODcr污染物約25kg,或BOD515kg,懸浮性固體約15kg。北京某廠啤酒廢水中主要污染物的CODcr
、BOD5及pH值列于下表。第40頁(yè),共110頁(yè),2023年,2月20日,星期一表北京某啤酒廠廢水水質(zhì)第41頁(yè),共110頁(yè),2023年,2月20日,星期一國(guó)內(nèi)有關(guān)啤酒廠其他廢水特性參見下表。國(guó)內(nèi)啤酒廠進(jìn)水CODcr多在1000-2500mg/L之間,BOD5600-1500mg/L之間。從以上各表可以看出,啤酒廢水BOD5與CODcr的比例高達(dá)0.5左右,說(shuō)明這種廢水具有較高的生物可降解性。第42頁(yè),共110頁(yè),2023年,2月20日,星期一國(guó)內(nèi)幾家啤酒廠污水處理工程進(jìn)、出水指標(biāo)
第43頁(yè),共110頁(yè),2023年,2月20日,星期一啤酒廢水中也含有一定量的凱氏氮(凱氏氮是指以基耶達(dá)(Kjeldahl)法測(cè)得的含氮量。它包括氨氮和在此條件下能轉(zhuǎn)化為銨鹽而被測(cè)定的有機(jī)氮化合物。此類有機(jī)氮化合物主要有蛋白質(zhì)、氨基酸、肽、胨、核酸、尿素以及合成的氮為負(fù)三價(jià)形態(tài)的有機(jī)氮化合物,但不包括疊氮化合物,硝基化合物等。
總氮包括溶液中所有含氮化合物,即亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮、無(wú)機(jī)鹽氮、溶解態(tài)氮及大部分有機(jī)含氮化合物中的氮的總和。在水處理領(lǐng)域,一般認(rèn)為總氮=總凱氏氮+硝氮+亞硝氮)和磷。下表第44頁(yè),共110頁(yè),2023年,2月20日,星期一第四節(jié)節(jié)水和減污措施啤酒行業(yè)的廢水主要來(lái)自沖洗水、洗滌水。據(jù)調(diào)查,各生產(chǎn)企業(yè)耗水量相差較大,每生產(chǎn)1t啤酒耗水量可從10t到50多t。
第45頁(yè),共110頁(yè),2023年,2月20日,星期一減少啤酒生產(chǎn)排放廢水可從三個(gè)方面著手:降低生產(chǎn)用水,直接降低排放量;降低廢水排放負(fù)荷,特別是要做到清污分流,減輕處理負(fù)荷。有效地控制洗糟水,回收利用冷熱凝固物和酵母、麥糟,加強(qiáng)管理降低酒損等,均可降低污染負(fù)荷;合理利用,變廢為寶。第46頁(yè),共110頁(yè),2023年,2月20日,星期一當(dāng)前,我國(guó)每噸成品酒實(shí)際耗水量為10一50t,與國(guó)外先進(jìn)廠耗水10t/t相比,節(jié)水潛力很大。一般啤酒廠現(xiàn)生產(chǎn)啤酒耗水20一25t/t,應(yīng)通過(guò)落實(shí)節(jié)水措施把噸酒耗水降到15t(達(dá)到行業(yè)用水標(biāo)準(zhǔn));循環(huán)使用冷卻水;盡力對(duì)浸漬大麥和洗瓶工序?qū)嵭心媪饔盟?,這三項(xiàng)措施的實(shí)施可使噸酒耗水量降到15t以下。
1.采用逆流用水浸漬工藝浸漬工藝是用水量比較大的工序之一,消耗的水量約占總用水量的20%。第47頁(yè),共110頁(yè),2023年,2月20日,星期一從整個(gè)浸漬工序而言,有4次集中排放浸麥廢水,廢水污染物濃度一次比一次低,因此在浸漬過(guò)程中可考慮采用逆流浸漬的用水方法,即增添一個(gè)蓄水池,貯存浸斷3和浸斷4排出的浸麥洗麥廢水,作為浸漬下一批大麥時(shí)浸斷l(xiāng)和浸斷2的浸麥洗麥用水。浸斷3和浸斷4的廢水在進(jìn)入蓄水池前,可用過(guò)濾裝置去除浮麥,為了防止該水在蓄水池內(nèi)發(fā)生腐敗現(xiàn)象,可在蓄水池內(nèi)安裝氣管必要時(shí)鼓入適量空氣。采用逆沉浸漬工序,可使每制1t啤酒節(jié)約用水1.6—3.0m3。第48頁(yè),共110頁(yè),2023年,2月20日,星期一
2.洗瓶機(jī)終洗水的再利用洗瓶機(jī)終洗水基本上未受污染,經(jīng)回收后不用任何處理就可直接用于洗瓶機(jī)初洗或沖洗地面。實(shí)現(xiàn)洗瓶機(jī)終洗水的再利用,可使耗水量減少2m3/t。加強(qiáng)管理、減少污染是環(huán)境保護(hù)的有效方法之一。在啤酒生產(chǎn)過(guò)程中,包裝工段的廢堿性洗滌液和殘漏酒液是兩個(gè)主要污染源,在管理中稍加注意即可解決這個(gè)問(wèn)題。
第49頁(yè),共110頁(yè),2023年,2月20日,星期一3.廢堿性洗滌液的單獨(dú)處理洗瓶工序中使用堿性洗滌液,使用一定時(shí)間后需要更換。廢堿性洗滌液中含有大量的游離NaOH、洗滌劑、紙漿、染料和無(wú)機(jī)雜質(zhì)。當(dāng)其集中排放時(shí),使廢水的pH值在11以上,廢水的COD地值也隨之上升,并持續(xù)數(shù)小時(shí)之久。這對(duì)生物處理裝量中的微生物無(wú)疑是毀滅性的打擊.因此廢堿性洗滌液不允許直接排入排污溝中,應(yīng)考慮單獨(dú)處置。
第50頁(yè),共110頁(yè),2023年,2月20日,星期一4.殘漏酒液洗瓶工序每天外排的污染物主要是來(lái)自灌瓶釩的酒液漏損和包裝線上的碎瓶殘剩酒。漏損1L啤酒,可造成約0.13kg的COD污染韌,或0.09kgBOD5染物;隨手扔掉一個(gè)碎瓶殘酒,相當(dāng)于一個(gè)人一天的COD排污量。因此減少啤酒的漏損和把碎瓶殘酒收集起來(lái),是減少BOD5污染物的關(guān)鍵。收集的散酒要設(shè)法利用,或設(shè)法單獨(dú)處理。新建、擴(kuò)建啤酒廠還可采用低層糖化樓的設(shè)計(jì)、高濃度發(fā)酵后的稀釋工藝,改糖化麥糟加水稀釋后泵送或自流出糟為“干出糟”,大力推廣酶法液化等,從而大力提高原材料利用率、能源利用串,減少污染物排放置。第51頁(yè),共110頁(yè),2023年,2月20日,星期一第五節(jié)啤酒生產(chǎn)廢水處理啤酒廢水屬中等濃度有機(jī)廢水,具有良好的生物可降解性,處理方法主要是生物氧化法。
第52頁(yè),共110頁(yè),2023年,2月20日,星期一鑒于啤酒廢水含有大量的有機(jī)碳,而氮源含量較少,在進(jìn)行傳統(tǒng)生物氧化法時(shí)含N量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于BOD5:N=100:5(質(zhì)量比)的要求,致使有些啤酒廠的廢水處理采用活性污泥法時(shí),如不補(bǔ)充氮源則處理效果很差,甚至無(wú)法進(jìn)行。
第53頁(yè),共110頁(yè),2023年,2月20日,星期一
在生物氧化過(guò)程中,有些微生物如球衣細(xì)菌(俗稱絲狀菌)、酵母菌等雖能適應(yīng)高有機(jī)碳、低N的環(huán)境,由于球衣細(xì)菌、酵母菌等微生物體系大、密度小,菌膠團(tuán)細(xì)菌不能在活性污泥法的處理構(gòu)筑物中正常生長(zhǎng),這也是早期活性污泥法處理啤酒廢水不理想的主要原因之一。因此,早期啤酒廢水在進(jìn)行生物氧化處理時(shí),通常采用生物膜法,一般可選用生物接觸氧化法。生物接觸氧化法利用池內(nèi)填料聚集球衣細(xì)菌等微生物,使處理取得理想的效果,所以啤酒廠廢水處理站的主工藝建議采用生物接觸氧化法。
第54頁(yè),共110頁(yè),2023年,2月20日,星期一啤酒廢水中含有大量懸浮有機(jī)污染物,進(jìn)入生物接觸氧化池前應(yīng)進(jìn)行初級(jí)處理。初級(jí)處理裝置可選用格柵和機(jī)械細(xì)篩兩級(jí)處理,使懸浮有機(jī)物的去除率達(dá)80%以上。
第55頁(yè),共110頁(yè),2023年,2月20日,星期一啤酒廢水自然存放4h就會(huì)發(fā)生腐敗,腐敗的廢水進(jìn)入好氧處理系統(tǒng)會(huì)影響處理效果,因此設(shè)調(diào)節(jié)池時(shí)應(yīng)考慮設(shè)預(yù)曝氣裝置;也可考慮不設(shè)調(diào)節(jié)池,但必須加大好氧生物處理裝量的容量,使該裝置具備足夠的緩沖能力。
第56頁(yè),共110頁(yè),2023年,2月20日,星期一一、好氧處理工藝
1.接觸氧化工藝
20世紀(jì)80年代初,啤酒廢水處理主要采用好氧處理技術(shù),如活性污泥法、高負(fù)荷生物過(guò)濾法和接觸氧化法等?,F(xiàn)在也有的用曝氣生物濾池。當(dāng)時(shí)接觸氧化法比活性污泥法有一定的優(yōu)勢(shì),所以在啤酒廢水的處理上得到了廣泛的應(yīng)用。(表)。第57頁(yè),共110頁(yè),2023年,2月20日,星期一表國(guó)內(nèi)部分啤酒廠廢水處理工藝第58頁(yè),共110頁(yè),2023年,2月20日,星期一由于啤酒廢水進(jìn)水COD濃度高,所以一般采用二級(jí)接觸氧化工藝。下圖為北京市環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院為北京某啤酒廠設(shè)計(jì)的典型的兩級(jí)接觸氧化工藝流程圖。該二級(jí)接觸氧化工藝日處理廢水2000t,高峰流量200m3/h。第59頁(yè),共110頁(yè),2023年,2月20日,星期一圖兩級(jí)接觸氧化工藝流程圖第60頁(yè),共110頁(yè),2023年,2月20日,星期一進(jìn)水水質(zhì):COD:1000mg/L,BOD:600mg/L,
ρ(SS):600mg/L。處理后的出水水質(zhì):COD≤60mg/L,BOD≤10mg/L,
ρ(SS)≤30mg/L。啤酒工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn).pdf第61頁(yè),共110頁(yè),2023年,2月20日,星期一采用接觸氧化工藝代替?zhèn)鹘y(tǒng)活性污泥法,可以防止高糖含量廢水引起污泥膨脹的現(xiàn)象(污水種類對(duì)污泥膨脹有著明顯的影響。通常來(lái)說(shuō),那些含有易生物降解和溶解的有機(jī)成份,特別是低分子量的烴類、糖類和有機(jī)酸類等類型基質(zhì)的污水易引起污泥膨脹,例如釀酒、乳品、石化和造紙廢水等。),并且不用投配N、P營(yíng)養(yǎng)。用生物接觸氧化法,可以選擇的BOD5負(fù)荷范圍是1.0—1.5kg/(m3·d);用鼓風(fēng)曝氣,每去除1kgBOD5污染物約需空氣80m3。近年來(lái),SBR和氧化溝工藝也得到很大程度的應(yīng)用。第62頁(yè),共110頁(yè),2023年,2月20日,星期一
2.SBR反應(yīng)器
(1)序批間歇式活性污泥法簡(jiǎn)稱為SBR法。SBR法實(shí)際上并不是一種新的技術(shù),而是早期充排式反應(yīng)器PDR(Fill-DrowReactor)的一種再現(xiàn)和改進(jìn),它比連續(xù)流活性污泥法出現(xiàn)得更早。
第63頁(yè),共110頁(yè),2023年,2月20日,星期一盡管間歇式比連續(xù)式具有明顯的處理效率高等優(yōu)點(diǎn),但在實(shí)際運(yùn)行中有很多困難,如曝氣池水流的反復(fù)切換位操作煩瑣;難以取出澄清的處理出水;曝氣設(shè)備容易被沉淀污泥堵塞。因此,過(guò)去充排式活性污泥法極少被污水處理廠采用,最終演變成現(xiàn)今的連續(xù)式活性污泥法。
第64頁(yè),共110頁(yè),2023年,2月20日,星期一由于自動(dòng)控制和控制元件的發(fā)展,SBR工藝目前投入運(yùn)行的SBR裝置基本上實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)控制。所用電控系統(tǒng)一般由電磁閥、水位計(jì)和電子機(jī)械定時(shí)器或微電腦組成,費(fèi)用低廉且穩(wěn)定可靠,使本來(lái)很煩瑣的操作管理變得簡(jiǎn)單方便,使SBR工藝又得到很大的發(fā)展。如同大多數(shù)活性污泥工藝一樣,從SBR開發(fā)起就有許多變形工藝,如ICEAS、CASS等。第65頁(yè),共110頁(yè),2023年,2月20日,星期一(2)SBR反應(yīng)器的特點(diǎn)①運(yùn)行方式靈活,脫氮、除磷效果好。SBR在運(yùn)行操作過(guò)程中,可以根據(jù)廢水水量水質(zhì)的變化、出水水質(zhì)的要求,調(diào)整一個(gè)運(yùn)行周期中各個(gè)工段的運(yùn)行時(shí)間、反應(yīng)器的混合液容積的變化和運(yùn)行狀態(tài)以滿足多功能的要求,具有很強(qiáng)的靈活性。②工藝簡(jiǎn)單,節(jié)省費(fèi)用。與普通活性污泥法工藝相比,SBR原則上不需要二沉他、回流行泥及其設(shè)備,一般情況下不必設(shè)調(diào)節(jié)池,多數(shù)情況下可以省去初沉池。第66頁(yè),共110頁(yè),2023年,2月20日,星期一③反應(yīng)推動(dòng)力大。在采用限制曝氣和半限制曝氣方式運(yùn)行時(shí),有機(jī)物濃度的變化在時(shí)間上是一個(gè)理想的推流過(guò)程,從而使它保持了最大的反應(yīng)推動(dòng)力。④能有效地防止絲狀菌膨脹。目前國(guó)內(nèi)還沒(méi)有SBR反應(yīng)器的設(shè)計(jì)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn),一般按活性污泥法動(dòng)力學(xué)公式或負(fù)荷來(lái)計(jì)算反應(yīng)器的容積。
第67頁(yè),共110頁(yè),2023年,2月20日,星期一(3)對(duì)SBR技術(shù)的評(píng)價(jià)SBR工藝提供了時(shí)間序列上的廢水處理,從而決定了它具有很多傳統(tǒng)活性污泥工藝所不具備的優(yōu)點(diǎn)。大量的試驗(yàn)研究和實(shí)際運(yùn)行結(jié)果表明它具有如下特點(diǎn):①不需單獨(dú)的沉淀池和刮污泥等機(jī)械裝置;②不需污泥循環(huán)系統(tǒng);②固液的分離是在表面負(fù)荷很小的條件下進(jìn)行的④可以控制污泥膨脹;⑤通過(guò)微處理器很容易地控制整個(gè)過(guò)程。第68頁(yè),共110頁(yè),2023年,2月20日,星期一
3.SBR工藝處理啤酒廢水的實(shí)例
CASS(CyclicActivatedSludgeSystem)是在SBR的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的,即在SBR池內(nèi)進(jìn)水端增加一個(gè)生物選擇器,實(shí)現(xiàn)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。
第69頁(yè),共110頁(yè),2023年,2月20日,星期一據(jù)有關(guān)資料介紹,污泥膨脹的直接原因是絲狀菌的過(guò)量繁殖。由于絲狀菌比菌膠團(tuán)的比表面積大,因此有利于攝取低濃度底物。但一般絲狀菌的比增殖速率比非絲狀菌小,在高底物濃度下菌膠團(tuán)和絲狀菌都以較大速率降解底物與增殖,但由于膠團(tuán)細(xì)菌比增殖速率較大,其增殖量也較大,從而較絲狀菌占優(yōu)勢(shì),這樣可利用基質(zhì)作為推動(dòng)力選擇性地培養(yǎng)膠團(tuán)細(xì)菌,使其成為曝氣池中的優(yōu)勢(shì)菌。所以,在CASS池進(jìn)水端增加一個(gè)設(shè)計(jì)合理的生物選擇器,可以有效地抑制絲狀菌的生長(zhǎng)和繁殖,克服污泥膨脹,提高系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性。CASS工藝對(duì)污染物質(zhì)降解是一個(gè)時(shí)間上的推流過(guò)程,集反應(yīng)、沉淀、排水于一體,是一個(gè)好氧-缺氧-厭氧交替運(yùn)行的過(guò)程,因此具有一定脫氮除磷效果。第70頁(yè),共110頁(yè),2023年,2月20日,星期一安徽某啤酒廠采用CASS工藝處理工程實(shí)例。該廠處理流量3500m3/d,采用的工藝流程如圖所示。cass.swf第71頁(yè),共110頁(yè),2023年,2月20日,星期一第72頁(yè),共110頁(yè),2023年,2月20日,星期一進(jìn)水通過(guò)機(jī)械格柵能有效地分離3mm以上的固體顆粒。然后進(jìn)入調(diào)節(jié)池,由于采用好氧處理,不需添加任何化學(xué)藥劑。通過(guò)污水泵將污水泵入CASS池,CASS法反應(yīng)池的容積一般包括選擇區(qū)、預(yù)反應(yīng)區(qū)和主反應(yīng)區(qū)。廢水由污水提升泵直接提升到CASS的選擇區(qū)與回流污泥混合,選擇區(qū)不曝氣相當(dāng)于活性污泥工藝中的厭氧選擇器。在該區(qū)內(nèi)回流污泥中的微生物菌膠團(tuán)大量吸附廢水中的有機(jī)物,能迅速降低廢水中有機(jī)物濃度,并防止污泥膨脹。預(yù)反應(yīng)區(qū)采用限制曝氣,控制溶解氧在0.5mg/L,使反硝化過(guò)程得以可能進(jìn)行。主反應(yīng)區(qū)的作用是完成有機(jī)物的降解和氨氮的硝化。選擇區(qū)、預(yù)反應(yīng)區(qū)和主反應(yīng)區(qū)的體積比為1:5:20,反應(yīng)池污泥回流比一般為30%一50%。工藝曝氣方式采用鼓風(fēng)曝氣,曝氣器選用可變微孔曝氣器。第73頁(yè),共110頁(yè),2023年,2月20日,星期一工藝中的撇水裝置采用旋轉(zhuǎn)式潷水器。該裝置主要有浮箱、堰口、支撐架、集水支管、集水總管(出水管)、軸承、電動(dòng)推桿、減速機(jī)、電機(jī)等部件組成。潷水器和整個(gè)工藝采用可編程序控制器(PLC)進(jìn)行控制,主要根據(jù)時(shí)間、液位,撇水器位置等綜合控制各部件運(yùn)行。主要控制參數(shù)有污水流量,提升時(shí)間,污泥回流時(shí)間,曝氣時(shí)間、氣量,沉淀時(shí)間,撤水時(shí)間、流量、撇水器的速度及原點(diǎn),高低位,剩余污泥排放時(shí)間,流量,主反應(yīng)池高、低液位,污泥池高、低液位等。工藝控制系統(tǒng)預(yù)先設(shè)置控制程序發(fā)出指令,控制部件能夠按照設(shè)定的程序自動(dòng)操作,既省勞動(dòng)力,又簡(jiǎn)化操作。污水處理廠的日常管理一般只要1人。污水處理詳細(xì)的設(shè)計(jì)參數(shù)如下。第74頁(yè),共110頁(yè),2023年,2月20日,星期一①設(shè)計(jì)水量:Q=3500m3/d。②設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì):COD=800-1000mg/L,BOD5=400-800mg/L,ρ(SS)=300-600mg/L。③設(shè)計(jì)出水水質(zhì)按當(dāng)?shù)匚鬯欧判赂臄U(kuò)二級(jí)標(biāo)準(zhǔn):CODcr≤150mg/L,BOD5≤60mg/L,ρ(SS)≤200mg/L。第75頁(yè),共110頁(yè),2023年,2月20日,星期一由于該啤酒廠酵母回收裝置尚不十分完善,廢水排放水質(zhì)及水量不穩(wěn)定。實(shí)際進(jìn)水水質(zhì)COD達(dá)2000mg/L(超出設(shè)計(jì)指標(biāo)>,pH值為6-11。出水水質(zhì)COD保持在100mg/L以下,BOD5、ρ(SS)及其他指標(biāo)均低于設(shè)計(jì)排放標(biāo)準(zhǔn)。CASS工藝的好氧BOD負(fù)荷為0.4kg/(kg.d)(假設(shè)MLSS=3g/L),停留時(shí)間(HRT)=16h。根據(jù)介紹實(shí)際運(yùn)行BOD負(fù)荷為0.675kg/(kg.d),已經(jīng)達(dá)到較高的負(fù)荷,但是仍能達(dá)到穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放,這充分體現(xiàn)了SBR工藝的優(yōu)勢(shì)。技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)分析其總投資455萬(wàn)元,折合噸水投資為1300元;日耗電量2208.1kw·h,折合噸水日耗電為0.63kw·h/m3。第76頁(yè),共110頁(yè),2023年,2月20日,星期一4.各種好氧工藝的設(shè)計(jì)參數(shù)采用各種工藝的設(shè)計(jì)參數(shù)參見下表。第77頁(yè),共110頁(yè),2023年,2月20日,星期一二、水解—好氧處理
隨著厭氧技術(shù)的發(fā)展,厭氧處理從開始只能處理高濃度的污水發(fā)展到可以處理中低濃度的污水,如啤酒、屠宰甚至生活污水。特別是對(duì)于低濃度污水,北京市環(huán)科院開發(fā)了水解—好氧生物處理技術(shù)。第78頁(yè),共110頁(yè),2023年,2月20日,星期一水解反應(yīng)器利用厭氧反應(yīng)中的水解酸化階段,而放棄了停留時(shí)間長(zhǎng)的甲烷發(fā)酵階段。水解反應(yīng)器對(duì)有機(jī)物的去除率,特別是對(duì)懸浮物的去除率顯著高于具有相同停留時(shí)間的初沉池。由于水解反應(yīng)器可使啤酒廢水中的大分子難降解有機(jī)物被轉(zhuǎn)變?yōu)樾》肿右捉到獾挠袡C(jī)物,出水的可生化性能得到改善,這使得好氧處理單元的停留時(shí)間小于傳統(tǒng)的工藝。第79頁(yè),共110頁(yè),2023年,2月20日,星期一與此同時(shí),懸浮固體物質(zhì)(包括進(jìn)水懸浮物和后續(xù)好氧處理中的剩余污泥)被水解為可溶性物質(zhì),使污泥得到處理。第80頁(yè),共110頁(yè),2023年,2月20日,星期一事實(shí)上水解池是一種以水解產(chǎn)酸菌為主的厭氧上流式污泥床,水解反應(yīng)工藝是一種預(yù)處理工藝,其后面可以采用各種好氧工藝。在各種工程中,分別采用過(guò)活性污泥法、接觸氧化法、氧化溝和序批法(SBR)。因此,水解—好氧生物處理工藝是具有自己特點(diǎn)的一種新型處理工藝。第81頁(yè),共110頁(yè),2023年,2月20日,星期一啤酒廢水中大量的污染物是溶解性的糖類、乙醇等。這些物質(zhì)是容易生物降解的,一般并不需要水解酸化。但由于啤酒廢水的懸浮性有機(jī)物成分較高,而水解池又具有有效地截留去除懸浮性顆粒物質(zhì)的特點(diǎn),將其應(yīng)用于啤酒廢水的處理可去除相當(dāng)一部分的有機(jī)物,從實(shí)驗(yàn)結(jié)果看水解池最高COD去除率可以達(dá)到50%,當(dāng)廢水中包含制麥廢水(濃度較低)時(shí)去除率也在30%~40%。第82頁(yè),共110頁(yè),2023年,2月20日,星期一
因此,水解和好氧處理相結(jié)合,確實(shí)要比完全好氧處理經(jīng)濟(jì)一些。這也是在20世紀(jì)80年代末期和90年代初期,啤酒廢水處理采用水解—好氧工藝的原因。.該工藝主要特點(diǎn)是由于水解池較高的去除率(30%~50%),所以將完全好氧工藝中二級(jí)的接觸氧化工藝簡(jiǎn)化為一級(jí)接觸氧化,并且能耗大幅度降低,從實(shí)際運(yùn)行結(jié)果看出水COD濃度也有所改善。第83頁(yè),共110頁(yè),2023年,2月20日,星期一酸化—SBR法處理啤酒廢水其主要處理設(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):(1)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?。唬?)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;第84頁(yè),共110頁(yè),2023年,2月20日,星期一(3)對(duì)于污水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。(4)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%以上。第85頁(yè),共110頁(yè),2023年,2月20日,星期一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:(1)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。(2)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24℃,最佳堿度范圍是500~750mg/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。第86頁(yè),共110頁(yè),2023年,2月20日,星期一水解—好氧處理的設(shè)計(jì)參數(shù)
(1)水解池的設(shè)計(jì)參數(shù)①以細(xì)格柵和沉砂池作為預(yù)處理設(shè)備;②平均水力停留時(shí)間:HRT=2.5—3.0h;
③最大上升流速(Vmax)=2.5m/h(持續(xù)時(shí)間不小于3.0h);
④反應(yīng)器深度:H=4.0~6.0m;
⑤布水管密度:1~2m2/孔;
⑥出水三角堰負(fù)荷:1.5~3.0L/(s·m);
⑦污泥床的高度在水面之下1.0~1.5m;
⑧污泥排放口在污泥層的中上部,即在水面下2.0~2.5m;
⑨在污泥齡大于15天時(shí),污泥水解率為所去除SS的25%一50%。設(shè)計(jì)污泥系統(tǒng)需按冬季最不利情況考慮。第87頁(yè),共110頁(yè),2023年,2月20日,星期一(2)活性污泥后處理
水解的好氧后處理可采用各種處理工藝,其中水解反應(yīng)將啤酒廢水中大分子難降解有機(jī)物轉(zhuǎn)變?yōu)樾》肿右捉到獾挠袡C(jī)物,出水的可生化性能得到改善,這使得好氧處理單元的停留時(shí)間小于傳統(tǒng)的工藝。所以在傳統(tǒng)好氧工藝的設(shè)計(jì)參數(shù)上可以取上限值。例如,對(duì)于傳統(tǒng)活性污泥工藝的池容、曝氣量和回流污泥比等均可按傳統(tǒng)的活性污泥工藝設(shè)計(jì)。水解反應(yīng)器對(duì)懸浮物的去除率很高,可去除80%以上的進(jìn)水懸浮物,并且在水解細(xì)菌的作用下,可將懸浮物中的50%水解成溶解性物質(zhì)。因此,總的污泥產(chǎn)量比傳統(tǒng)工藝流程低30%~50%,從有機(jī)物降解角度講,水解池排泥是穩(wěn)定污泥。所以好氧產(chǎn)生的剩余污泥可以排入水解池消化處理。水解污泥的污泥脫水性能較好,可以直接脫水。這樣可以簡(jiǎn)化工藝流程,實(shí)現(xiàn)了污水、污泥一次處理。第88頁(yè),共110頁(yè),2023年,2月20日,星期一工程實(shí)例1、廢水水質(zhì)及水量金源公司在張家崗釀酒總廠的啤酒廢水項(xiàng)目中采用水解—好氧工藝。張家崗釀酒總廠啤酒每年約有3個(gè)月停產(chǎn)期(主要在每年10月、11月和12月)。在停產(chǎn)期間的廢水主要是一定量的堿性洗瓶水;旺季集中在每年3月份以后。由于啤酒生產(chǎn)具有以上特點(diǎn),就決定啤酒廢水水質(zhì)水量變化較大。就每天排放水質(zhì)來(lái)講,變化也較大,其中有兩股高濃度廢水(即糟液廢水及酵母廢水)排放。正常生產(chǎn)狀況下總排水質(zhì):COD:1200—2000mg/L;ρ(SS)=300-400mg/L;pH值為6.5—8.5;水溫為常溫;BOD/COD=0.65-0.7停產(chǎn)季節(jié)水質(zhì)(洗瓶水):COD:300—500mg/L;pH值為9.5—10.5。水量設(shè)計(jì)規(guī)模為奶4000m3/d。第89頁(yè),共110頁(yè),2023年,2月20日,星期一2、工藝流程第90頁(yè),共110頁(yè),2023年,2月20日,星期一機(jī)械格柵主要是去除廢水中大的懸浮物,如標(biāo)簽紙、垃圾。然后通過(guò)轉(zhuǎn)篩去除水中的麥糟、麩皮、紙漿等,根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),此工藝比較關(guān)鍵,否則影響出水懸浮物含量。生化處理首先采用水解池。水解池采用特殊的布水結(jié)構(gòu),在水解酸化池內(nèi)自身培養(yǎng)一定層厚的污泥層,讓水流從池底均勻穿過(guò)污泥層,并使生物代謝控制于水解酸化段。水解池為矩形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),池體尺寸(LxBxH)為16mx8mx4.5m,有效容積500m3,設(shè)計(jì)有效停留時(shí)間3h。
第91頁(yè),共110頁(yè),2023年,2月20日,星期一好氧后處理采用兩級(jí)接觸氧化工藝,其中一級(jí)生物接觸氧化池(A段)為鋼筋泥凝土結(jié)構(gòu)(LxBxH=19mx8mx6.5m)且為高負(fù)荷段。CODcr設(shè)計(jì)負(fù)荷為3.4kg/(m3·d)。二級(jí)生物接觸氧化池(B段)為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)(LxBxH=19mXl6mx6.5m),低負(fù)荷段CODcr設(shè)計(jì)負(fù)荷為0.63.4kg/(m3·d)。曝氣采用軟管曝氣并取得良好效果。由于工程中場(chǎng)地緊張,生化出水后處理采用淺層簡(jiǎn)效氣浮設(shè)備,使用效果較好,氣浮水力表面負(fù)荷5.6m3/(m3·h),有效水深500mm。第92頁(yè),共110頁(yè),2023年,2月20日,星期一
(3)工程運(yùn)轉(zhuǎn)效果該工程建成投入運(yùn)行后,處理效果穩(wěn)定,處理后排水的各項(xiàng)指標(biāo)滿足GB8978—1996中一級(jí)誹放標(biāo)準(zhǔn)要求,整個(gè)工程達(dá)到設(shè)計(jì)要求(表)。第93頁(yè),共110頁(yè),2023年,2月20日,星期一工程運(yùn)行數(shù)據(jù)見表、圖。第94頁(yè),共110頁(yè),2023年,2月20日,星期一第95頁(yè),共110頁(yè),2023年,2月20日,星期一三、厭氧—好氧聯(lián)合處理技術(shù)1.厭氧處理技術(shù)厭氧處理技術(shù)是一種有效去除有機(jī)污染物的技術(shù),它將有機(jī)化合物轉(zhuǎn)變?yōu)榧淄楹投趸?。厭氧技術(shù)發(fā)展到今天,其早期的一些缺點(diǎn)已經(jīng)不存在。具不完全統(tǒng)計(jì),到1997年,在全世界范圍內(nèi)共有914座厭氧處理廠,其中有600座以上采用UASB反應(yīng)器。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,便于放大,運(yùn)行管理簡(jiǎn)單是其最大的優(yōu)點(diǎn)。第96頁(yè),共110頁(yè),2023年,2月20日,星期一2.厭氧(UASB)技術(shù)在國(guó)內(nèi)外的應(yīng)用近年來(lái)由于高效厭氧反應(yīng)器的發(fā)展,厭氧處理工藝已經(jīng)可以應(yīng)用于常溫低濃度啤酒廢水處理。在國(guó)外許多啤酒廠采用了厭氧處理工藝,其反應(yīng)器規(guī)模由數(shù)百立方米到數(shù)千立方米不等。荷蘭的PAQUES、美國(guó)的BIOTHANE和比利時(shí)的BIOTIM公司是世界上三個(gè)主
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