5000噸每天啤酒廢水處理畢業設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 二次污染；與水的密度相差不大，不增加氧化池結構負重；形狀規則，尺寸均一，在填料間形成均一的流速；貨源充足，價格便宜，運輸安裝施工方便。將以上這些諸多的要求大致歸結成如下三點：（1）生物膜附著性：物理和化學的因素影響著生物膜的附著性。物理學主要因素主要是填料的外觀形狀。化學因素是指填料的表面顯微結構，表面電位，親水性等。表面粗糙度對能否很快形成初期生物膜起主要作用。粗糙度大，掛膜快；粗糙度小，掛膜慢；但有實驗表明，粗糙度只影響掛膜的速度。穩定時，兩者的生物膜附著量基本相同。生物膜附著還同生物和填料表面的靜電荷正負有關。一般微生物常帶負電，若填料表面帶正電位越高，則可以推測生物膜掛膜越容易；反之亦然。另外，由于微生物可以視為親水性離子，所以在親水性填料表面易附著微生物。于是對于有的塑料填料，在使用前應先進行親水性處理。（2）水力學特性：影響填料水力學特性的因素有孔隙率，比表面積，形狀尺寸，填充率等。孔隙率越高，氧化池阻力越小，同時需要填料少，造價低。但是，孔隙率高是機械強度和比表面積都比較小。比表面積影響氧化池單位容積的生物膜量。比表面積對硝化速率影響比有機物去除率影響要大的多，這是因為硝化細菌的生物膜較薄，可以盡可能增加填料比表面積和填料的填充率，以增加硝化菌的附著量，而不會發生堵塞問題。若載體填料比表面積大，則不僅對溶解性底物，而且對懸浮物有一定的去除效果。但是，比表面積大給填料帶來的問題是，流經填料內的阻力增大，能量消耗隨之增大，同時易于堵塞填料，需反沖洗。填料的形狀也是影響填料間水流流態的重要因素，一般用雷諾數Re表示。若Re大于2000為紊流。填料間水的紊流越大，則水與生物膜接觸效率越高，生物膜更新越快，去除污染物的能力越高。但為了提高雷諾數，勢必要增大流速，從而增大能量耗費。關于填料層中通水阻力問題，影響阻力的因素主要是空隙率，比表面積和形狀尺寸等，若空隙率大，比表面積大，形狀尺寸均一，則流水阻力小，反之亦然。從節能觀點來看，填料間的阻力宜越小越好，但由于填料自身具有整流作用，阻力越大，則填料內流速分布越均一，因此對克服氧化池內流速偏差是有效的。（3）經濟合理性：影響填料成本的主要因素是材質，填料形狀與厚度，加工工藝過程等。材質價格低廉，厚度小，加工簡單，則成本低。填料在接觸氧化池造價中占著相當比重，以處理水量2000m3/d的氧化池為例，當接觸停留時間為4h，采用玻璃鋼蜂窩填料時，則填料費用占氧化池總造價的65%左右。目前國內通用填料以維綸纖維填料最為廉價，每立方米一般不足百元。其余如玻璃鋼蜂窩填料，半軟性填料等，每立方米的價格均為250400元之間，而塑料填料的價格則更貴。因此在實際使用中，往往將經濟條件同填料的生物附著性和水力特性結合起來全面考慮。當建設資金充足時，可以考慮一次性采用性能好，價格低廉的填料。反之，則要另做考慮表22兩種常用填料的性能參數項目比表面積(m2/m3)空隙率密度(g/cm3)堆積密度(g/cm3)抗壓強度(Pa)磨損率(%)使用年限(a)單價(元/m3)礦渣型200～300～～～＞49＜38～10150～200聚丙烯彈性填料150～200～～＞＜115～20200～300考慮以上諸多方面，最終選定聚丙烯彈性填料。鑒于啤酒廢水自身的特性，啤酒廢水不能直接排入水體，據統計，啤酒廠工業廢水如不經處理，每生產100噸啤酒所排放出的BOD值相當于14000人生活污水的BOD值，懸浮固體SS值相當于8000人生活污水的SS，其污染程度是相當嚴重的，所以要對啤酒廢水進行一定的處理。目前常根據BOD5/CODcr比值來判斷廢水的可生化性，即：當BOD5/CODcr，當BOD5/CODcr，當BOD5/CODcr，而啤酒廢水的BOD5/CODcr的比值，處理啤酒廢水的方法多是采用好氧生物處理，也可先采用厭氧處理，降低污染負荷，再用好氧生物處理。目前國內的啤酒廠工業廢水的污水處理工藝，都是以生物化學方法為中心的處理系統。80年代中前期，多數處理系統以好氧生化處理為主。由于受場地、氣溫、初次投資限制，除少數采用塔式生物濾池，生物轉盤靠自然充氧外，多數采用機械曝氣充氧，其電耗高及運行費用高制約了污水處理工程的發展和限制了已有工程的正常使用或運行。隨著人們對于節能價值和意義的認識不斷變化與提高，開發節能工藝與產品引起了國內環保界的重視。1988年開封啤酒廠國內首次將厭氧酸化技術成功的引用到啤酒廠工業廢水處理工程中，節能效果明顯，約節能30～50%，而且使整個工藝達標排放更加容易和可靠。隨著改革開放的發展，90年代初完整的厭氧技術也在國內啤酒、飲料行業得到應用。這里所說完整的意義在于除厭氧生化技術外，沼氣通過自動化系統得到燃燒，這是厭氧系統安全運行和不產生二次污染的重要保證，這也是國內外開發厭氧技術和設備應充分引起重視的問題。厭氧技術的引進與應用能耗節約70%以上。下面主要介紹一下處理啤酒廢水常用的幾種方法：（一）、酸化—SBR法處理啤酒廢水：其主要處理設備是酸化柱和SBR反應器。這種方法在處理啤酒廢水時，在厭氧反應中，放棄反應時間長、控制條件要求高的甲烷發酵階段，將反應控制在酸化階段，這樣較之全過程的厭氧反應具有以下優點：（1）由于反應控制在水解、酸化階段反應迅速，故水解池體積小；（2）不需要收集產生的沼氣，簡化了構造，降低了造價，便于維護，易于放大；（3）對于污泥的降解功能完全和消化池一樣，產生的剩余污泥量少。同時，經水解反應后溶解性COD比例大幅度增加，有利于微生物對基質的攝取，在微生物的代謝過程中減少了一個重要環節，這將加速有機物的降解，為后續生物處理創造更為有利的條件。（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99%以上。要想使此方法在處理啤酒廢水達到理想的效果時運行環境要達到下列要求：（1）酸化—SBR法處理中高濃度啤酒廢廢水，酸化至關重要，它具有兩個方面的作用，其一是對廢水的有機成分進行改性，提高廢水的可生化性；其二是對有機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反應器的處理效果，有機物去 除主要集中在SBR反應器中。（2）酸化—SBR法處理啤酒廢水受進水堿度和反應溫度的影響，最佳溫度是24℃，最佳堿度范圍是500～750mg/L。視原水水質情況，如堿度不足，采取預調堿度方法進行本工藝處理；若溫度差別不大，運行參數可不做調整，若溫度差別較大，視具體情況而定。（二）、UASB—好氧接觸氧化工藝處理啤酒廢水：此處理工藝中主要處理設備是上流式厭氧污泥床和好氧接觸氧化池，處理主要過程為：廢水經過轉鼓過濾機，轉鼓過濾機對SS的 去除率達10%以上，隨著麥殼類有機物的去除，廢水中的有機物濃度也有所降低。調節池既有調節水質、水量的作用，還由于廢水在池中的停留時間較長而有沉淀和厭氧發酵作用。由于增加了厭氧處理單元，該工藝的處理效果非常好。上流式厭氧污泥床能耗低、運行穩定、出水水質好，有效地降低了好氧生化單元的處理負荷和運行能耗(因為好氧處理單元的能耗直接和處理負荷成正比)。好氧處理(包括好氧生物接觸氧化池和斜板沉淀池)對廢水中SS和COD均有較高的去除率，這是因為廢水經過厭氧處理后仍含有許多易生物降解的有機物。該工藝處理效果好、操作簡單、穩定性高。上流式厭氧污泥床和好氧接觸氧化池相串聯的啤酒廢水處理工藝具有處理效率高、運行穩定 、能耗低、容易調試和易于每年的重新啟動等特點。只要投加占厭氧池體積1/3的厭氧污泥菌種，就能夠保證污泥菌種的平穩增長，經過3個月的調試UASB即可達到滿負荷運行。%，%～98%，該工藝非常適合在啤酒廢水處理中推廣應用。（三）、新型接觸氧化法處理啤酒廢水：此方法處理過程為：廢水首先通過微濾機去除大部分懸浮物，出水進入調節池，然后中提升泵打入VTBR反應器中進行生化處理，通過風機強制供風使廢水與填料接觸，維持生化反應的需氧量，VTBR反應器出水進入沉淀器，去除一部分脫落的生物膜以減輕氣浮設備的處理負荷，之后流人氣浮設備去除剩余的生物膜，污泥及浮渣送往污泥池濃縮后脫水。該處理工藝有以下主要特點：①VTBR反應器由廢舊酒精罐改造而成，節省了投資。與鋼筋混凝土結構相比，具有一次性投資低，運行穩定，處理效果好等特點。②冬季運行時，在VTBR反應器外部加了一層保溫材料，使罐中始終保持較高的溫度，提高了生物的活性。③因 VTBR反應器高達10m左右，水深大，所選用風機為高壓風機，風壓為98kPa，N＝75kw，耗電量大。（四）、生物接觸氧化法處理啤酒廢水：該工藝采用水解酸化作為生物接觸氧化的預處理，水解酸化菌通過新陳代謝將水中的固體物質水解為溶解性物質，將大分子有機物降解為小分子有機物。水解酸化不僅能去除部分有機污染物，而且提高了廢水的可生化性，有益于后續的好氧生物接觸氧化處理。 該工藝在處理方法、工藝組合及參數選擇上是比較合理的，充分利用各工序的優勢將污染物質轉化、去除。然而，如果由于某些構筑物的構造設計考慮不周會影響運行效果，致使出水水質不理想，使生物接觸氧化池的出水(靜沉30 min的澄清液)COD為500～600 mg/L，經混凝氣浮處理后出水COD仍高達300 mg/L，遠高于排放要求(150 mg/L)。 但是此處理方法在設計和運行中回出現以下問題： （1）水解酸化池存在的問題主要是沉淀污泥不能及時排除。由于該廢水中懸浮物濃度較高，因而池內污泥產量很大，而原工藝僅在水解酸化池前端設計了污泥斗，所以池子的后部很快就淤滿了污泥。另外，隨著微生物量的增加在軟性生物填料的中間部位形成了污泥團，使得傳質面積減小。針對污泥淤積情況，在水解酸化池前可增設一級混凝氣浮以去除水中的懸浮物，經此改進后水解酸化池能長期、穩定、有效地運行，其出水COD也從1100