曲阜三孔啤酒厂废水处理环境实习
(实习人- ) 实习地点：曲阜三孔啤酒厂
实习时间：12月27日
带队实习老师：
实习感言：
我们居住的地球，是富水的行星，自从地球诞生的那天起，水也就应运而生了。但是，水在地球上分布极不平衡，地球上的水，尽管数量巨大，而能直接被人们生产和生活利用的，却少得可怜。 首先，海水又咸又苦，不能饮用，不能浇地，也难以用于工业。其次，据估计地球上淡水总体积为13.6×10000000平方千米，地球的淡水资源仅占其总水量的2.5%，而在这极少的淡水资源中，又有70%以上被冻结在南极和北极的冰盖中，加上难以利用的高山冰川和永冻积雪，有87%的淡水资源难以利用。
人类真正能够利用的淡水资源是江河湖泊和地下水中的一部分，约占地球总水量的0.26%。可见供人类直接利用而且易于取得的淡水资源是十分有限的，而水体污染又进一步缩小了可利用水资源加剧了水资源的不足。
过去许多企业宁愿接受环保部门的处罚，而不愿引进污水处理设备，原因是治污费用太高。以曲阜三孔啤酒厂为例，每年的治污费用高达140余万元。而他们的产值每年也不过500万元左右。可见治污费用是相当高的。
但是，如果环境被污染了，人类的生活受到巨大威胁，那么挣再多的钱又有什么用呢？因此，控制水体污染，保护水资源，是当前环境保护的重要任务。
曲阜三孔啤酒厂废水处理站设计
曲阜三孔啤酒厂废水处理站高浓度和低浓度有机废水处理规模分别为500 m ／d和3 500．D ／d。进水OOD分别为5 000 mg／L和500 mg／L ， 本工艺采用uAsB一生物接触氧化一井聚气浮为主体处理工艺，高浓度废水先行UASB厌氧处理，处理后的消化液与低浓度废水混合进行好氧处理，出水达到GB8978-88一级 新、扩、改标准，为啤酒行业废水综合治理和利用提供了一条较好的工艺。
啤酒生产废水来自麦芽、麦汁的制取，发酵和包装几个工序．每生产l t啤酒要产生8～12 t废水，生产工艺较落后的高达20～30 t左右，废水中主要成分为淀粉、糖类、蛋白质、纤维索等有机物，由于啤酒厂家的工艺设施、设备及规模的不同，生产废水中的cm、BO、SS值有一定的差别，一般来讲，COD~．的含量平均在1 000-2 500 me,／L，BOlh为800～1 500 mall，SS在200-400 ma／L．pH值为5～ 9，属中等浓度有机废水，可生化性较好(BODjCODc~=0，6～0．8)，悬浮物一般为酒糟、啤酒花及凝聚蛋白。国内外一般采用以生化处理为主并辅以物化处理的工艺技术，出水一般均可达到国家一级排放标准。曲阜市位于山东省微山湖东北，地处南四湖流域，曲阜三孔啤酒厂1987年改建而成。近几年啤酒厂得到迅速发展，规模逐年扩大，1995年底形成年产啤酒15万t的生产能力，是淮海经济区规模最大、效益最好的啤酒厂。为了有效地遏制南四潮流域水体的污染．根据国家及山东省政府的有关规定。啤酒厂决定上马啤酒废水综合治理项目。
1 废水水量及水质参数
根据对国内同行业啤酒生产厂家废水水质情况的参考及曲阜三孔啤酒厂提供的情况，确定设计参数．废水水量为；高浓度有机废水Qd=500 Tn3／d，低浓度有机废水Qd=3 500 m ／d。废水水质：高浓度有机废水的OODcr5 000 rodE，BOD~3 000 mg／L，pH：5～7．常温。低浓度有机废水的CODc,500mg／L．BOD~300 mg／L，pH：5～7．常温。处理后水质排放标准：根据国家及曲阜市环保局要求，废水处理后应达到
啤酒生产工艺排放的废水主要来源于设备容器的清刷，具体来源和组成见表1。表l 啤衢废水来源从表I不难算出啤酒生产过程中高、低浓度有机废水的排放量及其水质，见表2。表2 三孔啤酒厂废水分析厌氧与好氧工艺去除COD的机理不同，生物好氧反应是在有氧的条件下进行的，在利用好氧镦生物处理有机废水时，无一不人为地往废水中充氧．以实现废水中的好氧环境，这就是说，好氧工艺去除COD是以牺牲能源的消耗而换取的(鼓风曝气)。与好氧生物化学反应不同，厌氧生物发酵是在无氧的环境下进行的，利用厌氧发酵处理有机废水几乎不需要任蚵能源消耗．而且还可以产生新的能源(沼气利用)。鉴于以上分析，并结合我国能源短缺的国情。本着投资少，效益高，有机污染负荷分配合理的原则，优化组合适台我国国情的主体工艺方案流程。
2．2 主体工艺方案及流程
废水处理部分工艺流程见图1。
污泥处理部分 工艺流程见图2。 在本工艺流程确定过程中，主要考虑以下几点：(1)uAsB反应器(中温发酵35℃ ～38℃)作为处理高浓度有机废水的理想设备，经过多年的研制开发实践，在UASB反应器的启动、均匀进料布水、属粒污泥形成、完善的换热、回流、自控等系统方面取得了较大成功，特别是啤酒废水含悬浮物Ss较低的特点，更适合UASB反应器高效稳定地运行。UASB反应器内设有理想的三相分离器，被沉淀区分离出的污泥返回污泥床反应区内，无须污泥回流设备，溢流消化液可直接排至低浓度废水处理系统；(2)废水中的悬浮物(如酒精、啤酒花及凝聚蛋白)在进入调节池前通过回转固液分离机时已基本去除．避免在调节池、生物接触氧化池及uAsB反应器中的沉积，减少了生物处理负荷。同时，避免了超量的对已形成的颗粒污泥床的冲击及沉积(使反应器有效容积减小。处理效率降低)；(3)低浓度废水生化处理系统在工艺选择时曾对氧化沟、生物转盘、SBR、生物接触氧化四种工艺做过比较，因企业能够提供的场地较小。因而选定占地面积较小。投资较高的生物接触氧化工艺，该工艺兼有活性污泥法和生物膜法的优点，在不需污泥回流的情况下容易在池内实现生物量控制，且运行稳定，不会产生污泥膨胀，运行管理方便 (4)生物接触氧化处理后的出水采用气浮工艺实现废水固液分离，一是因为生物接触氧化池出水中的悬浮物(实为填料上脱落的生物膜或絮状污泥)密度较小t不同于活性污泥颗粒)沉降性能较差，沉淀时间长；二 传统的二沉池沉降污泥含水率较高，污泥处理费用较大．且出水稳定性差．常出现污泥上浮现象。
3 主要处理构(建)筑物工艺设计 3 1 综合车间综合车间为局部二层建筑．一层主要由气浮净水间、污泥脱水问、加药问、配电间及污泥泵间组成；局部二层主要由自控室、化验室、值班室及站长室组成，兼有生产和管理的功能。轴线尺寸：24 m×12m 0 3．2 预处理建(构)筑转 3．2．1 格栅沉砂池 ．
拦截较大漂浮物、废纸屑；沉降砂石，保护潜污泵不受堵塞磨损，格橱栅缝10 mm，栅面600 mm×700 mm。沉砂池采用平流式，钢筋混凝土结构，共计2座，闻歇运行，重力排砂，阀门自控。水力停留时间HRT：60 S，单池尺寸：5．0 nl×0 8 m×0．6m 0 3．2．2 WFL分离机
分离废水中细小悬浮物如酒糟、啤酒花等，选用wFL一150型及WFL-50型回转固液分离机各1台．分别用于低、高浓度废水的分离单元 单机处理量分 为150 rn3／h和5O m3／h，不锈钢橱筒栅缝0．25 mm，栅网过滤面积分别为12．5 n 和4．5 m2。栅筒转速6 r／min，装机功率分别为2．2 kW和1．5～ 33 —kW。反冲洗水压力>0．3MPa。冲洗水利用气浮出水。 3．2．3 调节池
调节水量，均化水质，保证生化处理系统稳定运行。采用折流式，钢筋混凝土结构，内设导流墙及穿孔曝气管 尺寸分别为24m×15m×4．3m及8m×7m×4．3m．水力调节时间8 h。选用wQ型可提升不堵塞潜污泵，型号分别为：150WQ一16O—l5—15(共计3台．1甩2备)．流量160 m3／h，扬程15 m，功率15 kW．自动耦合装置型号GAK-150型；50WQ25-3215．5型(共两台．1用1各)，流量25 m ／h，扬程32 m，功率5．5 kw，自动耦合装置型号GAK～50型。泵均配有全自动安全保护控制系统。 3．3 UASB反应器
利用厌氧生物菌群形成的污泥床降解去除高浓度废水中的污染物质并完成出水的固液分离，从而达到净化废水的目的，高浓度废水85％ 的COD在此被还原降解，同时产生新能源—— 沼气。UASB反应器由内筒、中筒和外筒组成。反应器顶部设有配水系统，以实现布水均匀，防止污泥床底部形成短流及死区；上部安装三相分离器。对消化菠中的固、液、气分离，颗粒污泥经分离后重新返回污泥床，保证了污泥床内混合液生物相浓度；内筒设盘管换热器，保证中温发酵最佳温度(热源可利用废蒸汽或冷却水)；中筒和外筒共同组成回流系统，严格控制混合液的上升流速，创造颗粒污泥的形成条件。UASB反应器直径8．5 m．高1．3 m，有效容积400， 采用A3钢制作，共 1座。水力停留时间HRT=19 h，污泥床活性污泥浓度MLSS：50～60v／m ，污泥床高度6～7 m．容积负荷Pv=5．6kg(~OD／m d，厌氧消化温度35℃ ～38℃ ，回流比80％，混合液上升流速1m／h，每去除l keCOD的污泥产率y=0．1 kg DS，沼气产率0．45 m 。 3．4 生物接触氧化池
利用池底污泥床和填料层生物膜共同组成的生物菌群系统在好氧环境下氧化分解低浓度废水中的污染物质，达到净化废水的目的。本单元采用钢筋混凝土结构，半地上式，两组三级．共六格，单池尺寸为7 m×6 m×5 m，有效容积189 m3。污泥层高度1．0m，填料层高3．0 1Tl，水力停留时间HRT=6．8h，容积负荷Pv=1．8千克C0D／m3.d，COD去除率80％～90％，每去除1 kg COD的污泥产率0．4 kgVSS，气水比22：1。采用D60—6型离心式鼓风机两台,一用一备．进口风量60m ／min，出口压力6m(水柱)，配电功率75 kW。 3．5 共聚气浮装置
通过溶气释放器的加压溶气水骤然释压．形成微细气泡并与废水中的悬浮物形成“颗粒一气泡”复合体浮至液面．达到净化废水，实现固液分离的目的。采用JFw一100型半溶式加溶气气浮，2套，钢结构，气浮池直径4．5 m，高4．0 m，水力停留时间HIlT=20-25 rain，溶气水量：废水量：1：3(溶气水利用气浮出水)，溶气罐工作压力P=0．25～0．35MPa，浮渣含水率94％，SS去除率85％(其中大部分为生物膜或絮状污泥)。
加药系统采用中、小机座计量泵，流量分别为500 L／h和1 000 L／h，絮凝剂选用固体聚丙烯酰胺及聚合氯化铝．用量分别为20×10-6 和70×10-6.3．6 污泥处理及利用
(1)UASB反应器内污泥床上升至一定高度(6～ 7 m)后，定期排放颗粒污泥至湿污泥池(污泥排放在颗粒污泥接种、驯化成功后进行)，排放量8．4 ／h，含水率96％，湿污泥池1座，尺寸为4．0 m×4 0 121×5．0 m，储存时间为9．5日。厌氧污泥可以作为商品种泥出售，具有较高的经济效益。
(2)对气浮装置排出的污泥进一步浓缩，减少污泥量，降低运行费用，好氧污泥产量为21 m ／a，污泥含水率97％，设计直径4．5 rl\'l×6．0 m(含锥体部分)，污泥浓缩池2座，钢筋混凝土结构．竖流式，间歇运行，浓缩后污泥含水率降至95％，污泥停留时间
(1)废水处理站工程总投资556．8万元，具体分配见表3。(2)吨水造价1 392元／ 废水)，符合1992年国家啤酒工业废水处理基建“指标”(1 200～1 500元／m3废水)。(3)废水处理站总占地面积2 254．3 m2，吨水占地0．56 m ，有效占地面积1 252．26 m2(建、构筑物及道路)，利用系数0．56。表3 总投资构成
(4)废水处理站装机负荷：266．32 kW，实际运行负荷126．5 kW。
(5)废水处理成本：电费为每小时耗电量126．5kW ·h， 以每度0．7 元计， 则吨水电费：a=126．5×0．7÷(4 000÷24)=0．53元／m’废水。药剂费：气浮工业及污泥处理需投加高分子絮凝剂，吨水加药剂费：6=0．15元／m3废水。人工费：设计废水处理站定员12人，工资水平每人每年5 000元，福利费提取l4％。则为c：12×50O0×1．14．÷4 000÷330=0．05元／m3废水。折旧费：综合折旧率按5．5％计，则d=556．8×10 ×5．5％ ÷4 000÷330=0．23元／m3 废水。维修费：取综合系数1．5％，则为e=556．8×10 ×1．5％ ÷4 000÷330=0．06元／m3 废水。其它费用：按上述费用之和的5％计．，=1．02×5％=0．05元／m 3废水。则吨水处理成本。M =a+b+c+d+e+f=1．07元／m3废水。年运行费用141 .24万元。
5 经济效益、环境效益和社会效益分析 5．1 经济效益
工程运行后，企业直接经济效益来自三个方面：(1)生产废水经处理后达标排放，企业每年可免交排污费140万元；(2)UASB厌氧发酵沼气回收，每去除l kgCOD产生0．45m3沼气，l m3 沼气燃烧热值与1 kg标准煤相当．燃煤价格以300元／t计，年能源回收节煤11．4万元；(3)处理后的废水回用于厂内锅炉除尘、冲洗厕所、厂区其他杂用水如绿化刷车用水等。回用水量以30％计．年可节约水资源40万t，水费以0．6元／m3计，年可节约水费24万元。合计年经挤效益l77．4万元，扣除运行费用年141．24万元，年节余36．16万元。
5．2 环境效苴及社会效益生产废水达标排放．污染物COD排放总量年减少1 550 t。从而避免了周围环境的污染，实现了省政府提出的南四湖流域限期治理的目的。同时也为本企业创造了文明清洁的生产环境，进一步提高企业良好形象和竞争力。 下附污水处理装置工艺流程
