某啤酒废水处理工艺设计
摘要
啤酒生产过程中常常会产生大量的固体废弃物和废水，为了达到政府规定的排放标准，这些固体废弃物和废水要经过处理后才能排放。初步估计，每生产1L啤酒需要3~10L水，这些水主要用于浸泡、酿造、水洗和冷却过程。啤酒废水富含有机物和固体悬浮物，若直接排入自然水体会对自然环境造成潜在且严峻的环境危害。在环境问题越来越重视的今天，治理好啤酒废水使其达标排放对啤酒行业健康、可持续发展至关重要。啤酒废水BOD/COD cr约为0.5，可生化性较好。国内外对中高浓度啤酒废水处理工艺做了大量研究和实践应用，每种工艺都有可取之处。本设计是对一个水量为3800m3/d的啤酒废水进行处理。通过对某啤酒厂产生的废水水质、水量和场地研究分析以及从技术角度和经济角度分析比较，本论文采用上流式厌氧污泥（UASB)和循环式活性污泥系统（CASS）联合工艺来处理该啤酒厂废水。此外，本论文对该工程项目概预算进行了分析讨论。
关键词：啤酒废水，上流式厌氧污泥床，循环式活性污泥系统，概预算
啤酒厂废水的再利用技术发展现状
摘要
啤酒酿造过程常常会产生大量的废水和固体废弃物，为了达到政府规定的排放标准，这些废水和固体废料需要用最经济和最安全的法处理后才能排放。初步估计，酿造1升啤酒需用10升水，这些水主要用于酿造、水洗和冷却过程。如此大量的水须安全处理后进行循环利用，但循环利用废水对于大多数啤酒企业来说费用昂贵，大多数啤酒厂都面临问题。因此，许多啤酒现在在寻找：(1)可以减少水在啤酒酿造过程中使用的法，(2)意味着成本效益和安全处置的啤酒废水回用。基于可用的文献，本文提供了一个检视及评估当前啤酒废水处理流程包括潜在的可回用的程序。啤酒厂污水处理和回用的主要挑战也会在本文讨论，包括对未来发展的建议。
2011 Elsevier B.V. 版权所有.
1.背景介绍
酿造工业每年要排放大量高污染废水[1、2]，但它是每个国家经济部门的重要组成部分[3、4]。啤酒是继茶、碳酸饮料、牛奶、咖啡之后世界上第五大消费饮料[3]。啤酒酿造包括两个主要步骤即酿造和产品包装[5]。这些步骤产生的副产品(混合谷物，剩余酵母等)与废水混合后造成了污染[5]。此外，清洁大容器、瓶子、机器和地板也会产生大量的污水[5]。据估计，每生产1升啤酒，生成3 - 10 L废水，根据生产和具体用水量而不同[1、3、6]。换句话说，啤酒酿造过程中会消耗大量的水。
因为大量的用水，啤酒行业每年排放大量高污染废水[1，2]。废水在单个流程步骤中是可变的，例如，洗瓶会产生大量废水，但在酿酒过程中它只包含有机物排放总量的一小部分。发酵和过滤废水富含有机物/生化需氧量(BOD)，但产量普遍偏低，约占废水总量的3%，生化需氧量（BOD）占总量的97%[7]。
啤酒污水会通过以下几种方式排放[8、9] ：(1)直接排入水道(海洋、河流、溪流或者湖泊)，(2)直接排入市政污水管道系统，(3)经过一些预处理排入水道或市政污水管道系统，(4)排入啤酒厂的废水处理厂。未经处理(或部分治理)的啤酒废水进入水体会对水体造成潜在且严峻的污染问题，因为这些废水含有好氧降解的有机化合物[10]。如果有机物含量高的水流入河流，就会使河里的细菌氧化有机物消耗氧的速度超过空气中氧溶解在水里的速度。随着法规越来越严格和水成本增加，目前循环用水的呼声获得了越来越多的支持。
关于啤酒废水处理有很多论文做过研究，如Fillaudeau 等[3]。查阅文献表明，只有在最近几年里的文献研究可用在水处理方面。必须指出的是，由于公众的认知不深和可能使啤酒质量恶化，废水回用并不是常见选择[11]。然而，水资源短缺已经成为一个严重的全球问题和环境问题，未来不可避免要回用啤酒废水，在大多数永久干旱的非洲撒哈拉沙漠以南地区水资源尤其珍贵，因此必须认真地保护每一滴水。
在这篇论文中，对可以用于处理啤酒废水回用的两个潜在应用进行了综述：(a)原生水用于生产啤酒，(b)不接触啤酒的二级水，如公用冷却水、包装过程中使用的水和一般的清洁水。一旦技术提高和关于使用再生水的观念改变，啤酒与水的比率可能会减少到1/2的比例。与啤酒废水回用(或循环)相关的难题在论文中也进行了讨论。
其他文献中已研究很多处理、恢复各种啤酒副产品(如谷物，啤酒花，盈余酵母，硅藻土污泥，残渣和废标签)的应用[3、6、8、12 - 14]，因此本文不予以讨论。本文的组织
结构如下：首先提出了立法的背景和环境管理系统，之后连续的提出了啤酒废水预处理和处理法。然后讨论难题和未来前景，最后提供一个概要总结全文。
2.立法和环境管理系统
酿酒行业同其他行业一样，要遵守许多政府法规。在生产、分配、标签、广告、交易和定价行为、信贷、容器特点、酒精含量等方面有相关规章制度[9]。政府征收法定费用和其他类似的费用等各种税，可能需要债券以确保企业遵守法律和法规。
现在民众对管理环境问题越来越感兴趣。民众有了解社会上重要环境影响的需要，然后将各级环境管理联系起来考虑相关的优点和缺点[15]。这意味着酿酒行业也必须遵守许多环境保护法律。对酿酒行业高要求显示了环境保护意识的提高和可持续生产流程的需要[16]。大多数国家政府签署并批准了《京都议定书》，旨在减少温室气体排放[17]。通过环境管理体系(EMS)，比如：（1）ISO 14001，(2)生态管理和审计计划(复合)，(3)国际安全评级系统(ISRS)，啤酒厂应该积极主动的治理它们对环境的影响。环境管理体系(EMS)应该帮助啤酒厂有效且高效的管理当前和未来的环境影响。国际金融公司(IFC)也有啤酒厂环境、健康和安全(EHS)指南[18]。
3.传统的啤酒废水预处理方法
啤酒废水中含有很多高化学需氧量（COD）的有机组分（糖、可溶性淀粉、乙醇、挥发性脂肪酸等）[9]。由于清洗和消毒过程中使用的化学品数量和类型（氢氧化钠、磷酸、硝酸等等）的影响，废水中的ph一般在2~12[9、16、19]。氯化物具有消毒的化学性质，保证酿造行业和公共消费啤酒表层不受到有害微生物的侵害。氮、磷含量主要取决于原料的处理和废水中酵母的数量[9、16、19]。表1是印度联合啤酒厂啤酒废水的物理化学特征[20]。
表1 是印度联合啤酒厂啤酒废水的物理化学特征
啤酒废水的特点取决于以表1中提及的数值大的参数[21]。大多数大型啤酒厂需要某种程度的废水预处理。在啤酒废水不排放到市政下水道的情况下，需要对污水进行初级和二级处理。如果污水经过预处理后满足市政排放规定或降低了市政污水处理厂的负荷，啤酒废水则允许排入市政下水道。污水排放费用由废水体积、悬浮物和有机负荷等决定，由此政府鼓励啤酒厂安装自己的污水处理设备。预处理是为了改变给水的物理、化学以及生物的性质[22]，从而提高上游操作的性能。预处理有物理、化学、生物法或这些方法的组合。表2列出每个类别包括的单元操作，在斯佩尔曼标准指南（为废水运营商设置）查询到的传统废水处理过程的详细概要[23]。表3概括了各种废水处理流程一般的优缺点[24]。这些特征(表3)通常与建筑成本和简化操作有关。一般废水越多污水处理技术就越复杂，成本越高。水资源管理和废水处置在啤酒行业被认为是重要的成本因素和啤酒工厂操作的重要方面[25、26]。
3.1. 物理法
表2 污水处理各单元工艺过程
预处理法中常用的是物理法去除污染物。物理法能去除难溶的固体物质，而不能去除溶解性污染物。它可能是一个被动的过程，如沉淀可以让悬浮污染物自然沉淀或浮在水面上。这些物理法都取得了一定的效果，但常常导致污染物去除或分离不彻底，即使加入混凝剂或其他添加剂沉降效果也不好[27]。
3.2 化学法
不同化合物加入到废水中以改变啤酒废水的性质[22]。化学预处理包括调节ph、混凝、絮凝。废水的酸碱度会对污水处理和环境造成影响。为了确保生物量，废水ph需要保持在6到9之间。废二氧化碳可用于中和来自CIP系统和洗瓶器的碱性废水[28]。废二氧化碳也可以作为一种廉价的酸化剂降低厌氧反应器内碱性废水pH值，从而取代传统使用酸[20]。不推荐用硫酸和盐酸来进行中和反应，因为它们有腐蚀作用，硫酸盐和氯化物也有排放限制[29]，这会增加废水处理的运行成本[20]。
混凝和絮凝常用于去除废水中胶体物质和颜色。在废水处理中，混凝是通过絮结剂使颗粒不稳定，因布朗运动使颗粒形成了小团聚体。在随后的絮凝过程中，小的团聚体形成了更大的聚集体[30]。在小颗粒形成大的聚集体后，胶体物质通过物理分离的法（沉降、浮选、过滤）便可更轻易的去除。
3.3. 生物法
在废水处理过程中，生物处理过程发挥了重要作用。生物处理是基于活性微生物
把废水中可生物降解的有机污染物进行转换。啤酒厂常常使用生物处理法来处理含有高有机物废水的化学污染物和微生物污染物。啤酒废水需要经过物理和化学预处理后才能再进行生物处理。相比于物理和化学法，生物法有三个优点[32]：(1)处理技术成熟，(2)COD和BOD去除效率高，去除率在80%到90%，(3)投资成本低。尽管生物处理是一种有效的处理技术，但它具有高能耗的缺点[33]。废水的生物处理可以是好氧(有空气、氧气供应)或厌氧(没有氧气)[9]。好氧和厌氧过程如图1所示[34]。这些过程会在后续章节中讨论更多细节。一般处理啤酒废水选择好氧处理，但厌氧处理也越来越受到关注[9]。表4给出了厌氧与好氧生物处理系统的一般比较，如活性污泥。3.3.1. 好氧处理
废水中降解有机物质的好氧微生物（主要是细菌）在氧气的参与下完成好氧生物处理过程，从而生产更多的微生物和无机产物(主要是二氧化碳、氨和水)。好氧处理利用微生物将非沉降性固体颗粒转化为沉降性固体的生物处理过程。沉降包含沉降性固体沉淀和分离。包括三种选择：
表3 各种废水处理流程的优缺点
（1）活性污泥法：在活性污泥法中污水流入一个有曝气和搅拌功能的污水池，池内有准备好的活性污泥。复杂的混合物中含有细菌、真菌、原生动物和其他微生物统称为生物质能。在这个过程中，曝气池内的悬浮好氧微生物被曝气设备充分搅拌混合，同时为生物悬浮物提供氧气。
（2）附着生长(生物膜)法：第二种类型的好氧生物处理系统称为“附着生长(生物
膜)法”，微生物固定在固体表面上。这种“附着生长”好氧生物处理过程创造了一个支持微生物的生长环境，微生物通常附着在固体材料上。
（3）滴滤池：在滴滤池中，废水喷洒在铺满粗糙固体（如沙砾、碎石或者塑料）的滴滤床上，并以“渗透”的方式通过布满了微生物的填料。
图1 好氧和厌氧过程
表4 厌氧与好氧生物处理系统的比较
（4）生物过滤塔：生物过滤塔是滴滤过程的一种改进工艺，也称为称为生物塔。生物塔内充满了塑料或红木填料，微生物在填料上增长繁殖。
（5）生物转盘：生物转盘是由一连串的塑料圆盘连接到一个共同的轴上构成的。
（6）氧化塘：这些都是缓慢、便宜、相对效率低，但可处理各种类型的废水。
这些塘依靠阳光、藻类、微生物和氧(有时充气)的相互作用来处理废水。
（7）污泥处理和处置：好氧处理系统如活性污泥系统产生相对大量的需要处理的污泥。污泥可以通过离心分离、真空过滤、或压力过滤器等法进行脱水处理。3.3.2 厌氧处理
厌氧废水处理是废水在没有空气或氧元素的情况下进行生物处理。厌氧处理的特点是厌氧微生物将有机物转化为沼气，它可以用作燃料，其主要成分是55% - 75%的甲烷，25%-40% 的二氧化碳还有微量的硫化氢[35]。在啤酒厂，锅炉直接利用沼气是首选的解决方案。其原因是沼气处理的综合供电供热单位（CHP）需要更高的投资成本[36]。在化石燃料储备减少的背景下，厌氧废水处理使得啤酒更加独立于外部燃料供应。此外，它还会有助于酿酒工艺可持续发展。
（1）上流式厌氧污泥床（UASB）：上流式厌氧污泥床是最受欢迎的厌氧工艺之一。在UASB反应器中，废水从底部进入垂直罐。废水向上通过密集的厌氧污泥床，污泥中的微生物与废水底物接触[34]。污泥是颗粒状(1 - 4毫米)拥有良好的沉降性(沉降速度超过50 m/h)。溶液中的有机物质被微生物吸收，释放沼气。随着沼气的上升，它会带走微生物层的一些颗粒。UASB反应器的顶部是三相分离器，在这里沼气和废水中生物量分离[16]。三相分离器是也被称为气-液-固分离器[34]。Fig. 2显示了UASB过程的图解说明[34]。
图2 UASB反应过程图解
（2）流化床反应器(FBR)：在流化床反应器中，废水反应器的底部流入，并留经填料（通常是沙子或活性炭)，填料表面繁殖了大量活跃的细菌。填料提供了生物膜的增长空间。向上流动的废水流进容器使得这些填料呈“流体状”，密度最低的粒子(含生物量最高)移动到顶部。
4.啤酒废水的回用处理
生物预处理后排放的废水可以进一步处理。本节中研究了多种可以用于啤酒废水回用处理的方法。回收再生酿造水被认为是不合适的，回用水必须符合饮用水标准[1]。表5显示了冲洗，冷却和饮用水最高标准[1]。在表5的参数中，回收水最重要、最需要测量的参数是化学需氧量（COD）[1、37]。COD是被测样品中被强氧化剂氧化的有机物的氧当量的测量值[38]。COD是指示水中有机物含量参数[39]。废水COD值表示了废水中可生物降解和不可降解的有机成分(图3)，虽然在某些情况下无机化合物可能会产生干扰[37]。其BOD / COD比值在0.6-0.7范围的啤酒废水易于生物降解[19、20、36]。啤酒废水中的有机成分(用COD表示)由糖、可溶性淀粉、乙醇、挥发性脂肪酸等组成[1，36]。
表5 冲洗水，冷却水和饮用水标准
图3 废水中可生物降解和不可降解的有机成分
4.1膜过滤
渗透膜的分离作用在环境和化工工艺中引起了广泛的关注[40，42]。过滤技术被认为是饮用水和废水处理应用中不可分割的一部分[43]。，根据膜的有效孔隙大小即去除杂质的大小膜过滤可分为四类。按照孔径由大到小，它们是：微滤、超滤、纳滤、反渗透。表6总结了这些过程的基本特性，如孔径大小和操作压力[30]。表6中列出的特征并不详尽，不同的范围可能是在别的地方引用过来。
表6 各种膜工艺的基本特性
图4展示了膜过滤两种形式，即终端过滤和错流过滤。在终端过滤过程中，所有的水流经膜(渗透作用)，太大的杂质不能通过膜孔积聚在过滤模块。错流过滤，水平行于膜表面流动，只有一部分能通过膜，残留的杂质留在正常循环的滞留物中。
图4膜过滤两种形式：终端过滤和错流过滤
膜也可根据它们的构造材料分类[34]。用于制造薄膜过滤器的材料有很多种，例如，陶瓷和聚合物[30，44]。很多高分子材料可用于制造膜，如醋酸纤维素、聚酰胺、聚丙烯、聚砜[34]。陶瓷膜通常是由金属氧化物制造的，如氧化铝使用某种形式的溶胶-凝胶过程。
在废水处理中，使用纳滤、反渗透工艺去除有机物、盐的技术已经成熟[45]。纳滤(NF)是一个相对较新的膜过滤工艺，通常处理总溶解固体含量低的水如地表水和淡水，目的是软化(除多价阳离子)和去除消毒副产物，如天然有机物质和合成有机物质[46]，膜的孔隙大小约1纳米。纳米过滤膜(就像其他膜)由截留分子量(MWCO)来规定的，而不是一般意义上的孔隙大小。MWCO是膜对已知微粒大小的截留特性的表达[44]。膜的MWCO可以定义为阻止90%以上的物质的相对分子质量[47]。换句话说，MWCO是孔隙大小的一种属性，并与拦截一定质量的球形溶解物有关(48)。“名义上”这个词使用的原因是微粒的形状和电荷将影响其通过膜的迁移率[44]。MWCO通常少于1000单位原子质量(道尔顿)。纳滤（NF）是一种错流过滤技术，是介于超滤(UF)和反渗透(RO)之间(表6)。这些膜能够去除粒径低于100纳米的粒子。此外，横跨膜的压力(穿过膜的压力)要求(3 MPa)远远低于反渗透，大大降低了运行成本。
Braeken[1]尝试使用纳滤处理啤酒废水。这项研究表明，用纳滤去除COD、Na+和Cl?平均去除率分别为100%、55% 和70%。废水处理在生物学意义上是可行的，
而其他三种废水(洗瓶水，洗库水，和冲洗酿造室的水)是不适合使用纳滤工艺进行回收。这些结果清楚地表明预处理过程的重要性。
纳滤对污水处理至关重要，但污染物是其主要的限制。混凝、絮凝可以用来提高纳滤性能朝着有助于废水的回用和污染最小化的方向进行[49]。因为混凝、絮凝降低了杂质的浓度，从而提高沉降后的渗透量。
如前面提到的，反渗透（RO）通常用于去除废水中有机物、盐[45]。RO是液液分离最有效的膜工艺，与任何其他形式压力驱动的膜工艺相比RO产水的水质最高[34]。通过NaCl的拦截率对反渗透膜进行分类，范围从95%到99.5% [34]。RO在大型海水淡化及市政污水处理上的成功使用使许多行业将这个技术视为可以降低污染和节约成本的一种手段[50]。使用RO工艺处理废水已用于化工，纺织，石化，电化学，纸浆和造纸，食品等行业以及市政污水[51]。Madaeni和Mansourpanah [39]评估了反渗透一些应用，发现RO工艺可以去除90%以上甚至完全去除出水中的COD。检测废水化学需氧量（COD)表明，RO是从水中去除有机物的最佳工艺。反渗透通常还结合其他物理分离技术以及生物和物理化学处理方法，以生产适合于再利用的废水。超滤（UF）和反渗透的组合可以生产高品质的水[52，53]。
在Madaeni和Mansourpanah[39]的研究中，生物法处理过的酒精厂废水COD（900至1200mg/L）在用不同聚合物RO和NF膜处理。聚对苯二甲酸乙二酯RO膜通量大（33kg m?2h?1）和COD去除率高（100％），效果显著。在另一项研究中，使用一个内部有好氧膜生物反应器处理啤酒废水[54]。在这项研究中，啤酒废水COD在1500到3500mg/L之间变化，但不管进水的COD如何波动，废水在流过内部好氧膜生物反应器后COD大约为30mg/L。悬浮固体完全被平板膜截留。通过反渗透工艺处理的流出物完全适合作为回用水，省略了昂贵的预处理工段。
综上所述，通过对几个文献的回顾显示，RO因为它的环保应用、简单的自动化、容易操作以及占地空间小等原因成为酿造工业优先选择的方法。此外，它不再生化学物质，这意味着不需要为中和废水而添加额外的盐。
4.2非热淬火等离子体
等离子体是高温下高度离子化的气体。通过离子吸引和排斥作用产生的分子间作用力给予这些组合物不同的特性，为此，等离子体被描述成物质的第四种状态[55]。等离子像气体不具有一定的形状或一定的体积，除非封闭在一个容器内。不同于气体，
在磁场的影响下，它可能形成不同的结构，例如单丝，横梁和双层。星星和霓虹灯是一些常见的等离子体。等离子体产生于气体能量增加，这些能量来源有电、磁、机械（冲击波和超声波）、热、甚至光（激光）等[56]。气态物质的一部分从起始分子或原子变成离子（阴离子和阳离子）和电子的电中性的混合物，包括其他重形态和光子[56]。
Doubla等[5]报道了在潮湿空气中释放滑动电弧产生等离子体，以降低啤酒废水中的有机物。在潮湿空气中释放滑动电弧产生·NO和·OH自由基，它们具有强氧化性。·OH自由基是一种强氧化剂[E0（·OH/H2O）=2.85 V/ NHE]，负责氧化目标有机物，既由于其自身的特性也由于其衍生物或母体分子过氧化氢，如式（1）[5]：
一氧化氮导致中性介质中亚硝酸盐的形成，亚硝酸盐又进一步氧化为稳定的硝酸根离子。HNO2/NO（1.00 V）和NO3-/HNO2（1.04 V）系统的高氧化还原电位反映了硝酸根离子的氧化能力[5]。换句话说，在硝酸根离子参与了潮湿空气等离子体的氧化特性。
在Doubla等人的这项研究中[5]，啤酒工业废水BOD值是385和1018mg/L时对应的BOD去除率分别为74%和98%。由于生产硝酸根离子所传出的等离子体使废水pH降低，碱性废水迅速被中和[56]。这个过程可以与生物法处理结合，以便更容易和快速地降低污染物的浓度达到可回用的水平[5]。
4.3 膜生物反应器
水资源的消耗、水价格的提高、以及严格的规章导致了膜与其它常规的处理工艺相组合的发展[45]。膜生物反应器（MBR）正成为纯水和废水处理等领域蓬勃发展的技术[45]。膜生物反应器（MBR）结合了膜过滤和活性污泥生物处理法两种成熟技术。膜过滤示意图如Fig.5[57]。
图5 膜过滤示意图
依据膜是如何与生物反应器整合到一起，可以分为2种MBR工艺结构：侧流和淹没（图6）。在侧流式膜生物反应器工艺中，膜组件被放置在反应器外，混合液在反应器中循环，其中包含膜的再循环回路。在淹没式膜生物反应器中，膜置于反应器内，淹没在混合液中。由于较高的跨膜压力（TMP）和达到预期交叉流速度所需的体积流量[58]，侧流式膜生物反应器相对于浸没式膜生物反应器消耗更多能量[34，58]。然而，淹没式膜生物反应器膜面积较大，并在低通量水平下运行[34]。
图6 MBR工艺结构
研究膜生物反应器可以处理废水也为了处理饮用水[59，60]，也完全可以应用到市政污水处理中[61]。Li和Chu研究发现[59]，MBR可以去除进水中约60％的总有机碳（TOC），减少75％以上三卤甲烷生成（THMFP）。膜生物反应器技术也应用到了啤酒废水的回用中[32]。根据Dai等人的记录，MBR中进水（即UASB反应器出水，从500到1000mg O2 L-1）COD的降低至平均值96%[32]。其他研究人员也分析啤酒废水[62-64]。在大部分研究中，COD去除率（>90%）作为一个重要参数被记录。有了这
些可喜的成果，可以得出结论，在工业和市政废水的处理和回用方面，MBR工艺是一种有吸引力的选择。表7显示了操作参数和某些厌氧消化超滤过程的结果[45]。
表7 操作参数和某些厌氧消化超滤过程的结果
就像其它膜分离过程，膜污染是影响膜生物反应器系统性能最严重的问题，因此需要经常清洁[34]。膜污染可分为可逆的和不可逆的[65]。这是由膜材料和活性污泥液相互作用的结果，活性污泥液是由大量活的或死的微生物和可溶性或胶体性的化合物组成的生物絮凝体。结垢导致的液压阻力显著增加，表现为当分别在恒定的TMP或恒定的流量下运行时，渗透通量下降或TMP增加。膜的有机污染主要是由于以下几个因素[65]：（1）有机物质部分，如胶体部分和溶解部分，（2）有机特性，例如疏水性和分子大小和构型，（3）溶液的化学方面，如pH值，二价离子的浓度和离子强度，（4）膜的性质，如孔隙尺寸和表面粗糙度。在实践中，膜污染可以通过两种类型的法进行控制：（1）定期空气冲刷，反冲洗和化学清洗[67]，（2）加入吸附剂以及在预处理中进行絮凝操作[68，69]。最近研究已表明，直接加入生物反应器中的凝结剂能够减轻膜污染[66]。将混凝工艺加入到MBR工艺中称为膜混凝反应器（MCBR）。在膜过滤水处理的发展中最重要的趋势是将不同的预处理策略整合，以提高低压膜的性能[22]。
4.4 好氧厌氧联合处理
啤酒废水处理常是厌氧和好氧联合处理[16，70，71]。如Fig.7所示，有四种类型的综合性厌氧—好氧生物反应器[72]。综合性厌氧—好氧生物反应器有以下几种属性[36]：在厌氧反应器内70%—85%的COD被转化成沼气，聚集在一个小的表面区域；其次，
在需氧、厌氧后处理工序中，高达98％的COD和营养物质被除去。联合好氧、厌氧处理啤酒废水比完全好氧有很大优势，包括积极的能量平衡，减少（生物）污泥产量和显著低空间需求[16]。修长的厌氧（如内部循环反应器）和好氧（如气升反应器）反应器的最新发展使得设计极端紧凑的污水处理厂出水仍然满足地表水环境质量的严格要求[16]。
图7 四种综合性厌氧—好氧生物反应器
4.5 碳纳米管的应用
1991年饭岛对碳纳米管（CNT）的“重新发现”[74]，为了能利用这些纳米材料的无数独特性能，世界范围内许多不同专业的研究者着手于这项令人兴奋的研究。碳纳米管由石墨烯片的蜂窝结构体卷成直径为几纳米的圆筒，但是许多达到微米甚至厘米的厚度[75，76]。在过去的几年中已积极进行很多碳纳米管的形成方式和碳源的探讨，并且这些已经在几个综述文章中概述[77-82]。
根据管中卷起的石墨烯层数，碳纳米管通常有两种，即单壁碳纳米管（SWCNT）和多壁碳纳米管（MWCNT）。多壁碳纳米管和单壁碳纳米管的模型如Fig.8所示[83，84]。碳纳米管的独特性能来自其特殊的原子结构和电子结构[85]。由于其独特的结构，机械和电子特性，碳纳米管在种类繁多的应用中有巨大潜力如化学传感器、场发射材料、催化剂载体[75，78，81，86]。一些碳纳米管相对于水处理的重要应用将在下面讨论。
图8 多壁碳纳米管和单壁碳纳米管模型
4.5.1纳米吸附剂
碳纳米管对有机污染物[87-91]和无极污染物例如氟化物[92]吸附效果好、吸附效率高。研究发现碳纳米管对重金属也有非常好的吸附作用[89，93，94]。碳纳米管作为吸附剂有很大优势，因为在相同质量下，它们比散装颗粒有较大的比表面积，并且可以与各种化学基团进行官能化，以增加其对靶化合物的亲和力[95]。碳纳米管还具有小尺寸、空心和层状结构，这些是吸附能力的重要属性[96]。官能化的碳纳米管从废水中吸附各种杂质的能力可以扩展到去除啤酒废水的COD。
查阅文献，碳纳米管具有良好的作为吸附剂潜力，以最好的作者所知，没有一篇发表的作品说纳米管可以像混凝剂或絮凝剂那样使用。可以推测的是如果碳纳米管可以吸附单独的胶体颗粒，然后将颗粒凑到一起（这种现象称为架桥絮凝），碳纳米管表面可以使附着在其上的颗粒物所带的电荷中和，从而产生一个接近零的净电荷。一旦表面电荷被中和，离子云消散静电势消失，使胶体粒子间的接触自由地发生。利用电动电势，电荷很容易监测和控制[97]。从以上两个现象（吸附和凝固）可确定，对于
同时含有溶解和悬浮有机物废水（包括啤酒废水），碳纳米管可同时应用于通过吸附去除水中溶解的有机物和通过异构凝固（架桥和中和）去除悬浮固体。
在现在的情况下尝试使用纳米管作为混凝剂或絮凝剂出现了很多困难。碳纳米管缺乏散布性和溶解性。通过各种技术制备水溶性碳纳米管，有过几次成功的尝试[98-100]，并通过官能化改善它们的分散性[101]。碳纳米管是非常昂贵的，因此，它们需要在使用后再生。如果碳纳米管应用在悬浮液中，需要在下游进行有效的分离如膜过滤，用来保留和回收碳纳米管。纳米材料的保留至关重要，因为纳米材料成本高，更重要的是纳米材料对人类健康和生态系统有潜在影响[102-104]。
4.5.2 纳米过滤器
据报道，已成功制造出碳纳米管过滤器[105]。这些过滤膜由中空圆筒与径向定向碳纳米管墙壁组成。Srivastava等人[105]进行较重的烃物（C m H n（m、n>12））的过滤，效果很好，例如石油C m H n（N= 2m+2，m =1到12）；在饮用水中去除大肠杆菌和纳米级的脊髓灰质炎病毒。啤酒厂污水的有机物含量就COD而言被归类为高强度废水，COD为1000mg/L到4000mg/L，BOD高达1500mg/L[6]。这使得啤酒废水很适合用碳纳米管过滤器处理。
碳纳米管膜的孔隙可以在海水淡化和脱盐中使用。膜上有数十亿的孔。这种膜过滤器同时具有超疏水和超亲油性，在不锈钢网结合垂直排列的多壁碳纳米管为油和水的分离提供可能[106]。由于双尺度结构，微米级网状微孔的针状纳米管的几何形状，可同时获得超疏水性和超亲油性[106]。纳米管过滤器可以分离柴油和水层，即使表面活性稳定的乳液也可以分离。并且成功进行了高粘度润滑油和水乳状液的成功相分离。该分离原理可以容易地扩展到各种疏水性和亲油性不同的液体，如啤酒废水。4.6 电化学法
当电化学法被首次用于处理船舶污水时，电化学法处理废水技术也应运而生[107]。电化学法广泛应用在富含难降解有机物和氯化物的工业废水处理[108，109]。电化学法非常适合用于减少难降解有机污染物，因为它可以实现有机物质的部分或完全分解。电化学法处理废水效果非常好，它们既不受限于废水强度的变化，也不受限于有毒物质的存在，水力停留时间短。Vijayaraghavan等人[108]以生成次氯酸为基础开发了一种新型啤酒废水处理法。生成的次氯酸担任氧化剂，破坏存在于啤酒废水的有机物。进水COD为2470mg/L的废水经处理降低到64mg/L（减少超过97％）。使用石墨阳极
和不锈钢片作为阴极的电解反应器中生成次氯酸。在电解过程中，阳极产生氯和阴极产生氢气。由于阳极和阴极被保持在一个电解反应器内，生成的氯发生歧化反应，从而产生次氯酸[108]，如等式（2）表示：
OCL- 到CLO3-在高温下（75℃）和碱性条件下进一步反应（公式（3））。
4.7 生物染料电池
在处理啤酒废水的同时也可以利用废水中的有机物发电[ 33，110-112 ]，能同时处理废水和发电的这个装置称为微生物燃料电池（MFC）[113-114]。MFC是一个具有厌氧和好氧特性组合系统。溶液中的细菌在阳极附近做厌氧处理，以暴露的氧气（或另一种化学电子受体）做阴极。细菌氧化有机物释放的电子通过外电路转移到阴极，在阴极电子与氧结合形成水[33]。因此，厌氧-好氧过程的组合可以当做一个双室微生物燃料电池使用，阳极室的流出物可直接用作阴极室的进水，从而可以在有氧条件下进一步处理，以提高污水处理效率[112]。
Feng等人[33]研究发现，啤酒废水进水的COD为2250±418mg/L时，COD去除率在20℃和30℃时分别为85％和87％。连续的阳极-阴极微生物燃料电池COD的去除率达到90％以上（（例如，COD从1250±100mg/L降低到60 mg/L）[112]。据报道其他研究人员用这种技术处理，COD去除率也高达94％[111]。高COD去除率在这些研究中得以实现，可以断定，微生物燃料电池，特别是连续的阳极-阴极的类型，可以成为啤酒废水处理的新法，同时提供一个有价值的替代能源。
4.8 活性碳
水处理装置的特性对最终产品的性能有很大的影响。即使处理的水是从市政饮用水源引入，水中也含有残留的味道、臭气、消毒副产物以及游离和化合氯。含碳-硫键的分子往往气味和味道不好，但这些往往是优先吸附在碳上。上述情况也适用于含芳香环的分子。活性炭脱氯能力源自于它可以作为还原剂与强氧化剂（如次氯酸、二氧化氯）反应。
毕业设计 [论文] 题目：张家港化纤集团生产废水处理工程设计学院：市政与环境工程学院 专业：环境工程 姓名： 学号： 指导老师： 完成时间：
摘要 该化纤集团主要生产黏胶短纤维，废水产生量为500 m3/h 即1.200万t/d，废水主要由含Zn2+的酸性污水和含有硫化物的碱性污水组成，且都含较高COD、SS 和少量石油类物质。根据该化纤污水可生化性差，含难降解的硫化物和有毒重金属的水质特点，设计“物化预处理＋氧化沟生化处理”工艺对其进行处理。污水中的SS、石油类物质、Zn2+、硫化物浓度大大降低，使得出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）》中的一级B排放标准要求。 本文对各处理单元构筑物进行了设计计算，绘制各处理单元构筑物图，以及污水处理站的平面布置图和高程图，同时对该污水处理站进行了投资经济概算，验证污水不仅得到有效处理，且经济可行，符合可持续发展要求。 关键词：化纤废水，物化预处理，氧化沟，硫化物，Zn2+
Abstract A chemical fiber company mainly produces glue differentiation short fibers，its wastewater quantity is 500 m3/h.Wstewater is composed by acid and alkaline sewage , acid sewage contains Zn2+、COD、SS and a few oil, alkaline sewage contains sulfide、COD、SS and a few oil.The Chemical fiber sewage is hard to bochemical react,and there is itoxic heavy metals and sulfide which is harmful to bochemical reaction in it ,so the wastewater is physico chemical per-treatmented and then Oxidation ditch biochemical treatmented.The concentrations of Zn2+、COD、SS and oil are greatly reduced, effluent water meets the level 1 of emissions requirements in the integrated wastewater discharge standard (2002) GB18918 . Processing unit structures are projected, plane and elevation layout of processing station is also presented, meanwhile its economic is accounted. The wastewater is not only well degraded ,but also economically feasible, fulfill the sustainable development . Keywords：Chemical fiber wastewater, Physico chemical per-treatment，Oxidation ditch, Sulfide, Zn2+
啤酒废水处理
啤酒废水处理工艺及浅析 提要:我国是啤酒生产大国，啤酒废水已成为较高有机物污染大户，因此，对啤酒废水进行处理达标后排放已显得十分重要。介绍了5种较成熟的啤酒废水处理工艺(流程)方案，简述了各自的特点和优缺点，并对5种工艺方案进行了初步分析。 关键词:啤酒废水生化处理物化处理处理工艺水解酸化接触氧化厌氧内循环 概述 80年代以来，我国啤酒工业得到迅速发展，到目前我国啤酒生产厂已有800多家，据1996年统计我国啤酒产量达1 650万t，既成为世界啤酒生产大国，又成为较高浓度有机物污染大户，啤酒废水的排放和对环境的污染已成为突出问题，引起了各有关部门的重视。 啤酒废水的主要成分和来源是：制麦、糖化、果胶、发酵(残渣)、蛋白化合物，包装车间等有机物和少量无机盐类。其水质及变幅范围一般为：pH=5.5～7.0(显微酸性)，水温为20～25℃，CODCr=1200～2300mg/L, BOD5=700～1400mg/L, SS=300～600mg/L, TN=30～70mg/L。水量为每生产1t啤酒废水排放量为10～20m3,平均约15m3，目前全国啤酒废水年排放量在2.5亿m3以上。 “七五”以来，我国对啤酒废水的处理工艺和技术进行了大量的研究和探索，特别是轻工业系统的设计院和科研单位，对啤酒废水的处理进行了各方面的试验、研究和实践，取得了行之有效的成功经验，逐渐形成了以生化为主、生化与物化相结合的处理工艺。生化法中常用的有活性污泥法、生物膜法、厌氧 与好氧相结合法、水解酸化与SBR相组合等各种处理工艺。这些处理方法与工艺各有其特点和不足之处，但各自都有较为成功的经验。目前还有不少新的处理方法和工艺优化组合正在试验和研究，有的已取得了理想的成效，不久将应用于实践中。 啤酒废水的主要特点之一是BOD5/COD Cr值高，一般在50%及以上，非常有利于生化处理，同时生化处理与普通物化法、化学法相比较：一是处理工艺比较成熟；二是处理效率高，COD Cr、BOD5去除率高，一般可达80%～90%以上；三是处理成本低(运行费用省)。因此生物处理在啤酒废水处理中，得到了充分重视和广泛采用。现把目前啤酒废水处理中相对比较成熟的生物处理工艺，进行一些阐述和比较。 1处理工艺 1.1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，河南开封啤酒厂、青岛湖岛啤酒厂、厦门冷冻厂
啤酒废水处理方法比较(一) 摘要：随着改革开放的发展，90年代初完整的厌氧技术也在国内啤酒、饮料行业得到应用。这里所说完整的意义在于除厌氧生化技术外，沼气通过自动化系统得到燃烧，这是厌氧系统安全运行和不产生二次污染的重要保证，这也是国内外开发厌氧技术和设备应充分引起重视的问题。厌氧技术的引进与应用能耗节约70%以上。 关键词：啤酒废水SBR法好氧接触新型接触生物接触UASB+SBR法一、前言： 啤酒废水主要来自麦芽车间（浸麦废水），糖化车间（糖化，过滤洗涤废水），发酵车间（发酵罐洗涤，过滤洗涤废水），灌装车间（洗瓶，灭菌废水及瓶子破碎流出的啤酒）以及生产用冷却废水等。 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：1000～2500mg/L，BOD5含量为：600～1500mg/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：①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。②清洗废水如漂洗酵母水、洗瓶水、生产装置清洗水等，这类废水受到不同程度污染。③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。 二、啤酒废水处理方法： 鉴于啤酒废水自身的特性，啤酒废水不能直接排入水体，据统计，啤酒厂工业废水如不经处理，每生产100吨啤酒所排放出的BOD值相当于14000人生活污水的BOD值，悬浮固体SS值相当于8000人生活污水的SS，其污染程度是相当严重的，所以要对啤酒废水进行一定的处理。 目前常根据BOD5/CODcr比值来判断废水的可生化性，即：当BOD5/CODcr>0.3时易生化处理，当BOD5/CODcr>0.25时可生化处理，当BOD5/CODcr0.3所以，处理啤酒废水的方法多是采用好氧生物处理，也可先采用厌氧处理，降低污染负荷，再用好氧生物处理。目前国内的啤酒厂工业废水的污水处理工艺，都是以生物化学方法为中心的处理系统。80年代中前期，多数处理系统以好氧生化处理为主。由于受场地、气温、初次投资限制，除少数采用塔式生物滤池，生物转盘靠自然充氧外，多数采用机械曝气充氧，其电耗高及运行费用高制约了污水处理工程的发展和限制了已有工程的正常使用或运行。 随着人们对于节能价值和意义的认识不断变化与提高，开发节能工艺与产品引起了国内环保界的重视。1988年开封啤酒厂国内首次将厌氧酸化技术成功的引用到啤酒厂工业废水处理工程中，节能效果明显，约节能30～50%，而且使整个工艺达标排放更加容易和可靠。随着改革开放的发展，90年代初完整的厌氧技术也在国内啤酒、饮料行业得
毕业设计任务书 一、设计题目： 某啤酒厂啤酒废水处理工程初步设计 二、设计目的 本设计是在学生经过给水排水专业课程学习后，在初步掌握污水和废水处理理论，处理工艺、处理方法和构筑物设计计算的基础上进行，是对学生的基本理论、基本知识、基本技能的一次综合性训练。通过毕业设计使学生掌握一下知识： 1.了解啤酒生产工艺、废水的来源、特点。 2．掌握啤酒废水处理工程设计的方法和步骤； 3．学习利用各种资料确定设计方案的方法； 4．熟悉构筑物工艺设计计算方法； 5．熟悉啤酒废水处理厂（站）总体布置方法和原则； 6．加强工程制图能力。 三、设计任务 1．确定啤酒废水处理程度，选择污水处理流程。 2．选择啤酒废水和污泥处理构筑物。 3．进行啤酒废水和污泥处理构筑物工艺设计计算，确定主要尺寸。 4．进行啤酒废水处理厂（站）总体布置。 5．整理计算书，编制说明书。 三、设计原始资料 1．设计平均日水量2100m3/d。 2．废水经24h逐时取样混合后的水质指标： 3．气象资料： 温度：
多年平均气温14.5℃。月均最冷气温-12℃，最热气温26.8℃,最高气温40.1℃,极端最低气温-18.9℃，最大温差26.6℃。 降雨量：年降雨量637.5mm,小时最大降雨量41.7mm，地区最大时降雨量Q=1807.0m3/h。 日照：平均日照率65%，你按照时间2451h，冬日照率56.7%，消极照率66.0%。 风速：夏季平局风速2.6m/s,冬季3.4m/s,夏季为南风向，冬季为北风。 4.地质条件 该地区地下含水层的透水性好，多为粗沙、粉细沙和加油粗沙的松散土层。地下水位埋深已超过50m.基本处于疏干状态。 5.地形地势 处理站地势较低，自西北向东南方向有缓坡，坡度为0.5%。300m内没有生活区和办公楼。处理站面积为200m×200m。南北向方形。 四、设计成果 1 开题报告 1 2 中英文摘要 1 3.设计说明书 1 4.设计计算书 1 5.设计图纸 8 五、时间安排 1.毕业设计准备、收集资料、翻译外文、拟框架、写出开题报告2周； 2.毕业设计实习 2周 3.工艺设计计算 4周 4.主要构筑物设计绘图 4周 5.写作设计说明 1周 6.毕业答辩 1周
摘要 随着人类生存环境的不断恶化和自然资源的日益减少。人类社会的可持续发展面临着严峻地挑战，这迫使人类必须重视自然环境的保护与利用,自然资源的合理开发与利用这样一个生死攸关的大问题。而在这个大问题中,水又是最重要的.因为水是生命的源泉，"民以水为天"。水在自然资源中是应用最普遍，分布最广泛，对人类最重要的自然资源。随着人类社会的发展，人类已经认识到，水不是取之不尽用之不竭的，水是有限的。而这有限的水，正遭到严重污染，这使本来就十分匮乏的水资源更加匮乏。一方面严重缺水,另一方面又有大量污水排出，流入江河湖海污染水体。污水处理既可解决水源的严重污染，又可开发新水源，应该说这是一项事半功倍的事业。 城市人口的递增，城市规模的扩大，城市工业生产的发展，生活污水和工业废水排出量日益增多，大量未经处理的污水直接排入周围河流，致使城市周围环境污染十分严重，不但直接污染了市区的地下饮用水，而且对河流下游地区的农业生产和人民生活造成了危害，人类和生物赖以生存的生态环境受到了日益严重的威胁。同时，水生态系统体现了人与水的和谐共存与协调发展，是城市生态系统的主要组成部分和关键因素，与一个城市的可持续发展密切相关。因而，城市污水治理已成当前迫切需要解决的问题之一。我们通过建设城市污水处理厂，经过一级物理法和二级生物法对污水进行处理然后再将它排入水体，以减轻水体的负担。 关键词：A2O工艺，辐流式二沉池，平流沉砂池
ABSTRACT The human living environment is deteriorating and the natural resources become less and less. The sustainable development of human society is facing severe challenges, forcing humans must attach importance to the protection of the natural environment and the use, the reasonable development and utilization of natural resources such a life-and-death problem. In this big problem, water is the most important, because water is the source of life, "the people water for the sky". Water is the most widely used and most widely distributed natural resource in natural resources. With the development of human society, mankind has realized that water is not inexhaustible and water is limited. And this limited water is being severely polluted, which makes the already scarce water resources even more scarce. On the one hand, there is a severe shortage of water, and on the other hand, there is a large amount of sewage flowing into the rivers and lakes to contaminate the water. Sewage treatment can solve the serious pollution of water source, but also can develop new water source, should say that this is a business with half the effort. Increasing urban population, the expansion of city scale, the development of the city's industrial production, domestic sewage and industrial waste water discharge amount is increasing, a large number of untreated sewage directly discharged into the surrounding rivers,
某啤酒废水处理工艺设计 摘要 啤酒生产过程中常常会产生大量的固体废弃物和废水，为了达到政府规定的排放标准，这些固体废弃物和废水要经过处理后才能排放。初步估计，每生产1L啤酒需要3~10L水，这些水主要用于浸泡、酿造、水洗和冷却过程。啤酒废水富含有机物和固体悬浮物，若直接排入自然水体会对自然环境造成潜在且严峻的环境危害。在环境问题越来越重视的今天，治理好啤酒废水使其达标排放对啤酒行业健康、可持续发展至关重要。啤酒废水BOD/COD cr约为0.5，可生化性较好。国内外对中高浓度啤酒废水处理工艺做了大量研究和实践应用，每种工艺都有可取之处。本设计是对一个水量为3800m3/d的啤酒废水进行处理。通过对某啤酒厂产生的废水水质、水量和场地研究分析以及从技术角度和经济角度分析比较，本论文采用上流式厌氧污泥（UASB)和循环式活性污泥系统（CASS）联合工艺来处理该啤酒厂废水。此外，本论文对该工程项目概预算进行了分析讨论。 关键词：啤酒废水，上流式厌氧污泥床，循环式活性污泥系统，概预算
啤酒厂废水的再利用技术发展现状 摘要 啤酒酿造过程常常会产生大量的废水和固体废弃物，为了达到政府规定的排放标准，这些废水和固体废料需要用最经济和最安全的法处理后才能排放。初步估计，酿造1升啤酒需用10升水，这些水主要用于酿造、水洗和冷却过程。如此大量的水须安全处理后进行循环利用，但循环利用废水对于大多数啤酒企业来说费用昂贵，大多数啤酒厂都面临问题。因此，许多啤酒现在在寻找：(1)可以减少水在啤酒酿造过程中使用的法，(2)意味着成本效益和安全处置的啤酒废水回用。基于可用的文献，本文提供了一个检视及评估当前啤酒废水处理流程包括潜在的可回用的程序。啤酒厂污水处理和回用的主要挑战也会在本文讨论，包括对未来发展的建议。 2011 Elsevier B.V. 版权所有. 1.背景介绍
①每日最大污水处理量：约3000 m3。 ②污水水质： 1、水量：平均3000吨/天 3、处理要求:水达到国家标准《污水综合排放标准》（GB8978—96）一级 4、设计（论文）完成的主要内容：（1）方案选取：检索国内外相关科技文献报道的成果，综合考虑技术经济因素选取本设计项目适合的技术路线、工艺方案、主要设备，写出3000字左右的文献综述报告，200字的中文献摘要并译成英文（ABSTRACT）。 （2）设计说明书及计算书：根据选顶的技术方案及技术路线，编写设计计算说明书。 主要包括以下几部分内容： 第一部分前言： A、啤酒废水处理的概况；啤酒废水的来源《生产工序，量、水质》； B、本工程概况； C、工艺设计原则、范围与依据； D、工艺流程的确定及工艺方案原理、工艺路线描述； E、工艺的特点和处理效果； F、自控方案，检测、监测方案 第二部分工程设计 工程设计规模；工程规模、主要构筑物、设备的设计计算；处理的结果；物料衡 算表及主要辅料的消耗量；能耗表等； EGSB设计计算； CASS工艺过程、CASS反应器的运行参数（包括氧的溶解度、利用率，但氧的 物料衡算忽略，反应器内的C/N比等） 废弃物的处置及安全、环保健康措施； 事故情况的处理； 第三部分技术经济分析； 第四部分问题与讨论。 第五部分结束语；参考文献及书目等。 相关图纸：主要包括：带控制点的工艺流程图；平面布置图；高程图；主要设备（构筑物）工艺图。
摘要 啤酒废水中有机物含量较高，如直接排放，既污染环境又降低啤酒工业的原料利用率，为此，许多学者和厂家对啤酒废水的处理和利用技术进行研究，对几种常见的处理利用技术进行了比较，得出结论：单一的处理和利用技术不能从根本上解决啤酒废水的污染问题，只有将多种技术结合使用，才能达到经济效益和环境效益的统一。本文根据前人的研究成果综述了啤酒废水处理和利用的现状，有针对性的对啤酒废水自身的特性，通过对酸化―SBR处理啤酒废水，EGSB＋CASS法处理啤酒废水，新型接触氧化法处理啤酒废水，生物接触氧化法处理啤酒废水，上流式厌氧污泥床（UASB）等处理啤酒废水的几种处理方法的详细分析，确定最佳方案即用EGSB+CASS 。EGSB+CASS的主要组成部分是EGSB反应器。本文介绍了有关EGSB+CASS的处理流程和设计的计算、对格、调节池、EGSB池、CASS池、污泥浓缩池等进行了精细的设计和计算。并对主要构筑物EGSB池、CASS做了详细的说明。EGSB+CASS处理高浓度有机废水，其关键是培养出沉降性能良好的厌氧颗粒污泥。采用此工艺，不但使处理流程简洁，也节省了运行费用，在降低废水浓度的同时，还可以回收在处理过程中所产沼气作为能源的利用。以便我为进一步探讨效益资源型处理技术提供借鉴。 本设计工艺流程为： 啤酒废水→ 格栅→ 污水提升泵房→ 调节沉淀池→EGSB反应器 → CASS池→处理水 整个工艺具有总投资少，处理效果好，工艺简单，占地面积省，运行稳定，能耗少的优点。 关键字：啤酒工业废水处理 EGSB CASS 沼气回收 Abstract
某造纸厂污水处理设计方案毕业设计(总16页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1 -CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除
目录 第1章绪论 ...................................................... 错误!未指定书签。 1.1 造纸废水的概况........................................... 错误!未指定书签。 1.2 造纸工业废水的来源及特点................................. 错误!未指定书签。 1.3 造纸废水的危害........................................... 错误!未指定书签。 1.4 造纸工业废水处理常见方法................................. 错误!未指定书签。 1.4.1 吸附法 ............................................ 错误!未指定书签。 1.4.2 絮凝法 ............................................ 错误!未指定书签。 1.4.3 高级化学氧化法 .................................... 错误!未指定书签。 1.4.4 厌氧-好氧组合处理法 ............................... 错误!未指定书签。 1.4.5 物化方法和生化方法结合技术 ........................ 错误!未指定书签。 1.5 造纸废水研究现状及发展................................... 错误!未指定书签。第2章设计说明书............................................. 错误!未指定书签。 2.1 项目背景................................................. 错误!未指定书签。 2.1.1 概况 .............................................. 错误!未指定书签。 2.1.2 造纸厂废水的特点 .................................. 错误!未指定书签。 2.1.3 造纸厂废水处理水量、水质及排放标准................. 错误!未指定书签。 2.2 设计内容................................................. 错误!未指定书签。 2.3设计依据和设计原则 ....................................... 错误!未指定书签。 ........................................................ 错误!未指定书签。 2.3.2 设计原则 .......................................... 错误!未指定书签。 2.4 处理工艺的选择及确定..................................... 错误!未指定书签。 2.4.1 处理工艺的选择 .................................... 错误!未指定书签。 2.4.2 处理工艺的确定 .................................... 错误!未指定书签。第3章污水处理方案............................................... 错误!未指定书签。 3.1 工艺流程................................................. 错误!未指定书签。 3.2出水水质效果预测 ......................................... 错误!未指定书签。 3.3 污水处理构筑物、设备参数................................. 错误!未指定书签。 ........................................................ 错误!未指定书签。 3.3.2 调节池 ............................................ 错误!未指定书签。 3.3.3 混凝沉淀池 ........................................ 错误!未指定书签。 3.3.4 二沉池 ............................................ 错误!未指定书签。 ........................................................ 错误!未指定书签。 ........................................................ 错误!未指定书签。 ........................................................ 错误!未指定书签。 3.3.8 污泥浓缩池 ........................................ 错误!未指定书签。第4章主要设施及设备............................................. 错误!未指定书签。 4.1主要构筑物设施 ........................................... 错误!未指定书签。 4.2 主要设备................................................. 错误!未指定书签。第5章高程计算 .................................................. 错误!未指定书签。 5.1水头损失 ................................................. 错误!未指定书签。 5.2 处理构筑物的水头损失..................................... 错误!未指定书签。第6章运行成本及效益分析......................................... 错误!未指定书签。
啤酒厂废水处理 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。 啤酒废水主要来自麦芽车间（浸麦废水），糖化车间（糖化，过滤洗涤废水），发酵车间（发酵罐洗涤，过滤洗涤废水），灌装车间（洗瓶，灭菌废水及瓶子破碎流出的啤酒）以及生产用冷却废水等。 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：1000～2500mg/L，BOD5含量为：600～1500mg/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：①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。 ②清洗废水如漂洗酵母水、洗瓶水、生产装置清洗水等，这类废水受到不同程度污染。③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、啤酒废水处理方法 鉴于啤酒废水自身的特性，啤酒废水不能直接排入水体，据统计，啤酒厂工业废水如不经处理，每生产100吨啤酒所排放出的BOD值相当于14000人生活污水的BOD值，悬浮固体SS值相当于8000人生活污水的SS，其污染程度是相当严重的，所以要对啤酒废水进行一定的处理。 目前常根据BOD5/CODcr比值来判断废水的可生化性，即：当BOD5/CODcr>0.3时易生化处理，当BOD5/CODcr>0.25时可生化处理，当BOD5/CODcr<0.25难生化处理，而啤酒废水的BOD5/CODcr的比值>0.3所以，处理啤酒废水的方法多是采用好氧生物处理，也可先采用厌氧处理，降低污染负荷，再用好氧生物处理。目前国内的啤酒厂工业废水的污水处理工艺，都是以生物化学方法为中心的处理系统。80年代中前期，多数处理系统以好氧生化处理为主。由于受场地、气温、初次投资限制，除少数采用塔式生物滤池，生物转盘靠自然充氧外，多数采用机械曝气充氧，其电耗高及运行费用高制约了污水处理工程的发展和限制了已有工程的正常使用或运行。 （一）、酸化—SBR法处理啤酒废水：其主要处理设备是酸化柱和SBR反应器。这种方法在处理啤酒废水时，在厌氧反应中，放弃反应时间长、控制条件要求高的甲烷发酵阶段，将反应控制在酸化阶段，这样较之全过程的厌氧反应具有以下优点： （1）由于反应控制在水解、酸化阶段反应迅速，故水解池体积小； （2）不需要收集产生的沼气，简化了构造，降低了造价，便于维护，易于放大； （3）对于污泥的降解功能完全和消化池一样，产生的剩余污泥量少。同时，经水解反应后溶解性COD比例大幅度增加，有利于微生物对基质的摄取，在微生物的代谢过程中减少了一个重要环节，这将加速有机物的降解，为后续生物处理创造更为有利的条件。
啤酒废水处理工程技术方案 啤酒废水属于中等浓度有机废水。啤酒废水主要来源于啤酒生产工艺中的洗麦、发酵、糖化、洗瓶等过程。废水中的固形物主要为麦糟、废酵母等；溶解性物质主要为多糖、醇类等有机物。 废水组成分为清洁废水、低浓度废水和高浓度废水：清洁废水包括锅炉蒸汽冷凝水、制冷循环用外排水、给水厂反冲洗水等，约占总废水量的20%；低浓度废水包括酿造车间和包装车间地面冲洗水，洗瓶机、灭菌机废水及生活污水。该废水COD为 100-700mg/L，水量约占总水量的70%；高浓度废水包括滤过洗槽废水、糖化锅、糊化锅冲洗水，贮酒罐前期冲洗水，滤过废藻土泥冲洗水，废酵母、酵母压缩机冲洗水，水量约占总水量的10%。 一般CODcr为1500～2500mg/L， BOD5 为1000～1500mg/L， BOD5 /CODcr的比值为0.5-0.6，表明其可生化性较好，污染物中的有机物容易降解。因此，国内外对啤酒废水一般均采用生物处理方法，其处理工艺有以下3种。 ①调节水解酸化+SBR工艺； ②调节水解酸化+接触氧化工艺； ③UASB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。 一、建设规模 日产污水量每天为3300m3，设计处理量140 m3/h。 二、设计水质指标 (1) 原水水质指标 CODcr 1500—2000mg/L SS 300—460mg/L BOD5 800-1200mg/L
(2) 处理后要求达到的水质指标 CODcr ≤100mg/L SS ≤70mg/L BOD5 ≤20mg/L 三、设计处理工艺流程 工艺流程图。 四、各处理单元工艺简介 1．格栅初沉池 格栅主要拦截废水中较大漂浮物，沉降废水中的悬浮物（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。 2．调节池 啤酒废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。 3．水解酸化池
1.前言 1.1设计概况 1.1.1设计主要内容 庐江啤酒厂所排放的生产污水采用“IC厌氧反应器+CASS”＋“混凝＋过滤”工艺处理进行工程设计，污水处理系统处理能力按4000m3/d考虑，出水达到《啤酒工业污染物排放标准》（GB19821-2005）一级标准，同时要求部分处理后（2000m3)的出水能达到回用标准，主要用于瓶子清洗等。 1.1.2设计水量及水质资料 1.设计水量：污水流量：4000m3/d 2.进水水质：见表1.1 表1.1 原水水质表 水质指标 CODcr （mg/L） BOD5 （mg/L） SS （mg/L） pH 浓度值300016005903～4 1.1.3出水水质 出水水质：执行《啤酒工业污染物排放标准》（GB19821-2005）表1中啤酒生产企业水污染物排放最高允许限值，排放标准如下表1.2： 水质指标 CODcr （mg/L） BOD5 （mg/L） SS （mg/L） pH 浓度值≤80≤20≤706~9 1.2设计对象 1.2.1啤酒废水来源 啤酒生产主要以大麦和大米为原料，辅以啤酒花和鲜酵母，经长时间发酵酿造而成。啤酒废水主要来自麦芽车间（浸麦污水），糖化车间（糖化，过滤洗涤污水），发酵车间（发酵罐洗涤，过滤洗涤污水），灌装车间（洗瓶，灭菌污水及瓶子破碎流出的啤酒）以及冷却水和成品车间洗涤水，办公楼、食堂、浴室的生活污水等。 1.2.2啤酒废水处理方法 啤酒废水主要含糖类，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。
啤酒污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污水，有机物含量也处于高峰。啤酒污水的BOD/COD比达0.5以上，具有良好的生物可降解性能，处理方法主要选择生物氧化法。在生物氧化过程中，有些微生物如球衣细菌（俗称丝状菌）、酵母菌等虽能适应高有机碳、低N量的环境，由于球衣细菌、酵母菌等微生物体系大、密度小菌胶团细菌不能在活性污泥法的处理构筑物中正常生长，可先采用厌氧处理，降低污染负荷，再用好氧生物处理。 2.工艺流程的选择 2.1工艺选择依据 啤酒废水中大量的污染物是溶解性的糖类、乙醇等，这些物质具有良好的生物可降解性，处理方法主要是生物氧化法。有以下几种常用工艺处理啤酒废水： （一）好氧处理工艺 啤酒废水处理主要采用好氧处理工艺，主要由普通活性污泥法、生物滤池法、接触氧化法和SBR法。 传统的活性污泥法由于产泥量大，脱氮除磷能力差，操作技术要求严，目前已被其他工艺代替。 SBR和氧化沟工艺得到了很大程度的发展和应用。SBR工艺具有以下优点：运行方式灵活，脱氮除磷效果好，工艺简单，自动化程度高，节省费用，反应推动力大，能有效防止丝状菌的膨胀。 CASS工艺(循环式活性污泥法)是对SBR方法的改进。该工艺简单，占地面积小，投资较低；有机物去除率高，出水水质好，具有脱氮除磷的功能，运行可靠，不易发生污泥膨胀，运行费用省。 （二）水解—好氧处理工艺 水解酸化可以使啤酒废水中的大分子难降解有机物转变成为小分子易降解的有机物，出水的可生化性能得到改善，使得好氧处理单元的停留时间小于传统的工艺。及此同时，悬浮物质被水解为可溶性物质，使污泥得到处理。 水解反应工艺式一种预处理工艺，其后面可以采用各种好氧工艺，如活性污泥法、接触氧化法、氧化沟和SBR等。啤酒废水经水解酸化后进行接触氧化处理，具有显著的节能效果，COD/BOD值增大，废水的可生化性增加，可充分发挥后续好氧生物处理的作用，提高生物处理啤酒废水的效率。因此，比完全好氧处理经济一些。 （三）厌氧—好氧联合处理技术 厌氧处理技术是一种有效去除有机污染物并使其碳化的技术，它将有机化合物转变为甲烷和二氧化碳。对处理中高浓度的废水，厌氧比好氧处理不仅运转费用低，而且可回收沼气；所需反应器体积更小；能耗低，约为好氧处理工艺的10%～15%；产泥量少，约为好氧处理的10%～15%；
污水处理毕业设计 1
污水处理毕业设计 【篇一：某污水处理厂毕业设计说明书(完整版可做毕业设计模版)】给水排水工程专业毕业设计任务书 设计题目：朔州市恢河污水处理厂设计学生：李文鹃指导教师：杨纪伟 完成日期： 2月日--- 6月日河北工程大学城建学院给水排水教研室 2月一、二、 设计题目：朔州市恢河污水处理厂设计 设计（研究）内容和要求：（包括设计或研究内容、主要指标与技术参数， 并根据课题性质对学生提出具体要求） 根据朔州市城市总体规划图和所给的设计资料进行城市污水处理厂7设计。设计内容如下： 1、完成一套完整的设计计算说明书。说明书应包括：污水水量的计算；设 计方案对比论证；污水、污泥、中水处理工艺流程确定；污水、污泥、中水处理单元构筑物的详细设计计算，（包括设计流量计算、参
数选择、计算过程等，并配相应的单线计算草图），厂区总平面布置说明；污水厂环境保护方案；污水处理工程建设的技术经济初步分析等。 2、绘制图纸不得少于8张，所有图纸按2#图出。（个别图纸也可画成1#图）。 另外，其组成还应满足下列要求： （1）污水处理工艺及污水回用总平面布置图1张，包括处理构筑物、 附属构筑物、配水、集水构筑物、污水污泥管渠、回流管渠、放空管、超越管渠、空气管路、厂内给水、污水管线、中水管线、道路、绿化、图例、构筑物一览表、说明等。 （2）污水处理厂污水和污泥及污水回用工程高程布置图1张，即污水、 污泥、中水处理高程纵剖面图，包括构筑物标高、水面标高、地面标高、构筑物名称等。 （3）污水总泵站或中途泵站工艺施工图1张。 （4）污水处理及污泥处理工艺中两个单项构筑物施工平面图和剖面图
毕业设计开题报告
UASB成功处理高浓度啤酒废水的关键是培养出沉降性能良好的厌氧颗粒污 泥。颗粒污泥的形成是厌氧细菌群不断繁殖、积累的结果，较多的污泥负荷有利于细菌获得充足的营养基质，故对颗粒污泥的形成和发展具有决定性的促进作用；适当高的水力负荷将产生污泥的水力筛选，淘汰沉降性能差的絮体污泥而留下沉降性能好的污泥，同时产生剪切力，使污泥不断旋转，有利于丝状菌互相缠绕成球。此外，一定的进水碱度也是颗粒污泥形成的必要条件，因为厌氧生物的生长要求适当高的碱度。碱度不足，所以需投加工业碳酸钠或氧化钙加以补充。研究表明［4,12］，在 UASB启动阶段，保持进水碱度不低于1000 mg.L-1对于颗粒污泥的培养和反应器在高负荷下的良好运行十分必要。 总之，UASB具有效能高，处理费用低，电耗省，投资少，占地面积小等一系列优点，完全适用于高浓度啤酒废水的治理。其不足之处是出水CODcr的浓度仍达500 mg.L-1左右，需进行再处理或与好氧处理串联才能达标排放。 三、可行性研究 该啤酒厂废水处理站的设计处理水量为6000m3/d。 ⑴各生产部门的废水经混合后，进水水质：CODcr =1500～1800mg/L， BOD5=950～1100 mg/L L，SS =500-700mg/L； ⑵处理后，执行城镇污水处理厂污染物排放一级B类标准： 20mg/L，SS 20mg/L。 CODcr 60 mg/L，BOD 5 ⑶生产区废水自流入污水处理站，废水管道水面标高按-0。50m考虑，处理后的废水通过埋地管道排出。 ⑷该地区夏季主导风向为南风。 根据污水的特点：（1）废水以有机污染物为主，BOD/COD=0。633〉0。3，可生化性好，重金属及其他难以生物降解的有毒有害污染物一般不超标；（2）废水中主要污染物指标BOD、、COD、SS都值都不高，属中等啤酒厂废水；（3）本课题污水处理量小，在达到污水处理要求的前提下，应着重考虑工程占地面积和污水处理费用的节省。 按《城市污水处理和污染防治技术政策》要求推荐，大于20 万t/d 规模大型污水厂一般采用常规活性污泥法工艺，10-20 万t/d 污水厂可以采用常规活性污泥法、氧化沟、SBR、AB 法等工艺，小型污水厂还可以采用生物滤池、水解好氧法工
啤酒厂污水处理毕业设计 1.前言 1.1设计概况 1.1.1设计主要内容 庐江啤酒厂所排放的生产污水采用“IC厌氧反应器+CASS”＋“混凝＋过滤”工艺处理进行工程设计，污水处理系统处理能力按4000m3/d考虑，出水达到《啤酒工业污染物排放标准》（GB19821-2005）一级标准，同时要求部分处理后（2000m3)的出水能达到回用标准，主要用于瓶子清洗等。 1.1.2设计水量与水质资料 1.设计水量：污水流量：4000m3/d 2.进水水质：见表1.1 表1.1 原水水质表 水质指标 CODcr （mg/L） BOD5 （mg/L） SS （mg/L） pH 浓度值3000 1600 590 3～4 1.1.3出水水质 出水水质：执行《啤酒工业污染物排放标准》（GB19821-2005）表1中啤酒生产企业水污染物排放最高允许限值，排放标准如下表1.2： 表1.2啤酒工业污染物排放标准 水质指标 CODcr （mg/L） BOD5 （mg/L） SS （mg/L） pH 浓度值≤80 ≤20 ≤70 6~9 1.2设计对象 1.2.1啤酒废水来源 啤酒生产主要以大麦和大米为原料，辅以啤酒花和鲜酵母，经长时间发酵酿造而成。啤酒废水主要来自麦芽车间（浸麦污水），糖化车间（糖化，过滤洗涤污水），发酵车间（发酵罐洗涤，过滤洗涤污水），灌装车间（洗瓶，灭菌污水及瓶子破碎流出的啤酒）以及冷却水和成品车间洗涤水，办公楼、食堂、浴室的生活污水等。 1.2.2啤酒废水处理方法 啤酒废水主要含糖类，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。啤酒污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污水，有机物含量也处于高峰。啤酒污水的BOD/COD比达0.5以上，具有良好的生物可降解性能，处理方法主要选择生物氧化法。在生物氧化过程中，有些微生物如球衣细菌（俗称丝状菌）、酵母菌等虽能适应高有机碳、低N量的环境，由于球衣细菌、酵母菌等微生物体系大、密度小菌胶团细
啤酒厂的废水处理工艺标准化文件发布号：（9312-EUATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY-
啤酒厂的废水处理工艺 摘要：近年来啤酒工业在我国发展迅速。啤酒行业是生物食品工业中耗水量比较大的一个行业。啤酒的生产也伴随着大量污水的排出，给环境造成了很大的威胁。啤酒污水主要含有大量的有机物，属于高浓度有机废水，如果直接排放，降低了原料的利用率而且会对环境造成很大的压力。本论文主要采用厌氧-好氧处理工艺来处理啤酒工厂的废水，使其达到排放标准。整个工艺具有投资少，处理效果好，工艺简单，占地面积省，运行稳定，能耗少的的优点。 关键词: 啤酒污水; UASB; CA SS
目录 1引言 (1) 2调查地址概况 (1) 调查的时间和地点 (1) 污水处理工程的设计依据 (1) 设计范围 (1) 设计原则 (2) 3污水处理工艺流程 (2) 设计原水水质指标 (2) 设计出水水质指标 (2) 处理工艺流程的选择 (2) 处理工艺线路 (3) 处理工艺所需设备 (3) 4 啤酒废水处理构筑物 (4) 格栅 (4) 集水池 (4) 泵房 (4) 水力筛 (4) 酸化调节池 (4) UASB反应池 (5) CASS反应池 (6) 5污泥部分各处理构筑物设计 (7) 集泥井 (7) 污泥浓缩池 (7) 污泥脱水间 (7) 6 构筑物高程 (7)
污水构筑物高程 (7) 污泥高程 (7) 7 预计处理效果及讨论 (7) 处理效果 (7) 讨论 (8) 参考文献 (9) 致谢 (11)
1引言 啤酒增产需要努力提高生产效率以及更加合理的使用原料。原料费用和劳务费的增长直接影响企业盈利的增长，这使得企业经营者不得不考虑回收副产品和降低能耗。 啤酒企业还应注意工厂排放的污水会严重污染附近的河流和土地。啤酒厂的污水来源如下图: 从上图可以看出，污水的主要来源有：麦芽生产过程中的洗麦水、浸麦水、发芽降温喷雾水、麦槽水、洗涤水、凝固物洗涤水；糖化过程的糖化、过滤洗涤水；发酵过程的发酵罐洗涤、过滤洗涤水；罐装过程洗瓶、灭菌及破瓶啤酒；冷却水和成品车间洗涤水；以及工厂员工的生活用水等等。 2 调查地址概况 调查的时间和地点 研究时间是2013年4月5日到5月1日。地点是山西省洪洞县白石乡南段村。金星啤酒集团有限公司是1995年10月以河南金星啤酒公司为核心组建的集工、贸、科研一体化的国家大型啤酒集团企业。 污水处理工程的设计依据 (1)中华人民共和国污水排放标准（GB8978-1996）。 (2)啤酒行业污水处理有关资料。 (3)啤酒厂方提供的基本资料。 设计范围