日处理5000立方米啤酒生产废水--毕业设计论文.doc
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1、 本科毕业论文(设计)论文题目:日处理5000立方米啤酒生产废水工艺设计姓名: 学号:133010040115班级:1301班年级:2013级专业:环境工程学院:食品工程学院指导教师: 罗 劼 讲 师 完成时间:2016年 月 日 作者声明本毕业论文(设计)是在导师的指导下由本人独立撰写完成的,没有剽窃、抄袭、造假等违反道德、学术规范和其他侵权行为。对本论文(设计)的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。因本毕业论文(设计)引起的法律结果完全由本人承担。毕业论文(设计)成果归武昌工学院所有。特此声明作者专业:环境工程作者学号:133010040115作者签名:20 年 月 日
2、日处理5000立方米啤酒生产废水工艺设计孙梦洋5000 cubic meters of beer production wastewater treatment process designSun, Meng yang摘 要 随着全球经济的迅速发展,人们对物质生活水平的追求开始提高,其中啤酒需求量的增加使国内外的啤酒企业得到极快的发展。伴随着啤酒厂规模和啤酒产量的扩增,随之而来的则是啤酒生产废水的所带来的环境污染。由于啤酒废水属于高浓度有机废水,若不经处理会对水体环境受到严重破坏。因此,啤酒生产废水的处理问题也成为国内外学者研究的热点。本设计是对废水水量为5000m3/d的啤酒厂生产废水处理的
3、初步设计。通过对大量国内外文献的查阅和翻译,针对啤酒工业污染物排放标准(GB198212005)中排入自然水体的标准范围要求、设计处理成本、工艺经济成本以及构筑物占地面积等因素,选择了核心工艺是将UASB工艺和CASS工艺结合来处理啤酒厂污水来达到排放标准。 本文的创新体现在UASB工艺能够将污水中的污染物转化成再生清洁能源(沼气),而CASS工艺是SBR工艺的创新。两者结合的UASBCASS工艺不仅节约了废水的处理费用还节约了污泥的处理费用。关键词:UASB工艺;CASS工艺;SBR工艺AbstractWith the globalization of economy, our countr
4、y economy fast development, but in the national economy high speed increase at the same time, our country also appeared a lot of environmental problems, including water pollution is one of the most serious environmental problem in China. For our country to realize the sustainable development of wate
5、r pollution problem is an important event. Especially the unreasonable development and application of water resources is the life of people received the serious influence, such as the development of water treatment has very important significance for the economy and national life. With the rapid dev
6、elopment of global economy, people pursuit of material life level began to increase, with the increase in demand for beer beer enterprises get fast development at home and abroad. With brewery beer production scale and amplification, followed is the environmental pollution brought by the beer produc
7、tion wastewater. Because of the beer wastewater belongs to high concentration organic wastewater, if not treated can severely damage in the aquatic environment. As a result, beer production wastewater treatment problem has become the domestic and foreign scholars research hot spot.This design is to
8、the waste water is 5000 m3 / d of the preliminary design of beer production wastewater treatment. By a large number of domestic and foreign literature and translation of access, for the beer industrial pollutant discharge standard (GB19821-2005) discharged into natural water bodies in the scope of t
9、he standard requirements, design, processing cost, technology economic costs, and covers an area of structures factors, choose the core technology is to combine UASB process and CASS process to deal with the brewery wastewater to meet emissions standards.Innovation of this article lies in the UASB p
10、rocess can convert the pollutants in wastewater into renewable clean energy (gas), and CASS process is SBR process innovation. A combination of UASB - CASS process not only save the costs for wastewater treatment and cut down the cost of the sludge treatment.Key words: oxidation Process ;sewage; tre
11、atment plant目 录引 论21啤酒废水的概述与水质特点31.1啤酒工艺流程31.2啤酒生产废水来源和特点31.3设计的资料和要求42工艺概述62.1 好氧生物处理62.2 厌氧生物处理82.3组合处理工艺93设计方案的选择113.1啤酒废水的处理工艺113.2选择依据123.3工艺流程图124啤酒废水处理构筑物的设计与计算134.1格栅的设计计算134.2污水提升泵的设计与计算134.3过滤机的设计计算134.4调节沉淀池的设计计算134.5UASB反应池的设计计算调节池214.6SBR反应池的设计计算295污泥部分各处理构筑物设计与计算345.1集泥井的设计计算345.2污泥浓缩池
12、的设计计算345.3机械脱水间的设计计算345.4污水厂平面和高程布置345.5污水处理站高程布置385.6污泥浓缩池415.7机械脱水间435.8高程的计算446运行管理466.1出水水质分析466.2运行管理要求47结 语47致 谢48主要参考文献48- 0 -第一部分 设计说明书引 论随着经济全球化的发展,人们的生活渐渐向小康社会迈进的同时,对啤酒的需求量也是迅速增长。至今为止,我国已经有1000多家啤酒工厂,如果啤酒产量以每年35%的速度增长,年产量高于2000多万吨,大约产生2亿多立方米污水。【1】自20世纪90年代,啤酒行业进入了快速发展的阶段,世界主要啤酒生产国的总年产量达到18
13、11亿吨,远远超过其酒类位于世界之首。而我国的啤酒产业更是名列前茅:2002年我国啤酒年产量达2386万吨,首次超过美国成为世界啤酒第一生产大国,2009年中国啤酒产量为423638万吨,至今中国啤酒产量已连续十年位居世界第一。【2】据有相关资料数据显示,一般每生产 1t 啤酒就需要耗用840t 新鲜水,并且会产生 735t 废水。【3】啤酒废水主要源于浸麦、制麦芽、糖化发酵、滤酒、包装等生产工序。废水中主要污染物有糖类、淀粉、蛋白质、醇类、纤维素等有机物,悬浮物一般为酒糟、啤酒花及凝聚蛋白。【4】啤酒废水中有机物的含量较高,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
14、厂家对啤酒废水的处理与利用技术进行了研究。本文在阐述啤酒废水的来源及特点的基础上,对几种常见的处理利用技术进行了比较,结论是: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。【5】随着啤酒制造企业的不断壮大,啤酒废水对环境的影响日益加骤,生产啤酒废水的治理也的到越来越多的关注。 1 杨丙峰.啤酒污水典型处理工艺分析J.铁道劳动安全卫生与环保, 2005, 32(1).2 邹东恢,李国全,李淡.啤酒生产技术与装备新发展的展望J.农产品加工学刊,2008,(7):251-253.3施云芬, 刘月华.啤酒废水处理与利用J.酿酒,200
15、6,33(6).4石明岩;啤酒废水处理技术的革新与实践J;工业水处理;2003年01期5李科林,孟范平,王平,吴晓芙,胡曰利;啤酒工业废水处理与利用技术研究进展J;中南林学院学报;1999年01期武昌工学院毕业论文(设计)专用稿纸6马爱华.小麦芽在啤酒生产中的应用J.啤酒科技,2008,(3):46-47,51.DOI:10.3969/j.issn.1008-4819.2008.03.026.7 王荣选. 啤酒工业废水处理的应用研究J. 啤酒科技, 2001(4):13-17.8 刘咏,钱家忠,李如忠;生化法处理啤酒废水的技术分析与展望J;合肥工业大学学报(自然科学版);2003年01期1啤酒
16、废水的概述与水质特点1.1 啤酒工艺流程啤酒是以大麦经发芽制成的大麦芽为主要原料,添加酒花、经酵母发酵酿制而成含二氧化碳的、起泡的、低酒精浓度的酿造酒。【6】而啤酒工艺流程一般包括制麦工艺过程和啤酒生产工艺,其排水情况如图1.1和图1.2所示。而啤酒工业废水一般包括制麦厂工业废水和啤酒厂工业废水。【7】麦汁煮沸过滤糖化沉淀槽麦芽大米糊化麦汁冷却外运发酵排水至处理厂杀菌过滤罐装清酒洗瓶图1.2啤酒生产工艺1.2 啤酒生产废水来源和特点啤酒的废水主要来源于:麦芽生产过程的洗麦水、浸买水、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、过滤洗涤废水;罐装过程洗瓶、灭菌
17、和破瓶啤酒废水;冷却车间和成品车间洗涤水。【8】啤酒生产过程用水量很大,特别是酿造、罐装工序过程,由于大量使用新鲜水,相应产生大量废水。由于啤酒的生产工序较多,不同啤酒厂生产过程中吨酒耗水量和水质相差较大。针对啤酒生产废水中污染物的所含有机物的成分区别可分为以下三类: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。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。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。【9】除了大量的工艺废水外,还要排出麦糟、废酵母、废酒花、废啤酒、二氧化碳等副产物。啤酒废水中的副产物,含有许多营养成分,且
18、无毒,适于生产饲料或食品。【10】9丁睿, 杨小春. 啤酒工业废水产生特点及处理工艺探讨J. 商品与质量焦点关注, 2012(1).10 周长波,张振家,曾庆荣,张扬. 啤酒废水的综合治理J. 工业水处理. 2001(11)11 GB19821-2005啤酒工业污染物排放标准1.3 设计的资料和要求1.3.1原始资料一、处理规模:废水产生量为5000m3/d,水量变化系数取K=1.4。二、水质特点:Q=5000m3/d,K=1.4 COD=3000mg/L;NH3-N=70 mg/L;BOD5=1500 mg/L;SS=400mg/L pH=7.59.4三、出水水质标准:该废水排入自然水体,按
19、照GB19821-2005啤酒工业污染物排放标准的要求,执行表1中排放标准限值。四、任务要求:1、设计说明书;2、工艺流程图;3、平面布置图;4、主体工艺图(选择其中一个反应池)五、预期目标:1、出水能够达到标准要求,工艺设计合理;2、图纸绘制符合作图规范要求,平面布置合理。1.3.2处理要求按照出水水质需要达到【11】GB19821-2005啤酒工业污染物排放标准中排入自然水体的标准,结合原始资料中的进水水质对各种污染物列出表1即:出水水质为COD80 mg/L,BOD20 mg/L,SS70mg/L,TP3mg/L,NH3-N15mg/L,pH=69表1进出水中各种污染物含量污染项目进水水
20、质出水水质去除率%流量 m3/d7000CODmg/l30008097.33 BOD5 mg/l15002098.67SS mg/l4007097.50pH7.59.469BOD5/COD=0.5 COD2000mg/l BOD51000考虑到啤酒生产废水的进出水的水质特点,具体处理方案可以考虑下列要求:(1)选择比较成熟、稳定、经济合理的处理工艺,考虑先进的前沿技术选择方案。(2)设备的选型需要兼顾先进性和通用性来保证设备运行的高效、稳定、可靠。(3)运行灵活、管理方便、维修简单,充分考虑操作自动化,减少操作劳动强度。(4)需要减小或避免对周围环境的影响,合理控制噪声、气味,妥善处理、处置固
21、体废弃物,避免二次污染。(5)为了提高管理水平,在处理站内需要设置相应的监控仪表。(6)工程建设需要满足社会效益、经济效益、环境效益。2工艺概述针对啤酒废水的水质特点,用学者从好氧生物处理、厌氧生物处理和好氧厌氧组合处理工程这三个方面分析了有关啤酒废水处理技术的研究现状,并且分析了各个系统的优缺点,最终指出优化组合工艺是啤酒废水处理技术的必然趋势。【17】目前,国内外普遍采取生化法处理啤酒废水,根据处理过程中是否需要曝气,可以把生物处理法分为好氧生物处理和厌氧生物处理两大类。【13】啤酒废水含多种污染物,是一种较难治理的污水,在国外发达国家采用生化法结合过滤膜技术,已能很好地处理啤酒废水,但是
22、处理费用高昂,像我国这样的发展中国家是很难承担的。目前我国大多数啤酒厂采用传统活性污泥法二次曝气的单一方法处理啤酒废水,效果不理想,不能达到排放标准【】王俞;啤酒厂废水处理方法J;环境;1997年03期一级处理主要采用物理法,用来去除污水中的悬浮物质和无机物。二级处理主要采用生物法,包括厌氧生物处理法中的UASB法和好氧生物处理法中的SBR法,可有效去除污水中的BOD、COD。)随着现代人们的节能环保意识的增强,开发和利用新工艺和产品处理啤酒生产废水在国内外引起广泛关注。也有一些新开发的工艺被提出,2001年曾有学者针对共轭电处理啤酒废水做了相应的实验;以及针对采用空气阴极微生物燃料电池处理啤
23、酒废水进行深入的研究。【14】啤酒废水中含有大量的有机物,主要包括糖、可溶性淀粉、乙醇、挥发性脂肪酸等,这些废物本身并无毒,但含有大量可被生物降解的物质,若不加治理直接外排,将导致地表水和地下水的污染。本文以H_3PO_4活化法自制的薄皮核桃壳活性炭为吸附剂,对啤酒厂发酵罐CIP清洗得到的废水进行处理,通过单因素和正交实验,以啤酒工业废水COD的去除率为考核指标,得到最佳处理工艺参数为:粒径为6080目的活性炭,与pH=8的啤酒工业废水以1:20的料液比混合,室温下吸附20min,COD的去除率可达77.5%。因此,以薄皮核桃壳活性炭处理啤酒工业废水切实可行【】董瑞;肖凯军;刘娅;薄皮核桃壳活
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