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1、河北工程大学毕业设计目录摘要1第1章 绪论21.1 啤酒生产工艺21.2 废水、废物来源31.3 啤酒废水的特征及水质水量4第2章 毕业设计任务书4第3章 方案选择63.1 啤酒废水的处理方法63.2 本设计工艺的选择及其流程10第4章 各构筑物计算124.1 格栅124.2 调节池154.3 过滤机154.4 UASB反应池设计计算154.5 CAST池设计计算264.6 污泥浓缩池设计计算294.7 贮泥池设计计算324.8 污泥脱水34第5章 污水处理站布置345.1 污水处理厂平面图布置345.2 污水处理厂高程布置375.3 污水泵站工艺设计41结束语42参考文献43摘要随着人民生活
2、水平的不断提高，我国的啤酒工业发展迅速，啤酒产量有了较大幅度的增长，已成为世界五大啤酒生产国之一。至目前为止全国啤酒年产量超过2500万吨，居世界首位。啤酒工业在我国迅猛发展的同时，排出了大量的啤酒废水，给环境造成了极大的威胁。本设计为某啤酒废水处理设计。设计程度为初步设计。啤酒废水水质的主要特点是含有大量的有机物，属高浓度有机废水，故其生化需氧量也较大。该啤酒废水处理厂的处理水量为5000,不考虑远期发展。原污水中各项指标为：BOD浓度为4500-5500 mg/L ,COD浓度为8500-11000 mg/L ，SS浓度为800-450mg/L 。因该废水BOD值大,不经处理会对环境造成巨
3、大污染，故要求处理后的排放水要达到一定的排放标准,即：BOD 100 mg/L ，COD 150 mg/L ，SS 160mg/L 。本文分析了啤酒生产中废水产生的环节，污染物及主要污染来源，并从好氧、厌氧生物处理两方面来考虑了废水治理工艺，提出了UASB+CAST的组合工艺流程。可将废水COD由8500-11000 mg/L降至100-150 mg/L ，BOD从4500-5500mg/L降至50-100 mg/L以下，SS由800-450 mg/L降到160 mg/L以下，出水符合标准。本设计工艺流程为：啤酒废水 粗细格栅 污水提升泵房 调节池 UASB反应器 CAST池 处理水该处理工艺
4、具有结构紧凑简洁，运行控制灵活，抗冲击负荷，污泥量小等特点，实践表明该组合工艺处理性能可靠，投资少，运行管理简单的特点。为啤酒工业废水处理提供了一条可行途径。具有良好的经济效益、环境效益和社会效益。关键词： 啤酒废水 UASB CAST第1章 绪论1.1啤酒生产工艺啤酒生产工艺分为制麦、糖化、发酵、及处理等4大工序1.麦芽制备工段麦芽制备工段习惯上称为制麦，是生产啤酒的开始，将原料大麦制成麦芽。整个制麦过程大体可分为原料清选分级、浸麦、发芽、干燥、除根等过程。制麦的目的在于使大麦发芽，产生多种水解酶类，以便通过后续糖化，使大分子淀粉和蛋白质得以分解溶出。制麦工段用水主要包括浸麦洗麦用水和冷却用
5、水两部分。用水浸渍大麦，俗称浸麦，浸麦的目的在于使麦粒吸水和吸氧、洗涤除尘以及去除微生物，并将麦皮内的用害成分浸出，为发芽提供条件。在浸麦时，浸麦用水中常投加化学药品，如饱和澄清石灰水、甲醛水溶液、高锰酸钾、氢氧化钠或氢氧化钾溶液。整个浸渍周期长达48-72天。随着排水时间的推迟，每以浸段产生的废水中含有机污染物浓度由高到低。根据国内现行制麦工艺，每投产1t大麦约耗水18-60（1）发芽 水分、氧气和温度是麦粒发芽的必要条件。大麦经水浸渍后，含水率为4048，在制麦芽过程中需通入饱和湿空气，环境的相对湿度应在85以上。麦粒发芽因呼吸作用而耗氧，同时产生的二氧化碳有利于麦粒发芽。但通风量不能过大
6、，否则麦芽呼吸作用太旺盛，营养物会消耗过多。发芽的温度以13-18为宜。温度过低，发芽周期要延长；温度太高，发芽生长速度快，营养物质耗费多，如果通风跟不上，容易发生霉烂现象。所以，发芽工段生产的水温度较低，单发芽工段的污水温度一般在10左右，单独处理会有低温处理的困难。（2）干燥 生产啤酒，不直接使用绿麦芽，而是使用干麦芽，这是因为，经干燥处理后，绿麦芽的生腥味被去除，使啤酒的风味得到改善；经干燥处理后，干麦芽带有的特有的色、香、味赋予啤酒特殊的风味；从储藏角度看，绿麦芽含水量高，不能久贮。麦芽的干燥过程分成烘干和焙焦两个阶段。（3）麦芽除根 麦根的吸湿性强，如不去除，易吸收水分而影响麦芽的保
7、存。麦根含有苦涩味物质、色素和蛋白质，对啤酒的风味、色泽和稳定性都不利。因此，经干燥后的麦芽，应立即用除根机除根。（4）麦芽保存 麦芽经适当时间贮存后再用来糖化要不直接使用新鲜麦芽效果好。再贮存期间，麦芽的淀粉酶和糖化酶活力以及酸度都有提高；另外，麦芽吸收了少量水分，再粉碎时谷皮不碎，对麦汁过滤有利。干麦芽除根稍冷后，应立即送入立仓贮存。如采用袋装，因与空气接触面大而易吸收水，故贮存期较短，不宜超过6个月。2. 麦汁制备工段麦汁制备工段俗称糖化。将麦芽粉碎后与温水混合，借助麦芽自身的多种水解酶，将淀粉和蛋白质等高分子物质进一步分解成可溶性低分子糖类、糊精、氨基酸、腖、肽等，麦芽内溶物的浸出率可
8、达80，这就是糖化过程。3 发酵工段加酒花后的澄清麦汁冷却至6.5-8.0，接种酵母，发酵正式开始。酵母对以麦芽糖为主的麦汁进行主发酵，产生乙醇和二氧化碳。4. 灌装工段经过发酵的成熟酒俗称嫩酒，送入后酵罐，长期低温贮存。残余酵母和蛋白质等沉积于贮罐底部，少量悬浮于酒中，须经分离后才能罐装。在滤酒工艺中，经过滤器截留的酒渣、部分过滤材料及残酒随水排入下水道。经过滤后的成品酒可直接桶装或罐装。装酒用的桶或罐，在装酒前要经行清洗和消毒，因此清洗水中含有残酒和酒泥。1.2 废水、废物来源在麦芽制备工段的废水主要来自浸麦、洗麦。废水中含有大麦粒、瘪大麦、麦芒、麦皮和泥沙等悬浮固体以及谷皮的浸出物，如宁
9、物质、矿物质、蛋白质、苦味质等。悬浮固体含量大约占原大麦投加质量的2左右。每浸渍1t大麦产生COD污染物约10-12kg或BOD污染物5-6kg，废水中挟带的浮麦量约20.0kg，这与国外资料提供的数据基本相符。麦汁制备工段的废水主要来自糖化锅与糊化锅的刷锅水、清洗水和麦糟贮存池底流出的麦糟水。一般冷、热凝固物也含在废水中排出，所以糖化工序产生的废水中有机物质比较多，COD浓度高达2000040000mg/L。该废水的排放量约占废水中有机物总量的5-10，废水排放为间歇排放。麦汁制备工段的废弃物有麦糟、冷和热凝固物。麦糟使麦汁制备过滤后产生的副产物，含水75-80，组分主要有蛋白质、脂肪、淀粉
10、、还原糖、粗纤维以及灰分。热凝固物使在麦汁煮沸过程中，由于蛋白质变性和多酚物质氧化、聚合而产生的。热凝固物含水80，组分为蛋白质、酒花树脂、多酚物质和灰分。冷凝固物是在麦汁冷却过程中析出的，主要组分是蛋白质、碳水化合物、多酚物质和灰分。在此工段，每制1t成品酒，产生COD污染物7.24kg或BOD污染物3.77kg。发酵工段的废水来源于洗涤水，COD浓度为2000-3000mg/L,排放量约为废水总量的15-20，采取间歇排放的方式。这个工段的废弃物是酵母和硅藻土。酵母是在啤酒发酵过程中沉淀下俩的，一般因为生产所需，沉淀下来的酵母经洗涤后重复使用，但多余的和失去活力的酵母，如不综合利用则随废水
11、排出。酵母除含水80-85外，其他组分是蛋白质、脂肪、纤维、灰分和无机氮浸出物。在此工段，每制1t成品酒，产生COD污染物8.3kg或BOD污染物5kg。灌装工段的废水来自洗瓶水、喷淋杀菌水、冷却水、地面冲洗水和包装物破损流出的残酒等。这部分的排放量较大，约占总量的30-40，COD浓度为500-800mg/L，采取连续排放的方式。1.3 啤酒废水的特征及水质水量1.特点啤酒厂生产啤酒过程用水量很大，特别是酿酒、罐装工艺过程大量使用新鲜水，相应产生大量废水。啤酒的生产工艺较多，不同的啤酒厂生产过程中吨酒耗量和水质相差很大。管理和技术水平较高的啤酒厂耗水量为812 吨每吨，我国啤酒厂的吨酒耗水量
12、一般大于该参数。国内啤酒从糖化到罐装总耗水1020 立方米每吨。酿造啤酒消耗的大量水除一部分转入产品外，绝大部分作为工业废水排入环境。啤酒工业废水按其有机物含量可分为以下几类：（1）冷却水 冷冻机，麦汁和发酵的冷却水等。这类废水基本上未受污染。（2）清洗废水 如大麦浸渍废水，大麦发芽降温喷雾水，清洗生产装置废水，漂洗酵母水，洗瓶机初期洗涤水，酒罐消毒废水，巴斯德杀菌喷淋水和地面冲洗水等，这类废水受到不同程度的有机污染。（3）冲渣废水 如麦渣液，冷热凝固物酒槽剩余酵母，酒泥，滤酒渣和残碱性洗涤液等，这类废水中含有大量的悬浮性固体有机物，工作中将产生麦汁冷却水，装置洗涤水、麦糟、热凝固物和酒花糟和
13、大量悬浮固体。（4）罐装废水 在罐装酒时，机器的冒泡滴时有发生，还经常出现冒酒，使废水中掺入大量残酒。另外喷淋时由于用热水喷淋，啤酒升温引起瓶内压力上升，“炸瓶”现象时发生，致使大量啤酒洒在喷淋水中。为防止生物污染，循环使用喷淋水时需加入防腐剂，因此别更换下来的废喷淋水含防腐剂成分。（5） 洗瓶废水清洗瓶子时先用碱性洗涤剂浸泡，然后用压力水初洗和终洗，瓶子清洗水中含有残余碱性洗涤剂、纸浆、染料、浆糊、残酒和泥沙等。碱性洗涤剂要定期更换，若直接排入下水道可使啤酒废水呈碱性，因此废碱性洗涤剂应先进入调节、沉淀装置进行单独处理。若将洗瓶废水的排出液经处理后储存起来用以调节废水的酸碱值（啤酒废水平时呈酸性），则可以节省污水处理的药剂用量。2.废水水质排放的啤酒废水超标项目主要是COD、BOD、SS、pH值4项，从各车间排放的废水水质水量波动较大。水质变幅范围一般为：pH值5-7，水温10-30，COD 8500-11000mg/L，BOD 4500-5500mg/L，SS 800-450mg/L，属高浓度有机废水，BOD/COD约为0.5-0.52，可生化性良好。第2章 毕业设计设计任务书1. 毕业设计的意义毕业设计是学生学习阶段的最后一个环节。与以往理论课学习不同，具有巩固、深化和综合运用所学理论知识的作
