生物工程专业毕业论文--啤酒废水处理工程设计开题报告文献综述外文翻译

生物工程专业毕业论文--啤酒废水处理工程设计开题报告文献综述外文翻译内容摘要：

升流式厌氧污泥床反应器 (UASB)，两相厌氧消化 (TPAD)等工艺，以其较高的容积负荷率和较短的水力停留时间受到人们的关注，被称为第二代厌氧反应器。 经过实践证明，这类反应器完全适用于处理啤酒废水，而且厌氧消化工艺相似于啤酒酿造、发酵生产工艺，很容易被啤酒厂家所掌握。 啤酒废水处理受到关注，并日 益向着节资、节能、节地、高效、回收利用有用物质的方向发展，使得废水处理对于每个啤酒生产厂家来说都变得切第 3 章 处理构筑物的设计计算 9 实可行。 许为义设计用生态工程系统（ EES）对啤酒废水处理利用时，实现了啤酒废水负价值被动处理转变为正价值的资源化、生态化与经济化的利用目标。 郑爱榕等应用 PSB 和螺旋藻研究了啤酒废水的净化和利用，试验表明不仅能高效的处理啤酒废水且能回收数量可观的含高蛋白的螺旋藻。 满春生等应用啤酒废水培养单细胞蛋白（ SCP）获得了丰富的含高蛋白的营养物。 高玉荣等在研究啤酒废水生物净化时，最后得到大量鱼虾和其他动物的优质饵料生 物－大型蚤藻。 ： 尽管目前污水处理技术众多 , 但其发展目标是一致的 , 即以发展绿色技术、实现资源可持续开发利用和生态安全为目标。 根据国内外研究动向 , 啤酒废水处理技术发展趋势将表现在以下几个方面 : (1) 引入清洁生产的概念 , 从改进生产工艺入手 , 降低污染物的产生和排放 , 可对环境起到标本兼治的目的。 (2) 充分利用新技术对现有的啤酒废水处理工艺进行因地制宜的技术改造 , 采用高效节能的生物反应器。 (3) 实行污水规模化集中处理 , 可免除重复性设备投资 , 易于采用新技术。 (4) 啤 酒废水中含有多种有用物质 , 在处理前应尽量回收有用的固体物质 , 经加工后作饲料添加剂或药品 , 在处理时应多考虑变废为宝 , 提高经济效益。 (5) 针对啤酒废水中有机物含量高、生物降解性差的特点 , 同时考虑能源紧张的形势 , 主要采用厌氧 2好氧联合技术 , 并将产生的污泥干化后作肥料使用。 (6) 当前全球水资源紧张已成为世界关注的焦点 , 而啤酒废水有害无毒 ,如能将其净化后回收利用 , 可达到节约水资源的目的。 (7) 在污水处理中实行自动化控制技术 , 实现反应器自控管理 , 将会节省人力。 (8) 开发生物基因技术 在环保领域的应用 , 向着节能、回收有用物质的 10 方向发展。 近年来 , 对啤酒废水处理有了很大的发展 , 好氧法提供了可实用的技术手段 , 厌氧 好氧串联工艺在啤酒处理工艺中具有优势 , 新兴的生物处理技术则为我们开辟了新的思路。 我们在应用时 , 一方面要注意从源头控制 , 加强管理 , 根据清洁生产的要求 , 以预防为主 , 从现行啤酒企业预防污染技术角度出发 , 优化生产工艺 , 尽量提高废物回收利用率 , 实现资源化和污染物的减量化。 另一方面 , 处理工艺应用时也要谨慎 , 要掌握新技术、新工艺的原理及优缺点 ,注意其使用条件并在设计中留有一定的余地 ,使啤酒废水处理技术真正朝着综合治理方向发展 , 实现啤酒废水治理的环境效益和经济效统 一。 本设计的研究内容 啤酒厂排放的废水超标项目主要是 COD、 BOD SS 三项。 啤酒生产的废水主要来自两个方面，一是大量的冷却水（糖化，麦芽冷却，发酵等），二是大量的洗涤水，冲洗水（各种罐洗涤水，瓶洗涤水等）。 由此可见，啤酒废水的特点是水量大，无毒有害，属高浓度有机废水 ，具有 COD浓度高、含固率较大、废水水量极度不均匀等特点，因此治理工作通常比较困难。 根据废水特点，设计稳定 和经济技术合理的 UASB式活性污泥处理工艺，保证废水达到 国家污水综合排放二级标准 ，同时使投资、占地面积、运行管理度达到最佳设置。 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。 但是厌氧处理效果受 废水 的水温、 pH、有毒物质等环境条件影响较大。 第 3 章 处理构筑物的设计计算 11 第 2章 啤酒废水处理工艺设计 废水生物处理工艺选择原则 （ 1）在确定工艺流程之前，需要对原水的水质情况有全面的了解，摸清废水中污染物质的种类、数量和组成。 工艺方法应适应国家和地方的有关规定， 严格遵守国家地方有关环境保护法律、法规，保护改善周边的生态环境，处理后的水质指标达到规定的设计要求。 确定的工艺应能适应一定范围内水质水量较大的变化，抗冲击负荷能力强。 （ 2）在确保达到处理要求的前提下，尽量减少投资和运行成本，运用类比方法参考类似项目的运行经验，进行技术经济分析综合考虑确定最佳的工艺流程方案。 （ 3）全面考察项目所在地的自然环境和社会环境现状，并结合考虑废水生物处理的特点。 北方寒冷地区最好选择适合在低温条件或者对温度变化要求不高的处理工艺运行。 （ 4）工艺流程的选择应尽量考虑成熟的工艺流程， 当然也可以选择技术先进的工艺，但是必须要考虑好先进技术和工艺和理性可行之间的关系，对把握不大或者难处理的废水应做好试验工作，甚至进行小试和中试试验，以实验结论作为工艺设计的参考依据，这样才能保证最终工艺方案的可行，将风险降低到最低程度。 工艺的先进性也体现了废水处理项目的总投资、运行费用和管理等方面的内容，最好是选择处理能耗地、效率高、管理方便、产物能得到利用同时符合清洁生产要求的处理工艺路线。 对不成熟的，尚在试验阶段的新处理技术、新处理工艺、新处理装备应慎重考虑对待。 （ 5）当然工艺选择的原则还是先易后难、 先粗后细、先成本低后成本高的方法。 最好处理工艺是简洁和简单的，因为简洁和简单的工艺是成熟的、稳定的和可靠的。 总之，废水生物处理工艺的选择应综合考虑多方面的影响因素，全面衡量，进行多方案的比较确定才能得到最终方案。 上述几条原则只是基本原则，在实际具体的工艺实践中，应该眼光放远点，涉及要有前瞻性，使工艺流程不仅能满足现在的需要，也要尽量符合将来的处理要求。 [2,7] 12 处理技术的提出及选择 方案一 水解酸化 好氧技术 水解是利用厌氧反应中的水解酸化阶段而放弃停留时间较长的产甲 烷阶段。 水解对有机物具有较高的去除率，特别是对悬浮物的去除率显著高于具有相同停留时间的初沉池。 水解反应可使啤酒废水中的难降解有机物大分子转变为易降解的有机物小分子，出水的可生化性能得到改善，使后续处理工艺变得简单。 与此同时，悬浮固体废弃物被水解为可溶性物质，使污泥得到处理，其后可采用各种好氧工艺。 一般啤酒废水不需要水解酸化，但由于啤酒废水的悬浮性成分较高，而水解池又具有有效截流去除悬浮颗粒物的特性，因而将其应用于啤酒废水的处理可除去相当一部分有机物。 同时，水解反映器水力停留时间短，在低温下仍有较好的去除率。 方案二 UASB反应器 好氧技术 UASB是升流式厌氧污泥床反应器的简称。 基本原理是：废水中的有机污染物在厌氧条件下，经微生物分解，转化成甲烷、二氧化碳等，所产气体（沼气）含甲烷大于 70%，可作为能源燃料、发电等，既去除了有机污染物有回收了能源。 UASB反应器集生物转化反应与沉淀于一体，结构紧凑，废水由配水系统从反应器底部进入，通过反应区经气、固、液三相分离器进入沉淀区，气、固、液分离后．沼气由气室收集，再由沼气管流向沼气柜；固体 (污泥 )由沉淀区沉淀后自行返回反应区，沉淀后的处理水从出 水槽排出； UASB反应器内不设搅拌设备，上升水流和沼气产生的气流足可以满足搅拌要求。 反应器内的三相分离器可使反应器内保持高活性、高沉淀性能的厌氧微生物，从而在工艺上较一般厌氧装置效率高，可节省投资与占地面积。 厌氧处理出水可做农田灌溉，也可接好氧处理进一步降低出水中的有机物含量，达到工业污水的排放标准。 该技术现已被推荐为“国家环保最佳实用技术”，并已有许多座用于高浓度有机废水的处理中，目前运行状况均良好，达到了设计要求。 UASB 有如下优点： 第 3 章 处理构筑物的设计计算 13 （ 1）污泥颗粒化使反应器对不利条件抗性增强； （ 2）沉降性能好，不 设沉淀池，无需污泥回流，简化了工艺，节省了投资和运行费用； （ 3）不设填料，提高容积利用率，避免堵塞； （ 4）消化产气，污泥上浮，造成一定的搅拌，因此不设搅拌设备； （ 5）污泥浓度和有机负荷高，停留时间短； （ 6）运行费用低，并可回收沼气。 可以看出，在大多数情况下， UASB好氧工艺的优点 (表 21)远远大于其缺点表 (22)。 UASB 集中处理啤酒生产工艺中排放的高浓度有机废水，是北方啤酒厂工艺废水综合治理的最佳方法。 它解决了北方啤酒厂露天曝气池无法过冬的难题。 表 21 厌氧 UASB 技术的优点 [1， 13] UASB 反应器 好氧技术 与水解酸化 好氧技术相比 提高了工艺稳定性 没有污泥膨胀现象 减少了剩余污泥处理、处置费用 是水解工艺的 35% 减少了氮和磷的补充费用 啤酒废水相同 减少了处理装置总体积 是水解工艺的 55% 节省能源，确保生态和经济效益 是水解工艺的 15% 减少污泥脱水的药剂费用 是水解工艺的 60% 表 22 厌氧 UASB 技术可能的缺点 [1， 13] 需要长的启动时间培养生物量 在低浓度或碳水化合物废水中存在碱度能力不足的可能 在一些情况下对于排放地表水出水水质不多 对 低浓度废水产生的甲烷不足以将废水加热到 20℃最佳温度 好氧工艺的选择 由于啤酒废水浓度较高，经处理后出水达不到排放标准，需继续进行好氧处理。 现对生物接触氧化， SBR 和三沟式氧化沟三种方案进行比较，如 14 所示。 UASB+SBR 法处理工艺与水解酸化 +SBR 处理工艺相比有以下优点： ① 节约废水处理费用。 UASB 取代原水解酸化池作为整个废水达标排放的一个预处理单元，削减了全部进水 COD 的 75%，从而降低后续 SBR 池的处理负荷，使 SBR 池在废水处理量增加的情况下，运行周期同样为 12 h，废水也能达标排放。 也 就是说，耗电量并没有随废水处理量的增加而增加。 同原工艺相比较，每天实际节约 1 500～ 2 500 m 3 废水的处理费用，节约能耗约 万元 /a。 ② 节约污泥处理费用。 废水经过 UASB 处理后， 75%的有机物被去除，使 SBR 处理负荷大大降低，产泥量相应减少。 水解酸化 +SBR 处理工艺工艺计算，产泥量达 17 t/d(产泥率为 kg 污泥 /kgCOD，污泥含水率为 80%)，UASB+SBR 法处理工艺产泥量只有 5 t/d(含水率为 80%)左右，只有水解酸化+SBR 处理工艺的 1/3，污泥处理费用大大减少，节约污 泥处理费用约为 20元 /日。 CASS 法 是 SBR 法的改进工艺。 CASS 法其反应池由预反应区和主反应区组成，因此，对难降解有机物的去除效果更好。 进水过程是连续的，因此单个池子可独立运行；而 SBR 进水过程是间歇的，应用中一般要 2 个或 2 个以上池子交替使用。 排水是由可升降的堰式滗水器完成的，随水面逐渐下降，均匀将处理后的清水排出，最大限度降低了排水时水流对底部沉淀污泥的扰动。 CASS 法每个周期的排水量一般不超过池内总水量的 1/3，而 SBR 则为3/4，所以， CASS 法比 SBR 法的抗冲击能力更好。 CASS 工艺特点 如下： 设备安装简便，施工周期短，具有较好的耐水、防腐能力，设备使用寿命长；对原水的水质水量的变化有较强的适应能力，处理效果稳定，出水水质好；处理工艺在国内外处于先进水平，设备 自动化 程度高，可用微机进行操作和 控制 ；整个工艺运转操作较为简单，维修方便，处理厂内不产生污染环境的臭气和蚊蝇 ；投资较省，处理成本低，工艺有推广应用价值。 工艺流程说明 废水经过格栅后 ,除去较大的悬浮物及漂浮物 ,进入调节池 ,经提升泵至第 3 章 处理构筑物的设计计算 15 UASB 反应器进行厌氧发酵 ,然后现进入 CASS 反应器进行好氧处理，其工艺流程图见图 21. 图 21 废水处理工艺流程图 本章小结 本章根据污水的原始设计资料，结合污水特点，提出了水解酸化处理工艺。 该流程为物理，化学，生物化学的组合工艺，实现处理后的水达标排放。 格栅 提升泵 过滤机 沼气柜 调节池 UASB 反应器 CASS 反应池 污泥浓缩池 脱水间 废水 污水 泥外运 污泥 达标 排放 集泥井 消毒 16 第 3 章 处理构筑物的设计计算 格栅 设计参数 设计流量 Q = 8000m3/d = ； 取中格栅，栅条选圆钢；栅条宽度 S=，栅条间隙 e=，格栅安装倾角  =60176。 ，便于除渣操作 设计计算 由于本设计水量较少，故格栅直接安置于排不渠道中。 ①平均日流量 smdmQ d / 最大日流量 smQKQ dZ /1 1 1 9 3m a。