酒精废水开题报告.doc

毕业设计(论文)开题报告题 目： 某酿酒厂酒精废水 处理工艺设计 学生姓名： 学 号： 专 业： 给水排水工程 指导教师： 2014年 3 月23日 1结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2000字左右的文献综述：酒精工业是国民经济重要的基础原料产业，广泛应用于化工、食品工业、日化、医药卫生等领域。酒精发酵工业主要是利用粮食中的淀粉部分，使淀粉转化成酒精，其余部分未加以利用，如用薯干、玉米等发酵只利用了原料中的淀粉和可发酵性糖的8593%，其他有机物包括工艺过程中的非挥发性产物都残留在酒精糟中，以产一吨酒精计算，残留的有机物约为500公斤。酒精生产工业是我国排放有机污染物浓度最高的一个行业1，约占全国工业废水中有机物排放总量的1/10左右，如不加以治理，后果可想而知。酒精废水是高浓度、高温度、高悬浮物的有机废水，酒精糟虽然无毒，但是废染负荷高成酸性。废渣含有粉碎后的木薯皮、根茎等粗纤维，木薯中的纤维素和半纤维素是多糖类物质这些物质残留在废液中，增加了废水处理的难度。酒精废水处理过程一般分为三部分：预处理、二级处理和后处理2。1 预处理方法预处理方式：过滤，沉淀法等方法，酒精废水通常含有较多悬浮物质，通常用离心或气浮分离装置进行固液分离，或是用格栅过滤设置沉砂池。1. 1 离心装置离心机在外界传动设备的驱动下高速运转，转鼓带动需进行分离的废水运转，废水中密度不同的悬浮颗粒所受离心力不同进行分离。酒精废糟液经离心分离去除大量浮渣。1. 2 气浮分离装置气浮通过产生大量微气泡，使气泡与废水中密度接近于水的固体或液体污染物颗粒黏结，形成密度比水小的气浮体，在浮力作用下上升至水面形成浮渣，进行固液分离或者液液分离。酒精废水中轻质的悬浮物上附着着气泡，漂浮到水表面；较重的絮凝体，在分离室中沉淀，经过混凝气浮法处理的废水，可以去除水中90%以上的悬浮物。2 二级处理方法2. 1 厌氧生物法厌氧生物处理可为最佳处理方式，并且整个过程耗能少，可回收沼气作为生物能源3。传统厌氧反应器为厌氧消化池，属于低负荷系统，效率低。取而代之的是各种高效厌氧生物反应器，如：UASB（上流式厌氧污泥床），EGSB（厌氧膨胀颗粒污泥床），IC（厌氧高效内循环），AFB（厌氧流化床）等2。2.1.1 UASBUASB上升式厌氧污泥床4是基于微生物固定化原理发展起来的第二代厌氧处理器，目前应用较广。连学林5采用两级UASB作为底锅水和冲滩水厌氧处理反应器。在常温条件下，进水CODcr15000mg/L-20000mg/L，出水CODcr小于300mg/L，去除率达95%。两级厌氧反应器比单级厌氧反应器具有更高处理效果，但设计和控制也更复杂。实践证明UASB有较高的污泥负荷率，设备简单，运行方便，勿需设沉淀池和污泥回流装置，不需要充填填料，也不需在反应区内设机械搅拌装置，造价相对较低，便于管理，不易发生堵塞问题。2.1.2 EGSBEGSB反应器中可以分为进水配水系统、反应区、三相分离区和出水渠系统。与UASB反应器不同之处是，EGSB反应器设有专门的出水回流系统6。颗粒污泥处于膨胀状态，成功解决堵塞问题，且有传质好，高径比大等优点。在EGSB反应器处理米酒废水实验中，在中温 ,容积负荷10kgCODcr/(m3d)，反应器稳定运行6d，CODcr去除率维持在95%左右。当增大容积负荷至20kgCODcr/（m3d）时，CODcr去除率也可维持在70%以上，而且采用UASB厌氧污泥接种到EGSB可达到快速启动的目的7。2.1.3 IC 工艺IC（internal circulation）反应器是新一代高效厌氧反应器，废水在反应器中自下而上流动，污染物被细菌吸附并降解，净化过的水从反应器上部流出。IC反应器内污泥浓度高，微生物量大，且存在内循环，传质效果好，进水有机负荷可超过普通厌氧反应器的3倍以上。增强反应器对悬浮物的适应性，非常适合酒精糟液悬浮物高的特点。反应器中很大的内循环流量可以对pH值起到较好的缓冲作用。另外，反应器高径比大，占地面积小，非常适合该厂土地紧张的状况。徐富8等改进 IC 工艺，设计新型MIC 厌氧反应器。该反应器集厌氧多级内循环、波浪式三相分离器、内循环厌氧反应器回流管防堵装置于一体，将此反应器处理酒精废水。 2.1.4 BAFBAF法将微生物固定于小颗粒载体上，并使之处于流态化。反应器有生物质浓度高、传质好、对各种废水适应性强等特点。反应器内填充着粒径小、比表面积大的载体，厌氧微生物组成的生物膜在载体表面生长，载体处于流化状态，具有良好的传质条件，微生物易与废水充分接触，细菌具有很高的活性，设备处理效率高。2. 2 好氧生物法厌氧生物处理可大幅度降低CODcr、BOD5，但一般条件下，除去磷酸盐和氨的作用有限。好氧生物法一般适合处理中、低浓度的有机废水，适合作为厌氧法后处理工艺。常用的好氧处理工艺有：SBR（间歇式活性污泥）法，CAST（循环活性污泥）,氧化沟法，生物接触氧化法，膜生物反应器等2。2.2.1 SBR又称序批式活性污泥处理工艺，无需设污泥回流设备，不设二沉池，曝气容积小于连续式，建设费用与运行费用低9不产生污泥膨胀，在单一的曝气池可以进行脱氮除磷处理，处理水质优于连续式。但SBR主要是间歇操作，当废水排放与间歇进水不匹配时，往往需要多套反应器并列运行，增加了控制系统的复杂性2。SBR法是在好氧、厌氧交替状态下运行的，因此，其运行可以更好地抑制污泥膨胀，并节省曝气费用。亳州市古井酒精分公司,使用SBR池CODcr去除率达91%，BOD5去除率达95%。2.2.2 生物接触氧化法 生物接触氧化处理技术的实质之一是在池内填充填料，已经充氧的污水浸没全部填料，并以一定的流速流过填料。在填料上布满生物膜，污水与生物膜充分接触，在生物膜上微生物新陈代谢的作用下，污水中的有机污染物得以去除，污水得到净化，因此，又称为“淹没式生物滤池”9。酒精废水有机物在生物接触氧化池内被活性好氧微生物分解，使水中的有机物降至最低。2.2.3 CASS在厌氧-好氧工艺中，若顺利实现厌氧处理与好氧处理之间的衔接10，可提高后续好氧处理效果。CAAS 反应器由缺氧区，预曝气区，沉淀区，曝气区组成，酒精废水经厌氧处理后进入缺氧产酸阶段，将废水中剩余有机物大分子降解为小分子有机物，提高BOD5/CODcr值。在预曝气区内，使污泥中微生物得到增殖，并可除去部分CODcr沉淀区可将前阶段的污泥分离最后废水可在最佳状态下进入曝气区。此外，生物接触氧化法、氧化沟法、膜生物反应器等在酒精废水处理中得到应11。实践证明，采用厌氧-好氧工艺比单独使用厌氧工艺或是好氧工艺处理效果更好。原因为2：（1）厌氧工艺处理负荷高，好氧工艺脱氮除磷效果好，两者可互补；（2）厌氧工艺有着良好的耐冲击能力，为好氧创造稳定的进水条件，但是厌氧出水水质能达标。好氧能有效处理厌氧出水中剩余有机物，出水水质优于厌氧（3）厌氧过程可收集沼气，而好氧工艺相比其它物化方法成本低，耗能少。目前国内大部分白酒生产企业都采用厌氧-好氧-物化工艺处理白酒废水。3 后处理方法酿造废水的色度去除是一个难题，特别是酒糟废液，经厌氧处理后，废水呈黑褐色，主要是由于蛋白黑素的存在 12。 去除色度物化处理较有效果。酒精废水深度处理的方法有：絮凝沉淀法、砂滤法、吸附法、臭氧氧化法、膜分离法、离子交换法、电解处理、蒸发浓缩法等物理化学方法。4 总结酒精废水悬浮物含量高，温度高，平均水温达70，浓度高，废水的COD高达2-3万，包括悬浮固体、溶解性COD和胶体，废水呈酸性，属难处理的工业废水之一。目前处理酒精废水的方法的方法有很多种，各种方法都有其不同的优缺点,往往需要几种方法和几个处理单元组成的系统处理后才可以达到要求。有机物的去除一般以生物法为主如生物接触氧化法，预处理阶段采用物理方法可去除部分悬浮物。参考文献1唐受印，戴友芝，刘忠义，等. 食品工业废水处理M. 北京：化学工业出版社, 2001.2周建丁，周健.白酒工业废水处理现状及展望J.四川理工学院学报（自然科学版），2008,12:7476.3 任南琪，王爱杰.厌氧生物技术原理与应用M.北京:化学出版社,2004.4http:/wenku.baidu.com/link?url=QZxUI0nbuphw6gXKrxYB7IpW-nfNQWX8RKHh1E1ivHWvdlA4lFy3d6wTcmTEo5xMGQf6SAKLC9XC5HGOvc5HMbi5FF2CEedk6zl8_OosFyG5连学林.常温 UASB 装置处理五粮液酒厂废水J.中国沼气,2001,19(4):27-29.6tFBOaKJLEUCZ55Kc71GaPklfPToBwQCSiv_Tr0ruYVDLPo2EiO_5dyVAGEu2asEYtC1q9H4UH5r2uUjt53bQ_7 郭晓燕,张振家.EGSB 反应器处理米酒废水的启动方法研究J.环境污染与防治, 2004,6(2):107-108.8徐富,吴建华,刘锋,蒋京东,马三剑.酒精废水处理高效厌氧技术J.酿酒科技,2006,10:04-107.9张自杰排水工程M第四版.北京： 中国建筑工业出版社，2000：138.595.10王 炜.两级 UASB-CAAS 技术处理酒精废液J.酿酒科技, 2006, 10: 101-103.11张红光,黄石.白酒生产废水处理设计及运行结果J. 工业用水与废水,2000：31-33.12ManisanKar P,Rani C,Viswanathan S.Electrochemical treatment of distillery effluent using catalytic anodes J.Green Chem., 2006, 5.13UASB-接触氧化工艺在酒精废水处理中的应用.中国污水处理工程网，2009,1.2.本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段及途径：本课题为酒精废水处理的工艺设计，设计进水水质为：pH 4.0，COD 20000mg/L，SS 10000mg/L。设计出水水质：出水水质达到污水综合排放标准GB89781996一级标准值：pH 6.0-9.0，CODcr 100mg/L，BOD520mg/L，SS 70mg/L。本设计采用UASB+混凝沉淀+接触氧化为主要工艺，通过对酒精废水的处理，减少废水中的污染物，提高污水的利用率。UASB 反应器设备简单，运行方便，勿需设沉淀池和和污泥回流装置，不需充填填料，造价相对较低，便于管理，而且不存在堵塞问题9。并且，CODCr容积负荷高，可达到15Kg/m3d左右，水力停留时间短，池容小，颗粒污泥浓度高，处理效果好13。酒精废水属高浓度有机废水，采用UASB反应器对其进行厌氧消化处理，不仅大幅度降低了废水的COD，而且产生大量可供回收利用的沼气。沼气是一种良好的清洁燃料。废水经厌氧污泥床流入缺氧池，缺氧池具有双重作用，一是对废水进行生物预处理，改善其生化性，并吸附、降解一部分有机物；二是对系统的污泥进行硝化处理。之后废水生物接触氧化池，在生物接触氧化池内被活性好氧微生物分解，使水中的有机物降至最低。生物接触氧化池出水达标排放。具体工艺如下：混凝沉淀池池提升泵房调节池进水格栅 出水接触氧化池缺氧池UASB污泥外运脱泥间污泥池指导教师意见：1.对“文献综述”的评语该生文献综述符合题目及格式要求，内容全面，概括性强，具有一定的逻辑性，条理清晰，主次分明，语言流畅、精练。主要针对酒精废水处理工艺设计查阅了国内外相关文献，从文献综述中的内容可以看出该生对此课题进行了充分的调查研究，符合课题对文献综述的要求。2.对本课题深度、广度及工作量的意见和对设计结果的预测本课题具有一定的深度，主要研究酒精废水处理工艺设计问题，根据给出的酒精废水的水质水量特征，确定废水处理工程设计方案，并编制工程设计说明书、计算书。最后，用计算机辅助设计，进行工艺流程图、构筑物工艺图的绘制。工作量较大，需查阅大量资料并进行一定程度的分析研究。通过一段时间的资料收集与分析，最终能完成本设计。 指导教师： 2014年4月10日