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1650万吨，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，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耗水量和水质相差较大。管理技术水平较高的啤酒厂生产一吨啤酒大概需要耗水10-15吨，国内啤酒厂的耗水量一般大于该数值。国内每吨啤酒从糖化到灌装总耗水10～20m3。同时，啤酒生产还存在着很强的季节性，集中生产都在夏天非常炎热的时候，冬天气温低的时候停止生产。这种季节性生产特点对我们设计啤酒废水处理工艺也产生一定影响。
一：啤酒废水来源以及特性
1. 废水主要来源
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。
2. 废水特性
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。由于糖化液、发酵液等含渣废水含有大量有机悬浮固体，故SS很高，给废水的处理带来一定难度。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：600～1500 mg/L，SS：300～600mg/L。
二. 水质、水量
九江市啤酒厂产生的废水性质与国内大多数厂家无异：
设计进水(经调节池调节后)：
Q=2000m3/d=0.023m3/s ; CODcr 1200mg/L ;
BOD 700mg/L ; SS 600mg/L ; PH 5.5-7.0
沉淀池的进水来自于糖化、发酵废水，
Q=600m3/d; CODcr 4000mg/L ;
BOD 2000mg/L ; SS 1200mg/L
设计出水：CODcr < 100mg/L ; BOD < 20mg/L ;
SS<30mg/L ; PH 6.0-8.0
出水执行〈污水综合排放标准〉(GB8978-1996)一级标准
UASB反应器处理啤酒废水，需满足一定的营养元素比例关系：
COD：N：P=200：5：1，啤酒废水中由于含有大量酵母细胞，提供了丰富的氮元素，所以无需再补充氮元素，节约了部分成本
二.工艺路线及工艺流程
在工艺流程确定的过程中，主要考虑以下几条原则：
(1)啤酒废水可生化性好(BOD5/CODCr>0.50)，主体工艺采用生化方法;
(2)啤酒废水水质、水量变化大，如何尽量降低工程占地，又不影响后续处理的稳定运行，这要求后续生化处理有较高的耐冲击负荷能力;
(3)该公司啤酒废水属中浓度有机废水，单级好氧处理工艺难以保证废水达标排放，传统的厌氧反应器处理效率低、占地大，因此必须采用高效生物反应器;
(4)根据以往经验，若采用单级或两级好氧生物处理工艺，虽然可以达到处理要求，但能耗非常高(一般来说，好氧处理的费用与进水的污染物浓度成正比)，因此，为了降低运行费用，最好可以在好氧生物处理前增加一个厌氧工艺。
根据上述原则，确定采用图1所示的处理工艺流程：
主要构筑物简介：
(1)格栅
把格栅设在处理构筑物之前，由于啤酒废水SS很高，采用两级格栅，主要拦截污水带来的瓶盖、塑料制品及车间与室外环境带来的较大漂浮物，保证后续处理设施的正常运行。
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(2)沉淀池
糖化、发酵废水含有大量有机悬浮固体，SS很高，为了降低后续生物处理的有机负荷，在调节池前设沉淀池，以除去大部分可沉淀的悬浮物质，降低生物工艺负荷，节省能耗。池底设污泥斗，通过排泥管定期将沉淀污泥排出池外。
(3)水质调节池(均质池)
由于啤酒厂各工段排水水质差异很大，为了不形成对后续生化处理的负荷冲击和酸碱冲击，应设均质调节池，均匀水质，并起到一定的水量调节作用。为了把一部分有机物质酸化分解，以提高在UASB反应器中的去除速率，需在调节池中补加一定酸度，起到了酸化池的部分作用。
(4)UASB反应器
UASB反应器利用厌氧微生物降解废水中的有机物，其主体分为配水系统，反应区，气、液、固三相分离系统，它具有截留污泥量大，颗粒化程度好，无需搅拌，耐冲击负荷，处理高浓度有机废水能力强等特点。UASB反应器在低温条件下处理效果会大幅度降低，但由于啤酒只在夏天气温高的时候生产，所以气温低时反应器会处于闲置状态，不需要将UASB反应器裹上一层保温材料，节约了经济耗费。
(5)接触氧化池
由于UASB反应器出水达不到排放标准，必须增加一个好氧工艺与UASB组合达到最佳效果，以稳定出水水质。生物接触氧化池由于性能稳定、产泥量少、易于启动、能耗低、出水效果好而成为最理想选择。
(6)气浮池
啤酒废水SS很高，为了使处理后的废水达标排放，还需要增加一个气浮池，以去除水体中密度很小的悬浮固体。污水经气浮池后即可达标排放。沉淀池、接触氧化池及气浮池产生的污泥经污泥浓缩池浓缩后，脱水、外运。实践证明，气浮池与接触氧化池组合使用时，可以达到稳定的出水水质。
三.构筑物尺寸确定
(一) 格栅
采用两套格栅：
中格栅：设栅前水深h =0.3m，过栅流速取v=0.3m/s，栅条间隙e=20mm，格栅安装倾角α=60°
格栅宽度B = S( n-1)+ en
n = = =7
B=0.01(7-1)+0.02×7=0.2m
过栅水头损失h1=2..42×(0.01/0.02)4/3sin60×3=0.012m
格栅总高度H=h+h1+h2=0.4+0.012+0.3=0.712m
细格栅：栅条间隙e=5mm，其它同上
N===24.8，取为25根
B=0.005(25-1)+0.005×25=0.25m
过栅水头损失h1=2..42×(0.01/0.005)4/3sin60×3=0.073m
格栅总高度H=h+h1+h2=0.4+0.073+0.3=0.773m
即中格栅设7根格条，栅宽宽度0.20m;总高度0.712m
细格栅设25根格条，栅宽宽度0.25m;总高度0.773m
(二)沉淀池
由于平流式沉淀池对冲击负荷和温度的适应能力较强，造价相对较低，故本设计中采用平流式沉淀池来去除糖化、发酵废水的SS
1. 沉淀区有效容积
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取沉淀时间为2h，
V=Qt=360×2=720m3
2. 沉淀区有效水深
参考同类型数据，取表面水力负荷q=1m3/(m2˙h)
h2 = qt = 2×1= 2m
3. 沉淀区长度
由上，沉淀池面积A=Qmax / h2 = 600×1.5(水量修正系数)÷24÷2 = 18.8m2，定沉淀池长度为9m，则
宽度B = 18.8÷9=2.01m，取2.00m
长宽比核算：9：2= 4.5：1，合格
4. 污泥区尺寸
污泥斗容积V = h4 ( f1+f2+)
其中f1= 2×2=4m2，f2= 0.1×0.1=0.01m2，污泥斗为方斗，倾角α=60°，h4=1.65m
V=1.65×(4+0.01+) ÷3 = 2.32m3
按沉淀池去除50% SS计算，则每天产生的污泥量 W=360×600÷1000= 216 L
由于V > W，所以该设计符合要求，沉淀池底部清泥周期设为3天
5. 沉淀池高度
H = h1 + h2 +h3 + h4 = 0.3 +2 +0.6 +1.65 =4.55m
6. 沉淀池总长度 L = 0.5+ 0.3+ 9 = 9.8m
(三)均质池
对于啤酒厂工业废水，调节池水力停留时间应在5～8h内，最小不得小于3h
基于以上原则，采用穿孔导流槽式水质调节池，取停留时间为5h，则调节池的有效容积V=2000×5÷24 = 417m3
有效水深取2m，则池面积为209m2，池宽取6m，池长为35m, 纵向隔板间距采用1.5m，将池宽分为4格。在调节池底设置穿孔管，用鼓风机进行鼓风曝气，达到比较好的搅拌效果，使水质均匀，见附图2
5-6mm3/(h;m2池面积)算经济耗费
(四)UASB反应器
1.有效容积和主要尺寸
V = QS0 / Nv
取定容积负荷Nv为10 kgCOD / (m3˙d )
则V = 2000×1.2÷10 = 240m3
由于污水的浓度不是很高，UASB的有效高度不宜太高，此处取定为4m
反应器面积S =V / h = 240÷4 = 60m2
反应器直径d = 2(S÷π)0.5 = 8.74m，取为9m
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2. 配水及进、出水系统
由于前面已经使用了调节池来均匀水质，此处采用连续均匀进水的运行方式，配水系统采用穿空管，出水系统采用三角堰溢流
3. 其它结构的确定
UASB反应器其它结构的确定主要依据以往经验：
1) 采用多孔管布水系统;
2) 支撑板采用多孔板;
3) 采用轻质滤料(此处采用塑料)，滤料层高度2m
(五)接触氧化池
采用外循环直流生物接触氧化池
1. 填料的容积计算
W =QS0 / Nw =(2000×105)÷1200 = 175m3 ，取容积负荷率为1.2 kgBOD/(m3˙d)
2. 接触氧化池总面积
A =W / H = 175÷3 = 60m2，取填料层高度为3m，分3层，每层1m
为了保证布气均匀，采用4格，则每格面积为15m2 < 25m2
进一步核算，污水与填料的接触时间t =175÷2000 = 2.1h,一般要求接触时间的范围为1.5-3.0h，故此设计可行
4. 接触氧化池的总高度
H0 = H+ h1+ h2+ (m-1) h3+ h4 = 3.0+ 0.5+0.5+ 0.2×(3-1)+ 0.5 = 4.9m
5. 其它要素的确定
1) 填料采用尼龙软性填料;
2) 在池底安装穿孔管，鼓风曝气，维持气水比约为20:1。
(六)气浮池
采用如下设计参数：
1) 回流比取10%;
2) 接触室上升流速采用20mm/s;
3) 气浮室分离速度采用2mm/s;
4) 溶气罐内组装填料，单位面积过流能力取150m3/(m2˙h);
5) 溶气罐压力定为0.25MPa;
6) 气浮池分离室停留时间16min。
计算：
1. 加压溶气水水量Qp = R´Q = 10%×2000/24 = 8.3m3/h
2. 气浮所需空气量Qg = Qpαφ= 8.3×40×1.2 = 400 L/h
3. 空气压缩机所需额定空气量Qg´= 400÷60÷1000×1.4 = 0.009m3/min
4. 压力溶气罐直径D = 0.27m
5. 气浮接触室尺寸：
接触室平面面积Ac = 1.27m2
接触室宽度定为0.35m，则接触室长度为3.6m
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6. 气浮分离室尺寸：
分离室平面面积As = 12.7m2
分离室长度为(12.7÷3.6)=3.5m
7. 气浮池水深H = 2×16×60 / 1000 = 1.92m
8. 气浮池的容积W = ( As + Ac ) H = ( 1.27 + 12.7 ) ×2.22 = 31m3
总停留时间 T= 60×31÷(2000÷24 + 8.3) = 20.3 min
接触室气水接触时间tc = (1.92 - 0.6) / 0.02 =66 s ( > 60s )
9. 集渣槽设于气浮池进水端，采用桥式刮渣机逆向刮渣
(七)污泥浓缩池
采用间歇运行污泥浓缩池，取固体负荷为60kg/(m3•d)，有效水深为3m，浓缩池面积定为10m2，排泥间隔时间为12 h
(八)污泥脱水离心机
采用应用较普遍的转筒式离心机，根据污泥性质，选用离子度低的阳离子有机高分子混凝剂，投加量为污泥干重的0.2%
表1 设计生化反应器处理效果
四.高程计算
污水处理厂的设计地面高程为20m
废水受纳水体(A河)水位最高时为17m，因此出水口管线埋深定为1.2m，不会由于涨潮而导致河水回灌。此外，在污水处理厂内部管线全部采用地埋式，埋深1.2m。
表3 局部水力损失计算表(水流速度全取为1.0m/s)
说明：①各个管线的直径不等，故选用的文氏管流量计也不相同，为了便于计算，把流量计的收缩截面直径/进水管直径确定为0.5，则局部阻力系数ξ= 2.76
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②计算闸阀时设所有闸阀都是全开状态
③格栅杆条横断面为矩形
④弯管曲率半径取250mm
高程计算如下： 高程(m)
河水水位 17
排水管水位 18.8
排水管沿程损失 0.047
局部损失0.141+0.005
气浮池理论出水水位 18.947
气浮池实际出水水位④ 20.92
气浮池进水端水位 21.42
接触氧化池出水水位
沿程损失0.03
局部损失0.005 21.455
接触氧化池进水水位⑤ 21.855
UASB中水位
沿程损失0.05
局部损失0.23+0.005+0.041×2 22.222
二级提升泵提升水位
沿程损失0.132
局部损失0.044+0.141 22.533
调节池水位 22
沉淀池出水水位
沿程损失0.157
局部损失0.141 22.298
潜水泵提升水位
沿程损失0.012 22.31
糖化废水入流水位 18
蓄水池水位
跌水0.5 17.5
其它废水入流水位 17.6
一级提升泵水位
沿程损失0.096+0.202
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局部损失0.005+0012+0.073+0.141 22.523
说明：④若气浮池按照理论水位出水，则气浮池需建设在地下，大幅度增加了基建费用，所以考虑气浮池地下挖深1.0m
⑤接触氧化池共有4格，且每格内装有软性填料，水位压差应较大，但由于池底均匀曝气，相当于对水力有个提升作用，故取中间损失为0.4m
五.主要设备及材料
(一)主要设备
(二)材料
六.投资估算
据估计资料，UASB反应器每去除1kgCOD可以产沼气约0.42m3
据此可算得该污水处理厂每天可以产沼气806m3
延伸阅读：
原标题：【工艺设计】啤酒厂废水处理工艺设计说明书
