摘  要
       现如今，啤酒早以成为各年龄阶层人民所喜爱的饮料之一，啤酒工业在我国发展迅速，但也因此产生了大量的啤酒废水，在环境不堪重负的今天，更是让大环境雪上加霜，并且对人民生活健康造成了极大的威胁。故本次设计为桂林某啤酒企业混合污水处理与回收利用的设计，设计程度为初步设计。啤酒废水的主要特点是含有大量的有机物，属于高浓度有机废水，所以生化需氧量也较大。
       本次设计主要在于啤酒企业污水处理的整个流程，选择UASB-CASS法来处理啤酒废水，经过设计计算，这种工艺能达到预期目表，并使废水能达到排放标准。本次设计重点在于工艺的选择和构筑物的设计，并且利用AUTOCAD绘制整个流程的平面布置图。综合考虑各项成本，构筑物占地面积等因素，来达到污水达标排放的目的。
 
关键词：啤酒废水；回收利用；达标排放；UASB；CASS

1  引言
 
1.1  研究背景与意义
        随着国家经济飞速发展，伴随着的是各行各业所产生的污水也越来越多。污水的产生对于我国的环境问题有着及其恶劣且严重的影响，不单单影响到我国经济社会的和谐建设，还严重威胁到了我国百姓的生活与身心的健康。因此，污水处理这方面的问题应该被人们所更加重视，人们应该认识到污水处理的重要性,并且充分尊重水的自然运动规律，且需要更合理的使用水资源，更加需要维护或者恢复城市甚至流域的良好水环境。我们要做的是从传统的“取水——输水——用户——排放”的单向开放型的用水模式升级为“节制的取水——输水——用户——再生水”的反馈式循环流程， 这样可以极大的提高水的利用效率。实现这一重大的水模式转变，加强污水回收利用才是未来处理污水的趋势。而现如今伴随着我国科学技术的进步，城市污水已不再是传统意义上的废水，而变为了一种宝贵的资源，既然是一种资源，那我们就要最大化的合理利用。提高城市污水的再生利用率，方法有很多，目前应用最广泛的一是可以减少污染物的排放，二是节约了有限的水资源。降低了城市排污负荷，并且具有水量稳定、输水距离短、制水成本低等几个特点，并且可以提供安全可靠的替代水源，是解决城市缺水问题的战略选择。对建设资源节约型、环境友好型社会意义重大。近年来，啤酒的酿造行业在我国发展 迅速，这也是我国近些年经济持续发展、人民生活水平提高的表现。但我们同时也应该看到，大量的啤酒厂向自然水体中排放了大量的啤酒生产所产生的污水，给环境造成了极大的危害。众所周知，平均每酿造出1m³的啤酒就会产生8-20 m³的废水，啤酒废水主要来自麦芽车间、糖化车间、发酵车间、灌装车间以及生产用冷却废水等。啤酒工业废水主要含糖类，醇类等有机物，有机物浓度较高（BOD₅为600-1500 mg/L），虽然无毒，但易于腐败，排入水体要消耗大量的溶解氧，对环境造成严重危害，啤酒废水按有机物可分为3类：第一类是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；第二类水是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；第三类水是含渣废水如麦槽液、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。而我们应当大方向上朝着综合治理方向发展，主要可从减少生产用水、降低排放量、推行清洁生产、降低废水排放负荷、同时做到清浊分流和循环使用，减轻处理压力、控制洗槽水量，减少酒损、降低污染负荷等措施。合理利用一切可用资源，避免浪费，降低生产成本，实现啤酒废水治理的环境效益和经济效益统一，一种或两种以上技术结合使用。实现啤酒废水无害化、资源化与再利用。这是现在国内外啤酒厂污水处理还需改善的问题。
1.2  啤酒污水来源及特点
       啤酒的生产加工过程包括：制麦、糖化、发酵、罐装，其中废水主要来源于浸麦废水、糖化发酵废水、包装洗涤废水、和其他废水。
它们各自的特点如下：
(1)浸麦废水：废水产生的较少，且有机物的浓度一般，比较容易腐败，色泽比较深。
(2)糖化发酵废水：废水产生的较多，且有机物浓度很高并且废水中含有多种悬浮固体，是浓度较高的有机废水。
(3)包装洗涤废水：废水产生的较多，但是有机物含量比较低，其中还有残留的一些啤酒和洗涤剂等无机物。
(4)其他废水：例如生活污水等。
1.3  废水主要处理工艺
1.3.1  好氧处理工艺
（1）活性污泥法
       活性污泥法应用的比较广泛，在中、低浓度污染物有机废水处理中，其技术也是使用最多，并且是运行相对于其他方法来说更为可靠的。特点有投资小、处理效果好等优点。但是活性污泥法用空气曝气时极易产生泡沫，这种情况就会造成难以充氧，从而难以管理而易产生污泥膨胀，此外活性污泥法的动力消耗高、占地面积大，从而也限制了这种方法的应用程度。由一些实际工程我们可以知道，用活性污泥法处理废水的进水COD_Cr一般为1000~1500 mg/L，出水COD_Cr可降至50~100 mg/L，去除率可达92%~96%。
（2）SBR工艺
       序批式活性污泥法通过间歇曝气可以使动力耗费显著降低，并且废水的处理时间相较于普通活性污泥法来说要短一些。SBR法是一种经过改进的活性污泥法，COD去除率可达96%以上，并且这种方法的工艺较为简单、造价也相对于其他方法来说要低，时间上具有理想的推流式反应器特性，运行方便且灵活，除磷脱氮效果好。
（3）接触氧化工艺
       接触氧化工艺的原理就是在池内设置填料，再经过充氧的废水与布满生物膜的填料相互接触，从而使废水得到净化。该方法可处理流量大，抗冲击负荷能力强，污泥的产生量少，极少出现污泥膨胀的现象，但因其运行的费用较高，维修难度相较于其他方法来说更大。
（4）氧化沟工艺
       氧化沟的处理技术已经被普遍认为一种较成功的活性污泥法工艺，氧化沟工艺的优点是工艺流程较为简单、所需要的构筑物比较少、运行管理比较方便，处理效果稳定、出水的水质好、污泥量少、污泥性能稳定。其缺点是基础建设的投资较大，产生的污泥污泥浓度太高、污水停留时间长。
（5）CASS工艺
       CASS是一种循环式活性污泥法，一般用墙分割成三个区：生物选择区、预反应区、主反应区。这种方法的优点是所需占地面积小、所需的机械设备也较少、运行费用比一般的工艺低、操作较为简单及机械自动化程度高，并且在低温状况下也能继续运转完成工作。
1.3.2  厌氧处理工艺
（1）UASB法
       UASB反应器由污泥反应区、三相分离区和气室三部分组成。这种工艺结构紧凑、处理废水的能力较大、处理效果好、基础建设投资小。例如中国市政工程西南设计院对啤酒酿造高浓度废水采用了上流式厌氧污泥床反应器进行了中试，UASB容积50 m³，当进水COD_cr6072 mg/L时，去除率90达%以上有机负荷约5.5 kgCOD_cr/m²·d，HRT为36h。英国曾用厌氧接触法处理啤酒酿造废水，进水BOD5去除率达97%以上，HRT48h。X的Heileman La Crosse啤酒厂的UASB反应器规模4600 m³，进水COD=2500 mg/L。出水COD=350 mg/L，去除率86%，有机负荷为16 kgCOD/m³·d。
（2）IC反应器
       内循环厌氧反应器是由两个UASB反应器串联而成，利用沼气上升带动污泥循环。COD_Cr去除率稳定在80%，容积负荷高达25~30 kg/(m³·d)。
1.3.3  厌氧·好氧联合处理工艺
       现如今处理啤酒废水的厌氧·好氧联合工艺已成为啤酒废水处理技术的主要热点。根据行业内各专家研究与实验表明，厌氧·好氧处理工艺具有更良好的处理效果，并且处理技术更为成熟可靠。厌氧工艺大多采用UASB反应器、水解酸化池、IC反应器等工艺；好氧工艺大多采用接触氧化法、SBR、CASS法。

1.4  处理工艺确定

       经过处理后的废水应达到《啤酒工业污染物排放标准》GGB19821-2005中的排放标准，进水水质和出水排放标准见表1
 
表1 废水水质及出水要求

1.4.1  处理工艺的比较

       通过对比几种工艺的特点及弊端，选择适合本设计的工艺，详情参见表2.
表2 常用的几种处理工艺的比较