啤酒工业废水处理工艺 51页

SHANDONGＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ　ＯＦ　ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ毕业设计说明书1000m3/d啤酒工业废水处理站设计学院：资源与环境工程学院专业：环境工程学生姓名：李纪明学号：0712101868指导教师：马晓轩毕业设计时间：二О一一年3月1日～6月27日共17周n摘要摘要啤酒是当今风靡世界最流行的饮料之一，早在4500年前，啤酒就在古埃及问世，它略含苦味，富含营养，素有液体面包之称，已被国际营养会议推荐为营养食品之一。近年来，随着人民生活水平的提高，我国啤酒消费量急剧增大。我国啤酒厂的吨酒耗水量较大，一般为10~20t/t啤酒，部分厂家可达8~12t/t啤酒，废水排放量接近耗水量的90%。啤酒废水的主要特点是BOD5/CODcr值高，有害无毒，可生化性好，所以生化法是啤酒废水处理的首要方法。我国对啤酒废水在治理技术上逐渐形成了以生化为主，生化和生物相结合的处理工艺。生化法依其污水净化原理可分为好氧法和厌氧法两大类，好氧法或厌氧法及其他方法的不同组合就形成了多种啤酒废水的治理技术。目前，多种工艺被广泛应用于啤酒废水处理上但这些工艺本身尚需要进行详细技术分析。本文系统地介绍了近年来国内啤酒废水处理技术的应用现状，通过调查分析，对目前国内应用比较广泛的成熟工艺的优缺点进行了介绍，并做了简要的比较和探讨，最后指出了啤酒废水处理技术的应用趋势。分析啤酒生产中废水产生的环节、污染物及主要污染源，并从好氧、厌氧生物处理两方面介绍了目前我国啤酒废水的主要处理技术及应用效果。关键词：啤酒废水生化处理厌氧处理好氧处理厌氧—好氧工艺进展-49-Abstract-49-nAbstractAbstractBeerisoneofthemostpopularbeverageinzheworld,Earlyinthe4,500yearsago,BeerinancientEgyptwaspublished,itslightlycontainbittertaste,richinnutrition,knownastheliquidbread,whichhasbeeninternationalnutritionconferencerecommendedfornutritionfood.Inrecentyears,withtheimprovementofpeople'slivingstandard,asharpincreaseinbeerconsumption.Ourbrewerywaterconsumptionoflarger,generalwinetonsfor10~20t/tbeer,somemanufacturerscanreach8~12t/tbeer,closeto90%ofwastewaterwaterconsumption.ThemaincharacteristicofbeerwastewateristhevalueofBOD5/CODcrhigher,harmfulnon-toxic,canbiochemicalsexgood,sobiochemicalmethodistheprincipalmethodbeerwastewatertreatment.Ourcountrytobeerwastewatertreatmenttechnologyingraduallyformedbybiochemicalprimarily,biochemicalandbiologicalcombinationofprocess.Biochemicalmethodinaccordancewiththeprincipleofsewagepurificationaerobicmethodandcanbedividedintotwocategories,anaerobicmethodaerobicoranaerobiclawanditsmethodofdifferentmethodofcombinationheformedthevarietyofbeerwastewatertreatmenttechnology.Atpresent,variousprocessiswidelyusedinbeerwastewatertreatmentprocessitselfbutstillneedtoundertakethedetailedtechnicalanalysis.Thispapersystematicallyintroducedinrecentyearsdomesticbeerwastewatertreatmenttechnologyapplicationstatusoftheinvestigationandanalysisofthecurrentdomesticandiswidelytheadvantagesanddisadvantagesofthematuretechnologyareintroduced,andsomebriefcomparisonanddiscussion,andfinallypointsoutthebeerwastewatertreatmenttechnologyapplicationtrend.Analysisproducedbeerproductionwaterpollutionsourcesandpollutantsandmainlink,andfromaerobicandanaerobicbiologicaltreatmenttwoaspectsinChinaareintroducedthemainprocessingbeerwastewatertreatmenttechnologyandapplicationeffect.Keywords:Beerwastewater，Biochemicaltreatment，Anaerobictreatment，Aerobictreatment，Anaerobic--aerobicprocess，progress-49-目录-49-n目录目录摘要........................................................ABSTRACT（英文摘要）.......................................目录.........................................................第一章引言..................................................1啤酒废水的来源及成分......................................2啤酒废水处理技术..........................................2.1好氧生物处理............................................2.1.1活性污泥法...........................................2.1.2接触氧化法...........................................2.1.3SBR工艺及应用.......................................2.1.4CAST工艺............................................2.1.5CASS工艺及应用......................................2.2厌氧法.................................................2.2.1UASB反应器..........................................2.2.2EGSB反应器..........................................2.2.3IC反应器...........................................第二章工艺处理方法的比较及确定..........................1处理啤酒废水的几种工艺1.1酸化——SBR法......................................1.2UASB——好氧接触氧化工艺.............................1.3新型接触氧化法........................................1.4生物接触氧化法........................................1.5内循环UASB反应器+氧化沟工艺..........................1.6EGSB+CASS法处理啤酒废水...............................2方案的讨论和确定..........................................第三章设计说明书...........................................1设计资料.................................................1.1设计题目..............................................1.2设计任务.............................................1.3设计依据...............................................1.4设计资料...............................................-49-n目录2采用的主要规范和标准......................................3工程设计.................................................3.1设计内容及规模........................................3.2工艺流程............................................第四章设计计算书..........................................1废水水质水量............................................2粗格栅的设计与计算.......................................2.1设计参数.............................................2.2设计计算.............................................2.3栅渣量计算..........................................3集水井的设计与计算........................................3.1参数选取...............................................3.2计算...................................................3.3集水井构造.............................................4调节沉淀池的设计与计算...................................4.1参数选取...............................................4.2设计计算..............................................5EGSB反应器的设计与计算....................................5.1罐体尺寸...............................................5.2反应器的升流速度.......................................5.3三相分离器.............................................6沉淀池的设计..............................................6.1设计要求及参数.........................................6.2设计计算...............................................7CASS反应池的设计与计算....................................7.1设计参数................................................7.2设计计算...............................................8污泥部分设计.............................................8.1污泥来源...............................................8.2集泥井..................................................8.3污泥重力浓缩池.........................................8.4贮泥池..................................................8.5机械脱水间的设计计算....................................-49-n目录9鼓风机房的设计.............................................9.1已知条件及设计参数.....................................9.2鼓风机房的设计...........................................10紫外线消毒系统.............................................10.1设计说明...............................................10.2设计参数................................................第五章污水处理站的总体布置.................................1污泥处理站平面布置.........................................1.1构筑物和建筑物主要设计参数.............................1.2平面布置原则............................................2污泥处理站高程布置.........................................2.1高程布置原则............................................2.2高程布置参数............................................2.3高程一览表..............................................第六章主要设备简介..........................................1污水污泥处理设备..........................................2配电设备..................................................3监测设备..................................................第七章工程概预算...........................................1总概算表.................................................2成本分析..................................................参考文献....................................................-49-第一章引言-49-n第一章引言第一章引言1.啤酒废水的来源及成分啤酒废水来自于啤酒生产各工序中的排放，大致可分为以下几类：（1）大量的冷却水，包括冷冻机冷却水、热麦汁冷却水，这类废水基本未受污染。（2）清洗废水，如大麦浸渍废水、大麦发芽降温喷雾废水、清洗生产装置废水、漂洗酵母水、洗瓶初期洗涤水、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，其中洗麦、浸麦水不仅受到大麦表面污染物的污染，还受到大麦内容物的溶解污染，污染物质要占大麦重的0.5%~1.5%，导致此废水为褐色，偏酸性（PH<6），即易起泡，有强腐化倾向，并有不良气味。（3）冲渣废水，如麦糟液、冷热凝固物、酒花糟、剩余酵母、酒泥、滤酒渣和残碱性洗涤液等、这类沸水中含有大量的悬浮性有机物、工段中将产生麦汁冷却水、装置洗涤水、麦糟、热凝固物和酒花糟。装置洗涤水主要是糖化锅洗涤水、过滤槽和沉淀槽洗涤水。此外，糖化过程还要排出酒花糟、热凝固物等大量悬浮固体。（4）灌装废水，在灌装酒时，机器的跑冒滴漏时有发生，还经常出现冒酒，使废水中掺入大量残酒。另外，喷淋时由于热水喷淋，啤酒升温引起酒瓶内压力上升，“炸瓶”现象时有发生，致使大量啤酒散在喷淋水中。为防止生物污染，循环使用喷淋水时需要加入防腐剂，因此被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液浸泡，然后压力水初洗和终洗，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，更换时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、洗涤装置进行单独处理。若将洗瓶废水的排放夜经处理后储存起来用以调节废水的PH值(啤酒废水平时成弱酸性)，则可以节省污水处理的药剂用量。排放的啤酒废水超标项目主要是COD、BOD5、SS、PH值4项，从各车间排放的废水水质水量波动量较大。水质变幅范围一般为：PH值5.5—7.0，水温20—25C，COD1000—2500mg/L,BOD5600—1400mg/L,SS200—600mg/L,TN30—70mg/L属于浓度有机废水，BOD5/COD约为0.5—0.7，可生化行良好。2啤酒废水处理技术-49-n第一章引言国内外广泛采用生化处理工艺，其中包括好氧生物处理（活性污泥法，生物膜法），厌氧生物处理，好氧与厌氧联合生物处理方法。从目前的实施并运行的装置来看，好氧生物处理在国内应用还是比较广泛，常用的方法是活性污泥法及其改进形式和生物接触氧化法。70年代荷兰学者Lettinga发展了UASB反应器，随后又出现了厌氧颗粒污泥膨胀体（EGSB）及厌氧内循环反应器（IC）。厌氧工艺具有高效、节能、产泥量少、能有效回收能源的优点，因而得到了迅速发展。虽然厌氧反应器的出水需进一步处理才能达标，即需好氧工艺作为后处理单元，但厌氧2好氧组合工艺在能源日益紧张的今天，越来越发挥出它的优势，这将成为未来几年内啤酒废水处理的主要方法之一。2.1好氧生物处理好氧生物处理是在氧气充足的情况下，利用好氧微生物的生命活动氧化啤酒废水中的有机物，其产物是二氧化碳、水及能量。这种方法没有考虑发哦废水中有机物的利用问题，因此处理成本比较高。活性污泥法、生物膜法、深井曝气法是较有代表性的好氧生物处理法。2.1.1活性污泥法活性污泥法于1914年由英国人Ardernh和Lock2ett实验成功，在中、低浓度污染物有机废水处理中，其技术分支较为广泛，也是使用最多，运行可靠，最为成熟的方法。具有处理效果好、投资较少等优点，适用于大中城市啤酒厂采用。但是此法在用空气曝气时容易产生泡沫，造成难以充氧，管理不好则容易产生污泥膨胀，此外还因动力消耗高、占地面积大等缺点限制了其应用。目前国内有广州啤酒厂、珠江啤酒厂、无锡啤酒厂、华都啤酒厂等，采用活性污泥处理啤酒废水，废水CODCr的进水浓度为1000~1500mg/L，出水为40~100mg/L去除率90%~96%，运行费16~18元'/吨水（按1986计）。活性污泥处理啤酒厂废水具有运行可靠、处理效果较好的优点，但啤酒废水氮磷含量低，碳氮比例失调，运行中容易产生污泥膨胀，因此，啤酒废水处理过程中需要加一定量的氮磷。此外，活性污泥产量高，处置麻烦，不耐冲击负荷，还需要大量充氧，增加基建运行费用。2.1.2接触氧化法生物接触氧化法是利用固着在填料上的生物膜来吸附水中的有机物并加以氧化分解，使污水得到净化。20世纪80年代初，接触氧化法比较活性污泥法有一定的优势，因此在啤酒废水处理上得到广泛的应用。但由于啤酒厂废水进水COD浓度很高，所以一般采用二级接触氧化工艺。-49-n第一章引言采用接触氧化法工艺代替活性污泥法，可以防止高糖含量废水易引起污泥膨胀的现象，并不用投配氮、磷营养。用接触氧化法，可以选择的负荷范围是1.0~1.5kgBOD5/(m3d);用鼓风曝气，每日除1kgBOD5需空气80m3。.该法的缺点是对于较大规模污水厂填料需求过大，不便于运输和装填，而且污泥排放量大。2.1.3SBR工艺及应用SBR法是对传统活性污泥法的改进，近年来，在国内外被引其广泛重视和研究应用。SBR工艺典型的操作工序为：进水、反应、沉淀、排水、闲置等5个工序，整个工序经厌氧、好氧、缺氧3个阶段。根据出水情况可以随时调整各个工序的时间以达到最佳出水效果。SBR法已有许多工程应用实例。付敏宁等人报道了填料式SBR技术在啤酒废水处理工程中的应用。由于SBR反应池设置了填料，大大提高了单位体积的微生物的体积。厌氧工艺+SBR组合工艺在实践中也得到了广泛的应用。常规活性污泥法相比，SBR工艺不需要另设二次沉淀池、污泥回流及污泥回流设备，也不设调节。因此基建投资抵，同时设备就有耐冲击负荷，工作稳定，运行灵活污泥性能良好等优点。SBR工艺这些特点，使其特别适用于排放量小，有机物浓度高且不易降解，废液排放间歇的中小型企业。2.1.4CAST工艺CAST工艺（循环式活性污泥法）是对SBR法的改进，在国内有很多工程实例。埠新啤酒厂用CAST工艺处理啤酒厂废水的实践结果表明，工艺处理效果稳定，可达到排放标准，平均出水水质：CODCr25~86mg/L去除率为96%~98%；BOD521~25mg/L,去除率为97%~98%；SS52~64mg/L,去除率为88%~92%。该工艺投资较低，运行费用省，每立方米废水总投资为1100元，运行成本为0.56元/m3。由于厌氧生物处理技术不能除磷，因此厌氧法后必须增加好样处理，而CAST工艺刚好能满足这一要求。CAST工艺不仅很容易实现好氧缺氧及厌氧状态交替的处理条件，而且很容易在好氧条件下增加曝气量、反应时间和污泥龄来强化反应及聚磷菌过量摄磷的顺利完成；也可在缺氧条件下方便的投加原废水或用提高污泥浓度等方式以提供有机碳源作为电子供体使反硝化过程更快完成。由于其良好的工艺性能和灵活的操作，因此选择CAST进行生物除磷。在生物除磷的基础上，为了进一步强化除磷效果，设计中在CAST反应池后面加一个除磷池，往里面加入混凝剂，通过混凝沉淀来去除残余的磷。2.1.5CASS工艺及应用-49-n第一章引言CASS（循环式活性污泥系统）是CAST工艺的一种优化变型，在20世纪70年代开始得到研究和应用。该工艺核心部分是CASS反应池，集曝气，二沉等过程于一体。在SBR的基础上，在池子的前部增设了1个生物选择器。这样，CASS池的反应池被隔墙分割为3个区，即生物选择区、预反应区及主反应区。目前很多厂家采用CASS工艺处理啤酒废水，都取得了预期的效果。在进水水质平均为2000mg/L的情况下，出水水质达到污水排放新扩改二级标准。周刚报道了CASS工艺处理啤酒废水在高寒地区的应用。工程实践表明，在高寒地区采用CASS工艺处理啤酒废水是可行的（进水CODCr在500~1500mg/L时，处理水质达到《污水排放标准》的一级排放标准），即便在低温条件下，也能顺利的进行污泥的培养和驯化，但需要十分重视当地的气温特点，做好各种处理设施、管线的保温防冻措施。CASS工艺处理啤酒废水，具有工艺简单，流程短，自动化程度高，操作更方便等优点。其不足之出为，操作管理要求较高，首次运行挑调试时间较长。总之，好氧工艺存在曝气耗能大、污泥产量大的缺点，故厌氧—好氧处理工艺逐渐被深入研究和开发利用。2.2厌氧法20世纪70年代以来，废水厌氧处理技术因其具有投资少，运行费用低及能产生能量等优点而得到较快的发展和应用。一般认为，厌氧生物处理技术的反应器主力经历了3个时代。传统厌氧发酵工艺（第一代反应器，以厌氧消化池为代表）因需要较高的温度，较长的停留时间，且处理效能低而被逐渐淘汰。目前以上流式厌氧污泥床（UASB）为代表的第二代反应器和以厌氧颗粒污泥膨胀床（EGSB）和厌氧内循环反应器（IC）为代表的反应器已被广泛引入到啤酒废水处理工程应用中，并取得了良好的效果。目前在啤酒处理工艺上，厌氧工艺应用比较多的有UASB工艺，IC工艺和酸化水解工艺。2.2.1UASB反应器70年代荷兰lettinga等发展的UASB反应器是一种悬浮生长型反应器，首次把颗粒污泥的概念引入反应器中。该反应器特别适宜于处理高浓度有机废水。目前，很多国家相继开展了对UASB的深入研究和开发工作。UASB工艺因其工艺结构紧凑，处理能力打，效果好，投资省而在国内外啤酒废水治理中得到十分广泛的应用。根据报道，当UASB反应器进水CODCr为1000~2000mg/L时，出水CODCr一般在500mg/L左右，也就是说，啤酒废水中的大部分CODCr在UASB反应器中被处理掉，同时也说明，在这些工艺中，UASB仅作为预处理单元，其出水通常还需好氧等工艺作为后继处理，才能保证废水达标排放。据张振家等人报道，桂林漓泉有限公司采用UASB-SBR工艺处理废水，UASB反应器进水CODCr在1000~3000mg/L之间波动是，出水上清液的CODCr-49-n第一章引言稳定在200mg/L左右。同时UASB池每天产生大量的沼气，同时热风炉的燃料，供饲料烘干使用，可节煤4t/d左右。UASB工艺在国内啤酒废水处理方面应用很普遍，实践证明UASB完全适用于处理啤酒废水，而且厌氧硝化工艺相似于啤酒酿造、发酵生产工业，很容易被啤酒厂家所掌握。但UASB工艺不适用于处理高悬浮物固体浓度较高的废水，三相分离器的好坏直接影响处理效果，在一些地区，颗粒污泥培养较困难而使系统启动较慢。在UASB基础上，研究者开发了EGSB和IC反应器。2.2.2EGSB反应器UASB反应器在应用中取得了很大的成功，但UASB的传质过程并不理想，进一步提高有机负荷收到了限制。为了使厌氧反应器中进水和污泥之间的接触更加充分，导致了第三代厌氧反应器的开发和应用。EGSB反应器实际上是改进的UASB反应器，运行中维持高的上升流（6~12m/h），使颗粒处于悬浮状态，同时也可以采用较高的反应器和采用出水回流以获得高的搅拌强度，从而保证进水与污泥颗粒的充分接触，这样可以获得比“通常”UASB反应好的运行结果。据杨云龙等人的报道，EGSB受SS的影响较小，只要SS的沉速<反应器内的上升流速（3~10m/h），SS就能通过无你去得以去除，而UASB最大上升流速为1m/h，易受SS的影响。但据左剑恶等人报道，GESB反应器不适合处理悬浮物废水。与UASB相比，EGSB对布水系统要求较为宽松，但对三相分离器要求更为严格。与UASB反应器相比，EGSB反应器具有启动周期短、容积负荷率提高速率快等特点。在COD去除率均为86%左右时，EGSB反应器最大容积负荷率达到42.4gCODL-1d-1,而UASB反应器的最大容积负荷率仅为25.0gCODL-1d-1，EGSB反应器比UASB反应器有着更高的处理效能。当处理较低浓度废水时EGSB反应器容积负荷率达到28.7gCODL-1d-1，CODCr去除率达到81.9%，比UASB反应器具有更高的容积负荷率和COD去除率，表明了其在处理低浓度废水方面较好的应用前景。EGSB反应器比UASB反应器具有更强的抗温度和进水PH值变化的能力，且其系统处理效果恢复也快。目前，UASB反应器在啤酒废水处理中发挥了重要的作用，而作为对UASB反应器改进的EGSB反应器，在处理各种浓度的有机废水方面有着别的厌氧反应器所不可比拟的优势，处理范围更广；同时，EGSB可以采用较大的高径比，占地面积更小，投资更省，在相同的费用下，因而更就有市场竞争力。2.2.3IC反应器内循环（IntenalCirculation,-49-n第一章引言IC）厌氧反应器于20世纪80年代中期由荷兰PAQUES公司开发成功，被认为是第三代厌氧生化反应器的代表工业之一。IC反应器实际上是由底部和上部2个UASB反应器串联叠加而成，下部为高负荷区，上部为低负荷区，利用沼气上升带动污泥循环。IC工艺在国外应用以欧洲较为普遍，国内沈阳、上海率先采用了IC工艺处理啤酒废水。以沈阳华润雪花啤酒有限公司采用的IC反应器为例，反应器高16m,有效容积70m3，处理CODCr平均浓度为4300mg/L的啤酒废水400m3/d，CODCr去除率稳定在80%，容积负荷高达25~30kg/(m3d)。-49-第二章工艺方法的比较及确定-49-n第二章工艺方法的比较及确定第一章工艺方法的比较及确定1处理啤酒废水常用的几种方法：1.1酸化——SBR法此法主要处理设备是酸化柱和SBR反应器。这种方法在处理啤酒废水时，在厌氧反应中，放弃反应时间长、控制条件要求高的甲烷发酵阶段，将反应控制在酸化阶段，这样较之全过程的厌氧反应具有以下优点：（1）由于反应控制在水解、酸化阶段反应迅速，故水解池体积小；（2）不需要收集产生的沼气，简化了构造，降低了造价，便于维护，易于放大；（3）对于污泥的降解功能完全和消化池一样，产生的剩余污泥量少。同时，经水解反应后溶解性COD比例大幅度增加，有利于微生物对基质的摄取，在微生物的代谢过程中减少了一个重要环节，这将加速有机物的降解，为后续生物处理创造更为有利的条件。（4）酸化——SBR法处理高浓度啤酒废水效果比较理想，去除率均在94%以上，最高达99%以上。要想使用此法在处理啤酒废水达到理想效果时运行环境要达到下列要求：（1）酸化——SBR法处理中高浓度啤酒废水，酸度至关重要，它具有两个方面的作用，其一是对废水的有机成分进行改性，提高废水的可生化性；其二是对有机物中极易降解的污染物尤不可忽视的去除作用。酸化效果的好坏直接影响SBR反应器的处理效果，有机物去除主要集中在SBR反应器中。（2）酸化——SBR法处理啤酒废水受进水碱度和反应温度的影响，最佳温度是24。C,最佳碱度范围是500~750mg/L。视原水水质情况，如碱度不足，采用预调碱度方法进行工艺处理；若温度差别不大，运行参数可不做调整，若温度差别较大，视具体情况而定。1.2UASB——好氧接触氧化工艺-49-n第二章工艺方法的比较及确定此处理工艺中主要处理设备是上流式厌氧污泥床和好氧接触氧化池，处理主要过程:废水经过转鼓过滤机，转鼓过滤机对SS去除率达10%以上，随着麦壳类有机物的去除，废水中的有机物浓度也有所降低。调节池既有调节水质、水量的作用，还由于废水池在池中的停留时间较长而有沉淀和厌氧发酵作用。由于增加了厌氧处理单元，该工艺的处理效果非常好。上流式厌氧污泥床能耗低、运行稳定、出水水质好，有效的降低了好氧生化单元的处理负荷和运行能耗（因为好氧处理单元的能耗直接和处理负荷成正比）。好氧处理(包括好养生物接触氧化池和斜板沉淀池）对废水中SS和COD均有较高的去除率，这是因为废水经厌氧处理后仍含有许多易生物降解的有机物。该工艺处理效果好、操作简单、稳定行高。上流式厌氧污泥床和好氧接触氧化池相串联的啤酒废水处理工艺具有处理效率高、运行稳定、耗能低、容易调试和易于每年的重新启动等特点。只要投加占厌氧池体积1/3的厌氧污泥菌种，就能够保证污泥菌种的平稳增长，经过3个月的调试UASB即可达到满负荷运行。整个工艺对COD的去除率达96.6%，对悬浮物的去除率达97.3%~98%，该工艺非常适合啤酒废水处理中推广应用。1.3新型接触氧化法此方法处理过程为：废水首先通过微滤机去除大部分悬浮物，出水进入调节池，然后中提升泵打入VTBR反应器中进行生化处理，通过风机强制供风使废水与填料接触，维持生化反应的需氧量，VTBR反应器出水进入沉淀器，去除一部分脱落的生物膜以减轻气浮设备的处理负荷，之后流入气浮设备去除剩余的生物膜，污泥及浮渣送往污泥池浓缩后脱水。该处理工艺有以下主要特点：（1）VTBR反应器由废酒精罐改造而成，节省了投资。与钢筋混凝土结构相比，具有一次性投资低，运行稳定，处理效果好等特点。（2）冬季运行时，在VTBR反应器外部加了一层保温材料，使罐中始终保持较高温度，提高了生物的活性。（3）因VTBR反应器高达10m左右，水深大，所选风机为高压风机，风压为98kpa，N=75w,耗电量大。1.4生物接触氧化法该工艺采用水解酸化作为生物接触氧化的预处理，水解酸化菌通过新陈代谢将水中的固体物质水解为溶解性物质，将大分子有机物降解为小分子有机物。水解酸化不仅能去除部分有机污染物，而且提高了废水的可生化性，有益于后续的好氧生物接触氧化处理。该工艺在处理方法、工艺组合及参数选择上是比较合理的，充分利用各工序的优势将污染物质转化、去除。然而，如果由于某些构筑物的构造设计考虑不周会影响运行效果，致使出水水质不理想，使生物接触氧化池的出水（静沉30min的澄清液）COD为500~600mg/L，经混凝气浮处理后出水COD仍高达300mg/L远高于排放要求（150mg/L）。但是此处理方法在设计和运行中会出现以下问题：（1）-49-n第二章工艺方法的比较及确定水解酸化池存在的问题主要是沉淀污泥不能及时排出。由于该废水中悬浮物浓度较高，因而池内污泥产量很大，而原工艺仅在水解酸化池前端设计了污泥斗，所以池子的后部很快就淤满了污泥。另外，随着微生物量的增加在软性生物填料的中间部位形成了污泥团，使得传质面积减小。（1）如果废水中污染物浓度较高或者前期处理效果不理想，生物接触氧化池前端的有机负荷较高，使得供养相对不足，此时该处理的生物膜呈灰白色，处于严重缺氧状态，而池末端成熟的好氧生物膜呈琥珀黄色。同时，水中的生物活性抑制性物质浓度也较高，对微生物也有一定的抑制作用，处理效果不理想。（2）在调试运行过程中，生物接触氧化池中生物膜脱落、气泡直径变大、出水浑浊、处理效果恶化的现象时有发生。（3）在调试运行初期，发生这种现象时一般是增大供气量以提高供氧能力来消除缺氧，结果由于起泡搅动强度增大，造成了更大范围的生物膜脱落、水粘度更大、氧转移效率更低，非但没提高供氧能力反而使情况更糟。因此采用此工艺处理啤酒废水时要遵循下列要求：①采用水解酸化作为预处理时应考虑悬浮物去除措施。②采用推流式生物接触氧化池时为避免前端有机物负荷过高可采用多点进水。③应严格控制溶解氧浓度，供养不足会造成生物膜大范围脱落，导致运行失败。1.5内循环UASB反应器+氧化沟工艺此工艺采用厌氧和好氧相串联的方式，厌氧采用内循环UASB技术，好氧处理用地有一条狭长形池塘，为了降低土建费用，因地制宜，采用氧化沟工艺。本处理工艺的关键设备是UASB反应器。该反应器是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、固三相分离系统个，沼气收集系统四部分。厌氧微生物对水质的要求不像好氧微生物那么宽，最佳PH为6.5—7.8，最佳温度为35—40摄氏度，而本工程的啤酒废水水质超出了这个范围。这就要求废水进入UASB反应器之前必需进行酸度和温度的调节。这无形中增加了电器。仪表专业的设备和设计难度。内循环UASB技术是在普通UASB技术的基础上增加一套内循环系统，它包括回流水池及回流水泵。UASB反应器的出水水质一般都比较稳定，在回流系统的作用下重新回到配水系统。这样一来能提高UASB反应器对进水水温、PH值和COD浓度的适应能力，只需在UASB反应器进水之前对其PH和温度做一粗调即可。UASB反应器采用环状穿孔管配水，通过三相分离器出水，并在三相分离器的上方增加侧向流絮凝反应沉淀器，它由玻璃板成60°安装而成，能最大限度上截留三相分离出水中颗粒污泥。此处理工艺主要有以下特点：①实践证明，采用内循环UASB反应器+氧化沟工艺处理啤酒废水时可行的，其运行结果表明COD总去除率高达95%以上。-49-n第二章工艺方法的比较及确定②由于采用的内循环UASB反应器和氧化沟工艺串联组合的方式，可根据啤酒生产的季节性、水质和水量的情况调整UASB反应器或氧化询处理运行组合，以便进一步降低运行费用。1.6EGSB+CASS法处理啤酒废水本处理工艺主要包括EGSB反应器。将CASS反应器。将EGSB和CASS两种处理单元进行结合，所形成的处理工艺突出了各自处理单元的优点，使处理流程简洁，节省了运行费用，而把EGSB作为整个废水达标排放的一个预处理单元，在降低废水浓度的同时，可回收所产生的沼气作为能源利用。同时，由于大幅度减少了进入好氧阶段的有机物量，因此降低了好氧处理阶段的曝气能耗和剩余污泥量，从而使整个废水处理过程的费用大幅度减少。采用该工艺既降低处理成本，又能产生经济效益。并且EGSB池正常运行后，每天产生大量的沼气，将其回收作为热风炉的燃料，可供饲料烘干使用。EGSB+CASS法处理工艺与水解酸化+SBR处理工艺相比较有以下优点：（1）“EGSB+CASS”工艺合理，实用性强。本工艺的核心为好氧池，整个工艺经历缺氧、好氧过程，能有效控制丝状菌的生长，防止污泥膨胀，有效去除氨氮；因反应前、中期水中有机物浓度高，微生物处于对数生长，处理数度快，氧利用率高，从而降低了能耗；同时，工艺调节灵活，进水、曝气、沉淀、排水时间可根据实际情况调节易于操作。适合不同规模的啤酒企业使用。（2）处理流程简单，安装操作及维修很方便。待处理污水汇集后，泵入EGSB反应器，其流速、进水量按设定工艺参数控制，无需搅拌设备，后污水自然升流至CASS池，间歇式曝气沉淀后排放，工艺过程简单。构筑物EGSB反应器中沉池、CASS池为半地下式的钢混凝结构，曝气装置可现场制作，安装制作简单，操作控制灵活，可自控也可手动，维修保养也很方便。（3）投资费用低，比国外同类型设备价格低60%。（4）处理能力大，处理效果好。EGSB反应器因反应区聚集大量厌氧颗粒污泥，废水与之接触充分反应速度快，可降解水中80%以上的COD。反应器顶部设置三相分离器，能及时将处理过程中形成的固、液、气分离，促使反应过程。CASS池集进水、曝气、沉淀、排水于一体，扩大了反应池的功能，不仅提高了处理速度而且处理效果明显。该池可降解90%以上的COD和BOD。（5）工艺成熟稳定，耐冲击负荷，水质和水量的波动对出水影响小，工艺自动化程度较高，运行管理和维修方便，劳动定员少。2方案的讨论和确定（1）实践证明，厌氧—-49-n第二章工艺方法的比较及确定好氧串联工艺在啤酒处理工艺中具有优势，是我国啤酒废水治理工艺采用或整改的方向。同时对啤酒废水采用清浊分流，高浓度废水采用厌氧工艺预处理后与低浓度废水混合进入好氧处理系统，更易达到环境效益与经济效益的统一。（2）在条件允许的情况下，尽可能的选用先进的污水治理技术。同时要充分靠虑到工艺、设备、资金、场地、人员素质，所处地理环境及气候条件等因素，灵活选择适宜自己厂家特点的技术方法。（3）对啤酒企业来说，不仅要重视废水处理工艺技术本身，而且要对处理设施的运行引起足够的重视。先进科学的管理也可以作为一种技术作用于工艺本身个，使其发挥出应有的作用。（4）通过上述各工艺的比较和分析决定选择EGSB+CASS法处理工艺。-49-第三章设计说明书-49-n第三章设计说明书第三章设计说明书1.设计资料1.1设计题目：北方某啤酒厂污水处理工艺设计1.2设计任务1.3设计依据：设计任务书1.4设计资料1.4.1处理厂所处地自然资料：（1）．属北温带季风型半湿润气候区，年平均降雨量800毫米，四季分明，光照充足，年平均气温14.3℃；1月份为全年最冷月，平均气温为-3.2℃；7月份为最热月，平均气温为29.6℃。春季升温迅速，秋季降温幅度大，无霜期为198天。（2）．地下水位在地表下9米，无侵蚀性。（3）．冻结深度为地表下0.5米。（4）．按地震烈度8度设防。（5）．当地海拔50米，进水渠渠底高度为49米。1.4.2设计水量1000吨/天1.4.3进水水质和出水排放标准及污水处理程度废水成分COD(mg/L)BOD(mg/L)SS(mg/L)PH进水水质15008004005-10出水水质≤60≤20≤506-9去除率96%90%87.5%2采用的主要规范和标准(1)《室外排水设计规范》（GBJ14-87）(2)《地表水环境质量标准》(GHZBI-1999)(3)《污水排入城市下水道水质标准》（CJ3082-1999）(4)《泵站设计规范》（GB/T50265-97）(5)《厂矿道路设计规范》（GBJ22-87）-49-n第三章设计说明书(1)《污水综合排放标准》（GB8978-1996）(2)《给水排水制图标准》（GBJ106-87)3工程设计3.1设计内容及规模设计内容：设计北方某啤酒厂废水处理厂一座设计规模：1000吨/天3.2工艺流程3.2.1整体工艺流程概图：调节沉淀池集水井CASS池格栅竖流式沉淀池EGSB反应器进水泵泵出水浊液上清液泥集泥井污泥脱水间贮泥池污泥浓缩池泵泵泥饼3.2.2主流程：CASS池出水竖流式沉淀池EGSB反应器调节沉淀池集水井格栅原污水功能简介：污水先经过格栅，出去污水中体积较大的悬浮物和漂浮物，防止后续污水处理构筑物管道、阀门和水泵机堵塞，再经过集水井，由潜污泵打入调节沉淀池调节PH，再由提升泵打到EGSB反应器进行厌氧处理，接着到竖流式沉淀较大颗粒，再由提升泵打到CASS池进行好氧处理，再CASS池中有机物被降解，氮磷也得到很好的去除，最后出水经过紫外线消毒房消毒，经稳定后排出。3.2.3辅流程：污泥污泥池污泥脱水污泥外运-49-n第三章设计说明书功能简介：经过CASS池后的污泥通过的污泥泵进入污泥池，再经过污泥浓缩脱水间，污泥经过处理后运出厂进行农用或填埋。3.2.4各构筑物工艺简介格栅进水泵房原污水①格栅工艺流程：功能简介：格栅是污水处理的第一道处理设施，用以截留较大的悬浮物或漂浮物，以便减轻后续处理构筑物的处理负荷，并使之正常运行。集水井进水泵房调节沉淀池②进水泵房工艺流程：功能简述：本设计进水泵房按1000吨/日设计。选择在集水井内放置潜水泵的提升形式，潜水泵2台（一用一备）。③调节沉淀池EGSB反应器调节沉淀池进水泵房工艺流程：功能简介：啤酒废水的水量和水质随时间变化幅度较大，为了保证后续处理构筑物或设备的正常运行，需对废水的水量和水质进行调节，由于啤酒废水中悬浮物浓度较高，此调节池也兼具有沉淀池的作用，该池设计有沉淀池的泥斗，有足够的水力停留时间，保证后续处理能连续运行，其均质作用主要靠池侧的沿程进水，使同时进入池的废水转变为前后出水，以达到与不同时序的废水相混合的目的。调节池还可以用来均衡调节污水水质、水温的变化，降低对生物处理设施的冲击，为使调节池出水水质均匀，防止污染物沉淀，调节池内宜设置搅拌、混合装置。竖流式沉淀池EGSB反应器调节沉淀池④EGSB反应器工艺流程：功能简述：对污水进行厌氧处理，来降低BOD,COD.EGSB反应器竖流式沉淀池CASS反应池⑤竖流式沉淀池工艺流程：-49-n第三章设计说明书功能简述：进一步去除污水中悬浮物和漂浮物。紫外线消毒CASS反应池竖流式沉淀池⑥CASS反应池工艺流程：功能简述：降低BOD,COD，悬浮物浓度，并脱氮除磷，使出水达到排放标准。⑦鼓风机房和曝气系统CASS反应器空气支管空气总管旋风机工艺流程:功能简述：鼓风机房内安装2台鼓风机，为CASS反应池内微孔曝气服务。⑧污泥泵房污泥泵房污泥池CASS反应池工艺流程：功能简述：将一定数量的活性污泥回流到生化系统以维持生化系统活性污泥的浓度，以保障其生化反应能力，同时将产生的剩余污泥提升至污泥后续处理系统。-49-第四章设计计算书-49-n第四章设计计算书第四章设计计算书1废水水质水量某啤酒产厂废水水质情况如下废水水量为Q=1000m3/d=41.67m3/h=0.012m3/s设计水质水量和排放标准废水成分COD(mg/L)BOD(mg/L)SS(mg/L)PH进水水质15008004005-10出水水质≤60≤20≤506-9去除率96%90%87.5%2粗格栅的设计与计算2.1设计参数：设计流量Q=1000m3/d=41.67m3/h=0.012m3/s栅前水深h=0.3m过栅流速v=0.6m/s栅条宽度S=0.02m格栅间隙e=10mm格栅倾角α=75°单位栅渣量w1=0.05m3栅渣/103m3污水2.2设计计算（1）栅条间隙数n===6.55（取n=7）（2）栅槽有效宽度B=S(n-1)+en=0.02·(7-1)+0.01·7=0.19m（3）进水渠道渐宽部分长度，设进水渠为B1=0.085mL1=0.144m(其中α1为进水渠展开角)（4）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度L2=L1/2=0.072m（5）过栅水头损失（h1）-49-n第四章设计计算书因栅条边为矩形截面，取K=3，则h1=kh0=k=0.241m其中h0:计算水头损失k:系数，格栅受污染物堵塞后，水头损失增加倍数，取k=3ε:阻力系数，与栅条断面形状有关，当为矩形断面β=1.79（1）栅后槽总高度（H）取栅前渠道超高h2=0.3m,则栅前槽总高度H1=h+h2=0.3+0.3=0.6m栅后槽总高度H=h+h1+h2=0.3+0.241+0.3=0.841m(7)格栅总长度L=L1+L2+0.5+1.0+0.7/tanα=0.144+0.072+0.5+1.0+0.7/tan75°=1.904m2.3栅渣量计算取w1=0.05m3/103m3k2=1.5,每日的栅渣量为：W=0.035m3/d<0.2m3/d,故配备人工格栅。式中：Q———————设计流量，m3/dW1——————栅渣量（m3/103m3污水），取0.1~0.01，粗格栅用小值，细格栅用大值，中格栅用中值。3集水井的设计与计算3.1参数选取水力停留HRT=2h，集水井的有效深度h=4m,水面超高0.5m3.2计算集水井的有效容积V=Q/T=集水井高度H=3+0.5=3.5m集水井水面面积A=V/h=83.3/3=27.8m2,取28m2集水井横截面积为L·B=4m·7m则集水井的尺寸为L·B·H=4m·7m·3.5m3.3集水井构造-49-n第四章设计计算书集水井内保证水流平稳，流态良好，不产生涡流和滞留，必要时可设置导流墙，水泵吸水管按集水池的中轴线对称布置，每台水泵在吸水时应不干扰其他水泵的工作，为保证水流平稳，其流速为0.3—0.8m/h为宜。4调节沉淀池的设计与计算4.1参数选取水力停留时间T=8h,Q=1000m3/d=41.67m3/h=0.012m3/s，采用机械刮泥除渣。4.2设计计算设计草图进水池的有效容积V=QT=41.67·8=334m3取有效高度H=4.5m，其中超高0.5m，有效水深h=4m,则池面积A=V/h=334/4=84m2池长取L=12m，池宽取B=7m池子的总尺寸为L·B·H=12·7·4.5m3理论上每日的污泥量-49-n第四章设计计算书=5m3/d污泥斗尺寸设计2个污泥斗，取斗底尺寸为1.5m·1.5m,污泥斗倾角为60°则污泥斗高度为h2=2tan60°=2=3.46m每个污泥斗的容积V2=71.2m3则污泥斗总容积V总=2V2=142.4m3>W故符合要求，采用机械泵吸泥。调节池进出水水质：项目CODBOD5SS进水水质/(mg/L)1500800400去除率/%101050出水水质/(mg/L)13507202005EGSB反应器的设计与计算5.1罐体尺寸设计罐体为圆形设计进水量：Q=41.67m3/h停留时间：tHRT=5hEGSB反应容积负荷：Nv=14.4kgCOD/(m3·d)=0.6kgCOD/(m3·h)有效容积：V有效==93.75m3式中：Q----------------设计流量，m3/sS0-----------------进水COD含量，mg/LNv----------------容积负荷，kgCOD/(m3·d)取反应器有效高度：h=8m反应器面积：A=V有效/h=93.75/8=11.72m2反应器直径：3.86m取D=4m-49-n第四章设计计算书横截面积：12.56m2取反应器总高度H'=10m,其中超高为0.5m反应器总容积V'=11.72（H'-0.5）=11.72·9.5=111.625m3EGSB反应器的体积有效系数：=83.99%.5.2反应器的升流速度上升流速：v=Q/A2=41.67/12.56=3.32(m/h).5.3三相分离器EGSB反应器的三相分离器结构如图。（1）沉淀区设计沉淀区的表面负荷率为41.67/12.56=3.32(m/h).（2）回流缝设计上、下三角导流筒斜面与水平夹角为θ=60°，取保护高h1=0.5m,上导流筒距顶水面h2=0.7，取下导流筒高h3=0.6m。下导流筒的宽度b3=0.35m下导流筒的长度L3=0.7m设下导流筒距器壁a1=0.05m,则下导流筒直径为：d3=3.06m-49-n第四章设计计算书下导流筒面积为：A1=7.35m2水流经下导流筒的上升流速为：v1=Q/A1=41.67/7.35=5.67(m/h)设上流筒高h4=0.4m,则上导流筒的宽度b4=0.23m上导流筒的长度L4=0.46m设上、下导流筒间距为a2=0.05m;重叠长度为m=0.1m,则重叠水平宽度为：m'=m·cosθ=0.1·cos60°=0.05m；重叠垂直高度为：h'=m·sinθ=0.1·sin60°=0.087m；上导流筒直径为：d4=d3—2（b4-m'）=3.06—2·（0.23-0.05）=2.7m上导流筒面积为：A2=5.72m2水流经上导流筒的上升流速为：v2=Q/A2=41.67/5.72=7.28(m/h).以A2为控断面，颗粒污泥v195%，取ρs=1000kg/m3.则污泥产量为Qs==7.2(m3/d)。②排泥系统设计在反应器底部距底部200mm处设置一个排泥口，排空时由污泥泵从排泥管强制排放。反应器每天排泥一次，由污泥泵抽入污泥浓缩池中。反应池排泥管选钢管，D=60mm，该管每次排泥1h。排泥速度为：-49-n第四章设计计算书V==0.71(m/s)设计充满度为0.7，V=0.71/0.7=1.01(m/s)。（6）产气量计算流量Q=1000m3/d；进水COD，C0=1350mg/L；出水COD，Ce=202.5mg/L。则产气量为：V沼气（标准）===378.81(m3/d)取CH4占沼气体积的51%，则沼气体积（标准状态）为：378.81/0.51=742.76(m3/d)。.由上述计算可知该处理站日产沼气742.76m3，则沼气柜容积应为3h产气量的体积确定，即V=qt==92.8m3。设计选用300钢板水槽内导轨湿式储气柜，尺寸为φ1000mm·H900mm。此工段进出水水质如下：项目CODBOD5SS进水水质/(mg/L)1350720200去除率/%85850出水水质/(mg/L)202.51082006沉淀池的设计本系统中沉淀池采用竖流式沉淀池。6.1设计要求及参数一般采用圆形或正方形，在这里采用圆形，一般直径为4~7m（<10m）。沉淀区呈圆柱体，污泥斗为截头倒锥体。污泥管直径一般200mm。中心管内流速v0<30mm/s，径深比D/h2<3;h3取0.25~0.5m；废水在沉淀区的上升流速为0.5~1.0mm/s，取0.5mm/s；沉淀时间t=1.0~1.5h,取1h；污泥斗倾角为45°~60°，取45°。参数选择：设计流量为：Q=1000m3/d=41.67m3/h=0.012m3/s-49-n第四章设计计算书缓冲层高度h4=0.3m；超高h1=0.3m。只设一个沉淀池。6.2设计计算（1）中心管面积与直径取V0=30mm/s=0.03m/s0.4m2直径=0.71m(2)缝隙高度取v1=0.01m/sh3==0.39m(3)沉淀池总面积和池径沉淀部分有效断面积F=20m2（其中v是污水在沉淀池中的流速）总面积A=f+F=0.4+20=20.4m2池径D==5.1m，取5.5m（4）沉淀池的有效沉淀高度h2=3600vt=3600*0.0006*1.0=2.16m，符合3h2=6.84>5.5(D)(5)校核集水槽出水堰负荷集水槽每米出水堰负荷Q1/==0.69L/s，小于2.9L/s符合要求（6）每天污泥总产量（理论值）V1==12m3/d其中：C1——进水悬浮物SS浓度（t/m3）C2——出水悬浮物SS浓度（t/m3）Ρ0——污泥含水率（%）这里取98%沉淀池所需容积12m3/d（7）污泥斗高度（h5）取α=60°，截头直径为0.5mh5=tan60°=4.33m，取4.5m（8）沉淀池总高度-49-n第四章设计计算书H=h1+h2+h3+h4+h5=0.3+2.16+0.39+0.3+4.5=7.65m(9)校核污泥容积污泥斗容积V2==19.8m3其中：R——圆截锥上部半径（米）r——圆截锥下部半径（米）V2>V1合格，每天排泥一次。该工段进出水水质项目CODBOD5SS进水水质/(mg/L)202.5108200去除率/%101060出水水质/(mg/L)182.2597.2807CASS反应池的设计与计算7.1设计参数放空管进水主反应区兼氧区旋转式滗水器选择区出水CASS池示意图Q=1000m3/d=41.67m3/h=0.012m3/s-49-n第四章设计计算书污泥龄θ=18d，硝化和反硝化污泥龄θSR=13.5d污泥回流比R=20%7.2设计计算（1）剩余污泥量SP=其中：YH————异样微生物增殖率，取0.5~0.6这里取0.5YSS————不能水解悬浮物率，取0.5~0.6这里取0.5fTH————温度修正系数，取1.11bH————异样微生物内源呼吸速率，取0.08SSi;SSe————进出水悬浮物浓度mg/L，则SP=1000×（97.2-9.72）×0.001×[]+1000×0.5×（80-30）×0.001=46.46kg/d取Sp=50kg/d(2)反应池尺寸计算设2个生物反应池，反应池的工作周期T=4h（曝气2h，沉淀1h，排水和排泥1h）.周期处理水量为ΔV==83.33m3，(nB是反映池数)反应池的排水比按λ=30%，则反应池容积V=ΔV/λ=83.33/0.3=277.8m3设反应池有效深度H=5m，则反应池有效容积V=12·5·5=300m3。单池所存污泥总量为STP==450kg，(QST是污泥龄18d)反应池高水位时的活性污泥浓度MLSS=×1000=1200mg/L。反应池低水位时的活性污泥浓度MLSS=×1000=2077mg/L。每池每周期的最大排水高度为h1==1.39m，沉淀后的活性污泥浓度MLSS'=3000mg/L,-49-n第四章设计计算书沉淀后的污泥层厚度为h2===2.5m。缓冲区高度h3=5.0-h1-h2=5.0-1.39-2.5=1.11m>0.5m，所以比较合适。理论要求生物选择区，厌氧去，主反应区的容积比1:5:30，最终确定预反应区和主反应区的长分别是1.8m和10.2m，在预反应区中生物选择区的长度为0.3m，所以：生物选择区的容积V=0.3·5·5=7.5m3，厌氧区的容积V=（1.8-0.3）·5·5=37.5m3，主反应区的容积V=10.2·5·5=255m3。（3）滗水器的计算滗水速率Vb=ΔV/tb=83.33/1=83.33m3/h(tb为滗水时间，取1h)滗水高度Hb=ΔV/A=83.33/60=1.39m污泥沉降速率Vs===1.25m/h其中:X————活性污泥浓度SVI————污泥指数，取130mg/L选用总装备部工程设计研究总院环保中心和北京四达水处理公司拦河研制的旋转式滗水器。（4）污泥量及排泥系统假设污泥的汗水率为p=99.2%，则排泥量为Qx==6.25m3/d，则每周期池子污泥量为Qs==0.78m3。（5）污泥回流系统污泥的回流比R=20%，在主反应区的中部安装2台污泥泵（一用一备）。（6）需氧量计算O2=a·Q·(La－Le)+b·Qk·(NKa－NKe)－b·Q·(NKa－NKe－NOe)×62.5%=1.2×83.33×(97.2-9.72)×0.001=8.75kg/d。其中：a————BOD5氧当量，取1.2B————NH4-N氧当量，取4.6La;Le————分别为进出水BOD5浓度，mg/LNKa;NKe————进出水剀氏氧浓度，mg/LNoe————出水NO3-N浓度，mg/L-49-n第四章设计计算书Q————每个反应池周期最大处理量m3（3）供气量计算在预反应区，设计采用大气扩散器，故采用SX--1型空气扩散器，敷设CASS池底，淹没深度4.5m，SX—1型空气扩散器的氧转化率为EA=8%。在主反应区，设计采用微孔曝气器，敷设CASS池底，淹没深度4.5m，YMB—2型膜片式微孔曝气器的氧转移效率为EA'=18.4~27.7%，这里取20%。查表可知，10℃，15℃时溶解氧的饱和度分别为Cs（10）=11.3mg/L，Cs（15）=10.2mg/L,空气扩散器出口处的绝对压力Pb=1.013×105＋9.8×103×4.5=1.454×105Pa，在预反应区，氧转移效率为8%，空气离开曝气池时，氧的百分比为Qt=。曝气池溶解氧平均饱和度（按最不利温度条件计算）Csb(15)=水温10℃时曝气池溶解氧平均饱和度Csb(10）=1.17×11.3=13.22mg/L10℃时脱氧消水充氧量为R0===1.76(kgO2/T)其中α=0.82，β=0.95，Cj=2.0，T=15，每个CASS反应池预反应区供氧量Gs'==0.61m3/min在主反应区，氧转移效率EA=20%，空气离开曝气池时，氧的百分比Ot=曝气池溶解氧平均饱和度Csb(15)==11.43mg/L水温10℃时曝气池溶解氧平均饱和度Csb(15)=1.12*11.3=12.66mg/L10℃时脱氧消水充氧量为R0=-49-n第四章设计计算书==11.34(kgO2/T)每个CASS反应池主反应区供氧量为Gs'=故单个CASS反应池周期供氧量为Gs=73.33+189=262.33m3每分钟供氧量0.61+1.575=2.185m3平均每立方污水供气量为Gs1=Gs/Q=262.33/41.67=6.3(m3空气/m3污水)去除每千克BOD5的供气量Gs2==72(m3空气/BOD5m3)去除每千克BOD5的供氧量为Gs3==3.594(kgO2/kgBOD5)该工段进出水水质：项目CODBOD5SS进水水质/(mg/L)182.2597.280去除率/%909090出水水质/(mg/L)18.2259.7288污泥部分设计8.1污泥来源啤酒污水处理过程中产生污泥来自以下几个部分①调节沉淀池，Q1=5m3/d,含水率96%；②EGSB反应器，Q2=7.2m3/d,含水率98%；③竖流式沉淀池，Q3=12m3/d,含水率98%；④CASS反应池，Q4=6.25m3/d,含水率99%；总污泥量：Q=5+7.2+12+6.25=30.45m3/d为了方便排泥及污泥重力浓缩的建设，在重力浓缩池前设置一集泥井，通过集泥井的高水位的控制来达到自流排泥，反应池的污泥可以拟用自重流入。8.2集泥井参数选取：停留时间HRT=6h，设计总泥量30.45m3/d采用圆形池子，池子的有效体积V=Q×HRT/24=30.45×6/24=7.62m3/h池子有效深度取2m,则池子面积A=3.81m2,则集泥井的直径2.228m,取2.3m，则实际面积A=4.15m2,水面超高0.3m，则实际高度为2.3m。-49-n第四章设计计算书8.3污泥重力浓缩池参数：固体负荷（固体同量）M一般为10~35kg/(m3·d),取M=30kg/(m3·d)浓缩时间T=24h，设计污泥量Q=30.45m3/d浓缩后污泥含水率96%浓缩后的污泥体积V1=20m3/d根据要求，浓缩池的设计横断面积应满足：A≥QC/M式中Q————入流污泥量，m3/dC————入流固体浓度，kg/m3入流固体浓度C=W1=Q1×1000×(1-96%)=200kg/dW2=Q2×1000×(1-98%)=144kg/dW3=Q3×1000×(1-98%)=240kg/dW4=Q4×1000×(1-99%)=62.5kg/dQc=W1+W2+W3+W4=646.5kg/d=26.94kg/hC=646.5/30.45=21.23kg/m3浓缩后污泥浓度C1=646.5/20=32.325kg/m3（1）直径浓缩池的横断面A=Qc/M=646.5/30=21.55m2把浓缩池设成圆形，则半径为R=2.7m，取R=3m,则实际面积A=28.26m2（2）高度停留时间，取HRT=24h有效高度h2===1.22m,取h2=1.5m超高h1=0.5缓冲层高取h3=0.5m池壁高H1=h1+h2+h3=2.5m8.4贮泥池贮泥池设计为圆形设计参数：停留时间HRT=24h设计泥量Q=20m3/d贮泥池所需体积V=QHRT=20m3取高度H=2m,则D=3.57m，取4.0m，超高取0.5m，则贮泥池尺寸为D×-49-n第四章设计计算书H=4.0×2.58.5机械脱水间的设计计算污泥经浓缩后，尚有96%的含水率，体积仍很大，为了综合利用和最终处理，需对污泥作脱水处理。拟采用带式压滤机使污泥脱水，它有以下脱水特点：①滤带能够回转，脱水效率高②噪声小，能源节省③附属设备少，维修方便，但必须正确使用有机高分子混凝剂，形成大而强度高的凝絮。带式过滤脱水工艺流程见下图：高压冲洗水贮泥池污泥污泥混凝剂制备罐带式压滤机给水计量泵稀释水空压机9鼓风机房的设计9.1已知条件及设计参数（1）调节池采用鼓风曝气系统，罗茨鼓风机供气，穿孔管曝气。设计曝气量q=0.06m3/(m3·h),空气用量Qa=q·Qmax=0.06×6=0.36m3/h供气压力p=14.6kpa（2）CASS中罗茨鼓风机的供气压力采用35.04kpa，选择2台风机曝气，一用一备用，风机能力为：G=Gs=175.3m3/h.-49-n第四章设计计算书总的供气量：Gs=0.36+175.3=175.66m3/h=2.93m3/min9.2鼓风机房的设计（1）建造位置需便于现场观察风机的运行情况，在出风管路上安装必要的压力表，温度计，计量表。（2）根据NSR100型多级离心式鼓风机的基础，长×宽=1800mm×650mm，每个鼓风机的间距1m，则鼓风机房设置为长×宽=5000mm×4000mm。10紫外线消毒系统10.1设计说明通过紫外线的强烈照射，改变细菌，病毒和其他微生物细胞的遗传物质，使其失去遗传特性，达到消毒目的。10.2设计参数紫外线消毒计量是所有紫外线辐射强度和曝气时间的乘积光照接触时间10~100s消毒器中水流流速最好不小于0.3m/s-49-第五章污水处理站的总体布置-49-n第五章污水处理站的总体布置第五章污水处理站的总体布置1污泥处理站平面布置1.1构筑物和建筑物主要设计参数该啤酒厂废水处理工艺构筑物和建筑物及其技术参数详见下表，表中包括部分独立露天设置的设备。综合楼的功能包括办公与值班、化验、配电、控制机房。构筑物平面尺寸指平面外形尺寸。建筑物平面尺寸为轴线尺寸。构（建）筑物一览序号名称技术参数平面尺寸高度备注(m2)（m）1集水井HRT=2h4×7-3.5砖混2调节沉淀池HRT=8h12×74.5钢筋混凝土3EGSB池HRT=5h12.56(圆)10钢筋混凝土4沉淀池HRT=1h20.4(圆)7.65钢筋混凝土5CASS池HRT=4h12×55钢筋混凝土6鼓风机房鼓风机2台5×43钢筋混凝土7污泥储存池存放一天污泥12.56(圆)2.5钢筋混凝土8污泥脱水机房压带脱泥机一台15×84.5砖混1.2平面布置原则（1）处理站构（建）筑物德布置应紧凑，节约用地和便于管理。a.池形的选择应考虑减少占地，利于构（建）筑物之间的协调；b.构（建）筑物单体数量除按计算要求外，亦应利于相互间的协调和总图的协调。c.构（建）筑物的布置除按工艺流程和进出水方向顺捷布置外，还应考虑与外界交通、气象、人居环境和发展规划的协调，做好功能划分和局部利用。（2）构（建）筑物之间的间距应按交通、管道敷设、基础工程和运行管理需要考虑。（3）管线布置尽量沿道路和构（建）筑物平行布置，便于施工与检修。-49-n第五章污水处理站的总体布置（4）做好建筑、道路、绿地与工艺构筑物的协调，做到即使生产运行安全方便，又使站区环境美观，向外界发展优美的形象。（5）具体做好以下布置。a.污水调节池和污泥浓缩池应与办公区或厂前区分离；b..配电应靠近引入点或电耗大的构（建）筑物，并便于管理；c.沼气系统的安全要求较高，应远离明火或人流、物流繁忙区域；d.重力流管线应尽量避免迂回曲折。2污泥处理站高程布置2.1高程布置原则（1）选择一条距离最长、水头损失最大的流程进行水力计算，并应适当留有余地，以保证在任何情况下，处理系统能运行正常。（2）计算水头损失时，一般应以近期最大流量作为设计流量，并应考虑扩建时的备用水头。（3）污水处理后应能自流排入下水道或水体，包括洪水季节（一般按25年一遇防洪标准考虑）。（4）布置高程时既要考虑某些处理构筑物的排空，但构筑物的挖土深度又不易过大，以免土建投资过大和增加施工的困难。（5）在作高程布置时还应注意污水流程和污泥流程的配合，尽量减少所需提升的污泥量。污泥干化场、污泥浓缩池、消化池等构筑物高程的确定，应注意它们的污泥水能自动流入污水入流干管或其它构筑物的可能性。（6）进行构筑物高程布置时，应与厂区的地形、地质条件相联系。当地形有自然坡度时，有利于高程布置；当地形平坦时，既要考虑避免二沉池埋入地下过深，又要避免沉砂池在地面上架的过高，这样会导致工程造价过高。（7）绘制污水和污泥工艺高程图时，横向比例应与总平面图一致；纵向比例根据实际情况调整。2.2高程布置参数表处理构筑物之间连接管渠水利计算表管渠名称尺寸损失类型水力坡度局部阻力系数ζD(mm)或B×H(m)i(m/m)消毒池出水槽3×1堰上水头损失　　-49-n第五章污水处理站的总体布置A3钢连接管DN600沿程损失局部损失0.007弯头、闸阀(ζ=6.0)沉淀池集水槽0.8×0.6堰上水头损失自由跌落　　A3钢连接管DN600沿程损失局部损失0.007弯头、闸阀(ζ=9.0)CASS池出水口1.0×0.4自由跌落　　EGSB池出水渠0.5×0.2堰上水头损失自由跌落　　EGSB池布水渠0.5×0.3沿程损失自由跌落0.007　EGSB池配水渠0.5×0.3自由跌落局部损失　闸板（ζ=9.0）　调节池出水渠0.5×0.3局部损失　闸板（ζ=6.0）A3钢连接管DN600沿程损失局部损失0.007弯头、闸阀(ζ=6.0)1.消毒池出水槽水位：　　　　　　　　　　　　　　　　　高程（m）消毒池埋入地下2.0m，则设定出水槽内水位为1.10；1.102.消毒池内水位：堰上水头损失=0.10m；1.203.沉淀池集水槽内水位：沿程损失；局部损失；合计：1.09m取1.10m；2.304.二沉池中水位：堰上水头损失；自由跌水；合计：0.20m；2.50-49-n第五章污水处理站的总体布置5CASS池出水口水位：沿程损失；局部损失；合计：0.49m取0.50m；3.006.CASS池内水位：自由跌水；3.207.EGSB池内水位：堰上水头损失=0.30m；自由跌水；合计：0.40m；3.608.EGSB池布水渠内水位：沿程损失；自由跌水；合计：0.40m；4.009.EGSB池配水渠内水位：自由跌水；局部损失；合计：0.18m；4.2010.调节沉淀池内水位局部损失取0.15m；4.3511.格栅栅后水位：沿程损失；局部损失；合计：0.94m取1.00m；5.3512.格栅栅前水位：过栅损失；5.59-49-n第五章污水处理站的总体布置2.3高程一览表表处理构筑物高程一览表编号标高位置高程(m)1消毒池出水槽内水位1.1002消毒池内水位1.2003沉淀池集水槽内水位2.3004沉淀池内水位2.5005CASS池出水口水位3.0006CASS池内水位3.2007EGSB池内水位3.6008EGSB池布水渠内水位4.0009EGSB池配水渠内水位4.20010调节沉淀池内水位4.35011格栅栅后水位5.35012格栅栅前水位5.590说明：本高程计算采用的是相对高程，具体布置详见工艺图纸—6工艺高程图。-49-第六章主要设备简介-49-n第六章主要设备简介第六章主要设备简介1污水污泥处理设备（一）格栅间（3m×2m×2.5m）（二）集水井（4m×7m×3.5m）（三）提升泵房（12m×8m×6.5m）设3台潜水提升泵（2用1备），型号为250QW600—15—45：流量为600m3/h；扬程15m；转速为980r/min；功率45kW；效率为82.6%；出口直径250mm；重量1456kg。（四）调节沉淀池（12m×7m×4.5m）内包括酸化池和碱化池（五）EGSB反应器（φ4m×10m）（六）沉淀池（φ5.5m）（七）CASS池（12m×5m×5m）共分为两组，每组池设5个出水槽，每个槽两侧各设一排出水溢流堰；每组设1台卧式单级离心泵（共2台）用于吸取剩余污泥，型号为KQW100/110—7.5/2。-49-n第六章主要设备简介（八）加氯间（5m×3m×3m）设液氯罐2个，转子加氯机一台；加氯管管径为DN50。（九）污泥回流井（φ2.5m×3.5m）设3台潜污泵输送污泥回流，型号为250QW500—10—30；流量为500m3/h；扬程10m；转速为980r/min；功率30kW；效率为78.3%；出口直径250mm；重量900kg。（十）鼓风机房（5m×4m×3m）设5台三叶螺茨鼓风机，其中3台供气给曝气池，型号为SSR200；流量为53.49m3/min；转速为1390rmp；功率75kW；重量650kg；另外2台供气给旋流沉砂池用于气提，型号为SSR65；流量为1.67m3/min；转速为1100rmp；功率4kW；重量80kg；每台螺茨鼓风机配备1台三相异步电动机，电压380V；额定功率50Hz。（十一）污泥脱水机房（15m×8m×4.5m）设1台带式压滤机，型号为DYQ—1000E；处理能力为5—10m3/h；有效带宽1000mm；电机功率1.1kW；设2台无轴螺旋输送机，型号为WSS300—5800；处理能力为4m3/h；螺杆直径300mm；转速为20r/min；电机功率3kW；设2台低压微型活塞式空气压缩机，型号为V—0.36/7；容气流量为0.36m3/min；排气压力0.7MPa；设1台自动加药机和1个配药罐。2配电设备变配电室（7m×6.5m×3m）设1个组合式变电站，型号为ZBW；额定容量为500kVA。3监测设备（一）进水监测仪器进水pH计1台、进水COD检测仪1台、进水流量计1台。（二）在线监测仪器生化池DO（溶解氧）检测仪4台，布置在好氧池中，用于监测池中的溶解氧浓度。（三）出水监测室（5m×4m×3m）-49-n第六章主要设备简介设1个COD在线自动监测仪，用于监测出水水质。-49-第七章工程概预算第七章工程概预算1总概算表-49-n第七章工程概预算序号工程项目建筑工程（元）设备（元）安装工程（元）总值（万元）1格栅间及提升泵房4200091800530013.9102格栅间及提升泵房-管道安装工程　　114001.1403调节沉淀池105001500017002.7204EGSB反应池495085007001.4155EGSB反应池-管道安装工程　　220502.216CASS池339000660002720043.2207CASS池-管道安装工程　　46100046.108二沉池11400052500850017.5009二沉池-管道安装工程　　980009.8010加氯间48002500020003.18011接触消毒池25200　　2.52012接触消毒池-管道安装工程　　140001.40013出水监测室20002700030003.20014污泥回流井260090008001.24015污泥浓缩池9800　　0.98016污泥浓缩池-管道安装工程　　8000.08017脱水机房12200　　1.22018脱水机房-管道安装工程　　12000.12019鼓风机房99804100080005.89820鼓风机房-管道安装工程　　49000.49021配电室45801200001500013.95822机修仓库10440　　1.04423综合楼46000　　4.60024综合楼-排水、采暖工程　　9000.90025值班室3200　　0.32026电气工程130000　5800018.80027自控仪表工程　12000　12.00028项目建设总投资771250575800229605157.666表总概算表2成本分析序号项目成本分析（万元/年）-49-n第七章工程概预算1外购药剂费9.8552电耗48.1443水耗1.6434工资福利7.7005日常检修7.0476大修理14.0947固定资产折旧37.3488无形及递延资产摊销0.2889管理费及其他10.08910利息支出24.67711经营成本98.57112总成本160.88413单方水处理经营成本（元/吨）0.54014单方水处理总成本（元/吨）0.882表成本分析表-49-致谢参考文献1.周长波，张振家。《啤酒废水处理技术的应用进展》环境工程.2003.（6）2.徐怀东，钟月华，伍勇，肖泽仪。《我国啤酒废水处理工艺进展》-49-n致谢四川环境.2003.（3）3.阮文全。《废水生物处理工程设计实例详解》化学工业出版社.2006.34.高延耀，顾国维。《水污染控制工程（二）》高等教育出版社.2000.75.韩洪军，衣春敏。《啤酒废水处理工程设计及运行分析（一）》哈尔滨建筑大学学报.2000.22（4）6.王连军，蔡敏敏。《无机膜—生物反应器处理啤酒废水及其膜清洗的试验研究》[J].工业水处理，2000.20（2）7.王松林，汪大庆。《内循环UASB反应器+氧化沟工艺在啤酒废水处理中的应用》[J]。工业用水与废水，2001.32（2）8.邱冬梅。《SBR工艺在啤酒废水处理中的应用》[J].广州食品科技，2001.17（1）9.梁航国，史景华。《氧化塘法治理啤酒工业废水技术的探讨》[J].陕西环境，1998.5（1）10.徐立根。《CASS法在啤酒废水治理中的应用》环境保护，1999.（12）11.左永泉。《啤酒废水处理技术的应用》环境工程，2000.18（1）12.郝瑞霞，贾胜温。《我国啤酒工业废水治理技术现状及发展趋势》河北化工学院学报，1998.（19）13.李科林，孟范平。《啤酒工业废水治理技术现状及利用技术研究进展》中南林学院学报，1999.（19）14.张华，李广钊。《吸附生物降解法在啤酒废水处理中的应用》环境工程，2000.（18）15.石岩明。《啤酒废水处理技术的革新与实践》工业水处理。2003.23（1）16.辛响付，任洪强。《啤酒废水脱氮工艺优化运行的工程研究》无锡轻工大学学报，2003.317.何晓娟。《IC—CIRCOX工艺及其在啤酒废水处理中的应用》工业给排水，199718.辛响付，方德宏。《啤酒废水处理的节能途径》节能与环保，2002.1119.韩洪军，衣春敏。《啤酒废水处理工程设计及运行分析（二）》哈尔滨建筑大学学报，2000.33（5）20.匡武，殷福才等。《UASB公益在啤酒废水处理工艺中的应用》中国给排水，2006.11（16）-49-n致谢6.郝贵珍，高永，翼红亮。《水解酸化+SBR工艺在啤酒废水中的应用》河北建筑工程学院学报，2005.23（4）7.董春娟，吕炳南，赵庆良。《EGSB反应器处理啤酒废水运行影响因素研究》给水排水，2007.33（5）8.严永红，任洪强，祁佩时。《EGSB反应器与UASB反应器处理有机废水的性能比较研究》中国沼气，2005.23（3）-49-致谢致谢-49-n致谢在此次毕业设计的过程中，我衷心地感谢我的老师马骁轩给予我的大力帮助和耐心指导。他的言传身教使我在毕业设计的过程中，既丰富了课本中的理论知识，同时还学到了宝贵的工程设计经验，提高了自身的能力。这些，都为我以后走上工作岗位打下了坚实的基础。在此，也同样感谢环境工程学院的全体老师和各位同学给予我的关心和帮助。再次感谢所有关心和帮助过我的朋友们！-49-