某啤酒厂污水处理站工艺设计.doc

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1、某啤酒厂污水处理站工艺设计某啤酒厂污水处理站工艺设计摘摘 要要啤酒废水中有机物含量较高，如直接排放，既污染环境又降低啤酒工业的原料利用率。为此，许多学者和厂家对啤酒废水的处理和利用技术进行研究。本文根据前人的研究成果综述了啤酒废水的处理和利用现状，结合啤酒废水自身的特性，根据进水水质和排放标准，通过对几种处理工艺的比较，确定污水处理采用 UASB+CASS 的工艺。对格栅、调节池、UASB 池、CASS 池、污泥浓缩池等进行了正确的设计和计算。并参考经验设计参数进行 UASB+CASS 的处理工艺设计，采用 UASB+CASS 工艺处理高浓度有机废水，不但使处理流程简洁，节省了运行管理费用，同

2、时还可以回收在处理过程中所产沼气作为能源的利用，以便我为进一步探讨效益资源型处理技术提供借鉴。关键字关键字 啤酒工业；废水处理；UASB；CASSIThe control system design of 200,000t/year brewery production wastewater AbstractBeing high levels of organic pollutants, brewery wastewater may not only lead to environmental pollution, but also decrease the utilization ratio

3、 of raw material used in beer production.Therefore, many scholars and breweries have paid much attention to developing new techniques for treating and making use of brewery wastewater. This paper makes a comparison among various new techniques on the basis of analyzing the sources and characteristic

4、s of brewery wastewater. Through several treatments studying, I make the best way to treatment the wastewater from breweryUASB+CASS. From this literary you can achieve a lot of ways about UASB+CASS.The treatment of calculation, for example, grid accommodator; regulation tank;UASB tank;CASS tank;conc

5、entrate mud pool and make a detailed explanation for the main building. Used UASB treating wastewater of the brewery is maintain the anaerobic granular sludge .With this way, not only make the process flow simple,but also save operating costs, while reducing wastewater concentration, methane can be

6、recycled in the process of the production as energy use, so that I can provide a reference to further investigate the effectiveness of resource-based processing technology.Keywords brewery industry；wastewater treatment；UASB；CASSII目 录第一部分 设计说明书 .11. 概述 .11.1 工程概况 .11.2 设计依据 .11.3 任务书的主要内容和要求 .21.3.1

7、主要内容 .21.3.2 设计要求 .32. 原水的水质和水量及处理要求 .32.1 原水水量与水质 .32.1.1 建设规模 .32.1.2 设计原水水质指标 .32.2 处理要求 .43. 工艺选定 .43.1 水质分析 .43.2 啤酒废水处理的流行工艺 .43.2.1 好氧处理工艺 .43.2.2 水解好氧处理工艺 .53.2.3 厌氧好氧联合处理技术 .53.3 适用于啤酒废水处理的工艺比较 .64. 工艺比较 .64.1 比较工艺的选择及叙述 .64.2 方案比较 .74.2.1 两个方案的主要构筑物比较表 .74.2.2 两个方案的主要优缺点 .84.3 处理方案的确定 .84.

8、3.1 污水处理流程 .84.3.2 污泥处理流程 .85. 选定工艺的设计 .95.1 粗格栅 .95.1.1 构筑物 .95.1.2 主要设备 .95.2 调节池 .95.2.1 构筑物 .95.2.2 主要设备 .95.3 UASB 反应池.105.3.1 构筑物 .10III5.3.2 主要设备 .105.4 CASS 反应池.115.4.1 构筑物 .115.4.2 主要设备 .115.4 混凝沉淀池 .125.5 污泥浓缩池 .126. 厂区的相关布置 .136.1 平面布置 .136.1.1 各处理单元构筑物的平面布置.136.1.2 辅助建筑物 .136.1.3 平面布置原则

9、.136.2 高程布置 .157. 工程投资概算 .157.1 估算范围及依据 .157.2 第一部分费用 .157.2.1 土建费用概算 .157.2.2 设备费用概算 .167.3 第二部分费用 .177.4 第三部分费用 .177.5 工程总投资 .177.6 成本核算 .177.6.1 能源消耗费 E1.187.6.2 工资福利费 E2.187.6.3 折旧费 E3.187.6.4 大修维护费 E4.187.6.5 日常检修维护费 E5.187.6.6 管理费、销售费和其他费用 E6.187.6.7 处理成本 .188. 技术经济指标 .198.1 设计污染物去除率和处理效果 .198

10、.2 作业制度和劳动定员 .199. 调试、操作说明 .209.1 调试 .209.2 操作 .20第二部分 设计计算书 .201. 主要构筑物计算 .201.1 格栅 .201.1.1 格栅的作用.201.1.2 设计参数 .201.1.3 设计计算.21IV1.2 调节池 .251.2.1 调节池作用.251.2.2 设计参数.251.2.3 设计计算.251.2.4 调节池的搅拌器 .251.3 UASB 反应器.251.3.1 UASB 反应器作用.251.3.2 设计参数 .261.3.3 设计计算 .261.4 CASS 反应池.351.4.1 CASS 反应器作用.351.4.2

11、 设计参数 .361.4.3 设计计算 .361.5 混凝沉淀池 .451.5.1 混凝沉淀池作用.451.5.2 平流式沉淀池的设计 .461.6 污泥浓缩池 .501.6.1 污泥来源 .501.6.2 设计参数 .511.6.3 设计计算 .512. 高程计算 .542.1 高程布置原则 .542.1 水头损失计算 .552.1.1 污水流经各处理构筑物水头损失 .552.1.2 污水管渠水头损失计算表 .552.1.3 高程确定 .573.1 污泥高程计算 .57结 论 .58致 谢 .59参 考 文 献 .600第一部分第一部分 设计说明书设计说明书1.1. 概述概述1.11.1 工

12、程概况工程概况某啤酒厂位于华东某市，地处太湖之滨。该厂的生产规模为 40 万吨啤酒/年，啤酒生产工艺基本采用国内外先进成熟的工艺。啤酒废水的主要来源是糖化车间（糖化、过滤洗涤废水） 、发酵车间（发酵罐洗涤、过滤废水） 、灌装车间（洗瓶、灭菌废水及酒瓶破碎流出的啤酒）以及生产用冷却废水等。部分车间的定期消毒和冲洗地面也要排出一些废水。厂区也排出一定量的生活废水。不同车间排出的废水水质有很大差异，麦芽在浸泡过程中，可溶出许多可容性物质如多糖、蔗糖、葡萄糖、果胶、矿物质盐和外皮的蛋白朊和纤维素等，这些可容性物质约占麦粒重量的 0.51.5%，其中 2/3 为有机物，其余为无机物。糖化、发酵和灌装车间

13、排出的废水主要含有各种糖类、多种氨基酸、醇、多种维生素、各种微量元素、酵母菌、纤维素和麦糟等。建设单位提供场地基本平坦，设计范围 130110 米；此外，附近还有大块农田可征用。污水自场地西北角流入，流入点标高为-0.8m(0.00m 以生产车间室内地坪为准)。处理后污水要求由场地东南角排出，排出点标高在-0.8 米。该厂所在区域的电费为 0.63 元/KWh，人员工资按2700 元/人计。计算折旧时按直线折旧法，折旧率为 7.8%；厂内有锅炉房，蒸汽成本为 250 元/吨。1.21.2 设计依据设计依据啤酒工业污染物排放标准 （GB19821-2005）室内排水设计规范 （GBJ14-87）

14、室外排水设计规范 （GBJ14-1996）低压电气设备控制 （GB/T4720-1984）机械设备安装工程施工及验收规范 （GBJ23175）环境噪声标准 （GB5096-93）建设项目环境保护管理条例 （国务院令第 253 号，1998.11.29）建筑给水排水设计规范 （GBJ15-88）中华人民共和国水污染防治法(1996 年修正) (1996 年修正)1混凝土结构设计规范GB50010-20021.31.3 任务书的主要内容和要求任务书的主要内容和要求1.3.11.3.1 主要内容主要内容 收集和查阅参考资料，了解废水的水质、水量特点； 制订处理方案 在对水质、水量了解的基础上，结合废

15、水处理要求，提出可行的处理方案和工艺流程，通过论证和技术经济比较，选择较为合理的处理流程。 工艺设计和计算确定设计规模，选择适宜的设计参数，对工艺流程中各构筑物进行工艺计算；确定构筑物的型式、工艺尺寸和主要构造，选择主要设备的规格、型号及配置。 平面和高程布置进行污水处理厂的总平面布置设计。平面布置应按工艺流程和功能的要求合理安排处理构筑物、厂内管道系统和辅助建筑物的平面位置；进行污水处理构筑物的高程布置。在必要的水力计算的基础上，确定流程中的处理构筑物，泵房等的标高；选定各连接管渠的尺寸并决定其标高，计算定出各部分的水面标高，保证水流通畅。 主要构筑物的工艺施工图设计（选 34 个）综合工艺

16、、水力、施工、结构和使用要求，对构筑物进行完整的工艺设计，确定各部分的几何尺寸，构造方式，各种管渠的空间布局，施工要求，用图纸清楚准确地表达出来，并给出该构筑物所需设备、材料明细表。 工程的投资概算和运行成本概算。 其它 主要设备的型号、配置、污水处理启动，调试方法、运行方式及控制参数，日常分析监测项目和取样点；劳动定员和其它必要的统计数据。1.3.21.3.2 设计要求设计要求. 设计方案选择合理，工艺流程具有一定灵活性,达到设计任务要求； . 设计计算概念清楚，参数选择恰当，计算正确；说明书简明扼要，文字流畅， 论点明确，书写工整； . 图纸表达正确，符合制图规范；图面整洁，布局合理，图中

17、线型和尺寸标注符 合要求，字体应为工程字。22.2. 原水的水质和水量及处理要求原水的水质和水量及处理要求2.12.1 原水水量与水质原水水量与水质2.1.12.1.1 建设规模建设规模根据厂方提供的资料，啤酒厂的废水总量为 300 万吨/年，年生产时间为 250 天。2.1.22.1.2 设计原水水质指标设计原水水质指标其中各种污染物浓度见下表 1-1。序号指 标浓度（mg/l）备注1pH692CODCr19003BOD59504SS 3205NH3-N136TN227TP82.22.2 处理要求处理要求废水经处理后要求达到的标准见下表 1-2。序号项 目排放浓度（mg/l）1pH692CO

18、DCr803BOD5204SS 705NH3-N156TN1037TP33.3. 工艺选定工艺选定3.13.1 水质分析水质分析啤酒废水中大量的污染物是溶解性的糖类、乙醇等，这些物质具有良好的生物可降解性，处理方法主要是生物氧化法。3.23.2 啤酒废水处理的流行工艺啤酒废水处理的流行工艺3.2.13.2.1 好氧处理工艺好氧处理工艺啤酒废水处理主要采用好氧处理工艺，主要由普通活性污泥法、生物滤池法、接触氧化法和SBR 法。传统的活性污泥法由于产泥量大，脱氮除磷能力差，操作技术要求严，目前已被其他工艺代替。近年来，SBR 和氧化沟工艺得到了很大程度的发展和应用。SBR 工艺具有以下优点：运行方

19、式灵活，脱氮除磷效果好，工艺简单，自动化程度高，节省费用，反应推动力大，能有效防止丝状菌的膨胀。CASS 工艺(循环式活性污泥法)是对 SBR 方法的改进。该工艺简单，占地面积小，投资较低；有机物去除率高，出水水质好，具有脱氮除磷的功能，运行可靠，不易发生污泥膨胀，运行费用省。 3.2.23.2.2 水解水解好氧处理工艺好氧处理工艺水解酸化可以使啤酒废水中的大分子难降解有机物转变成为小分子易降解的有机物，出水的可生化性能得到改善，这使得好氧处理单元的停留时间小于传统的工艺。与此同时，悬浮物质被水解为可溶性物质，使污泥得到处理。水解反应工艺式一种预处理工艺，其后面可以采用各种好氧工艺，如活性污泥

20、法、接触氧化法、氧化沟和 SBR 等。啤酒废水经水解酸化后进行接触氧化处理，具有显著的节能效果，COD/BOD 值增大，废水的可生化性增加，可充分发挥后续好氧生物处理的作用，提高生物处理啤酒废水的效率。因此，比完全好氧处理经济一些。 3.2.33.2.3 厌氧厌氧好氧联合处理技术好氧联合处理技术 厌氧处理技术是一种有效去除有机污染物并使其碳化的技术，它将有机化合物转变为甲烷和二氧化碳。对处理中高浓度的废水，厌氧比好氧处理不仅运转费用低，而且可回收沼气；所需反应器体积更小；能耗低，约为好氧处理工艺的 10%15%；产泥量少，约为好氧处理的10%15%；对营养物需求低；既可应用于小规模，也可应用大

21、规模。厌氧法的缺点式不能去除氮、磷，出水往往不达标，因此常常需对厌氧处理后的废水进一步用好氧的方法进行处理，使出水达标。常用的厌氧反应器有 UASB、AF、FASB 等，UASB 反应器与其他反应器相比有以下优点：4沉降性能良好，不设沉淀池，无需污泥回流不填载体，构造简单节省造价由于消化产气作用，污泥上浮造成一定的搅拌，因而不设搅拌设备污泥浓度和有机负荷高，停留时间短同时，由于大幅度减少了进入好氧处理阶段的有机物量，因此降低了好氧处理阶段的曝气能耗和剩余污泥产量，从而使整个废水处理过程的费用大幅度减少。3.33.3 适用于啤酒废水处理的工艺比较适用于啤酒废水处理的工艺比较不同处理方法的技术、经

22、济特点比较，见表 1-3。表 1-3 不同处理方法的技术、经济特点比较处理方法主要技术、经济特点生物接触氧化法采用两级接触氧化工艺，可防止高糖含量废水引起污泥膨胀现象；但需要填料过大，不便于运输和装填，且污泥排放量大。氧化沟工艺简单，运行管理方便，出水水质好，但污泥浓度高，污水停留时间长，基建投资大，曝气效率低，对环境温度要求高好氧工艺SBR 法占地面积小，机械设备少，运行费用低，操作简单，自动化程度高；但还需曝气能耗，污泥产量大。水解好氧技术节能效果显著，且 BOD/COD 值增大，废水的可生化性能增加，可缩短总水力停留时间，提高处理效率，剩余污泥量少厌氧好氧工艺UASB好氧技术技术上先进可

23、行，投资小，运行成本低，效果好，可回收能源，产出颗粒污泥产品，由一定收益；操作要求严4.4. 工艺比较工艺比较4.14.1 比较工艺的选择及叙述比较工艺的选择及叙述由以上可知，在啤酒废水处理中，处理效率较好的为厌氧好氧组合工艺。为了更清楚的了解厌氧好氧组合工艺的处理方法的处理效果及最优化方案，选用 UASB-CASS 组合工艺与 IC+CASS进行模拟比较。54.24.2 方案比较方案比较4.2.14.2.1 两个方案的主要构筑物两个方案的主要构筑物比较表比较表表 1-4 主要构筑物比较表指标IC（内循环厌氧反应器） UASB（升流式厌氧污泥床反应器）初期投资比较（万）高低设备成熟性较成熟（9

24、0 年代发明）最成熟（70 年代发明）微生物温度范围要求353353微生物 PH 范围要求6.87.26.87.2污泥要求颗粒污泥颗粒或絮状污泥容积负荷（KgCOD/m3/d）102458长径比4813占地面积较小较大厂家推荐设备材质碳钢+防腐钢砼设备耐久性能一般较好施工难度较大一般动力消耗情况较大一般COD 去除效率8590%8590%耐负荷冲击最强较强维修维护较复杂简单悬浮物（SS）要求较高（要求 SS 含量低）一般系统总运行价格（元/吨）中低单个设备价格稍高一般污泥是否容易解体更容易容易6污泥是否容易购买不易购买易购买污泥估计价格1000 元/吨400 元/吨4.2.24.2.2 两个方

25、案的主要优缺点两个方案的主要优缺点UASB+CASS 法处理工艺与 IC+CASS 处理工艺优缺点比较如下表：表 1-5 工艺优缺点比较UASB+CASSIC+CASS主要优点UASB(1) 处理能力大，处理效率高，运行性能稳定，构造比较简单；(2) 顶部具有特殊的三相分离器；(3) 污泥无需特殊的搅拌设备；IC(1) 反应器为立式结构，占地面积小；(2) 有机负荷高；(3) 耐冲击负荷性能强。主要缺点1. 进水中悬浮物需要适当控制，不宜过高，一般控制在 100mg/l以下； 2. 污泥床内有短流现象，影响处理能力；1. 运行费用高2. 缺乏在 IC 反应器水力条件下培养活性和沉降性能良好的颗

26、粒污泥关键技术。目前国内引进的 IC 反应器均采用荷兰进口的颗粒污泥接种，增加了工程造价。4.34.3 处理方案的确定处理方案的确定4.3.14.3.1 污水处理流程污水处理流程通过上述分析比较，本案选用厌氧好氧处理。其工艺流程如下所示。废水格栅/调节池UASB 反应器CASS 反应池混凝沉淀池出水 4.3.24.3.2 污泥处理流程污泥处理流程本流程污泥的主要来源为格栅、调节池和沉淀池需要进行浓缩和脱水的处理后才能外运，处理流程如下：污泥污泥浓缩池污泥脱水外运泥饼75.5. 选定工艺的设计选定工艺的设计5.15.1 粗格栅粗格栅5.1.15.1.1 构筑物构筑物功 能：放置机械格栅数 量：1

27、 座结 构：砖混结构尺 寸：320130920（H）mm 5.1.25.1.2 主要设备主要设备机械格栅功 能：去除大颗粒悬浮物型 号：HF-500数 量：1 台栅 宽：B=20mm栅 隙：b=20mm安装角度：= 60电机功率：N=1.1kw5.25.2 调节池调节池5.2.15.2.1 构筑物构筑物功 能：调节水量数 量：1 座尺 寸：25000200008500（H）mmHRT：6.0h 5.2.25.2.2 主要设备主要设备 潜水搅拌机功 能：使废水混合均匀型 号：QJB7.5/6640/3-303/c/s推 力：990N数 量：3 台功 率：N=7.5kw 配水泵功 能：UASB 进

28、水泵型 号：QXG250-11-118数 量：2 台流 量：Q=69.5L/s扬 程：H=15m功 率：N=11.0KW5.35.3 UASBUASB 反应池反应池5.3.15.3.1 构筑物构筑物功 能：去除 CODcr、BOD5、SS，产生沼气池 数：6 座类 型：钢筋砼结构尺 寸：18000110006500（H）mm 容积负荷（Nv）为：)/(5 . 43dmkgCOD污泥产率（X）：kgCODkgMLSS /15. 0产期率：kgCODm /5 . 03COD 去除率 80%；BOD 去除率 85% 5.3.25.3.2 主要设备主要设备 水封功 能：保持 UASB 中气相一定压力数 量：2 台尺 寸：5001200（H）mm 沼气贮罐尺 寸：13000mmH6500mm数 量：1 台5.45.4 CASSCASS 反应池反应池5.4.15.4.1 构筑物构筑物功 能：去除 CODcr、BOD5、SS结 构：钢筋砼结构数 量：6 座 尺 寸：4500085005000（H）mmBOD 污泥负荷（Ns）为：kgMLSSkgBOD/15. 09水充比（）：0.32 5.4.25.4.2 主