啤酒厂污水处理毕业设计

安徽工业大学 毕业设计（论文）说明书共 页 第 1 页装订线1.前言1.1 设计概况1.1.1 设计主要内容庐江啤酒厂所排放的生产污水采用“IC 厌氧反应器+CASS”“混凝过滤”工艺处理进行工程设计，污水处理系统处理能力按 4000m3/d 考虑，出水达到啤酒工业污染物排放标准（GB19821-2005）一级标准，同时要求部分处理后（2000m 3)的出水能达到回用标准，主要用于瓶子清洗等。1.1.2 设计水量与水质资料1.设计水量：污水流量：4000m 3/d2.进水水质：见表 1.1表 1.1 原水水质表水质指标 CODcr（mg/L） BOD5（mg/L） SS（mg/L） pH浓度值 3000 1600 590 341.1.3 出水水质出水水质：执行啤酒工业污染物排放标准（GB19821-2005）表 1 中啤酒生产企业水污染物排放最高允许限值，排放标准如下表 1.2：表 1.2 啤酒工业污染物排放标准水质指标 CODcr（mg/L） BOD5（mg/L） SS（mg/L） pH浓度值 80 20 70 691.2 设计对象1.2.1 啤酒废水来源啤酒生产主要以大麦和大米为原料，辅以啤酒花和鲜酵母，经长时间发酵酿造而成。啤酒废水主要来自麦芽车间（浸麦污水），糖化车间（糖化，过滤洗涤污水），发酵车间（发酵罐洗涤，过滤洗涤污水），灌装车间（洗瓶，灭菌污水及瓶子破碎流出的啤酒）以及冷却水和成品车间洗涤水，办公楼、食堂、浴室的生活污水等。1.2.2 啤酒废水处理方法啤酒废水主要含糖类，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。啤酒污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污水，有机物含量也处于高峰。啤酒污水的 BOD/COD 比达 0.5 以上，具有良好的生物可降解性能，处理方法主要选择生物氧化法。在生物氧化过程中，有些微生物如球衣细菌（俗称丝状菌）、酵母菌等虽能适应高有机碳、低 N 量的环境，由于球衣细菌、酵母菌等微生物体系大、密安徽工业大学 毕业设计（论文）说明书共 页 第 2 页装订线度小菌胶团细菌不能在活性污泥法的处理构筑物中正常生长，可先采用厌氧处理，降低污染负荷，再用好氧生物处理。2.工艺流程的选择2.1 工艺选择依据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。有以下几种常用工艺处理啤酒废水：（一）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。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。（二）水解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，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。（三）厌氧好氧联合处理技术 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，也可应用大规模。厌氧法的缺点是不能去除氮、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：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。安徽工业大学 毕业设计（论文）说明书共 页 第 3 页装订线2.2 工艺的确定根据酿造工业废水治理工程技术规范（HJ5752010）选择“厌氧生物处理生物脱氮除磷处理回用或排放”的分散与集中相结合的综合治理技术路线。厌氧生物处理工艺选择 UASB 厌氧反应器，好氧处理工艺选择 CASS 工艺，整体工艺流程如下：工艺流程简介：啤酒废水先经过中格栅去除大杂质后进入调节池，根据在线 PH 计的 PH 值用计量泵将酸碱送入调节池，调节池的 PH 值在 68 之间。调节池中出来的水用泵连续送入UASB 反应器进行厌氧消化，降低有机物浓度。厌氧处理过程中产生的沼气被收集到沼气储柜。UASB 反应器内的污水流入 CASS 反应池中进行好氧处理，达标出水部分排放，部分出水进入混凝池，投加混凝剂，混凝后进入沉淀池沉淀，沉淀池出水即可回用。来自 UASB 反应器、CASS 反应池的剩余污泥先收集到集泥井，再由污泥提升泵提升到污泥浓缩池内被浓缩，浓缩后进入污泥脱水机房，进一步降低污泥的含水率，实现污泥的减量化，污泥浓缩、脱水时的产生的污水泵至格栅间。污泥脱水后形成泥饼，装车外运处置。2.3 主要处理构筑物设计及选型主要设备见表 2-2。表 2-2 主要设备一览表序 号 设备名称 型号、规格 单 位 数 量1 机械格栅 HF-500 栅隙 15mm 台 22 污水提升泵 100QW120-10-5.5 台 3安徽工业大学 毕业设计（论文）说明书共 页 第 4 页装订线Q=30L/s H=10.0m N=5.5KW3 固定过滤机 HS120 台 34 潜水搅拌机QJB7.5/6640/3-303/c/sN=7.5KW台 15 配水泵 150QW1100-15-11Q=30L/s H=15m N=11.0KW 台 36 加药装置 AHJ-I 套 17 气水分离器 5001800（H）mm 台 18 水封器 5001200（H）mm 台 29 沼气贮罐 7000H6000 个 110 鼓风机DG 超小型离心鼓风机N=75.0KW台 211 盘式膜片式曝气器 QMZM-300 根 42312 滗水器 XBS300 N=1.5KW 台 213 污泥提升泵 80QW50-10-3 N=3KW 台 214 带式压滤机 DYQ-1000 套 12.4 污水处理站总体布置2.4.1 布置原则（1）处理站构（建）筑物的布置应紧凑，节约用地和便于管理。 池形的选择应考虑减少占地，利于构（建）筑物之间的协调； 构（建）筑物单体数量除按计算要求计算外，亦应利于相互间的协调和总图的协调。 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与构（建）筑物平行布置，便于施工与检修。（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，向外界展现优美的形象。具体做好以下布置： 污水调节池和污泥浓缩池应与办公区或厂前区分离； 配电应靠近引入点或电耗大的构（建）筑物，并便于管理；安徽工业大学 毕业设计（论文）说明书共 页 第 5 页装订线 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； 重力流管线应尽量避免迂回曲折。2.4.2管线设计（1）污水管 进水管：原污水沟上截流闸板的设置和进站控制闸板的设计由啤酒厂完成。DN=500。 出水管： DN400钢管或铸铁管，q=60L/s,v=0.92m/s, i=0.006。 超越管：考虑运行故障或进水严重超过设计水量水质时污水的出路，在UASB之前设置超越管，规格DN400铸铁管或陶瓷管，i=0.006。 溢流管：浓缩池上清液及脱水机压滤水含微生物有机质0.5%1.0%，需进一步处理，排入调节池。设置溢流管，DN150钢管，i=0.004。（2）污泥管UASB、CASS反应池污泥池均为重力排入集泥井，站区排泥管均选用DN200钢管，i = 0.02。集泥井至浓缩池，浓缩池排泥泵贮泥柜，贮泥柜至脱水机间均为压力输送污泥管。集泥井排泥管DN200，钢管，v=1.0m/s。浓缩池排泥管，贮泥柜排泥管，DN200，钢管，v=1.0m/s。（3）沼气管沼气管从UASB至水封罐为DN100钢管，从水封罐向气水分离器及沼气柜为DN150，钢管，沼气管道逆坡向走管，i = 0.005。（4）给水管沿主干道设置供水干管200DN，镀锌钢管。引入污泥脱水机房供水支管DN50， 镀锌钢管。引入办公综合楼泵房及各地均匀为DN32，镀锌钢管。（5）雨水外排依靠路边坡排向厂区主干道雨水管。（6）管道埋深 压力管道 在车行道之下，埋深0.70.9m，不得不小于0.7m，在其他位置0.50.7m，不宜大于0.7m。 重力管道 由设计计算决定，但不宜小于0.7m（车行道下）和0.5m（一般市区）。2.4.3布置特点平面布置特点：布置紧凑，构（建）筑物占地面积比例大。重点突出，运行及安全重点区域UASB放于站前部，引起注意，但未靠近厂区主干道。美化环境，集水井、调节池侧面、污泥储存池设于站后部。安徽工业大学 毕业设计（论文）说明书共 页 第 6 页装订线2.4.4高程布置污水处理工程的污水处理流程高程布置的主要任务是确定各处理构筑物和泵房的标高，确定处理构筑物之间连接管渠的尺寸及其标高；通过计算确定各部位的水面标高；从而使污水能够在处理构筑物之间顺畅的流动，保证污水处理工程的正常运行。污水处理工程的高程布置一般遵守如下原则：(1).认真计算管道沿程损失、局部损失、各处理构筑物、计量设备及联络管渠的水头损失；考虑最大时流量，事故流量的增加，并留有一定的余地；还应当考虑到当某座构筑物停止运行时，与其相邻的其余构筑物及其连接管渠能通过全部流量。(2).避免处理构筑物之间跌水等浪费水头的现象，充分利用地形高差，实现自流。(3).在认真计算并留有余量的前提下，力求缩小全程水头损失及提升泵站的扬程，以降低运行费用。(4).需要排放的处理水，在常年大多数时间能够自流排入水体。注意排放水位不一定选取水体多年最高水位，因为其出现时间短，易造成常年水头浪费，而应选取经常出现的高水位作为排放水位，当水体水位高于设计排水位时，可进行短时间的提升排放。(5).应尽可能使污水处理工程的出水渠不受水体洪水的顶托，并能自流。处理装置及构筑物的水头损失(6).尽可能利用地形坡度，使污水按处理流程在构筑物之间能自流，尽量减少提升次数和水泵所需扬程。(7).协调好站区平面布置与各单体埋深，以免工程投资增大、施工困难和污水多次提升。(8).注意污水流程和污泥流程的配合，尽量减少提升高度。(9).协调好单体构造设计与各构筑物埋深，便于正常排放，又利检修排空。安徽工业大学 毕业设计（论文）说明书共 页 第 7 页装订线3 工艺流程计算3.1 啤酒污水处理构筑物设计与计算3.1.1 格栅3.1.1.1 设计说明格栅主要是拦截污水中的较大颗粒和漂浮物，以确保后续处理的顺利进行。3.1.1.2 设计参数设计流量 Q=4000m3/d=166.67 m3/h=0.046m3/s ；栅条宽度 S=10mm 栅条间隙 d=15mm 栅前水深 h=0.4 m格栅安装角度 =60，栅前流速 0.7m/s ,过栅流速 0.8m/s ；单位栅渣量 W=0.07m3/103 m3 污水 。 3.1.1.3 设计计算由于本设计水量较少，故格栅直接安置于排水渠道中。格栅如图 3-1。H1h211hHBB115021tg图2. 图 3-1 格栅示意图(1)栅条间隙数 maxsinQbhv=安徽工业大学 毕业设计（论文）说明书共 页 第 8 页装订线式中： Q 设计流量，m 3/s 格栅倾角，度b 栅条间隙，mh 栅前水深，mv 过栅流速，m/sn 8.918, 取 n = 9 条。(2)栅槽宽度215.09*.)1(*0.)1( bSB栅槽宽度一般比格栅宽 0.20.3m，取 0.3 m。即栅槽宽为 0.215+0.3=0.515 m ，取 0.6 m。 (3)进水渠道渐宽部分的长度设进水渠道宽 B1=0.5 m ，其渐宽部分展开角度 1= 601l10.65.422tgt(4)栅槽与出水渠道连接处的渐宽部分长度120.4.7ml(5)通过格栅水头损失取 k=3,=1.79(栅条断面为圆形)，v=0.8m/s ，则h1 = 24/3()sinvkdgba式中：k - 系数，水头损失增大倍数- 系数，与断面形状有关S - 格条宽度，md - 栅条净隙，mmv - 过栅流速，m/s- 格栅倾角，度h1 = agvdsin2)(k34安徽工业大学 毕业设计（论文）说明书共 页 第 9 页装订线= 0.088m(6)栅后槽总高度 设栅前渠道超高 h2=0.3mH=h+h1+h2=0.4+0.088+0.3=0.7880.8m(7)栅后槽总长度 1120.5HLtgl0.43.47.621tm(8)每日栅渣量栅渣量(m 3/103m3污水)，取（0.10.01）,粗格栅用小值，细格栅用大值，中格栅用中值取 W1 = 0.07m3/103m3 K2 = 1.3 ，则：W = 128640Q式中：Q - 设计流量，m 3/sW1 - 栅渣量(m 3/103m3污水)，取 0.07m3/103m3 W = 10*.8647= 0.22 m3/d 0.2 m 3/d (采用机械清渣)选用 HF-500 型回转式格栅除污机，其性能见下表 3-1表 3-1 HF-500 型回转式格栅除污机性能规格表型号 电动机功率（Kw）设备宽（mm）设备高（mm）设备总宽（mm）沟宽（mm）沟深（mm）导流槽长度（mm）设备安装长（mm）HF-500 1.1 500 5000 850 580 1535 1500 25003.1.2 集水池安徽工业大学 毕业设计（论文）说明书共 页 第 10 页装订线3.1.2.1 设计说明集水池是汇集准备输送到其他构筑物去的一种小型贮水设备，设置集水池作为水量调节之用，贮存盈余，补充短缺，使生物处理设施在一日内