啤酒厂废水处理站工艺设计毕业论文

I目 录前 言 .1第一部分 设计说明书 .21 概述 .21.1 工程名称 .21.2 工程概况 .21.3 废水来源及特征 .21.4 设计目标 .31.5 地理气候环境 .31.6 设计范围 .41.7 完成设计成果 .41.8 设计依据及规范 .41.9 设计原则 .52 废水处理方案的选择及其比较 .62.1 设计思路 .62.2 处理工艺方案介绍 .63 处理工艺方案确定 .113.1 确定原则 .113.2 主要技术指标对比 .113.3 确定优选方案 .114 主要构筑物说明 .124.1 格栅 .12II4.2 调节池 .124.3 提升泵房 .124.4 UASB 反应器 .124.5 CASS 反应器 .134.6 集泥池 .134.7 污泥浓缩池 .134.8 污泥脱水间 .135 主要构筑物尺寸说明 .145.1 格栅 .145.2 调节池 .145.3 UASB 反应器 .145.4 CASS 反应器 .155.5 事故池 .165.6 集泥池 .165.7 污泥浓缩池 .165.8 污泥脱水间 .175.9 鼓风机房 .176 有关环保建议 .17第二部分 设计计算书 .187 水处理构筑物设计计算 .187.1 格栅的设计计算 .187.2 渠道宽度 .188 每日栅渣量 .21III8.1 调节池的设计计算 .218.2 污水提升泵选型 .228.3 UASB 反应器的设计计算 .228.4 CASS 反应器的设计计算 .318.5 布气系统计算 .378.6 供气压力： .388.7 鼓风机房布置 .408.8 事故池的设计计算 .419 污泥处理构筑物 .419.1 集泥池的设计计算 .419.2 浓缩池的设计计算 .4110 污泥脱水间的设计计算 .4411 建筑物高程计算 .4511.1 污水处理构筑物高程计算 .4511.2 污泥处理构筑物高程计算 .4912 水处理工程预算 .5012.1 编制依据 .5012.2 投资估算 .5112.3 设备材料估算 .51参考文献 .55谢 辞 .561前 言水资源既是基础自然资源，是生态环境的控制性因素之一，同时又是战略性经济资源，是一个国家综合国力的有机组成部分。中国水资源问题十分突出，尤其是水资源短缺、旱涝灾害以及与水污染相关的生态环境问题已经成为我国社会经济发展重要的制约因素，受到国家和社会的高度关注。尤其近几年各类河流湖泊水质污染事件频发，水环境的污染已经对饮水安全及人身健康造成了严重影响。2000 年污水排放总量 620 亿吨，约 80未经任何处理直接排入江河湖库，90%以上的城市地表水体，97%的城市地下含水层受到污染。其中有 10河段污染严重，已基本丧失使用价值，淡水湖泊处于中度污染水平，75%以上湖泊出现富营养化（张利平等，2009） 。所以提高水资源的利用效率、优化各类废水处理技术是缓解我国水资源忧患的重要举措。啤酒行业是一个耗水量极大的行业，我国 2007 年啤酒产量达 3000 多万吨，已连续 4 年保持世界第一。啤酒工业迅速发展的同时，啤酒工业废水的排放量也相应增加，污染程度加重，每生产 1 吨啤酒需要 l030 吨新鲜水，相应地产生 1020 吨废水。我国现在每年排放的啤酒废水已达 1.5 亿吨，预计到 2012 年至少达到 2.1 亿吨（李宏昌等，2008） 。由于这种废水含有较高浓度的蛋白质、脂肪、纤维、糖分、废酵母、酒花残渣等有机无毒成分，排人天然水体后将消耗水中的溶解氧，既造成水体缺氧，还能促使水底沉积化合物的厌氧分解，产生臭气，恶化水质。所以选择高效合理的啤酒废水处理工艺对保护环境，优化水资源现状具有十分重要的意义。本文在分析各种有效经济的啤酒废水处理技术的基础上，结合本项目的具体现状以及啤酒废水的特点，最终选择出 UASB+CASS 工艺对本厂废水进行有效处理，处理后的废水可以严格符合啤酒工业污染物排放标准的要求。第一部分 设计说明书1 概述啤酒是世界通用性饮料，是酒精含量最低的饮料酒，而且营养丰富。它以优质大麦和水为主要原料，啤酒花为香料，经过麦芽制备、麦芽汁制备、发酵等工程制成，富含丰富营养物质和二氧化碳。随着改革开放和人民生活水平的提高，我国的啤酒行业发展迅速，啤酒产量在连续九年名列世界第二后，2002年以2386.83万吨超过了美国的2200多万吨的产量，位居世界第一。但由于我国啤酒工业发展起步较晚，投资费较低，在生产中对形成的废渣、废水的控制还不得力，因此造成废水量较大。据有关部门测算，2002年全国啤酒废水排量2.7亿立方米，年排放COD约为2.9万吨；啤酒废水占全国废水排放总量的1.3%，COD占全国工业废水中COD排放总量的0.5%。虽然啤酒生产的废水属有害而无毒性的废水，但由于每年生产100t啤酒，排放废水中BOD量相当于1.4万人的生活污水，生产每瓶啤酒排放的废水中BOD含量相当于1个人每天生活排放污水中BOD的量。目前，国内外啤酒废水处理技术有了迅速的发展，常常采用以生化为主，生化与物化相结合的处理工艺。主要采用的生化处理有以下三种：直接使用好氧接触处理工艺；水解酸化，再加上后续处理工艺；采用UASB反应器进行厌氧处理，再进行后续处理。本设计采用的是UASB反应器加上CASS处理工艺。本次设计是对某啤酒污水处理厂进行独立设计，并根据所确定的工艺和计算结果，绘制污水处理厂总平面布置图，工艺流程图及某些主要构筑物的平剖面图等，能够很好的完成这次毕业设计的任务，为今后的工作奠定良好的基础。1.1 工程名称吉林市第一啤酒厂废水处理站工程设计1.2 工程概况吉林市第一啤酒厂位于吉林市船营区，目前有职工 200 人，年产值约 1800 万元左右。污水处理站约占地 500m2(20m*25m)，地势平坦，地质条件良好，表层土壤厚度在 10m 以上，主要为亚黏土和亚砂土，地基承载力为 1kgf/cm2，地下水位在地表 10 m 以下。啤酒厂污水处理站待处理的废水来自工厂各工段所排放的生产废水和生活污水。1.3 废水来源及特征废水来源：啤酒厂废水的主要来源有：麦芽生产过程的洗麦水、浸麦水，发芽降温喷雾水、麦槽水、洗涤水，凝固物洗涤水；糖化过程的糖化、过滤洗涤水；发酵过程的发酵罐洗涤、过滤洗涤水；灌装过程洗瓶、灭菌、破瓶啤酒及冷却水和成品车间洗涤水。此外，啤酒厂废水还包括来自办公楼、食堂、宿舍和浴室等处的生活污水。水质特征：设计处理水量为 2000m/d，变化系数为 1.4, 生产废水的 CODCr为 2000 mg/L；BOD 为 1100 mg/L；SS 为 210mg/1，pH：57，TN：25-85mg/1，TP：5-7mg/1。生活污水的 CODCr为 400 mg/L；BOD 为 200 mg/L；SS 为 250mg/1，pH：67，TN：50-60mg/1，TP：4-5mg/1。1.4 设计目标污水经过处理后最终达到国家现行啤酒工业污染物排放标准中的规定。出水水质标准BOD520，CODC r80，SS70，TN15TP，pH3 6.09.0。1.5 地理气候环境规划区东临松花江，西至长吉北线，南起长珲高速公路，北至通溪河。现有各类企业 893户，其中规模以上工业企业 50 户，常驻人口 6.8 万人。建区以来，已累计实现地区生产总值112 亿元，财政收入 14.7 亿元，固定资产投资 179 亿元。吉林经济技术开发区位于松花江城区段的下游，城市的下风头，地势平坦，是吉林市拓展城市发展空间和市区老企业实现“退二进三”的理想承载区，也是外商在中国东北地区投资建厂的首选区域。开发区地处东北交通主干线的枢纽，内外运输四通八达，区位优势明显。东北地区铁路主干线长图铁路贯区而过，有九站和新九站两个铁路中间站，开发区内还设有日编解作业量 4000 辆的铁路编组站，区内企业铁路专用线已达 25 公里，铁路运输十分便捷；开发区距长春 85 公里，东北高速公路网主干线的长珲高速公路贯区而过并设有出口，另有吉长北线，从开发区沿高速公路到长春只需要四十多分钟。到龙嘉国际机场只有 60 公里，空中交通十分方便。吉林市的气候类型属于温带大陆性季风气候，四季分明。春季少雨干燥,夏季温热多雨，秋季凉爽多晴，冬季漫长而寒冷。全区年平均气温 3-5，气温受地形影响，由西、西北向东、东南气温逐渐降低。一月份平均气温最低，一般在零下 18-20，七月平均气温最高，一般在21-23，极端最高气温 36.6。山区无霜期 120 天，平原区可达 130-140 天。全年降雨量约700 毫米左右。全区日照时数 2400-2600 小时，全年总辐射量为 1150 千卡/平方毫米。吉林市境内多年平均水资源量 166.61 亿立方米，当地地表水平均水资源量 71.67 亿立方米，多年平均入境水量 87.36 立方米，多年平均地下水资源量 10.67 亿立方米。据 1999 年统计，当年全市平均降水量 597.2 毫米，地表水资源量 47.30 亿立方米，入境客水量 66.67 亿立方米。吉林市人均水资源量 1843 立方米，考虑入境水量，人均水资源量 3875 立方米，为全国平均水平的 1.8 倍，北方市的 5.4 倍。吉林市城区地下水资源量 2.02 亿立方米，可开采量 2.19 亿立方米。1.6 设计范围根据所给设计指导书和任务书，完成该啤酒厂的废水处理工艺的确定，各个构筑物的尺寸的初步计算，同时按计算初步完成各主要构筑物的图纸设计。1.7 完成设计成果（ 1） 开 题 报 告 一 份 ；（ 2） 关 于 啤 酒 工 业 废 水 处 理 技 术 研 究 的 英 文 翻 译 一 份 ；（ 3） 设 计 说 明 计 算 书 一 份 ， 其 中 包 括 处 理 工 艺 中 各 个 构 筑 物 设 计 尺 寸 的 计 算 公 式 、计 算 参 数 、 计 算 过 程 和 计 算 结 果 以 及 实 际 设计时所选用的尺寸，同时还包括处理工艺所需的设备的选型等；设计说明书一份，主要阐述工艺的比选，以及所选择的工艺中各个构筑物的工作原理和作用、说明各个构筑物的设计尺寸。以及提出一些环保方面的建议等等。（4）各主要单体构筑物的立面图、平面图和剖面图，以及厂区平面布置图和处理工艺的高程布置图。1.8 设计依据及规范国家现行污水综合排放标准GB89781996 和其它相关的环境保护法规和规定等等。如中华人民共和国环境保护法所规定：（1） 产生环境污染和其他公害的单位，必须把环境保护工作纳入计划，建立环境保护责任制度；采取有效措施，防治在生产建设或者其他活动中产生的废气、废水、废渣、粉尘、恶臭气体、放射性物质以及噪声振动、电磁波辐射等对环境的污染和危害。（2） 新建工业企业和现有工业企业的技术改造，应当采用资源利用率高、污染物排放量少的设备和工艺，采用经济合理的废弃物综合利用技术和污染物处理技术。（3） 排放污染物超过国家或者地方规定的污染物排放标准的企业事业单位，依照国家规定缴纳超标准排污费，并负责治理。水污染防治法另有规定的，依照水污染防治法的规定执行。（4）对造成环境严重污染的企业事业单位，限期治理。同时还应该结合以下依据进行合理设计，具体有：中华人民共和国环境保护法 ； 建设项目环境保护设计规定 ；室外排水工程设计规范GBJ14-87（1997 年版）污水综合排放标准GB8978-1996啤酒工业污染物排放标准GB19821-2005给水排水设计手册1、2、5、6、7、8、9、10、11酿造工业废水治理工程技术规范 （HJ 575-2010)1.9 设计原则设计时尽量选用目前在国内外应用比较成熟的处理工艺。对于各个构筑物尺寸的设计设计计算应该遵循“经济合理，安全可靠”的设计原则。各个处理构筑物是污水处理站的主题建筑物，在污水处理的设计原则中，各构筑物的平面布置也是很重要的一部分，应该根据各个构筑物的功能要求和水力要求，结合当地的地形和地质条件，确定它们在厂区的具体位置。其在厂区的平面布置的一般原则：（1）处理构筑物的布置应紧凑，节约用地和便于管理。池形的选择应综合考虑占地多少和经济因素。一般而言圆形池子造价较低，但是出水构造较为复杂；而方形和矩形池子池壁较厚，不过运行管理会比较简单。（2）处理构筑物应该尽量按流程顺序布置，以避免管线迂回，同时应该充分利用地形，以减少土方量。（3）经常有人工作的建筑物如办公室、化验室等用房应该布置在夏季主导风向的上方向，在北方地区，同时需要考虑朝阳布置。（4）构筑物之间的距离应考虑敷设管渠的位置，运行管理的需要和施工的要求，一般采用5-10m。可以更具具体情况进行合理的选择。（5）污水厂内应该设超越管或者是事故井，以便在发生事故时，使污水能够超越一步或者是全部构筑物，进入下一级构筑物或事故溢流。2 废水处理方案的选择及其比较2.1 设计思路根据啤酒废水的特点及处理的难点，设计思路大体如下：（1）水中 SS 等物理性污染物，一般采用物理方法如格栅、调节池、厌氧好氧反应以及沉淀池等工艺去除。结合本水质的特点，选择合理的工艺单元、构筑物及其型式。（2）对于难降解的 COD，单纯采用好氧或是厌氧的方法很难保证出水达标。故拟采用生物接触氧化法，同时选择经济合理的组合方式和构筑物型式。（3）虽然设计任务中对氮磷的去除没做具体要求，但是考虑到其存在的客观性，在设计方案的敲定中，也考虑到对氮磷的部分去除。（4）工艺方案确定后，具体的构筑物选型和设计时，要尽量做到组合的优化，比较准确的设计好各构筑物。2.2 处理工艺方案介绍啤酒废水的 BOD5/CODcr 值很