某啤酒废水处理工程毕业设计（uasb工艺）

毕业设计（论文）月山啤酒集团废水处理工程设计UASB工艺专业年级学号姓名指导教师评阅人二九年六月中国摘要80年代以来，我国啤酒工业得到迅速发展，啤酒工业在我国迅猛发展的同时，我国既成为世界啤酒生产大国，又成为较高浓度有机物污染大户，啤酒废水的排放和对环境的污染已成为突出问题，引起了各有关部门的重视。啤酒的生产排出了大量的啤酒废水，给环境造成了极大的威胁。本设计为啤酒废水处理工艺设计，设计程度为初步设计。啤酒废水水质的主要特点是含有大量的有机物，属高浓度有机废水。该啤酒废水处理系统的处理水量为4000,不考DM/3虑远期发展。原污水中各项指标为BOD5浓度为800MG/L,CODCR浓度为1400MG/L，SS浓度为1800MG/L。该废水若不经处理会对环境造成巨大污染，故要求进行处理，要求出水标准按照啤酒工业废水排放标准（GB198212005）执行。即CODCR80MG/L，BOD520MG/L，SS70MG/L。本文分析了啤酒生产中废水产生的环节，污染物及主要污染来源，并从好氧、厌氧生物处理两方面来考虑了废水治理工艺，提出了UASBSBR的组合工艺流程,可将废水CODCR浓度从1400MG/L降至651MG/L，BOD5浓度从800MG/L降至279MG/L，SS浓度从1800MG/L降到189MG/L，符合出水标准。本设计大体工艺流程为啤酒废水调节池格栅污水提升泵房调节池UASB反应器SBR池处理水该处理工艺具有结构紧凑简洁，运行控制灵活，抗冲击负荷等特点，实践表明该组合工艺处理性能可靠，具有投资少，运行管理简单等特点。为啤酒工业废水处理提供了一条可行途径。具有良好的经济效益、环境效益和社会效益。关键词啤酒废水污泥UASBSBRABSTRACTSINCETHE80S,CHINASBEERINDUSTRYHASBEENDEVELOPEDRAPIDLY,WITHTHERAPIDDEVELOPMENTOFBREWERYINDUSTRYINCHINA,CHINAHASBECOMETHEWORLDSLARGESTPRODUCEROFBEER,BUTALSOBECOMEABIGMANUFACTURERSWHOMANUFACTUREAHIGHERCONCENTRATIONOFORGANICPOLLUTION,BEERWASTEWATERANDENVIRONMENTALPOLLUTIONPROBLEMSHAVEATTRACTEDTHEATTENTIONOFTHERELEVANTDEPARTMENTSTHEPRODUCTIONOFBEERFORMALARGENUMBEROFBREWERYWASTEWATER,WHICHENDANGERSENVIRONMENTTHISDESIGNISONEBEERWASTEWATERTREATMENTTHEDEGREEOFTHEDESIGNISINAPRELIMINARYPHASETHEMAINDISTINGUISHINGFEATUREOFTHEBEERWASTEWATERISTHATITCONTAINSTHEMASSIVEORGANICMATTERS,SOITBELONGSTOTHEHIGHCONCENTRATIONORGANICWASTEWATERTHEWATERWHICHNEEDSTOTREATMENTINTHEBEERWASTEWATERTREATMENTPLANTIS4000,REGARDLESSOFTHESPECIFIEDFUTUREDEVELOPMENTVARIOUSTARGETINTHERAWDM/3WASTEWATERISTHECONCENTRATIONOFBOD5IS800MG/L,THECONCENTRATIONOFCODCRIS1400MG/L,THECONCENTRATIONOFSSIS1800MG/LITCOULDPOLLUTETHEENVIRONMENTIFDRAINEDBEFORETREATMENT,SOITREQUESTTHEBEERWASTEWATERWHICHDRAINEDMUSTBESTRICTLYTREATEDTOTHEINTEGRATEDWASTEWATERDISCHARGESTANDARDGB198212005,WHICHISASFOLLOWINGBOD520MG/L,CODCR80MG/L,SS70MG/LTHISPAPERANALYZESTHEGENERATIONPROCESSESOFWASTEWATER,THEMAJORCONTAMINATESANDTHEIRMAJORSOURCESINBEERPRODUCTIONITALSOINTRODUCESTHEPRIMARYBIOLOGICALPROCESSINGTECHNIQUESOFAEROBICANDANAEROBICTREATMENTTHEMAINPROCESSTECHNOLOGYOFTHEBEERWASTEWATERDISPOSALSTATIONISDEFINEDASUASBSBR,WHICHCANMAKETHECODCROFWASTEWATERREDUCESFROM1400MG/LTO651MG/L,BOD5REDUCESFROM800MG/LTO279MG/L,SSREDUCESFROM1800MG/LTO189MG/L,SOTHATDRAINSOUTCANREACHESTHESTANDARDTHETECHNOLOGICALPROCESSOFTHISDESIGNISBEERWASTEWATERSCREENSTHESEWAGELIFTPUMPHOUSEREGULATESTANKREACTIONTANKOFUASBTANKOFSBRTREATMENTWATERTHISTECHNOLOGYOFWASTEWATERTREATMENTHASMANYTRAITSSUCHAS,WELLKNITSTRUCTURE,PITHYQUICKCONTROL,LASTINGATTACKEDPRACTICEINDICATESTHATTHECOMPOSEDCRAFTHASRELIABLEFUNCTION,ITSINVESTMENTISLITTLE,ANDITSRUNNINGANDMANAGEMENTISUNCOMPLICATEDKEYWORDSBEERWASTEWATERSLUDGEUASBSBR目录第一章文献综述111引言112啤酒废水治理技术现状113厌氧生物技术在啤酒废水处理中的应用2131UASB反应器2132EGSB反应器4133IC反应器514厌氧生物技术在啤酒工业废水处理中的应用实例615厌氧生物技术在啤酒工业废水治理中的应用前景8第二章设计说明书1021设计概况10211设计任务及要求10212设计规模及水质1022啤酒生产工艺及废水来源11221啤酒的生产工艺流程11222生产废水来源及主要成份1123进出水水质1224处理程度的计算1225采用的处理工艺流程12251处理工艺的选择12261格栅152611设计说明152612参数选取152613设计参数162614计算所得的参数16262污水提升泵房162621设计说明162622集水池的尺寸设计参数17263调节沉淀池182631设计说明182632设计参数182633池子尺寸182634理论上每日的污泥量182635污泥斗尺寸182636进水布置19264UASB反应器192641设计说明192642参数选取192643反应器202644配水系统202645三相分离器202646布水槽222647进出水系统222648排泥系统222649产气量2226410沼气柜容积23265SBR池232651设计说明232652设计参数选取232653反应池有效容积232654反应池最小水量232655反应池中污泥体积232656单座反应池的尺寸243657鼓风曝气系统24266重力浓缩池252661设计泥量252662设计参数选取262663池子边长262664池子高度262665污泥斗262666总高度26267机械脱水间2727平面布置和高程布置27271平面布置说明27272高程布置说明28第三章设计计算书3031拟采用的设计流程30311USBASBR法流程3032预计处理效果3033啤酒废水处理构筑物设计与计算31331格栅的设计计算313311设计说明313312设计参数313313设计计算31332调节沉淀池的设计计算353321设计参数353322设计计算35333UASB反应器的设计计算373331设计参数373332设计水质和水量373333反应器容积计算383334配水系统设计393335三相分离器设计423336布水槽的设计463337进出水系统设计463338排泥系统设计463339产气量计算4633310气水分离器46334SBR池的设计计算463341设计参数463342设计水量水质473343反应池有效容积483344反应池最小水量483345反应池中污泥体积483346校核周期进水量483347确定单座反应池的尺寸493348鼓风曝气系统493349污泥产量计算54335污泥部分各处理构筑物设计与计算553351重力浓缩池的设计计算553352机械脱水间的设计计算58336各处理构筑物高程布置59337污水提升泵房的设计与计算603371设计说明603372设计计算6034工程估价62341估价范围及估价依据623411估算范围623412编制依据62342各构筑物费用概算63343其它费用概算63344人数定员64345运行成本643451动力成本643452其他成本64第四章致谢及结束语6641致谢6642结束语66参考文献67附录1翻译及原文68附录2设计图纸79第一章文献综述11引言啤酒由埃及人首创,是以优质大麦为主要原料,啤酒花为香料,经过制麦芽、糖化、发酵等工序制成的富含营养物质和二氧化碳的酿造酒。我国的啤酒行业已成为国民经济的重要产业,全国啤酒企业约600多家,1998年已发展到1990余万T/A的规模,到2010年将达到3000万T/A。伴随啤酒产量的提高,啤酒生产废水的治理也日益受到广泛的关注。啤酒行业是耗水量较大的行业,虽然各企业间有较大的差别,一般来说每生产1T啤酒的耗水量是1020T。如果以生产每吨啤酒产生20M3废水计算,则啤酒工业排放的废水水量每年达40亿M3,啤酒废水具有水量大,悬浮物及有机物含量高等特点COD几百到几万之间波动,SS在10001500MG/L之间动,PH值约58,BOD/COD值高。啤酒废水如直接排入水体,将导致水体发黑、发臭,严重影响渔业、农业、工业及饮用水源,破坏人类的生存环境。啤酒生产废水中的主要污染物为糖类、醇类、多种维生素、酵母菌、纤维素、氨基酸、酒糟等有机物,其COD和SS浓度均较高,且各工序排出的废水水质有很大差异其中以糖化废水浓度最高。各工序生产废水及混合后的废水水质见表1。表1啤酒生产废水水质项目CODMG/LBOD5MG/LSSMG/LPH麦芽废水650450125675糖化废水37500270001960675发酵废水35002800350675灌装废水160041065675酵母废水95006550255565混合废水22501250850675啤酒废水经处理后一般需满足GB89781996的一级排放标准,个别执行二级标准。12啤酒废水治理技术现状目前国内外啤酒废处理技术已有了迅速的发展,有采用接触氧化法、生物滤池、SBR及改进工艺、厌氧消化等工艺。1生物膜法和活性污泥法是处理啤酒厂有机废水的常用方法。实践证明,废水量增加以后,选择传统的活性污泥法工艺可以获得较好的处理效果。江苏徐州某啤酒厂采用水解酸化曝气生物滤池处理啤酒废水,平均出水水质BOD25MG/L,COD85MG/L,达到污水综合排放标准GB89781996一级标准。河南蓝牌集团某啤酒有限公司采用酸化生物接触氧化工艺处理大型啤酒企业生产废水。工程运行表明在进水SS、CODCR、BOD5平均浓度分别为516MGL、572MGL、288MGL的条件下,排出水的SS、CODCR、BOD5平均浓度分别为46MGL、36MGL、62MGL,处理后水质达到污水综合排放标准GB89781996二级排放标准。在国外,传统活性污泥法、升流式流化床等工艺已广泛应用于啤酒废水的处理。特别是啤酒废水的上流式厌氧污UPFLOWANAEROBICSLUDGEBLANKET,UASB处理技术,可以大幅度地降低处理设施的建设费用和运行费用,具有很大的经济性,已经从欧洲的荷兰等国向亚洲辐射。而在UASB反应器的基础上发展起来的以厌氧颗粒污泥膨胀床EXPANDEDGRAN2ULARSLUDGEBED,EGSB及厌氧内循环反应INTERNALCYCLE,IC为代表的第三代厌氧反应器,也已经引入啤酒废水处理的实际工程应用中,并取得了良好的效果。13厌氧生物技术在啤酒废水处理中的应用厌氧处理工艺形式多样,特点各异,但其基本原理都是利用厌氧水解菌和厌氧产甲烷菌的代谢活动,将水中的大分子有机污染物水解为小分子的醇类和有机酸,最终转化为甲烷和二氧化碳。处理啤酒废水时,有很多与普通厌氧处理法不同的地方。近年来研究应用较多的厌氧工艺简要如下。131UASB反应器UASB反应器是由LETTINGA在20世纪70年代开发的。待处理的废水引入UASB反应器的底部,向上流过由絮状或颗粒污泥组成的污泥床。随污水与污泥相接触而发生厌氧反应,产生沼气主要是甲烷和二氧化碳引起污泥床搅动。在污泥产生的气体中有一部分附着在污泥颗粒上,自由气泡附着在污泥颗粒上的气泡上升至反应器的顶部。污泥颗粒上升撞击到脱气挡板的底部,这引起附着的气泡释放脱气的污泥颗粒沉淀回到污泥层的表面。自由气体和从污泥颗粒释放的气体被收集在反应器顶部的集气室内。液体中包含一些剩余的固体物和生物颗粒进入到沉淀室内,剩余固体和生物颗粒从液体中分离并通过反射板落回到污泥层的上面。图1UASB反应器装置示意图该反应器特别适宜于处理高浓度废水,目前国内外已广泛应用于实践。根据报道,当UASB反应器进水COD为10002000MG/L时,出水COD一般在500MG/L左右,也就是说,啤酒废水中的大部分COD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,林漓泉有限公司采用UASBSBR工艺处理废水,UASB反应器进水COD在10003000MG/L之间波动时,出水上清液的COD稳定在200MG/L左右。我国清华大学环境工程系从80年代中期开始利用厌氧UASB反应器处理啤酒废水的研究工作,在北京啤酒厂建成了日处理4500M3的UASB反应器。通过厌氧处理可以达到8590以上的去除率。废水在低于25处理时,反应器负荷712KGCOD/M3D,水力停留时间为56H时。COD去除率7593,出水CO出水500MG/L,产气产率为042M3/DCOD去除,剩余污泥产率为0109DVSS/KGCOD去除。UASB法不需曝气耗能,且能回收能源,变废为宝,占地面积小,一次性投资省,但三相分离器的好坏将直接影响处理效果,处理啤酒废水需有回流设施,启动慢有的长达一年。132EGSB反应器荷兰WAGENINGEN农业大学进行了关于厌氧颗粒污泥膨胀床反应器的研究。EGSB反应器实际上是改进的UASB反应器,其运行在高的上升流速下使颗粒污泥处于悬浮状态。EGSB反应器的特点是颗粒污泥床通过采用高的上升流速与小于12M/H的UASB反应器相比即612M/H,运行在膨胀状态。同时也可以采用较高反应器或采用出水回流以获得高的搅拌强度,从而保持了进水与污泥颗粒的充分接触。促进有机物的快速降解。EGSB特别适于低温和低浓度污水。当沼气产率低、混合强度低时,在此条件下较高的进水动能和颗粒污泥床的膨胀高度将获得比UASB反应器好的运行结果。图2EGSB反应器装置示意图JEISON等人对EGSB反应器和UASB反应器处理啤酒废水进行了对比实验。COD浓度为3000MGL1,EGSB反应器的COD去除率为85,而UASB反应器则为70,EGSB反应器的处理效果好于UASB反应器。由于其处理容量高、投资少占地省、运行稳定等特点,引起了各国水处理人员的瞩目,有人视之为第三代厌氧生化反应器的代表工艺之一。进一步研究开发EGSB反应器,推广其应用范围已成为厌氧废水处理的热点之一。133IC反应器ICINTERNALCYCLE反应器即内循环反应器,1985年,荷兰PAQUES公司建立了第一个IC中试反应器,1988年,第一个生产性规模的IC反应器投入运行。目前,IC反应器已成功应用于啤酒生产、食品加工等行业的生产污水处理中。由于其处理容量高、投资少、占地省、运行稳定等特点,引起了各国水处理人员的瞩目。IC反应器有两个UASB反应器上下叠加串联构成,由5个基本部分组成混合区，颗粒污泥膨胀床区、精处理区、内循环系统和出水区。其中内循环系统是IC工艺的核心结构,由一级三相分离器、沼气提升管、气液分离器和泥下降管等组成。经过调节PH和温度的生产废水首先进入反应底部的混合区,并与来自泥水下降管的内循环泥水混液充分混合后进入颗粒污泥床进行COD的生物降解,大部分进水COD在此处被降解,产生大量沼气。沼气由一级三相分离器收集,由于沼气气泡形成过程中对液体所作的膨胀功产生了气体提升作用,使得沼气、污泥和水的混合物沿沼气提升管上升至反应器顶部的气液分离器,沼气在该处与泥水分离并被导出处理系统。泥水混合物则沿泥水下降管进入反应器底部的混合区,并与进水充分混合后进入污泥膨胀床区,形成所谓内循环。根据不同的进水COD负荷和反应器的不同构造,内循环流量可达进水流量的055倍。经膨胀床处理后的废水除一部分参与内循环外,其余污水通过一级三相分离器后,进入精处理区的颗粒污泥床进行剩余COD降解与产沼气过程,提高和保证了出水水质。精处理区的COD负荷较小,经过精处理区处理后的废水经二级三相分离器作用后,上清液经出水区排走。1995年,上海富士达酿酒公司的啤酒生产废水,采用帕克公司的IC与CIRCOX反应器技术,处理能力为4800M3/D,IC反应器直径5M,高度205M,水力停留时间2H有机负荷达15KGCOD/M3D。沈阳华润雪花啤酒有限公司,成功引进了IC反应器,反应器高16M,有效容积70M3,每天处理平均COD浓度为4200MG/L的啤酒废水400M3,在COD去除率稳定在80的条件下,容积负荷高达2530KGCOD/M3D。全球已建成的IC反应器大部分用于处理啤酒废水,目前中国已有几家啤酒厂引进了此技术,IC反应器和UASB反应器处理啤酒废水的对比情况见表1。由表1可见,IC反应器处理啤酒废水的容积负荷可达1530KGCOD/M3D,水力停留时间为242H,COD去除率在75以上而处理啤酒废水的UASB反应器的容积负荷一般仅为47KGCOD/M3D。14厌氧生物技术在啤酒工业废水处理中的应用实例黑龙江新三星集团公司啤酒厂位于黑龙江省尚志市一面坡镇,距哈尔滨市东南154KM,年平均气温213。最冷月是1月份,平均气温2013。最热月份是7月,平均气温2116。年平均冻土深度为1179M。该啤酒厂目前生产能力为15万T/A,排放废水量6000M3/D,考虑到将来产量还会提高,因此设计排放废水量为8000M3/D,设计进出水水质见表2。表2设计进出水水质项目COD/MG/LBOD/MG/LSS/MG/LPH温度/进水1500800700691828出水100207069设计水力停留时间为8H,池内设置2台潜水搅拌机,通过机械搅拌使水质均匀。池子上面设混凝土预制盖板,以防止冬季散热太快导致水温过低。UASB反应池是本设计的主体处理单元,大部分污染物在这里得到降解和去除。UASB反应池2座,对称布置,每座尺寸为40M6M5M。2座池体中间设有管廊,管廊内设有布水干管和支管、排泥管、取样管等。为了防止冬季水温过低,整个UASB单元建于室内。布水系统和三相分离器见图4是UASB设计的关键。图3三相分离器模块布置示意图本工程采用一管多孔式布水方式,每座UASB底部设有32根布水支管,每2根支管连成一个回路,每4根布水支管共用一个电磁流量计。通过调节支管上的阀门,可以保证布水的均匀性。通过切换阀门,可以实现布水支管的冲洗,防止布水孔堵塞,并可同时实现排泥。三相分离器采用清华大学环境科学与工程系的专利技术设备,产品实现模块化,安装方便,整体性好。本工程共用64个模块,每个模块的尺寸2199M214M113M。三相分离器上的盖板四周设有水封,防止臭气散逸,液面以上产生的臭气通过臭气管连接排至室外处理。为了防止管道腐蚀堵塞,UASB的布水管排水管和沼气收集管全部采用PVC管材。设计参数容积负荷取5KGCOD/M3D,水力停留时间712H,运行温度20。采用两级生物接触氧化流程。共设2座,每座的尺寸为1912M1316M419M,每座再分为一级和二级运行。池内放置盾形纤维填料,曝气系统采用小阻力动态曝气头。主要设计参数水力停留时间为319H,气水比为101,填料层高度为310M。接触氧化池处理后的出水经过斜管沉淀池沉淀后排入附近明渠,最终流入蚂蚁河。拉萨啤酒股份有限公司提出了在青藏高原地区采用强化UASBSBR生物系统处理啤酒废水的思路,并在拉萨啤酒有限公司进行了工程实践,结果表明该工艺对有机物的去除率达95以上,且具有占地省、投资小、运行费用低、操作管理方便等明显优点,成功地克服了青藏高原地区低温、低压、低氧等恶劣条件对废水生物处理工艺的不利影响。15厌氧生物技术在啤酒工业废水治理中的应用前景综上所述,高效厌氧反应器具有容积负荷高、处理容量大、占地面积小、运行稳定等特点,并在啤酒废水处理中COD去除率高,这些资料说明该处理技术已经成熟,然而,目前仍有不少值得研究的地方高效厌氧反应器内颗粒污泥的研究已成为热点,颗粒污泥在厌氧反应器中占有重要地位。有待于进一步掌握在厌氧反应器的水力条件下培养活性和沉降性能良好的颗粒污泥的关键技术。在第三代厌氧技术迅速发展的今天,我国在布水系统和三相分离器设计上的相对落后,所以开发出具有自主知识产权的高效厌氧反应器、缩短与世界先进水平的差距对水处理工作者来说将是一个挑战性课题。参考文献1阎宁等啤酒废水的水解好氧处理技术HO工艺上海环境科学,20012林金画等厌氧好氧工艺处理啤酒废水工程调试实例环境污染与防治,20013曹敬华等生物接触氧化法处理啤酒废水的设计与运行中国给水排水,20024王凯军,左剑恶等UASB工艺的理论与工程实践中国环境科学出版社,20005贺延龄废水的厌氧生物处理中国轻工业出版社,19976董辅祥,傅金祥,孙力等我国啤酒生产用水总体研究J中国给水排水,19907季斌,姜家展三孔啤酒有限公司废水处理工程设计J给水排水,19988左永泉啤酒废水处理技术的应用J环境工程,20009李耀上流式厌氧污泥床氧化沟法处理啤酒生产废水J环境工程,200110张振家,周长波UACBSBR工艺处理啤酒生产废水J中国给水排水,200111吴允啤酒生产废水处理新技术内循环反应器J环境保护199712何晓娟ICCIRCOX工艺及其在啤酒废水处理中的应用J给水排水199713王凯军厌氧工艺的发展和新型厌氧反应器J环境科学,199814聂永丰等主编三废处理工程技术手册化学工业出版社,200015陶有胜水解酸化生物接触氧化工艺处理啤酒废水工程实例环境工程,L99816谌建宇,刘晓文厌氧UASB新型生物接触氧化工艺处理啤酒废水J给水排水,2000第二章设计说明书21设计概况211设计任务及要求A月山啤酒集团废水处理工程设计UASB工艺根据设计任务书提供的参考资料及相关标准、规范进行该项目的设计。包括通过查阅资料，了解啤酒工业废水处理技术的国内外现状、发展趋势；进行该项目的工程设计，包括确定工艺流程、各构筑物的设计计算及绘制工程设计图纸等。B设计成果及要求1设计说明书（附400字摘要，48个关键词，与中文摘要对应的英文摘要）；2设计计算书；3设计图纸（至少8张），包括（1）污水处理系统总平面布置图1张；（2）污水处理系统高程图（兼做工艺系统图）1张；（3）单项处理构筑物图46张；（4）大样图24张。设计图纸均由AUTOCAD绘制，必须符合相关的设计规范。212设计规模及水质1设计规模进水水量4000M3/D2进水水质BOD5800MG/LCODCR1400MG/LSS1800MG/L3出水水质出水水质按啤酒工业废水排放标准（GB198212005）执行。即CODCR80MG/LBOD520MG/LSS70MG/L4自然资料气象夏季主导风向为东南风。年平均温度12，最高38，最低10。22啤酒生产工艺及废水来源221啤酒的生产工艺流程大麦筛选浸麦发芽干燥成品麦芽贮存排水麦芽糖化过滤麦汁煮沸沉淀槽麦汁冷却排水大米糊化发酵过滤清酒灌装杀菌外运排水洗瓶制麦工艺过程啤酒生产工艺过程222生产废水来源及主要成份从啤酒生产工艺过程可以看出，啤酒废水的主要来源有麦芽生产过程的洗卖水、浸麦水、发芽降温喷雾税、买槽水、洗涤水、凝固物洗涤水；糖化过程的糖化、过滤洗涤水；灌装过程的洗瓶、灭菌水和破瓶啤酒；冷却水和成品车间洗涤水；以及来自办公楼、食堂、单身宿舍和浴室的生活污水。23进出水水质单位MG/LCODCRBOD5SS进水802070该水经处理以后，水质应符合啤酒工业废水排放标准（GB198212005），即上表中的出水水质数值。24处理程度的计算BOD5去除率（80020）/800100975CODCR去除率（140080）/1400100943SS去除率（180070）/180010096125采用的处理工艺流程251处理工艺的选择一般来讲，啤酒厂废水排放的超标项主要是BOD、COD、SS三项，针对啤酒废水的BOD/COD值高、有害无毒的特点，目前，国内外普遍采用生化法处理啤酒废水根据处理过程中是否需要曝气，可把生物处理法分为好氧生物处理和厌氧生物处理两大类如活性污泥法（SBR、CASS等）、生物膜法、AB法、UASB法等。结合本工程处理要求和工程规模，可以满足工艺处理要求的典型工艺有以下三种1）CASS法2）UASBSBR工艺3）UASB生物接触氧化组合工艺1）CASS工艺处理啤酒废水工艺流程污水格栅集水调节池水力筛CASS池出水排放外运污泥脱水浓缩池污泥泵工艺原理及特点CASS其反应器设有一个分建或合建式的生物选择器,是以曝气非曝气方式运行的充放式间歇活性污泥处理工艺,在一个反应器中完成有机污染物的生物降解和泥水分离的处理功能,整个系统以推流方式运行,而各反应区则以完全混合的方式运行,实现同步碳化和脱氮除磷功能。本技术主要特征是根据生物选择性原理,利用位于主反应区前端的预反应区,作为生物选择器对磷的释放、反硝化作用及对进水中有机物的快速吸附及吸收作用,增强了系统运行的稳定性可变容积的运行提高了系统对水质水量变化的适应性和操作的灵活性根据生物反应动力学原理,使废水在反应器的流动呈现出整体推流,而在不同区域内为完全混合的复杂流态,不仅保证了稳定的处理效果,而且提高了容积利用率通过对生物速率的控制,使反应器以好氧缺氧厌氧状态周期循环运行,使其具有优良的脱氮除磷效果采用组合式模块结构,布置紧凑占地面积少,分期建设和扩建方便。2）UASBSBR工艺处理啤酒废水工作流程污水格栅污水提升泵房调节沉淀池UASBSBR出水外运污泥脱水间重力浓缩池工艺原理及特点SBR是活性污泥法的一种，其反应机制及去除污染物的机理与传统的活性污泥法基本相同，但SBR与传统的水处理工艺的最大区别在于它是以时间顺序来分割流程各单元，整个过程对于单个操作单元而言是间歇进行的，但是通过多个单元组合调度后又是连续的。SBR集曝气、沉淀于一池，不需设置二沉池及污泥回流设备。在该系统中，反应池在一定时间间隔内充满污水，以间歇处理方式运行，处理后混合液沉淀一段时间后，从池中排除上清液，沉淀的生物污泥则留于池内，用于再次与污水混合处理污水，这样依次反复运行，则构成了序批式处理工艺。这种工艺的特点是使处理流程简洁，节省了运行费用，而把UASB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，可回收所产沼气作为能源利用。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。采用该工艺既降低处理成本，又能产生经济效益。并且UASB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。3）UASB生物接触氧化处理啤酒废水工艺流程沼气回收利用污水格栅集水井初沉池调节池中和池加热池UASB反应器生物接触氧化池气浮池处理水排放工艺原理及特点UASB是升流式厌氧反应器，其反应器主体部分可分为2个区域,即反应区和气、液、固三相分离区。在反应区下部是由沉淀性能良好的污泥形成的厌氧污泥床,当废水由反应器底部进入反应器后,由于水的向上流动和产生的大量气体上升,形成了良好的自然搅拌作用,并使一部分污泥在反应区的污泥床上方形成相对稀薄的污泥悬浮层,悬浮液进入分离区后,气体首先进入集气室被分离,含有悬浮液的废水进入分离区的沉降室,污泥在此进行沉淀分离。UASB反应器，它的截留污泥量大，颗粒化程度好，处理高浓度有机废水能力强，具有容积负荷高,运行成本低,占地面积小,污泥量少,设备简单等优点。该反应器采用中温发酵，内部具有热交换装置，结构较紧凑，温度、碱度、负荷等由微机控制；高浓度废水集中进行厌氧处理，产生沼气量大，可以集中使用，是高浓度有机废水前处理的有效处理方法。并且UASB已经在传统形式的基础上进行改造,形成了多种更高效、方便的厌氧发生器。经过比较我选用UASBSBR组合工艺，工艺流程如下图1三三1三三三UASB三R三26污水处理构筑物设计261格栅2611设计说明格栅用以截留水中的较大悬浮物或漂浮物，以减轻后续处理构筑物的负荷，用来去除那些可能堵塞水泵机组驻管道阀门的较粗大的悬浮物，并保证后续处理设施能正常运行的装置。格栅安装在废水渠道、集水井的进口处，用于截流较大的悬浮物或漂浮物,主要对水泵起保护做用。另外,可以减轻后续构筑物的处理负荷。2612参数选取格栅过栅流速一般采用0610M/S格栅前渠道内的水流速度，一般采用0409M/S格栅倾角，一般采用4560O，人工清渣的格栅倾角小时较省力，但占地多通过格栅的水头损失，一般采用008015M格栅间工作台两侧过道宽度不应小于07M机械清渣不小于02M2613设计参数本次设计选取中格栅栅条间隙B10MM；栅前水深H04M；过栅流速V06M/S；安装倾角45；设计流量Q4000M3/D0046M3/S2614计算所得的参数栅条数取N17栅槽有效宽度B049M过栅水头损失H10176M取栅前渠道超高H203M，栅前槽高H1HH207M,则总高度HHH1H20876M进水渠道渐宽部分长度L1043M，栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度L20215M,栅槽总长度L2845M每日栅渣量W015M3/D,采用人工清渣262污水提升泵房2621设计说明污水泵房用于提升污水，以保证污水能在后续处理构筑物内畅通的流动，它由机器间、集水池、格栅、辅助间等组成，机器间内设置水泵机组和有关的附属设备，格栅和吸水管安装在集水池内，集水池还可以在一定程度上调节来水的不均匀性，以便水泵较均匀工作，格栅的作用是阻拦水中粗大的固体杂质，以防止杂物阻塞和损坏水泵，辅助间一般包括贮藏室，修理间，休息室和厕所等。选择集水池与机器间合建的圆形水泵站，D8M,考虑选用2台水泵，其中一台备用。根据流量Q1667M3/H,扬程H158M，选用150TLW305IA型无堵塞立式污水泵，每台水泵的流量为Q168M3/H，扬程为H199M。提升泵房说明1本污水泵站为自灌式，无须引水装置2为了松动集水坑内的沉渣，从水泵的压水管上接出一根直径为50MM的钢管伸入集水坑中，定期将沉渣冲起，由水泵抽走。3水泵间室内地面做成001坡度，机器间地板上设排水沟和集水坑，排水沟断面250MM500MM，沿墙设置，坡度I001,集水坑直径为500MM,深700MM,在水泵吸水口附近接出50MM白铁管伸入集水坑，水泵在低水位工作时，将坑中污水抽走。4本污水泵站的集水池利用通风管自然通风，在屋顶设置风帽，机器间进行自然通风，在屋顶设置风帽。5泵房进水角度不大于45度。6相邻两机组突出部分得间距，以及机组突出部分与墙壁的间距，应保证水泵轴或电动机转子再检修时能够拆卸，并不得小于08。如电动机容量大于55KW时，则不得小于10M，作为主要通道宽度不得小于12M。2622集水池的尺寸设计参数集水池的容积为7M3取集水池的有效水深为2M，取集水池的长为3M，集水池的宽为25M。集水池总高度取4M263调节沉淀池2631设计说明啤酒废水的水量和水质随时间的变化幅度较大，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，缓冲瞬时排放的高浓度废水，同时使生产废水进行内部中和反应，从而降低运行成本，保证系统的稳定运行。由于啤酒废水中悬浮物SS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，保证后续处理构筑物能连续运行，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。2632设计参数水力停留时间T6H设计流量Q4000M3/D1667M3/H0043M3/S,采用机械刮泥除渣。2633池子尺寸池子有效容积为V10002M3取池子总高度H55M,其中超高05M,有效水深H5M则池面积A200M3池长取L25M,池宽取B8M则池子总尺寸为LBH258552634理论上每日的污泥量W96M3/D2635污泥斗尺寸取斗底尺寸为400400，污泥斗倾角取50经计算得污泥斗的高度为H24529M污泥斗的容积V21017M32636进水布置进水起端两侧设进水堰，堰长为池长2/3264UASB反应器2641设计说明UASB，即上流式厌氧污泥床，集生物反应与沉淀于一体，是一种结构紧凑，效率高的厌氧反应器。废水经沉淀去除废水中的悬浮物后，进入UASB上流式厌氧污泥床进行厌氧处理，通过在UASB池中培养厌氧菌，分解水中的有机物，其COD去降率可达80以上。厌氧处理采用高效的升流式厌氧污泥床，具有容积负荷高、污泥产量小、效果稳定、能耗低等特点。一方面降低了后续好氧生化处理的负荷，减少了运行费用；另一方面回收沼气，可作为能源回用于锅炉燃烧，降低了煤耗。这种反应器结构简单，不用填料，没有悬浮物堵塞等问题。它的污泥床内生物量多，容积负荷率高，废水在反应器内的水力停留时间较短，因此所需池容大大缩小。设备简单，运行方便，勿需设沉淀池和污泥回流装置，不需充填填料，也不需在反应区内设机械搅拌装置，造价相对较低，便于管理，且不存在堵塞问题。处理各种有机废水时，在反应器内培养颗粒污泥形成污泥床，废水由底部进入，向上流过污泥床区与大量的厌氧菌接触，废水中的有机物大部分被厌氧菌分解成沼气，沼气与水和污泥在三相分离器中进行分离，沼气通过气室、水封、阻火罐等收集至锅炉。处理后的水由反应器顶部流出，进入好氧生化池进行进一步的处理。厌氧反应可处理高浓度废水，具有动力消耗小、容积负荷大、可产生一定的生物能、运行管理方便等特点。2642参数选取经过对同类工业废水用UASB反应器处理运行结果的参考，已知常温条件下（2025）条件下UASB反应器的进水容积负荷率可达470COD/（M3D）,COD的去除率可达到85以上，沼气表现产率为05M3/COD（去除），污泥的表现产率为01MLSS/COD去除，厌氧污泥可实现颗粒化。设计参数选取如下容积负荷（NV）45KGCOD/M3D；污泥产率01KGMLSS/KGCOD；产气率05M3/KGCOD水力负荷Q08M3/M2H2643反应器V有效1158M3A210M3H56M将UASB设计成圆形池子，布水均匀，处理效果好，采用4座相同的UASB反应器，取D85M2644配水系统本系统设计为圆形布水器，每个UASB反应器设36个布水点，设3个圆环，最里面的圆环设6个孔口，中间设12个，最外围设18个孔口。每个孔口服务面积为A158M2内圈圆环直径D1246M中间圆环直径D249M外圈圆环直径D3737M2645三相分离器三相分离器要具有气、液、固三相分离的功能。三相分离器的设计主要包括沉淀区、回流缝、水气分离器的设计。（1）沉淀区三相分离器的沉淀区的设计同二次沉淀池的设计相同，主要是考虑沉淀区的面积和水深，面积根据废水量和表面负荷率决定。由于沉淀区的厌氧污泥及有机物还可以发生一定的生化反应产生少量气体，这对固液分离不利，故设计时应满足以下要求1）沉淀区水力表面负荷W符合设计要求，采用机械泵吸泥（4）进水布置进水起端两侧设进水堰，堰长为池长2/3333UASB反应器的设计计算3331设计参数设计参数选取如下容积负荷（NV）45KGCOD/M3D；污泥产率01KGMLSS/KGCOD；产气率05M3/KGCOD3332设计水质和水量表22UASB反应器进出水水质指标水质指标CODBODSS进水水质MG/L1302744900去除率（）758065出水水质MG/L32551488315Q4000M3/D1667M3/H0043M3/S3333反应器容积计算UASB有效容积V有效0VQSN式中Q设计流量，M3/SS0进水COD含量,MG/LNV容积负荷,KGCOD/M3DV有效413251158M3将UASB设计成圆形池子，布水均匀，处理效果好取水力负荷Q08M3/M2H则A210M2Q16708H56MVA521采用4座相同的UASB反应器则A1525M240D14A5234818M取D85M则实际横截面积为2AD2314852145672M2实际表面水力负荷为Q1Q/A67452073VX,合格3346校核周期进水量周期进水量应满足下式Q01MLSSMLSS/106V11003000/106413328931M3而Q0250M328931M3故符合设计要求3347确定单座反应池的尺寸SBR有效水深取50M,超高05M,则SBR总高为55M,SBR的面积为4133/58266M2设SBR的长宽21则SBR的池宽为65M；池长为130MSBR反应池的最低水位为193M16350SBR反应池污泥高度为135M146530193135058M可见，SBR最低水位与污泥位之间的距离为058M,大于05M的缓冲层高度符合设计要求。3348鼓风曝气系统1确定需氧量O2由公式O2AQS0SEBXVV式中A微生物对有机污染物氧化分解过程的需氧率，KGQ污水设计流量，M3/DS0进水BOD含量,MG/LSE出水BOD含量,MG/LB微生物通过内源代谢的自身氧化过程的需氧率，KGXV单位曝气池容积内的挥发性悬浮固体（MLVSS）量,KG/M3取A05,B015；出水SE25MG/L；XVFX07530002250MG/L225KG/M3；V44413316532M31V代入数据可得O205400018625/100001522516532880KGO2/D供氧速率为RO2/24880/24367KGO2/H2供气量的计算采用SX1型曝气器，曝气口安装在距池底03M高处，淹没深度为47M，计算温度取25。该曝气器的性能参数为EA8，EP2KGO2/KWH；服务面积13M2；供氧能力2025M3/H个；查表知氧在水中饱和容解度为CS20917MG/L，CS25838MG/L扩散器出口处绝对压力为BP98103H010131059810347147105PA空气离开反应池时氧的百分比为2179ATEO08211965反应池中容解氧的饱和度为CSB25CS255206142BTPO8385479100MG/LCSB20CS205206142BTPO9175479109MG/L取085,095,C2,1,20时，脱氧清水的充氧量为R020250514SBSC58690438KGO2/H供气量为GSR0/03EA4381826M3/H3043M3/MIN3布气系统的计算反应池的平面面积为651304338M2每个扩散器的服务面积取20M2,则需338/20170个。取170个扩散器，每个池子需50个。布气系统设计如下图25三25SBR三4空气管路系统计算按SBR的平面图，布置空气管道，在相邻的两个SBR池的隔墙上设一根干管，共两根干管，在每根干管上设5对配气竖管，共10条配气竖管。则每根配气竖管的供气量为318265/MH本设计每个SBR池内有50个空气扩散器则每个空气扩散器的配气量为318265/0MH选择一条从鼓风机房开始的最远最长管路作为计算管路，在空气流量变化处设计算节点。空气管道内的空气流速的选定为干支管为1015M/S；通向空气扩散器的竖管、小支管为45M/S；空气干管和支管以及配气竖管的管径，根据通过的空气量和相应流速按排水工程下册附录2加以确定。空气管路的局部阻力损失，根据配件类型按下式1205LKD式中管道的当量长度，M0LD管径，MK长度换算系数，按管件类型不同确定折算成当量长度损失，并计算出管道的计算长度M,0L0L空气管路的沿程阻力损失，根据空气管的管径DMM，空气量M3/MIN，计算温度和曝气池水深，查排水工程下册附录三求得，得空气管道系统的总压力损失为12HS9621980943空气扩散器的压力损失为50KPA，则总压力损失为0943505943KPA为安全起，设计取值为98KPA则空压机所需压力P503981039810356KPA又GS3764M3/MIN由此条件可选择罗茨RME20型鼓风机转速1170R/MIN，配套电机功率为75KW3349污泥产量计算选取A06,B0075,则污泥产量为XAQSRBVXV06400018625/10000075165322251074KGMLVSS/D335污泥部分各处理构筑物设计与计算3351重力浓缩池的设计计算（1）设计泥量啤酒废水处理过程产生的污泥来自以下几部分调节沉淀池，Q196M3/D,含水率97；UASB反应器，Q276M3/D,含水率98；SBR反应器，Q3508M3/D,含水率99；总污泥量为QQ1Q2Q32228M3/D平均含水率为97989997896287625082（2）参数选取固体负荷（固体通量）M一般为1035KG/D2M取M30KG/D125KG/H；2M2浓缩时间取T24H；设计污泥量Q2228M3/D；浓缩后污泥含水率为96；浓缩后污泥体积12254M3/D10978V26（3）池子边长根据要求，浓缩池的设计横断面面积应满足AQC/M式中Q入流污泥量，M3/