水污染控制工程课程设计-啤酒废水处理工程设计.doc

课程设计：啤酒废水处理工程设计水污染控制工程课程设计学生姓名： 学 号： 5802110044 专业班级： 环境工程101 指导教师： 二0一三年 6月 29 日13 目录第一章 设计任务内容及要求31.1 设计题目31.2 设计任务与内容3第二章 设计概况32.1 设计资料32.1.1城市概况32.1.2气象水文地质资料：42.2 设计依据42.3 设计原则42.5 设计进出水水质42.6 设计工艺流程（含方案论证、工艺原理说明，并附工艺流程图）52.6.1 工艺流程图52.6.2处理工艺流程的选择52.6.3处理方法比较62.6.4各工艺介绍6第三章 污水处理构筑物设计计算73.1 粗格栅73.1.1设计说明73.1.2设计参数（设计规范取值范围及本设计取值）83.1.3设计计算（附草图，图名在下）83.2 提升泵房设计93.3 uasb反应器103.3.1 设计参数103.3.2 设计计算103.5 a/o池113.6二沉池123.7接触池(消毒渠)12第四章 污泥处理构筑物设计计算124.1 贮泥池124.1.1 污泥来源124.1.2贮泥池12第五章 平面及高程布置125.1平面布置原则125.2污水处理厂平面布置135.3高程布置原则135.4高程水力计算（含高程计算过程，并列出水力计算表）13各构筑物高程计算13致谢13参考文献14第一章 设计任务内容及要求1.1 设计题目 啤酒废水处理工程设计1.2 设计任务与内容设计水量分别为1000m3/d、3000 m3/d、4000 m3/d、5000 m3/d、6000 m3/d、8000 m3/d、10000 m3/d。 要求排放水出水水质达到污水综合排放标准(gb8978-1996)表4中规定的一级排放标准。废水进水水质及排放标准见表6所示。表6进水水质及排放标准指标phcodcr (mg/l)bod5 (mg/l)ss (mg/l)进水水质5111500300080016002501200排放标准691002070共6个题目，学生分成六组，每个题目有不同流量，每个人一个流量。本设计规模按日最大处理水量q=1000m3/d 设计（包括处理站自用水排水量）。第二章 设计概况2.1 设计资料2.1.1城市概况 江西某啤酒有限责任公司位于江西省吉安市，其前身为江西吉安啤酒厂。该厂年产啤酒23万吨，全厂职工人数为500多人，是当地经济的支柱企业2.1.2气象水文地质资料：1）最高温度；48摄氏度2）最低温度；-14摄氏度3）年平均温度；18摄氏度4）冬季平均温度；10摄氏度5）结冻期；一月到二月6）风向等： 东北风 西南风2.2 设计依据室外排水设计规范 （gb 50014-2006）建筑给水排水设计规范 （gb 50015-2003）室外给水设计规范 （gb 50013-2006）城镇污水处理厂附属建筑和附属设计标准 （cjj 31-89）泵站设计规范 （gb/t50265-97）污水综合排放标准 （gb8978-1996）2.3 设计原则基础数据可靠厂址选择合理工艺先进适用总体布置考虑周全避免二次污染运行管理方便近期远期结合满足安全要求2.5 设计进出水水质 排放标准：ph 69 codcr100mg/l, bod520mg/l, ss70mg/l。 2.6 设计工艺流程（含方案论证、工艺原理说明，并附工艺流程图）2.6.1 工艺流程图格栅啤酒废水调节沉淀池uasb集泥池污泥浓缩污泥脱水池加药调ph泵a/o沼气利用达标排放污泥外运2.6.2处理工艺流程的选择 啤酒厂产生的废水主要含糖类，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。 国内啤酒厂废水中：codcr含量为：10002500mg/l，bod5含量为：6001500 mg/l，该废水具有较高的生物可降解性，且含有一定量的凯氏氮和磷。 因为啤酒废水的bod/cod比高达0.5以上，所有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。2.6.3处理方法比较 1、好氧处理工艺 好氧生物处理是在氧气充足的条件下，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（释放于水中）。这类方法没有考虑到废水中有机物的利用问题，因此处理成本较高。活性污泥法、生物膜法是较有代表性的好氧生物处理方法。 2、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；常用的厌氧反应器有uasb、af、fasb等。其中以升流式厌氧污泥床（uasb）技术在啤酒废水的治理方面应用最为成熟。2.6.4各工艺介绍1、格栅2、调节池 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，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。3、升流式厌氧污泥床（uasb）uasb的主要组成部分是反应器，其底部为絮凝和沉淀性能良好的厌氧污泥构成的污泥床，上部设置了一个专用的气-液-固分离系统（三相分离室）。废水从反应器底部加入，在上向流、穿过生物颗粒组成的污泥床时得到降解，同时生成沼气（气泡）.气、液、固（悬浮污泥颗粒）一同升入三相分离室，气体被收集在气罩里，而污泥颗粒受重力作用下沉至反应器底部，水则经出流堰排出 uasb反应池有以下优点：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 4、a/o本系统是集厌氧与好氧一起的活性污泥处理系统。其中a 池为生物筛选器，此池处于厌氧状态，待处理污水与回流污泥在此混合，以均衡其浓度，而且抑制丝状菌的膨胀。然后污水进入曝气池，在好氧的状态下达到处理污水的目的。 沉淀池a/o中的活性污泥会随水流动，沉淀池的作业就是去除活性污泥，使水得以澄清消毒池进一步对出水进行消毒，合格达标排放第三章 污水处理构筑物设计计算3.1 粗格栅 3.1.1设计说明 格栅的作用主要拦截废水中较大的固体物、细小的麦槽和酵母,以保护设备的正常运行,减少后续处理单元负荷。 类型：按栅条净间距 粗格栅（50100mm）、中格栅（1040mm）、细格栅（1.510mm） 按格栅形状 平面格栅、曲面格栅。 按清渣方式 人工清渣、机械清渣。 数量：设栅前水深h=0.4m,过栅流速取v=0.6m/s,用中格栅，栅条间隙e=10mm,格栅安装倾角=60, q max =1000m3/d=0.01157m3 /s。 栅条的间隙数（n）： 则栅条数为4条 3.1.2设计参数（设计规范取值范围及本设计取值） 设计流量q=1000m3/d=41.67 m3/h=0.01157 m3/s栅前水深h=0.4m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=60单位栅渣量1=0.05m3栅渣/103m3污水3.1.3设计计算（附草图，图名在下）（1）栅条间隙数(取n=5)（2）栅槽有效宽度b=s（n-1）+en=0.02（5-1）+0.015=0.13m（3）进水渠道渐宽部分长度,设进水渠为=0.05（其中1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（5）过栅水头损失（h1）因栅条边为矩形截面，取k=3，则 其中=（s/e）4/3 h0：计算水头损失 k：系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增加倍数，取k=3 ：阻力系数，与栅条断面形状有关，当为矩形断面时=1.79（6）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=0.4+0.3=0.7m 栅后槽总高度h=h+h1+h2=0.4+0.216+0.3=0.916m（7）格栅总长度l=l1+l2+0.5+1.0+0.7/tan=0.11+0.055+0.5+1.0+0.7/tan60=2.069m图1 格栅示意图（8）栅渣量计算取w1=0.05m3/103m3 k2=1.5，每日的栅渣量为： 0.2，故配备人工格栅。 式中： q - 设计流量，m3/s w1 - 栅渣量(m3/103m3污水)，取0.10.01,粗格栅用小值，细格栅用大值，中格栅用中值3.2 提升泵房设计参数选取水力停留hrt=2h,集水井的有效深度h=43m,水面超高0.5m计算集水井的有效容积集水井高度h=3+0.5=3.5m集水井水面面积,取30集水井横截面积为lb=65则集水井的尺寸为lbh=653集水井构造 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。 提升泵选取 根据流量q=41.67m3/h,扬程h=15.8m 拟选用150wli170-16.5型立式污水泵，每台水泵的流量为q=170m3/h，扬程为h=16.5m，选择此泵比较合适。 选择集水池与机器间合建的圆形水泵站，考虑选用3台水泵，其中一台备用。其工作参数如表3.2。表3.2: 150wli170-16.5型立式污水泵工作参数流 量（m3/h）扬 程（m）转 速（r/min）功 率（kw）电 压(v)17016.520002.2380调节池设此调节池水力停留时间为 6h,则: 则池的有效容积为250 m3 ,水深取4.3m,超高1.5m,则池面积为42m2,池宽取6m,池长7m。 3.3 uasb反应器 3.3.1 设计参数设计流量q = 1000m3/d = 41.67m3/h =0.01157m3/s ；进水cod=3000mg/l 去除率为80% ；容积负荷（nv）为：4.5kgcod/(m3d)；污泥产率为：0.07kgmlss/kgcod ；产气率为：0.4m3/kgcod 。3.3.2 设计计算1.反应器容积计算 (包括沉淀区和反应区)uasb有效容积为：v有效 = 式中：v有效 - 反应器有效容积，m3q - 设计流量，m3/ds0 - 进水有机物浓量,kgcod/m3 nv - 容积负荷,kgcod/(m3d)v有效 = 667 m32. uasb反应器的形状和尺寸 工程设计反应器1座，横截面为矩形 反应器有效高度为5m，则 横截面积 设池长l=12m，则，取9m 。单池截面积： 设计反应池总高h=6.5m，其中超高0.5 m （一般应用时反应池装液量为70%-90%） 总容积 单个反应器实际尺寸 12m9 m6.5 m 反应器数量 1座3.5 a/o池 a/o 池为生物筛选器，设水力停留时间为24h,n=1,则： 取有效水深4.5 m，超高0.5 m，池表面积 m2，池长2.5m，宽1.55m。 3.6二沉池3.7接触池(消毒渠)第四章 污泥处理构筑物设计计算4.1 贮泥池4.1.1 污泥来源 啤酒污水处理过程中产生污泥来自以下几部分1调节沉淀池，q1=90 m3/d，含水率96%；2 uasb反应器，q2=72 m3/d，含水率98%；3沉淀池，q3=72 m3/d，含水率98%；4 a/o反应池，q4=75 m3/d，含水率99%总污泥量：q=90+72+72+75=309 m3/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，反应池的污泥可以你用自重流入。4.1.2贮泥池参数选取：停留时间hrt=6h,设计总泥量q=309 m3/d采用圆形池子，池子的有效体积v=qhrt/24=3096/24=77.25 m3/h池子有效深度取4m,则池子面积a=19.31m2,则集泥井的直径d=4.96m,取5m,则实际面积a=20m2，水面超高0.3m,则实际高度为4.3m。第五章 平面及高程布置5.1平面布置原则 便于管理，经济划算，不影响周边环境，整洁美观5.2污水处理厂平面布置5.3高程布置原则 最省钱，最合理，最精确5.4高程水力计算（含高程计算过程，并列出水力计算表）各构筑物高程计算本设计进水相对水平地面标高为-1.5m，出水标高为-0.5m，以下所述的标高都是相对水平面标高。各构筑物的高程见下表2.9.1：表2.9.1 各构筑物高程编号总水头损失/(m)水头预留（m）水深/(m)构筑物深度/(m)水面标高/(m)构筑物底面标高/(m)构筑物顶面标高/(m)进水口-1.5-usr反应器0.840.16.07.06.0-1.06.5调节池6.2-0.2-6.00.2 a/o池0.54.50.05.4沉淀池0.23.8-0.74.3消毒池1.08-1.52.00.6-0.91.1受纳水体-0.5-致谢致 谢 本论文是在万金保老师和杨荟玲学姐的悉心指导下完成的，在此非常感谢陈杨荟玲学姐，在我课程设计期间，学姐时常监督、指导并给我提供了很大的帮助和一些宝贵的意见，在此对他给予的帮助和支持表示衷心的感谢。同时在设计过程中还得到了很多同学的帮助，使得设计说明书更加完善。在此，对那些对我的说明书给予帮助的老师和同学们表示感谢！ 对于本设计任务，要想设计出来，设计得好，运用课本知识是远远不够的，因此就不能不去图书馆查找所需要的资料。所以还要感谢南昌大学图书馆给予我这么大的帮助。 感谢我们学院全体老师，在这四年里给我无限的关怀和帮助，谢谢！ 参考文献参考文献1 许为义.啤酒混合废水处理利用的生态工程系统实验研究j.工业水处理,2004,24(3):2730.2 陈坚,任洪强,堵国成.环境生物技术应用与发展m.北京:中国轻工业出版社,20013 梁多,彭超英.啤酒工业废水治理及清洁生产实例j.酿酒,2004,31(3):8486.4张华,阚久方.啤酒工业清洁生产j.环境科技,2001(3):17205罗德裕,潘培丰,林克明.啤酒行业清洁生产评价初探j.环境保护科学,2001,28(109):48506曹利江,任辉等. 厌氧好氧串联法处理啤酒废水eb/ol.http:/wenk