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毕业设计42啤酒厂废水水解(1),毕业设计论文
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毕业设计（论文） 第 1 页 共 44 页 1概述 啤酒行业是食品工业中耗水量较大的行业，虽然各企业间有较大差别，一般来说每生产 1t 啤酒的耗水量从 8 25t 不等。以生产1t啤酒产生 20m3 废水计算，我国啤酒工业每年排放的废水量达 3.72亿 m3，而多数啤酒厂尚未进行综合利用和废水处理，因而给环境造成严重污染。 啤酒废水属于中等浓度有机废水。一般 COD为 1500 3000mg/L，BOD5 为 1000 1500mg/L， BOD5/COD 的比值为 0.5 0.6，表明其可生化性较好，污染物中的有机物容易降解。 啤酒生产工艺的每道工序都产生固体废弃物和废水。其 生产工艺与主要污染源见图 1.1。 图 1.1 啤酒生产工艺与主要污染源流程 小 麦 粗精选 浸 麦 发 芽 干 燥 除 根 大 米 选分级 粉 碎 喷射液化 贮 存 沉 淀 煮 沸 麦汁过滤 糖 化 粉 碎 冷 却 酵母增殖 发 酵 滤 酒 包 装 锅 炉 排水沟 废酵母 酵母回收 CO2 回收 废水处理站 废水 废水 nts某啤酒厂生产废水设计 第 2 页 共 44 页 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、麦糟水、洗涤水、凝固物洗涤水；麦汁制备过程的糖化、过滤洗涤水；发酵过程的发酵罐洗涤、过滤洗涤水；罐装过程的洗瓶、灭菌、破瓶啤酒及冷却水和成品车间洗涤水；另外还有办公楼、食堂、宿舍和浴室的生 活污水。 麦芽制备工段产生的废水主要来自浸麦、洗麦工序。浸麦即用水浸渍大麦，其目的在于使麦粒吸水和吸氧、洗涤尘土、除杂以及除微生物，并将麦皮内的部分有害成分浸出，为发芽提供条件。整个浸渍周期一般为 2 3d，每浸渍 1t 大麦大约耗水 18 60m3，浸渍废水中主要含有大麦粒、瘪大麦、麦芒、麦皮和泥砂等悬浮固体，以及浸渍过程中大麦内溶出的如单宁、矿物质、蛋白质、苦味质等。每浸渍 1t 大麦产生 COD 约 10 12kg 或 BOD5 约 5 6kg。每制成 1t成品酒，产生 COD 约 2kg 或 BOD5 约 1kg。 在麦汁制备即糖化过程中， 排出的废水主要为麦汁冷却水、糖化锅洗涤水、麦糟、热凝固物和酒花糟。在麦汁制备工段，每制成1t 成品酒，产生 COD 约 7.24kg 或 BOD 约 3.77kg。 发酵工段除产生大量的冷却水外，还有发酵罐洗涤水、废消毒液、酵母漂洗水和冷凝固物。在发酵工段，每制成 t 成品酒， COD约 8.3kg 或 BOD5 约 5kg。 在成品酒工段，主要污染物来自滤酒工序的酒渣、部分滤酒材料和残酒，以及含有残酒和酒泥的洗桶、洗瓶排水。在成品酒工段，每制成 t 成品酒，产生 COD 约 7.5kg 或 BOD 约 4kg。 从上述分析可知，啤酒厂生产过程中排 放的废水主要污染物为COD、 BOD5、 SS。国内啤酒厂废水的水质可见表 1.1。 nts毕业设计（论文） 第 3 页 共 44 页 表 1.1 国内啤酒厂废水水质情况 废水种类 废水来源 占总废水量 （） COD（ mg/L） 混合废水COD（ mg/L） 高浓度 有机废水 麦糟水、糖化车间 的刷锅水 5 10 2000 4000 2000 3000 发酵车间的前酵罐、后酵罐洗涤水、洗酵母水等 20 25 2000 3000 低浓度 有机废水 制麦车间浸麦水、刷锅水、冲洗水等 20 25 300 400 300 700 罐装车间 的酒桶、酒瓶洗涤水 30 40 500 800 冷却水 及其他 各种冷凝水、冷却水及杀菌水 无有机污染物 0.2， 故采用机械清渣。 5.1.6 旋转式细格栅 机械细格栅选用旋转式格栅除污机一台，其主要性能参数见表5.1.1。 表 5.1.1 旋转式格栅除污机主要技术参数 型号 安装角度 间隙 电机功率 运动速度 设备宽 排渣高度 XGS500 70 8 0.75 2.2 500 800 5.2 废水调节池 由于啤酒废水属于发酵工业，其废水具有间隙排放的特点，因此造成水量和水质的波动较大。水量和水质的较大波动直接影响到后续处理设施的稳定运行，所以必须设置容积较大的调节池，以对水量和水质进行调节。 本设计调节池选用矩形池子，为半地下式，为钢筋混凝土结构。 V=QT 式中 V 调节池容积， m3； Q 进水流量， m3/s； T 调节时间， h。 取调节时间 T 为 4h，则： V=4 5000/24=833.3m3 调节池尺寸。取池内水深 h 为 3m，则调节 池平面面积为： nts某啤酒厂生产废水设计 第 14 页 共 44 页 S=833.3/3=277.8m2 取 S=280m，长 L=20m， 宽 B=14m， 平面尺寸为 20m 14m。 设定废水处理站室外地坪为 0.000m，进水渠内水面标高为-0.700m。调节池超高取 0.3m，则调节池实际水深为 H=0.7+3=3.7m。所以调节池最终尺寸为长宽高 =20m 14m 3.7m。 调节池向水解池提升废水所用提升泵选用 KWQ 型潜水排污泵二台，一用一备，其性能参数如表 5.2.1。 表 5.2.1 KWQ 型潜水排污泵性能表 型号 排出口径 mm 流量 m3/h 扬程 m 转速 r/min 功率 KW 重量 Kg KWQ200-250-15-18.5 200 250 15 1450 18.5 420 5.3 水解酸化池 水解（酸化）池具有改善污水可生化性的特点，同时也可以去除废水中的部分有机物，并减少最终排放的剩余污泥量。 水解（酸化）反应池的设计主要包括池体的设计和布水系统的设计。 5.3.1 水解池的有效容积 W=wNsQ1000 式中 W 水解池的有效容积， m3； s 进出水 COD 的差值， mg/L； wN COD 的容积负荷率， kgCOD/(m3 d)，取 3kgCOD/(m3 d)； s =2000(1-10%)-2000(1-10%)(1-50%)=900mg/L nts毕业设计（论文） 第 15 页 共 44 页 W=31000 9005000 =1500m3 水解池的总面积 A 为： A=HW取水解池填料层高度为 3.5m，则水解池截面积为： A=5.31500=428.6m2 将水解池分为 8 格，每格面积为 a=53.6m2 取池宽为 3m，则池长为 18m。 底部布水区的高度取 0.5m，清水区高度在填料层以上 0.5m，超高取 0.5m， 则水解池总高为 H=3.5+0.5+0.5+0.5=5m。 水解池最终尺寸为 8 18m 3m 5m。 校核接触时间 t= h26.75000 3 .5318824 水解池选用组合纤维填料 1512m3，其主要技术参数见表 5.3.1。 表 5.3.1 组合纤维填料主要技术参数 型号 塑料环片直径 (mm) 填料直径 (mm) 单片间距离 (mm) 理论比表面积 (m2/m3) ZV-150-80 75 150 80 2000 5.3.2 布水系统 采用穿孔墙布水，取孔数为 6 个，单孔流量为： q=nQ=0.058/6=0.0097m3/s 取方形孔，孔口尺寸取位 300mm 200mm， 则孔口流速为： smqv /16.006.00 0 9 7.006.0 根据水解池格墙的宽度布孔，则孔间距为 500 mm， 孔边距为nts某啤酒厂生产废水设计 第 16 页 共 44 页 200mm。 5.3.3 布气系统设计 采用穿孔管布气，此阶段废水中的 COD 去除率为 50%。需气量按表面曝气强度计算，取为 3m3/(m2 h)。则水解池的总需气量为： GS=8 18 3 3.6 3=1296m3/h 5.3.3.1 干管 空气流量 smhmGqSg /36.0/1296 33 取空气干管流速gv为 10m/s， 则干管直径 mmvqdggg 2144 取gd=200mm， 则空气干管气体流速为 smvg /5.11。 5.3.3.2 支管 单格水解池需气量 G=GS/8=1296/8=162m3/h。 水解池采用 穿孔管曝气搅拌，防止底部污泥沉积。每根穿孔管长度取为 4.5m，每格水解池布置二行四列，则每根穿孔管的空气流量为： smhmGq z /00563.0/25.208 33 取空气支管流速 zv 为 8m/s， 则支管直径 mmvqdzzz 304 取 zd =32mm， 则空气支管气体流速为 smvg /0.7。 5.3.3.3 孔眼布置 取孔眼直径 kd5mm， 则kk df 24 =19.6mm2 取孔眼流速为 smvk /8，单个孔眼流量为： nts毕业设计（论文） 第 17 页 共 44 页 smfvn kkk /0 0 0 1 5 7.086.19 3 每根支管孔眼数为 360 0 0 1 5 7.0 0 0 5 6 3.0 kzk qqn个 校核孔眼流速为 smvk /98.76.19361000563.0 6 5.3.4 污泥产量 按每去除 1KgCOD 产生 0.2Kg 污泥计算，则水解池的污泥产量 W为： dKgW /9002.050001000 9001800 5.4 中间沉淀池 采用竖流式沉淀池，两座。 5.4.1 中心管直径 设中心管内流速 v0=0.03m/s，则每池最大设计流量 q 为： q=Q/2=0.029m3/s 中心管截面积为 A0=q/v0=0.029/0.03=0.97m2 中心管直径为 d0=04A =97.04 =1.1m 喇叭口直径为 d1=1.35d0=1.5m 反射板直径为 d2=1.3d1=1.3 1.5=1.9m 5.4.2 沉淀池有效水深 即中心管的高度： h2=3.6vt 式中 v 废水上升流速， mm/s； t 沉淀时间， h。 nts某啤酒厂生产废水设计 第 18 页 共 44 页 取废水上升流速 v 为 0.8mm/s，沉淀时间 t 为 1h，则： h2=3.6 0.8 1=2.88m 5.4.3 中心管喇叭口到反射板之间的间隙高度 h3=11 dvq式中 v1 废水上升流速， m/s； 取废水上升流速 v1 为 0.02m/s，则： h3=5.102.0 029.0 =0.3m 5.4.4 沉淀池有效断面面积 即沉淀区面积， A1=vq=0.029/0.0008=36.25m2 5.4.5 沉淀池总面积和池径 沉淀池总 面积 A=A0+A1=0.97+36.25=37.22m2 沉淀池直径 D=A4 =22.374 =6.9m，取 D=7m。 5.4.6 污泥斗高度及污泥斗容积 取截头圆锥下部直径为 0.4m，污泥斗倾角为 55，则： h5=22rDtg55=4.71m 污泥斗容积 V 为： V=35h(R2+Rr+r2) 式中 R 截头圆锥上部半径， m； r 截头圆锥下部半径， m。 nts毕业设计（论文） 第 19 页 共 44 页 截头圆锥上部半径 R=D/2=3.5m，截头圆锥下部半径 r=0.2m。 V=3 4.71(3.52+3.5 0.2+0.22)=64m3 5.4.7 沉淀池的总高度 H=h1+h2+h3+h4+h5 式中 h1 超高， m； h4 缓冲层高度， m。 取超高 h1 为取 0.3m，缓冲层高度 h4 为 0.3m。 H=0.3+2.88+0.3+0.3+4.71=8.5m 5.4.8 集水系统 集水系统采用三角堰汇水槽和环形集水槽。 5.4.8.1 三角堰集水 取堰上水头 h 为 0.041m，采用直角三角薄 壁堰。 单堰流量 q=1.4h2.5=1.4 0.0412.5=0.00048m3/s，则三角堰数目为 n=qQ=0.029/0.00048=60 即沿池径每 6角设一个三角堰，堰宽 B 为： B=P/n 式中 P 沉淀池周长， m。 B=6014.37=0.37m 三角堰有效截面积 a=h2=0.0412=0.0017m2 堰流速为 u=aq=0.00048/0.0017=0.28m/s 取三角堰高度为 0.05m，堰 口下缘与出水槽水面的距离为nts某啤酒厂生产废水设计 第 20 页 共 44 页 0.07m。 5.4.8.2 环形集水槽 q 环 =Q/4=0.0145m3/s 环形集水槽宽 b 取 0.3m，槽底坡度 il 取 0.1m。 槽内终点水深 h1 为： h1=ubq环式中 u 槽内流速， m/s。 取槽内流速 u 为 0.5m/s，则： h1=0.0145/(0.5 0.3)=0.097m 槽内起点水深 h2 为： h2= ililhhh k32)3(2 2113 式中 hk 临界水深， m； hk= mgbq 062.03.081.90145.03223 22环 ，则： h2= m028.01.032)31.0097.0(097.0062.02 23 当流量增加一倍时，设槽内流速为 0.8m/s，则： hk= 098.03.081.9029.0322 m h1= 12.03.08.0 029.0 m h2= m086.01.032)31.012.0(12.0098.02 23 nts毕业设计（论文） 第 21 页 共 44 页 设计取槽内水深为 0.2m，则槽断面高度为： H=0.2+0.07+0.05=0.32m 5.4.8.3 集水孔 取孔内流速为 1m/s，则孔面积为 S=0.029/1=0.029m2 孔径 D 为： D= mS 19.0029.044 取孔径为 0.2m，则孔内流速 v 为： v=0.029/(0.785 0.22)=0.92m/s 5.4.8.4 采用静水压力排泥 排泥采用静压排泥的方式。取静水压力水头 2.0m，排泥管下端距池底 0.2m，管上端伸出水面 0.4m。 为减少上浮污泥随水排入下一级处理单元，在水面距池壁 0.5m处设挡板，挡板伸入水面以下 0.3m，伸出水面以上 0.2m。 5.5 曝气生物滤池 5.5.1 滤池的总有效体积 wNSQW 1000 式中 Q 进入滤池的日平均废水量， m3/d； S 进出水 COD 的差值， mg/L； wN COD 容积负荷率， kgCOD/(m3 d)。 此阶段 S =900-100=800mg/L，wN取 6kgCOD/(m3 d)，则： nts某啤酒厂生产废水设计 第 22 页 共 44 页 37.66661000 8005000 mW 取滤料层高为 H=2.9m，则滤池总面积 A 为： A=W/H=666.7/2.9=230m2 滤池分为 10 格，每格面积为 a=A/n=230/10=23m2 取方形格，则平面尺寸为 4.8m 4.8m。 取配水室高度为 h1=1.2m，同时考虑检修人孔；承托层高度为h2=0.5m，选用鹅卵石，并按一定的级配，如表 5.5.1。 表 5.5.1 承托层级配表 自 上 而 下 卵石直径 /mm 卵石高度 /mm 2 4 50 4 8 50 8 16 100 16 25 300 清水区高度取 h3=1.0m， 防止反冲洗时滤料膨胀流失；取超高h4=0.5m，则生物滤池总高为： H0=h1+h2+h3+h4+H=1.2+0.5+1.0+0.5+2.9=6.1m 则滤池每格最终尺寸为 L B H 4.8m 4.8 6.1m。 5.5.2 污水流过滤料层高度的空塔停留时间 hQAHt 2.3245000 9.22301 实际停留时间为 heQAHt 42.2%6.752.3 式中 e 空隙率。 选择页岩陶粒， e 取 75.6%。 5.5.3 供气量的计算 nts毕业设计（论文） 第 23 页 共 44 页 取曝气器的充氧效率为 15%，则 1kgO2 相当于空气量为 xm3， 即： 1%2132%151 0 0 04.22 1 0 0 0 x ，得 x=22.2m3 此阶段 COD 去除率为 89%，即 900-100=800mg/L， 去除 COD 总量为 hkg /7.1662450008.0 按去除 1kgCOD 需 1kgO2， 即需氧量为 166.7kg/h。因为 1kgO2相当于 22.2m3 空气，则需空气总量为： GS=166.7 22.2=3703.7m3/h 5.5.4 供气系统的设计 选用鼓风曝气，取风管干管流速为 10m/s， 则： mvQD 362.0360010 7.370344 管径 Dg=350mm， 校核流速为 10.7m/s。 风管的总阻力 h 为： h=h1+h2 式中 h1 风管的沿程阻力， mmH2O； h2 风管的局部阻力， mmH2O； 5.5.4.1 沿程阻力 )/( 21 mOm m HiLh PT 式中 i 单位管长阻力， mmH2O/m，在 T 20，标准压力760mmH2O 时， )/(61.62281.1924.1 mOmmHdvi ； L 风管长度， m；取为 50m； nts某啤酒厂生产废水设计 第 24 页 共 44 页 T 温度为 T时，空气容重的修正系数。 852.020 TT 其中 T 温度为 T时的空气容重（ Kg/m3）； 20 温度为 T时的空气容重（ Kg/m3）； P 大气压力为 P 时的压力修正系数， 852.0PP )/(348.0350 7.1061.6 22 8 1.1 9 2 4.1 mOm m Hi L 取 50m。 30时， T =0.98。 P 取一个标准大气压， P =1.0。 则， Om m Hh 21 05.170.198.050348.0 5.5.4.2 局部阻力 )(2 222 Om mHgvh 式中 局部阻力系数； v 风管中平均空气流速， m/s； 空气容重， kg/m3。 取局部阻力系数之和为 10。 在温度为 20，标准压力 760mmH2O 时，空气容重为 1.205kg/m3，nts毕业设计（论文） 第 25 页 共 44 页 取 T=30， 则： )273(03.1 273293.1 TP 式中 P 空气绝对压力，大气压； T 空气温度，。 3/131.1)30273(03.1 0.1273293.1 mkg 则， Om m Hh222 02.66131.181.927.1010 5.5.4.3 压缩空气的绝对压力 554321 h hhhhhP 式中 h1、 h2 同前； h3 充氧装置以上滤池的水深， m； h4 充氧装置的阻力，根据实验数据或当地资料； h5 当地大气压， mmH2O。 充氧装置以上滤池的水深 h3 为 4.4m，当地大气压 h5 为10.1mmH2O，选用单孔膜曝气器，确定 h4=0.28mmH2O。 OmHP 2472.11.10 1.1028.04.4066.0017.0 5.5.4.4 鼓风机所需压力 H=h1+h2+h3+h4=0.017+0.066+4.4+0.28=4.763mH2O=46.71（ KPa） 鼓风机所需流量为 3703.7+1296=4999.7m3/h=83.33m3/min，压力为 46.71KPa， 选用 D 型多级离心鼓风机 D45 61 型三台，两用一备，其性能参数见表 5.5.2： nts某啤酒厂生产废水设计 第 26 页 共 44 页 表 5.5.2 D 型多级离心鼓风机主要性能参数表 型 号 进口流量(m3/min) 升压(kPa) 配套电动机 主机重 (Kg) 型号 转速 (r/min) 功率 (KW) D45 61 45 49 Y250M-2W 2970 55 3400 5.5.4.5 单孔膜曝气器 每个单孔膜曝气器的空气流量为 0.2 0.3m3/h。 单个滤池需空气量为 GS=370.4m3/h=0.103m3/s，滤池面积为23m2，取空气流量为 0.25m3/h，则曝气器个数为 n=370.4/0.25=1480个。为方便安装，实际选用曝气器 1600 个，曝气器的布置间距为120mm。 5.5.5 配水系统的设计 采用穿孔管大阻力配水系统。 5.5.5.1 干管 进水量（水泵出水量）为 Q=0.058m3/s 干管流速取 1.5m/s，得管径 dg=222mm，取 dg=250mm，则干管流速 vg=1.2m/s 5.5.5.2 支管 支管中心间距取 az=0.8m 每池支管数 根128.0 8.42 Zn每根支管入口流量 smnqqzgz /000484.0120058.0 3 采用支管管径 dZ=20mm，则支管流速为 vZ=1.54m/s nts毕业设计（论文） 第 27 页 共 44 页 5.5.5.3 孔眼布置 采用孔 眼直径 dk=8mm，单孔面积为 fk=50.3mm2 取孔口流速为 3.5m/s，则单孔流量 qk=0.000176m3/s 每根支管孔眼数为 个30 0 0 1 7 6.0 0 0 0 4 8 4.0 kzk qqN支管孔眼布置设两排，与垂线成 45向下交错排列。 每根支管长度 mdBlgz 36.2)08.08.4(21)(21 孔眼中心间距 mmNla kzk 786336.2 ，取为 780mm。 5.5.6 集水系统设计 采用三角堰和环型集水槽集水 5.5.6.1 三角堰集水 取挡板到料板沉淀区距离为 0.5m 料板设计为 60斜坡 ，考虑曝气生物滤池单池面积较小，故采用周边集水，采用直角三角薄壁堰，按单池进水量进行计算，以反冲水量进行校核。 取水头 h=0.02m，则单堰流量 q 为： smhq /0 0 0 0 7 9 2.002.04.14.1 35.25.2 三角堰数目 730 0 0 9 5.0 0 0 5 8.0 qQn取 n 为 72 个，则单堰流量较荷为 q=0.0000806m3/s， h=0.0201m。 三角堰堰宽 B 为： nPB式中 P 曝气池周长， m。 nts某啤酒厂生产废水设计 第 28 页 共 44 页 mB 267.072 )8.48.4(2 取三角堰堰高为 0.1m，则堰宽 为 0.2m。 曝气生物滤池反冲时，单堰流量 smq /0016.0723600 414 3，则堰上水位高度 h=0.067m ，没有超出三角堰的最大负荷。 三角堰有效截面积 a=h2=0.022=0.0004m2 堰口流速为 u=aq=0.0000806/0.0004=0.20m/s 堰口下缘与出水槽水面的距离为 0.07m。 5.5.6.2 环形集水槽 以反冲水量计算环形集水槽。 q 环 =414/(2 3600)=0.0575m3/s 环形集水槽宽 b 取 0.4m，槽底坡度 il 取 0。 槽内终点水深 h1 为： h1=ubq环式中 u 槽内流速， m/s。 取槽内流速 u 为 0.9m/s，则： h1=0.0575/(0.9 0.4)=0.16m 槽内起点水深 h2 为： h2= ililhhh k32)3(2 2113 式中 hk 临界水深， m； hk= mgbq 128.04.081.90575.03223 22环 ，则： nts毕业设计（论文） 第 29 页 共 44 页 h2= m228.016.016.0128.02 23 设计取槽内水深为 0.3m，则槽断面高度为： H=0.3+0.07+0.1=0.47m 5.5.6.3 集水孔 集水孔即排水管管径，按反冲水量进行计算。 取孔内流速为 1m/s，则孔面积为 S=0.058/1=0.058m2 孔径 D 为： D= mS 27.0058.044 取孔径为 250mm，则孔内流速 v 为： v=0.058/(0.785 0.25)=1.17m/s 5.5.7 反冲洗系统设计 采用固定式表面冲洗（水冲洗强度 q 取 5 L/(m2 s)）和空气辅助擦洗（气冲洗强度取 10L/m2 s）。 5.5.7.1 固定式表面冲洗 干管 反冲洗水量（水泵出水量）为 Q=qf=5 23=115L/s=414m3/h。 干管流速取 1m/s，得管径 dg=383mm，取 dg=400mm，则干管流速 vg=0.92m/s。 支管 中心间距取 az=0.3m nts某啤酒厂生产废水设计 第 30 页 共 44 页 每池支管数 根323.0 8.42 zn每根支管入口流量 smnqqzgz /0036.032115.0 3 支管流速取 2.5m/s，得支管管径 dz=42mm，取 dz=50mm，则支 管流速为 vz=1.83m/s。 孔眼布置 采用孔眼直径 dk=9mm，单孔面积为 fk=63.6mm2 取孔口流速为 4m/s，则单孔流 量 qk=0.000254m3/s。 每根支管孔眼数为 个14000254.0 0036.0 kzk qqN支管孔眼布置设两排，与垂线成 45向下交错排列。 每根支管长度 mdBlgz 2.2)4.08.4(21)(21 每排孔眼中心间距mmNlakzk 31472.221 ，取为 310mm。 孔眼水头损失 取支管壁厚 =5mm 孔眼直径与壁厚之比 8.159 kd查表 6-30给水排水手册 P556，得流量系数 =0.68 则水头损失2)10(21 Kqgh k ，式中 %124.01023 6.633214 6 a nNfK zKk mgKqgh k 96.1)124.065.010 5(2 1)10(2 1 2 反冲洗泵所需水泵扬程 H 为： nts毕业设计（论文） 第 31 页 共 44 页 543210 hhhhhHH 式中 Q 水泵出水量， L/s； q 冲洗强度， L/(m2 s)； f 单格滤池面积， m2； H 所需水泵压头， m； H0 集水槽顶与清水池最低水位高差， m； h1 清水池与滤池间冲洗管的沿程水头损失与局部损失之和， m； h2 配水系统水头损失， m； h3 承托层水头损失， m； h4 滤层水头损失， m； h5 富余水头， h5=1 2m。 配水系统水头损失，按孔口的平均水头损失计算 22 )10(21 qgh 式中 h2 孔口平均水头损失， m； h2=hk=1.96m q 冲洗强度， L/(m2 s)； k 孔眼总面积与滤池面积之比，采用 0.25% 0.30%； 流量系数，一般为 0.65。 经承托层的水头损失 qHh 13 022.0 式中 H1 承托层厚度， m； q 冲洗强度， L/(m2 s)； nts某啤酒厂生产废水设计 第 32 页 共 44 页 取承托层高度为 0.5m， mqHh 055.055.0022.0022.013 滤料层水头损失 2014 )1)(1( Hmh 式中 1 滤料的容重 ； 水的容重； 0m 滤料膨胀前的孔隙率 ； H2 滤料膨胀前的厚度， m。 滤料容重为 2.3，滤料膨胀前的空隙率为 75.6，则： mh 92.09.2%)6.751)(11 3.2(4 所需水 泵扬程543210 hhhhhHH H0=5.6m，取 h1=1.0m、 h5=2.0m，故： H=5.6+1.0+1.96+0.055+0.92+2.0=11.54m 根据流量 Q=414m3/h 和压头 H=11.54m，考虑两座曝气生物滤池同时反冲，反冲泵选用 TQL200 200(I)型清水泵三台，二用一备，其主要性能参数见表 5.5.3。 表 5.5.3 清水泵主要性能参数表 型号 流量 m3/h 扬程 m 转速 r/min 电机功率 KW 气蚀余量 m 重量 Kg TQL200 200(I) 420 12 1450 22 3.5 382 5.5.7.2 空气辅助擦洗 干管 nts毕业设计（论文） 第 33 页 共 44 页 反冲洗气量为 Q=qf=10 23=230L/s=0.23m3/s。 干管流速取 10m/s，得管径 dg=171mm，取 dg=150mm，则干管流速 vg=13m/s。 支管 支管中心间距取 az=0.4m 每池支管数 根244.0 8.42 zn每根支管入口气流量 smnqqzgz /00958.02423.0 3 支管流速取 15m/s，得支管管径 dz=29mm。 取 dz=32mm，则支管流速为 vz=11.9m/s。 孔眼布置 采用孔眼直径 dk=3mm，单孔面积为 fk=9.42mm2。 取孔口流速为 25m/s，则单孔流量 qk=0.000236m3/s。 每根支管孔眼数为 个400 0 0 2 3 6.0 00958.0 kzk qqN支管孔眼布置设两排，与垂线成 45向下交错排列 每根支管长度 mdBlgz 325.2)15.08.4(21)(21 每排孔眼中心间距mmNlakzk 11620325.221 5.5.8 承托板配水孔 采用平板式钢筋混凝土圆孔板。 以反冲洗水量 Q 4.8 4.8 5 3.6 414.72m3/h 0.1152m3/s设计承托板配水孔 ， 流量系数为 0.75，故： nts某啤酒厂生产废水设计 第 34 页 共 44 页 q 0.1152/0.75=0.1536m3/s 取钢筋混凝土板尺寸为 800mm 800mm，板厚为 100mm，则板数为： nb a/0.64 4.8 4.8/0.64 36 个 取开孔比为 0.8%，则孔总面积为： Fk=0.64 0.8%=0.00512m2 孔型取为圆筒型，孔径为 20mm，则： fk=0.785 202=0.000314m2 孔数为 个3.16000314.0 00512.0 kkk fFn，取为 16 个孔。 孔中心距 a 800/4 200mm 每孔流量kq为： smnn qqbkk/1067.21636 1536.0 34 孔流速kv为： smfqvkkk /85.00 0 0 3 1 4.0 1067.2 4 5.5.9 污泥产量 按每去除 1KgCOD 产生 0.3Kg 污泥计算，则曝气生物滤池的污泥产量 W 为： dKgW /1 2 0 03.05 0 0 01 0 0 0 100900 曝气生物滤池产生的污泥在反冲洗时随水进入调节池，其中的50%在水解池内 被消化分解，剩余污泥量为 600Kg/d。 nts毕业设计（论文） 第 35 页 共 44 页 5.6 中间水池 中间水池是废水打入曝气生物滤池的过渡池，取废水在其内的停留时间为 0.5h。选用矩形池子，为半地下式，为钢筋混凝土结构。 V=QT 式中 V 调节池容积， m3； Q 进水流量， m3/s； T 调节时间， h。 V=0.5 5000/24=104.2m3 取池内水深 h 为 3m，则中间水池平面面积为： S=104.2/3=34.72m2 取 S=35m，长 L=7m， 宽 B=5m， 平面尺寸为 7m 5m。 设定废水处理站室外地坪标高为 0.000m，中间水池 内水面标高为 -0.500m，超高取 0.5m，则中间水池实际水深为 H=0.5+3=3.5m。所以中间水池最终尺寸为长宽高 =7m 5m 3.5m。 过滤泵的作用是将废水由中间水池打入曝气生物滤池。过滤泵选用 KWQ 型潜水排污泵二台，一用一备，其性能参数如表 5.6.1。 表 5.6.1 KWQ 型潜水排污泵性能表 型号 排出口径 mm 流量 m3/h 扬程 m 转速 r/min 功率 KW 重量 Kg KWQ200-250-15-18.5 200 250 15 1450 18.5 420 5.7 清水池 清水池考虑连续反冲两个生物滤池的用水量。 单个生物滤池的冲洗水量 Q 为： qftQ 5.1 nts某啤酒厂生产废水设计 第 36 页 共 44 页 式中 q 冲洗强度， L/(m2 s)； f 单格滤池面积， m2； t 反冲洗时间， s。 取反冲洗时间 t 为 6min，则 33 1.62606231055.15.1 mq ftQ 取清水池的容积为 245m3(7m 7m 5m)。 5.8 污泥系统设计 啤酒污水处理过程产生的污泥来自以下四部分，具体见表5.8.1。 表 5.8.1 啤酒废水污泥的性质和数量 污泥 种类 污泥量 (KgMLSS/d) 含水率 (%) 容重 (Kg/m3) 体积 (m3/d) 处置方法 格栅栅渣 336Kg 栅渣 /d 80 960 0.35 直接外运 水解池污泥 900 98 1020 45 进入污泥池 沉淀池污泥 480 98 1020 24 进入污泥池 曝气生物滤池污泥 600 98 1020 30 进入污泥池 进入污泥池污泥合计 1980 98 1020 99 进入污泥 浓缩池 5.8.1 污泥池 污泥池是各处理单元产生的污泥打入污泥浓缩池浓缩的过渡池。设计污泥池存储一天 产生的污泥，即 99m3。选用矩形池子，为地下式，钢筋混凝土结构。 取池内水深 h 为 3m，则污泥池平面面积为： S=99/3=33m2 nts毕业设计（论文） 第 37 页 共 44 页 取长 L=6.6m， 宽 B=5m， 则平面尺寸为 6.6m 5m。 设定废水处理站室外地坪标高为 0.000m，污泥池内水面标高为 -0.500m，超高取 0.5m，则污泥池实际水深为 H=0.5+3=3.5m。所以污泥池最终尺寸为长宽高 =6.6m 5m 3.5m。 污泥泵的作用是将污泥由污泥池打入污泥浓缩池。污泥泵选用KWQ 型潜水排污泵二台，一用一备，其性能参数如表 5.8.2。 表 5.8.2 KWQ 型潜水排污泵性能表 型号 排出口径 mm 流量 m3/h 扬程 m 转速 r/min 功率 KW 重量 Kg KWQ65-37-13-3 65 37 13 2900 3 80 5.8.2 污泥浓缩池 污泥浓缩池选用重力式污泥浓缩池。 5.8.2.1 设计参数 固体通量 M=40kg/(m2d) ； 水力负荷 q=5m3/(m2 d) 浓缩时间取 T=16h； 设计污泥量 Q=99m3/d； 浓缩后污泥含水率 96%。 5.8.2.2 表面积计算 按固体通量计算污泥浓缩池表面积 F1 为： 21 5.4940 1000)98.01(99 mF 按水力负荷计算污泥浓缩池表面积 F2 为： 22 8.19599 mF nts某啤酒厂生产废水设计 第 38 页 共 44 页 因 F1F2，故选取污泥浓缩池表面积 F 为 49.5m2。 5.8.2.3 直径 设计采用两座圆形污泥浓缩池，则每座污泥浓缩池的直径 D 为： mD 61.52 5.494 取 D=5.6m，则污泥浓缩池实际面积 A=49.26m2 5.8.2.4 高度 污泥在池中的有效停留时间 T 取 16h，则污泥浓缩池的有效高度 h2 为： mh 34.126.491624992 污泥斗下圆台直径 d 取 0.8m，高度 h4 取 3m，超高 h1 取 0.36m，缓冲层高 h3 取 0.5m，则污泥浓缩池总高度 H 为： H=h1+h2+h3+h4=0.36+1.34+0.5+3=5.2m 5.8.3 污泥脱水设备 5.8.3.1 浓浆泵 浓缩后的污泥由浓浆泵打入带式压滤机进行脱水处理。浓浆泵选用自吸式无堵塞排污泵两台，一用一备，其性能参数见表 5.8.3。 表 5.8.3 自吸式无堵塞排污泵技术性能参数表 型号 流量 m3/h 扬程 m 电机功率 KW 气蚀余量 m 自吸高度 m 重量 Kg ZW65 30 18 30 18 4 4.5 5.5 200 5.8.3.2 带式压滤机 选用带宽为 1000mm的带式压滤机一套，其性能参数如表 5.8.4。 nts毕业设计（论文） 第 39 页 共 44 页 表 5.8.4 带式压滤机主要技术性能参数表 型 号 DY1000 处理量（ m3/h） 1.4 8 滤带有效宽度（ mm） 1000 滤带运行速度（ m/min） 1.4 7 重力过滤面积（ m2） 5.6 压榨过滤面积（ m2） 6.8 清洗水压力（ Mpa） 0.45 电机功率（ KW） 1.5 外形尺寸（ 长宽高）（ mm） 3750 1760 1850 设备质量（ Kg） 3300 6主要土建、设备表 6.1 主要处理构筑物 主要处理构筑物见表 6.1。 表 6.1 主要处理构筑物一览表 序号 名称 外形尺寸（ m） 数量 1 格栅 2.17 0.5 1.04 1 座 2 调节池 20 14 3.7 1 座 3 水解池 18 3 5 8 座 4 沉淀池 7 8.5 2 座 5 中间水池 7 5 3.5 1 座 6 曝气生物滤池 4.8 4.8 6.1 10 座 7 清水池 7 7 5 1 座 8 污泥池 6.6 5 3.5 1 座 9 污泥浓缩池 5.6 5.2 2 座 10 污泥脱水工房 6 9 1 座 11 风机房 6 5 1 座 12 其他用房 4 3 4 座 nts某啤酒厂生产废水设计 第 40 页 共 44 页 6.2 主要设备材料 主要设备材料见表 6.2。 表 6.2 主要设备材料一览表 序号 名称 型号 数量 功率 KW 备注 1 机械细格栅 XGS500 1 台 0.75 2 提升泵 KWQ200-250-15-18.5 2 台 18.5 一用一备 3 组合纤维填料 ZV-150-80 1512m3 4 污泥泵 KWQ65-37-13-3 2 台 3 一用一备 5 反冲泵 TQL200 200(I) 3 台 22 二用一备 6 过滤泵 KWQ200-250-15-18.5 2 台 18.5 一用一备 7 浓浆泵 ZW65 30 18 2 台 4 一用一备 8 离心鼓风机 D45 61 3 台 55 二用一备 9 带式压滤机 DY1000 1 台 1.5 7主要技术经济指标 7.1 建设规模（处理能力） 废水处理站的处理能力为 5000m3/d。 7.2 占地面积 废水处理站总 占地面积约 2600m3，构筑物实际占地面积约为1500m3，折合每立方米水占地面积为 0.52m3。 7.3 劳动定员： 废水处理站共需人员 8 名，其中行政技术负责人 1 名，化验员1 名，生产操作人员 6 名（三班三运转）。 nts毕业设计（论文） 第 41 页 共 44 页 7.4 装机容量和耗电量 本废水处理站总装机
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