某啤酒厂啤酒废水治理设计--优秀毕业设计

ABSTRACTTHISDESIGNISONEBEERWASTEWATERTREATMENTTHEDEGREEOFTHEDESIGNISINAPRELIMINARYPHASETHEMAINDISTINGUISHINGFEATUREOFTHEBEERWASTEWATERISTHATITCONTAINSTHEMASSIVEORGANICMATTERS,SOITBELONGSTOTHEHIGHCONCENTRATIONORGANICWASTEWATER,THEREFOREITSBIOCHEMICALOXYGENDEMANDISALSOHIGHTHEWATERWHICHNEEDSTOTREATMENTINTHEBEERWASTEWATERTREATMENTPLANTIS3000,REGARDLESSOFTHESPECIFIEDFUTUREDM/3DEVELOPMENTVARIOUSTARGETINTHERAWWASTEWATERISTHECONCENTRATIONOFBODIS960MG/L,THECONCENTRATIONOFCODIS2500MG/L,THECONCENTRATIONOFSSIS500MG/LFORTHEBEERWASTEWATERSBODISHIGH,ITCOULDPOLLUTETHEENVIROMENTIFDRAINEDBEFORETREATMENT,SOITREQUESTTHEBEERWASTEWATERWHICHDRAINEDMUSTBESTRICTLYTREATEDTOTHETWOEFFLUENCESTANDARDINTHECOUNTRY,WHICHISASFOLLOWINGBOD30MG/L,COD100MG/L,SS70MG/LAFTERTHEANALYSIS,THEQUALITYOFTHISPROCESSINGWATERBELONGSTOTHEWASTEWATERTHATEASYBIOLOGYDEGRADEANDNOTHAVETHEOBVIOUSPOISON,COULDUSETWOLEVELSOFBIOLOGICALTREATMENTSTOCAUSETHEWATERDRAINEDMEETTHEDESIGNATEDSTANDARDFIRSTLEVELOFPROCESSINGMAINLYUSESTHEPHYSICALMETHODS,WHICHREMOVESTHESUSPENDEDMATTERANDTHEINORGANICSUBSTANCEINTHESEWAGESECONDLEVELSOFPROCESSINGMAINLYUSESTHEBIOLOGYMETHODS,CONSISTSOFUASBOFDEMANDOXYGENBIOLOGYMETHODSANDSBROFANAEROBICOXYGENBIOLOGYMETHODS,WHICHCOULDREMOVEBOD,CODINTHEWASTEWATERTHETECHNOLOGICALPROCESSOFTHISDESIGNISBEERWASTEWATERSCREENSTHESEWAGELIFTPUMPHOUSEREGULATESPRECIPITATINGTANKREACTIONTANKOFUASBTANKOFSBRTREATMENTWATERTHEENTIRETECHNOLOGICALPROCESSHAVETHECHARACTERISTICSOFLOWERINVESTMENT,GOODTREATMENTEFFECT,EASYTECHNOLOGYPROCESS，USINGSMALLAREA,RUNNINGSTEADY,ANDCONSUMINGLOWERENERGYKEYWORDBEERWASTEWATERTREATMENTHIGHCONCENTRATIONOFORGANICWASTEWATERUASBUPFLOWANAEROBICSLUDGEBLANKETPROCESSSBRSEQUENCINGBATCHREACTORPROCESSS摘要本设计为某啤酒废水处理设计。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，故其生化需氧量也较大。该啤酒废水处理厂的处理水量为4000,不考虑远期发展。原污水中各项指标DM/3为BOD浓度为960MG/L,COD浓度为1700MG/L，SS浓度为500MG/L。因该废水BOD值较大,不经处理会对环境造成巨大污染，故要求处理后的排放水要严格达到国家二级排放标准,即BOD30MG/L，COD100MG/L，SS70MG/L。经分析知该处理水质属易生物降解又无明显毒性的废水，可采用两级生物处理以使出水达标。一级处理主要采用物理法，用来去除污水中的悬浮物质和无机物。二级处理主要采用生物法,包括厌氧生物处理法中的UASB法和好氧生物处理法中的SBR法，可有效去除污水中的BOD、COD。本设计工艺流程为啤酒废水格栅污水提升泵房调节沉淀池UASB反应器SBR池处理水整个工艺具有总投资少，处理效果好，工艺简单，占地面积省，运行稳定，能耗少的优点。关键词啤酒废水处理高浓度有机废水UASB法SBR法目录第一章概述5第一节研究目的与意义5第二节国内外研究现状5第三节拟采用设计流程5第四节预计处理效果6第二章啤酒废水处理构筑物设计与计算8第一节格栅的设计计算7一、设计说明7二、设计参数7三、设计计算7第二节调节沉淀池的设计计算9一、设计说明9二、设计参数10三、设计计算10第三节UASB反应器的设计计算11一、设计说明11二、设计参数11三、设计计算12第四节SBR反应器的设计计算10一、设计说明18二、设计参数19三、设计计算110第三章污泥部分各处理构筑物设计与计算23第一节重力溶缩池的设计计算23一、设计说明23二、设计参数23三、设计计算24第二节机械脱水间的设计计算25一、设计说明25二、设计参数26三、设计计算26第三节污水提升泵房的设计计算26一、设计说明26三、设计计算26第四章结论28谢辞13参考文献30第二篇设计计算书第一章概述一、研究目的与意义80年代以来，我国啤酒工业得到迅速发展，到目前我国啤酒生产厂已有800多家，据1996年统计我国啤酒产量达1650万T，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。由于啤酒废水中含有大量的有机物，排放对自然水体的影响非常大。基于水污染的危害性和严重性，以保护环境为宗旨，以达到国家废水排放标准为要求来设计啤酒废水排放设备，所以此排放系统的设计旨在控制废水的COD浓度，减少对环境的污染。二、国内外研究现状“七五”以来，我国对啤酒废水的处理工艺和技术进行了大量的研究和探索，特别是轻工业系统的设计院和科研单位，对啤酒废水的处理进行了各方面的试验、研究和实践，取得了行之有效的成功经验，逐渐形成了以生化为主、生化与物化相结合的处理工艺。生化法中常用的有活性污泥法、生物膜法、厌氧与好氧相结合法、水解酸化与SBR相组合等各种处理工艺。这些处理方法与工艺各有其特点和不足之处，但各自都有较为成功的经验。目前还有不少新的处理方法和工艺优化组合正在试验和研究，有的已取得了理想的成效，不久将应用于实践中。三、拟采用的设计流程1USBASBR法流程因为用只用UASB处理啤酒废水出水的COD5仍然打不到废水排放标准，故将UASB和SBR两种处理单元进行组合，所形成的处理工艺突出了各自处理单元的优点，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。四、预计处理效果设计排放废水量为3000M3/D。COD2500MG/L,PH值约为6。废水经处理后，要求达到污水综合排放标准GB89781996的一级标准，其主要水质指标见表11。表11废水水质及排放标准项目CODCRMG/LBOD5MG/LSSMG/LPH原水1500300080016002501200511排放标准100307069注该废水中的酵母、酒糟经过回收和综合利用，故COD、BOD含量降低。第二章啤酒废水处理构筑物设计与计算第一节格栅的设计计算一、设计说明格栅由一组平行的金属栅条或筛网制成，安装在废水渠道的进口处，用于截留较大的悬浮物或漂浮物，主要对水泵起保护作用，另外可减轻后续构筑物的处理负荷。二、设计参数取中格栅；栅条间隙D10MM；栅前水深H04M；过栅流速V06M/S；安装倾角45；设计流量Q3000M3/D0035M3/S三、设计计算H1H211HHBB115021TG三2（一）栅条间隙数NMAXSINQBHV式中Q设计流量，M3/S格栅倾角，度B栅条间隙，MH栅前水深，MV过栅流速，M/S035SIN416ON2取N13条（二）栅槽有效宽度B设计采用20圆钢为栅条,即S002MBSN1EN式中S格条宽度，MN格栅间隙数B栅条间隙，MB00213100113037M（三）进水渠道渐宽部分长度L1设进水渠道内流速为05M/S,则进水渠道宽B10175M,渐宽部分展开角取为20则L112BTGA式中B栅槽宽度，MB1进水渠道宽度，M进水渠展开角，度AL103752TG027（四）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度（L2）L2L1/2027/20135M（五）过栅水头损失（H1）取K3,179栅条断面为圆形，V06M/SH124/3SINVKDGBA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H124/306379SIN451980176M（六）栅槽总高度H取栅前渠道超高H203M栅前槽高H1HH207M则总高度HHH1H2040176030876M（七）栅槽总长度LLL1L20510145HTG0270135051007T2605M（八）每日栅渣量W取W1006M3/103M3K215则W28640Q式中Q设计流量，M3/SW1栅渣量M3/103M3污水，取01001,粗格栅用小值，细格栅用大值，中格栅用中值W03568401012M3/D可采用人工清渣第二节调节沉淀池的设计计算一、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，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。二、设计参数水力停留时间T6H设计流量Q3000M3/D125M3/H0035M3/S,采用机械刮泥除渣。表21调节沉淀池进出水水质指标水质指标CODBODSS进水水质MG/L2500960500去除率（）7750出水水质MG/L2325893250三、设计计算调节沉淀池的设计计算草图见下图22三2三40三5025010850（一）池子尺寸池子有效容积为VQT1256750M3取池子总高度H55M,其中超高05M,有效水深H5M则池面积AV/H750/5150M3池长取L25M,池宽取B8M则池子总尺寸为LBH25855（二）理论上每日的污泥量W01QCP式中Q设计流量，M3/SC0进水悬浮物浓度，KG/M3C1出水悬浮物浓度，KG/M3P0污泥含水率，W35021197025M3/D（三）污泥斗尺寸取斗底尺寸为400400，污泥斗倾角取50则污泥斗的高度为H2402TG504529M污泥斗的容积V2H2（A12A1A2A22）34592828040421017M3V总W符合设计要求，采用机械泵吸泥（四）进水布置进水起端两侧设进水堰，堰长为池长2/3第三节UASB反应器的设计计算一、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。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。二、设计参数（一）参数选取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（二）设计水质表22UASB反应器进出水水质指标水质指标CODBODSS进水水质MG/L2325893250去除率（）758050出水水质MG/L581179125（三）设计水量Q3000M3/D125M3/H0035M3/S三、设计计算（一）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302541550M3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A157M2Q1508H10MVA7采用4座相同的UASB反应器则A13925M24A57D1P39475M取D8M则实际横截面积为2AD231482145024M2实际表面水力负荷为Q1Q/A5402083净水的,故取002G/CMS由斯托克斯工式可得气体上升速度为VB218GDRRM320950100266CM/S958M/HVAV2160M/H则59,456BA958160BCA18704,故满足设计要求。BAV（四）出水系统设计采用锯齿形出水槽，槽宽02M,槽高02M（五）排泥系统设计产泥量为23250750130001035231KGMLSS/D每日产泥量5231KGMLSS/D，则每个USAB日产泥量1308KGMLSS/D,可用150MM排泥管，每天排泥一次。（六）产气量计算每日产气量232507505300010326156M3/D第四节SBR反应器的设计计算一、设计说明经UASB处理后的废水,COD含量仍然很高,要达到排放标准,必须进一步处理,即采用好氧处理。SBR结构简单，运行控制灵活，本设计采用4个SBR反应池，每个池子的运行周期为6H二、设计参数（一）参数选取1污泥负荷率NS取值为013KGBOD5/KGMLSSD2污泥浓度和SVI污泥浓度采用3000MGMLSS/L,SVI取1003反应周期SBR周期采用T6H,反应器一天内周期数N24/644周期内时间分配反应池数N4进水时间T/N6/415H反应时间30H静沉时间10H排水时间05H5周期进水量Q01875M3/S24TN306（二）设计水量水质设计水量为Q3000M3/D125M3/H0035M3/S设计水质见下表23表23SBR反应器进出水水质指水质指标CODBODSS进水水质MG/L581179125去除率（）808565出水水质MG/L1162743三、设计计算（一）反应池有效容积V10SNQSXN式中N反应器一天内周期数Q0周期进水量,M3/SS0进水BOD含量,MG/LX污泥浓度,MGMLSS/LNS污泥负荷率V148759303442（二）反应池最小水量VMINV1Q0344218751567M3（三）反应池中污泥体积VXSVIMLSSV1/10610030003442/1061032M3VMINVX,合格（四）校核周期进水量周期进水量应满足下式Q01MLSSMLSS/106V11003000/10634422409M3而Q01875M32409M3故符合设计要求（五）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3442/56884M2设SBR的长宽21则SBR的池宽为6M；池长为120MSBR反应池的最低水位为567012218MSBR反应池污泥高度为36143M218143075M可见，SBR最低水位与污泥位之间的距离为06M,大于05M的缓冲层高度符合设计要求。（六）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/LS0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SE27MG/L；XVFX07530002250MG/L225KG/M3；V44344213768M31V代入数据可得O205300017925/1000015225137686957KGO2/D供氧速率为RO2/246957/2429KGO2/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R020250514SBSCAR5869438KGO2/H供气量为GSR0/03EA43801826M3/H3043M3/MIN3布气系统的计算反应池的平面面积为601204288M2每个扩散器的服务面积取17M2,则需288/17170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362/50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的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105LKD式中管道的当量长度，MD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12HS9621980943KPA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75KW（七）污泥产量计算选取A06,B0075,则污泥产量为XAQSRBVXV06300017925/1000007513768225449KGMLVSS/D第三章污泥部分各处理构筑物设计与计算第一节重力浓缩池的设计计算一、设计说明为方便污泥的后续处理机械脱水，减小机械脱水中污泥的混凝剂用量以及机械脱水设备的容量，需对污泥进行浓缩处理，以降低污泥的含水率。本设计采用间歇式重力浓缩池，运行时，应先排除浓缩池中的上清液，腾出池容，再投入待浓缩的污泥，为此应在浓缩池深度方向的不同高度上设上清液排除管。二、设计参数（一）设计泥量啤酒废水处理过程产生的污泥来自以下几部分1调节沉淀池，Q125M3/D,含水率97；2UASB反应器，Q230M3/D,含水率98；3SBR反应器，Q38M3/D,含水率99；总污泥量为QQ1Q2Q363M3/D平均含水率为56979899977086（二）参数选取固体负荷（固体通量）M一般为1035KG/M3D取M30KG/M3D125KG/M3D；浓缩时间取T24H；设计污泥量Q63M3/D；浓缩后污泥含水率为96；浓缩后污泥体积362M3/D1097V6三、设计计算（一）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/D；M固体通量，KG/M3D；C入流固体浓度KG/M3。入流固体浓度（C）的计算如下123WCQ1000197750KG/D11000198600KG/D3100019980KG/D4WQ那么，QC1430KG/D596KG/H123C1430/63227KG/M3浓缩后污泥浓度为1C1430/362395KG/M3浓缩池的横断面积为AQC/M51M2设计三座正方形浓缩池，则每座边长为B7M取B75M,则实际面积A757557M2（二）池子高度停留时间，取HRT24H则有效高度13M,取15M2H2超高，取05M1缓冲区高，取05M3池壁高25MH2（三）污泥斗污泥斗下锥体边长取05M，高度取7M（四）总高度H25795M设计计算草图见下图31第二节机械脱水间的设计计算一、设计说明污泥经浓缩后，尚有96的含水率，体积仍很大，为了综合利用和最终处置，需对污泥作脱水处理。拟采用带式压滤机使污泥脱水，它有如下脱水特点1滤带能够回转，脱水效率高2噪声小，能源节省3附属设备少，维修方便，但必须正确使用有机高分子混凝剂，形成大而强度高的絮凝。带式过滤脱水工艺流程见下图32二、设计参数设计泥量Q362M3/D；含水率为96。三、设计计算据设计泥量带式压滤机采用PFM1000型，带宽1M，主机功率15KW,处理后的污泥含水率为7580，处理能力为78M3/H,按每天工作8小时设计。外形尺寸长宽高450018901860第三节污水提升泵房的设计与计算一、设计说明污水泵房用于提升污水厂的污水，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。二、设计计算（一）设计流量Q3000M3/D125M3/H347L/S（二）选泵前总扬程估算经过格栅的水头损失为018M,进水管渠内水面标高为2335M则格栅后的水面标高为23350182515M设集水池的有效水深为2M则集水池的最低工作水位为251524515M所需提升的最高水位为6778M故集水池最低工作水位与所提升最高水位之间高差为6784521130M出水管管线水头损失计算如下出水管Q347L/S,选用管径为200MM的铸铁管查给水排水设计手册第1册得V133M/S,1000I191出水管线长度估为37M,局部系数为8则出水管管线水头损失为2VILGX219137809150M泵站内的管线水头损失假设为20M,考虑自由水头为1M,则水泵总扬程为H11301502010158M（三）选泵根据流量Q125M3/H,扬程H158M拟选用150WLI170165型立式污水泵，每台水泵的流量为Q170M3/H，扬程为H165M。选择集水池与机器间合建的圆形水泵站，考虑选用2台水泵，其中一台备用。选用150WLI170165型污水泵是合适的（四）附属设备选择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起重设备选用电动葫芦。第四章结论通过以上流程处理，出水水质为COD116BOD27SS43基本达到国家废水排放标准。本次毕业设计,使我对工程设计的内容和步骤有了更进一步的了解，从大体上讲,本次设计达到了预期的效果,达到了作为本科毕业生所应符合的要求这次毕业设计使我深深地认识到工科毕业生做设计工作所要求的严谨性,对于工程二字的沉重性,我开始意识到工程二字要求我们对专业知识有很深地了解,在熟练掌握专业知识的基础上灵活运用本次设计为某啤酒废水处理，是一个真实性课题,在重新熟悉课本和认真查阅资料的基础上，并结合设计任务书的要求,我对本设计啤酒废水处理的工艺流程提出了多种方案，在反复的比较下，最终确定了一个最优方案在这个过程中,我逐渐懂得了如何运用专业性眼光去看待问题,分析问题和解决问题。在工艺流程确定后,就开始了对所选构筑物的设计计算,通过老师的指导和自己的计算,我对污水处理