-5-2設(shè)計(jì)說(shuō)明2.1設(shè)計(jì)基礎(chǔ)資料污水資料見(jiàn)表1-1。表1-1啤酒廢水原始資料水量CODPHBODSS高濃度廢水500m3/d4000～10000mg／L低濃度廢水1500m3/d300～1000mg／L綜合廢水2000m3/d525mg/L8～l0275mg/L317mg/L2.2工藝比較2.2.1污水處理工藝比較針對(duì)啤酒廢水處理只進(jìn)行厭氧處理不能去除水中的氮、磷、出水往往不達(dá)標(biāo)。對(duì)于好氧處理技術(shù)處理后的廢水出水水質(zhì)較優(yōu)，能提高出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)率。所以采用二者相結(jié)合的方式。常用的幾種處理工藝優(yōu)缺點(diǎn)如表2-1所示。表2-1常用啤酒廢水處理工藝優(yōu)缺點(diǎn)比較常見(jiàn)工藝優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)CASS占地面積小，運(yùn)行費(fèi)用低；抗沖擊能力強(qiáng)，沉淀效果好；不易發(fā)生污泥膨脹；脫氮除磷效率較低；控制方式較為單一；對(duì)設(shè)備閥門質(zhì)量要求高；SBR間歇進(jìn)水；占地面積??；脫氮除磷效果好；處理設(shè)備構(gòu)造簡(jiǎn)單便于管理；管理技術(shù)水平要求高；處理水量小排水時(shí)間短；電耗大，產(chǎn)生浮渣；污泥穩(wěn)定性差；后續(xù)處理設(shè)備要求大；IC容積負(fù)荷率高，水力停留時(shí)間短；能耗低，抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)；出水水質(zhì)穩(wěn)定；機(jī)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)計(jì)施工難度大；進(jìn)水需要預(yù)處理；UASB污泥濃度高；有機(jī)負(fù)荷高，水力停留時(shí)間長(zhǎng)；工藝簡(jiǎn)單；耐沖擊負(fù)荷能力較差，對(duì)水質(zhì)和負(fù)荷變化適應(yīng)性差；需要控制進(jìn)水懸浮物量；A2/O工藝去除效率高；流程簡(jiǎn)單，費(fèi)用低；反硝化過(guò)程污染物降解效率高；容積負(fù)荷高；耐沖擊負(fù)荷強(qiáng)；無(wú)污泥回流系統(tǒng)，無(wú)特殊功能性污泥，難降解物質(zhì)降解率低；若提高脫氮效率，加大循環(huán)比運(yùn)行費(fèi)用增加；其中內(nèi)循中循環(huán)液中溶解氧含量高影響反硝化效果，影響脫氮效率；2.2.2污泥處理工藝比較啤酒廢水產(chǎn)生的污泥有機(jī)物含量較高，處理后污泥要滿足減量化、穩(wěn)定化、無(wú)害化的原則[15]。由于污泥含有大量的水分從而體積增大對(duì)于后續(xù)處理和運(yùn)輸都帶來(lái)了不便，所以有效的降低含水率能進(jìn)一步縮小污泥體積。表2-2降低含水量方式降低含水率方法類別主要單元裝置效果濃縮空隙水重力、氣浮、離心95%-97%干化毛細(xì)水烘干70%-80%機(jī)械脫水真空過(guò)濾毛細(xì)水轉(zhuǎn)鼓式、履帶式60%-80%壓濾機(jī)板框、帶式45%-80%離心臥式傾析式、碟片式78%-86%電滲透電滲透帶式80%-85%熱處理吸附水冷凍、濕式氧化、熱處理82%-86%焚燒內(nèi)部水焚燒爐0%-10%（1）污泥濃縮第一步針對(duì)污泥濃縮，其方式的比較見(jiàn)表2-3。表2-3常用污泥濃縮方式比較濃縮方法優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)適用范圍重力濃縮貯泥能力強(qiáng)；動(dòng)力消小；運(yùn)行費(fèi)用低；占地面積大；污泥含水率較高；易發(fā)酵產(chǎn)生臭氣；適用于濃縮初沉池污泥；初沉池和剩余污泥的混合污泥；氣浮濃縮占地面積小；濃縮效果較好；污泥含水率較低；可去除油脂類，臭氣少；貯泥能力較差；動(dòng)力消耗高于重力濃縮；適用于濃縮初沉池污泥；初沉池和剩余污泥的混合污泥；特別適用于濃縮過(guò)程中易發(fā)生污泥膨脹，易發(fā)酵的剩余污泥和生物膜法污泥；離心濃縮占地面積?。惶幚砟芰Υ?；污泥含水率低；無(wú)臭氣專用離心機(jī)價(jià)格高；耗電量大；操作復(fù)雜；適用難以濃縮的剩余污泥和場(chǎng)地小，衛(wèi)生要求高，并且污泥含水率低的場(chǎng)合（2）污泥脫水脫水常見(jiàn)方式主要有：自然脫水、機(jī)械脫水，機(jī)械脫水又分為真空過(guò)濾、加壓過(guò)濾、離心分離法脫水、電滲透脫水等。對(duì)于機(jī)械脫水該方式是利用過(guò)濾介質(zhì)兩邊的壓力差使泥水分離，固體顆粒形成濾餅從而脫水。常見(jiàn)機(jī)械脫水方式見(jiàn)表2-4。表2-4常見(jiàn)機(jī)械脫水方式比較方式優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)適用真空過(guò)濾處理量大、操作管理簡(jiǎn)單。需要預(yù)處理、附屬設(shè)備多、運(yùn)行費(fèi)用高。處理初沉池污泥和消化污泥脫水。板框壓濾機(jī)效率高、濾餅固體含量高。間歇操作、設(shè)備投資大。其他脫水設(shè)備不適用、需要降低費(fèi)用場(chǎng)合。帶式壓濾機(jī)連續(xù)脫水、能耗低；操作管理方便。需要配合使用聚丙烯酰胺含量高；脫水效率低?？梢杂糜谖勰嗵幚黼A段產(chǎn)生的物化沉淀粗粒度、中粒度污泥、污泥濃縮階段產(chǎn)生的物化及生化混合污泥；污水處理廠二沉池排出的剩余活性污泥。離心脫水機(jī)占地面積小、投資少；處理能力大效果好操作簡(jiǎn)單。離心機(jī)價(jià)格昂貴；電耗大；污泥中有砂礫磨碎設(shè)備。顆粒直徑大于0.001mm；適用于密度差大的污泥脫水。2.3最佳工藝流程確定2.3.1污水處理過(guò)程首先采用格柵去除水中大量懸浮物顆粒，提高后續(xù)污水去除效率，降低機(jī)器磨損程度。由于中PH值的大小對(duì)去除效率有影響，對(duì)于UASB反應(yīng)器其7<PH值<10的情況下，出水水質(zhì)較好。PH<5的情況下，去除效率明顯下降，并且出水水質(zhì)有惡化的跡象[10]。故針對(duì)高低濃度廢水分別采用調(diào)節(jié)池Ⅰ、Ⅱ。其中啤酒廢水主要處理采用好氧厭氧相結(jié)合方式，通過(guò)對(duì)比各處理方式，針對(duì)該啤酒廠中高低濃度廢水采用UASB+CASS處理工藝。2.3.2污泥處理過(guò)程污泥處理過(guò)程為：污泥濃縮→污泥脫水→泥餅外運(yùn)。①污泥濃縮階段由于該工藝不設(shè)初沉池，只針對(duì)UASB和CASS中產(chǎn)生的污泥進(jìn)行處理。根據(jù)表2-3濃縮方法的比較重力濃縮方法適用于濃縮初沉池污泥，初沉池剩和余污泥的混合污泥。并結(jié)合污水處理階段采用水泵將污水提升到一定高度后續(xù)采用重力流方式處理，并結(jié)合課題進(jìn)水指標(biāo)要求經(jīng)初沉池、UASB、CASS工藝所產(chǎn)生的污泥量本課題決定采用重力濃縮法對(duì)污泥進(jìn)行減量化[11]。②污泥消化CASS，產(chǎn)生的污泥穩(wěn)定性好，污泥量少。在此基礎(chǔ)上也得到了相對(duì)消化，故一般可直接脫水。③污泥脫水根據(jù)表2-4，并結(jié)合處理工藝過(guò)程啤酒廢水污泥中有機(jī)污泥含量高，并且污泥處理階段不設(shè)置污泥消化池，經(jīng)濟(jì)費(fèi)用及能耗方面，本課題選擇帶式壓濾機(jī)。④污泥的處置對(duì)于污泥處置方式為泥餅外運(yùn)。最佳工藝流程圖如圖2-1所示。圖2-1UASB+CASS工藝處理啤酒廢水工藝流程3設(shè)計(jì)計(jì)算3.1污泥產(chǎn)量3.1.1污泥來(lái)源該工藝處理啤酒廢水其中污泥主要來(lái)源為，UASB反應(yīng)器和CASS反應(yīng)器產(chǎn)生的污泥。3.1.2UASB污泥產(chǎn)量設(shè)計(jì)計(jì)算設(shè)計(jì)流量：500m3/d=20.83m3/h=0.0058m3/s，，，，容積負(fù)荷范圍為2～5kgCOD/(m3·d，設(shè)計(jì)容積負(fù)荷。有效容積：式中：V——；Q——；S0——；污泥產(chǎn)量：式中：Q——設(shè)計(jì)流量，m3/d；C0——；E——有機(jī)物去除率,取85%；r——；：UASB反應(yīng)池中污泥總量:不同試驗(yàn)下是不同的本課題處理啤酒廠廢水取污泥含水率為99%>95%故污泥密度為1000kg/m3污泥齡：3.1.3CASS污泥產(chǎn)量設(shè)計(jì)計(jì)算[12]（1）生物污泥計(jì)算：式中：；ΔХ1——降解有機(jī)物產(chǎn)生的污泥增量；代入數(shù)據(jù)得：（2）非生物污泥計(jì)算：式中：fp————懸浮固體污泥轉(zhuǎn)換率，德國(guó)ATV標(biāo)準(zhǔn)值為0.6，但我國(guó)一般取值為0.5[13]；代入得：剩余污泥量：假定污泥含水率為99%3.2污泥處理構(gòu)筑物設(shè)計(jì)計(jì)算3.2.1污泥濃縮池設(shè)計(jì)計(jì)算參數(shù)選擇：(2)設(shè)計(jì)計(jì)算式中：①濃縮池面積②濃縮池直徑D設(shè)計(jì)采用2座輻流式濃縮池，單池面積：濃縮池直徑D：，取D=4m③濃縮池深度H取T=20h，有效水深h1：④污泥斗高度h5為：⑤濃縮池有效深度則濃縮池深度為：⑦濃縮后含水率96%濃縮后污泥體積：?jiǎn)纬禺a(chǎn)泥量為：取儲(chǔ)泥斗時(shí)間t=4h，則兩次排泥間隔每池產(chǎn)泥量為：污泥斗容積：⑧濃縮后污泥量計(jì)算：式中：代入得：3.2.2污泥脫水間設(shè)計(jì)計(jì)算（1）參數(shù)設(shè)計(jì)：；濃縮處理后污泥體積：脫水后污泥體積：脫水后干泥重：（2）帶式壓濾機(jī)選擇表2-5帶式壓濾機(jī)主要技術(shù)參數(shù)濾帶寬度B（m）1000壓濾面積（m2）3.2重率面積（m2）4安裝質(zhì)量（kg）4500濾袋速度（m/mm）0.7-5水壓力（MPa）0.35-0.5功率（kw）1.5壓濾時(shí)間4h尺寸2980mm×1392mm×1980mm污泥脫水間尺寸：L×B×H=3.5×2.5×3=26.25m3。3.2.3集泥池設(shè)計(jì)計(jì)算（1）設(shè)計(jì)參數(shù)：總污泥量為：Q=9.6m3/d；停留時(shí)間：一般采用8～12h，本設(shè)計(jì)采取12h；（2）尺寸計(jì)算：設(shè)計(jì)一座矩形集泥池。集泥池體積：式中:Q——污泥產(chǎn)量，m3/d；T——停留時(shí)間，h；設(shè)計(jì)有效高度4.5m,超高h(yuǎn)=0.5m,總高度H=5m池子面積：集泥池尺寸為L(zhǎng)×B×H=5×5×5（m）。3.3污水水泵設(shè)計(jì)計(jì)算泵房設(shè)計(jì)流量Qmax=0.023m3/s,擬采用螺旋泵作為污水提升裝置，為了避免單設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)，2用1備，替換使用，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，實(shí)現(xiàn)處理的不間斷持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。（1）每臺(tái)泵的設(shè)計(jì)水量：（2）最大秒流量(3)集水池容積采用相當(dāng)于一臺(tái)泵的15min流量集水池面積，則設(shè)計(jì)集水池長(zhǎng)4m，寬5m。根據(jù)計(jì)算結(jié)果決定共配3臺(tái)250WDL型螺旋泵。3.4高程設(shè)計(jì)3.4.1高程布置原則[14]：在構(gòu)筑物的相對(duì)高度是取決于兩個(gè)構(gòu)筑物之間水面高差，②盡量使出水管高程不受洪水頂托，實(shí)現(xiàn)自流。3.4.2高程設(shè)計(jì)計(jì)算將處理達(dá)標(biāo)后的廢水排入河流，河流地面標(biāo)高為-3.00m，依照高程計(jì)算取值方式按照處理流程中格柵經(jīng)過(guò)集水池后至泵房，經(jīng)水泵提升至調(diào)節(jié)池→UASB反應(yīng)池→CASS反應(yīng)池，進(jìn)行計(jì)算得：表3-1構(gòu)筑物高程設(shè)計(jì)計(jì)算表構(gòu)筑物名稱水頭損失（m）液面標(biāo)高格柵0.2-調(diào)節(jié)池0.42.0UASB反應(yīng)池1.01.0CASS反應(yīng)池0.60.4河流-3.003.4.3水泵揚(yáng)程計(jì)算濃縮后污泥含水率P2=96%,污泥脫水后含水量60%～80%，取P3=75%其中：h1——進(jìn)出管的沿程損失和局部損失，，取m；h2——水泵出水管管底標(biāo)高，，取；h3——集水池最低設(shè)計(jì)水位，，取；h4——自由水頭，，取。h5——出水管到調(diào)節(jié)池水頭損失，，取。得出：3.5平面布置原則（1）各處理單元構(gòu)筑物的平面布置[15]水力要求，結(jié)合地形和地質(zhì)條件，確定它們?cè)趶S區(qū)內(nèi)的平面位置。對(duì)此，應(yīng)考慮：（2）管、渠的平面布置①在各處理構(gòu)筑物之間，設(shè)有貫通、連接的管、渠。此外，還應(yīng)設(shè)有能夠使各處理構(gòu)筑物能夠獨(dú)立運(yùn)行的管線，當(dāng)某一處構(gòu)筑物出現(xiàn)故障時(shí)，其后續(xù)仍可正常工作。（3）輔助建筑物的平面布置①輔助建筑物建筑面積的大小應(yīng)按具體情況條件而定。輔助建筑物的設(shè)置應(yīng)根據(jù)方便、安全等原則確定。4結(jié)論該設(shè)計(jì)為某啤酒廠廢水工藝設(shè)計(jì)，根據(jù)比較來(lái)看我國(guó)主針對(duì)啤酒廠廢水要還是采取厭氧-好氧相結(jié)合的組合工藝來(lái)進(jìn)行處理是可行的，對(duì)比多種常用的處理工藝優(yōu)缺點(diǎn)比較，由于廢水中有機(jī)物質(zhì)含量高，采用UASB+CASS組合工藝處理啤酒廢水，能夠取得較好的處理效果,CODCr、BOD5、SS、NH3-N、TP的總?cè)コ矢摺Ｆ渲蠻ASB作為廢水達(dá)標(biāo)排放的第一個(gè)處理單元大大降低了好氧階段有機(jī)物處理量，降低了后續(xù)處理負(fù)荷，減少運(yùn)行時(shí)間，降低處理過(guò)程中的運(yùn)行費(fèi)用，并且工該藝技術(shù)比較成熟，實(shí)際應(yīng)用廣泛較為可靠。污水處理過(guò)程：高濃度廢水經(jīng)過(guò)格柵后流經(jīng)調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)污水PH值后進(jìn)入U(xiǎn)ASB反應(yīng)，然后經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)池Ⅱ與低濃度廢水混合進(jìn)入CASS反應(yīng)池，處理后達(dá)標(biāo)排放。污泥處理過(guò)程：由UASB反應(yīng)池和CASS反應(yīng)池產(chǎn)生的污泥進(jìn)入污泥濃縮池，后經(jīng)污泥脫水間進(jìn)行脫水，處理后泥餅外運(yùn)。經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)計(jì)算，得到如下結(jié)論：（1）污泥濃縮池設(shè)計(jì)兩座，構(gòu)筑物尺寸，直徑D=4m，濃縮池有效水深h1=2.8m，污泥斗高度h5=1m，濃縮池深度H=4.44m；（2）帶式壓濾機(jī)的濾帶寬度B=1000m，濾袋速度0.7-5m/mm，壓濾時(shí)間4h，尺寸2980mm×1392mm×1980mm；集泥池一座，構(gòu)筑物尺寸L×B×H=7.7×4.5×5（m）；（3）污水水泵設(shè)計(jì)3臺(tái)250WDL型螺旋泵，兩用一備；（4）進(jìn)行了污水處理廠的高程布置和平面布置。參考文獻(xiàn)[1]曹小練.UASB+CASS方法處理啤酒廠廢水工程實(shí)例[J].山西建筑,2012,38(08):132-134.[2]劉麗霞,魏海波.UASB反應(yīng)器處理啤酒廢水[J].廣東化工,2012,39(10):130-132.[3]ChenJunfeng,LiuYanyan,LiuKai,HuLijun,YangJiaqi,WangXuemei,SongZhi-ling,YangYuewei,TangMeizhen,WangRenjun.Bacterialcommunitycompositionofinternalcirculationreactoratdifferentheightsforlarge-scalebrewerywastewatertreatment[J].BioresourceTechnology,2021,331.[4]徐雄.關(guān)于SBR污水處理法的討論[J].銅陵職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào),2007,(04):70-72..[5]趙友杰.初沉+UASB+A/0工藝處理啤酒廢水淺析[J].科技信息,2010,(31):767.[6]史立河,呂衛(wèi)利,謝浩,胡紀(jì)萃,孫召?gòu)?qiáng).UASB-生物接觸氧化工藝處理啤酒廢水工程實(shí)例[J].給水排水,2002,(07):38-40+0.[7]李銳輝.CASS工藝在城鎮(zhèn)污水處理廠的應(yīng)用[J].廣東化工,2020,47(04):134-136.[8]時(shí)鵬輝,羅領(lǐng)先.UASB+CASS組合工藝處理啤酒廢水[J].水處理技術(shù),2010,36(01):114-116.[9]周思寧.污水處理廠污泥處置及利用途徑研究[J].資源節(jié)約與環(huán)保,2021(01):92-93.[10]班福忱,李亞峰,劉軍,袁雅姝.UASB-CASS工藝處理啤酒廢水研究[J].釀酒科技,2005,(08):110-112+117.[11]印獻(xiàn)棟.污泥處理方法與資源化利用[J].中國(guó)資源綜合利用,2020,38(07):91-93.[12]吳帆,程曉如.城市污水處理廠污泥量計(jì)算方法[J].武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版),2009,42(02):244-247.[13]于麗昕,王洪臣.關(guān)于活性污泥工藝中剩余污泥量計(jì)算的討論[J].給水排