1、某啤酒廠污水處理廠工藝設(shè)計摘要本文根據(jù)前人的研究成果綜述了啤酒廢水的處理和利用現(xiàn)狀，有針對性的對啤酒廢水自身的特性，通過對酸化 SBR 處理啤酒廢水，UASB SBR 法處理啤酒廢水，新型接觸氧化法處理啤酒廢水，生物接觸氧化法處理啤酒廢水，上流式厭氧污泥床（UASB ）等處理啤酒廢水的幾種處理方法的詳細分析，確定最佳方案即用UASB 。UASB 的主要組成部分是反應器。本文介紹了有關(guān)UASB 的處理流程和設(shè)計的計算，對格柵，調(diào)節(jié)池，UASB 池，氣浮池，污泥濃縮池等進行了精細的設(shè)計和計算。并對主要構(gòu)筑物UASB 池，SBR池做了詳細的說明。UASB 處理高濃度有機廢水，其關(guān)鍵是培養(yǎng)出沉降性能良

2、好的厭氧顆粒污泥。采用此工藝，不但使處理流程簡潔，也節(jié)省了運行費用，在降低廢水濃度的同時，還可以回收在處理過程中所產(chǎn)沼氣作為能源的利用。以便我為進一步探討效益資源型處理技術(shù)提供借鑒。關(guān)鍵字 ： 啤酒工業(yè) 廢水處理 UASB 反應器Wastewater Treatment of a Brewery Process DesignAbstractsince there is high organic content in the brewery wastewater ,if drain off the wastewater,it will not only pollute the environme

3、nt but also reduce the raw material utilization of the beer industry,so there are many scholars and manufacturers research the beer wastewater treatment and utilization of technology ,based on previous research results in Chinabrewery wastewater handling and use of the status quo, targeted brewery w

4、astewater characteristics, acidification - SBR treatment of brewery wastewater by UASB + SBR treatment of brewery wastewater, the new contact oxidation treatment of brewery wastewater, biological contact oxidationtreatment of brewery wastewater, several of the upflow anaerobic sludge blanket (UASB)

5、treatment of brewery wastewater treatment methods detailed analysis to determine the best option with the UASB.The main part of UASBis the reactor. This article describes the calculation of the related processes and design of the UASB,and also makes a meticulous caculation of the grill, adjustment p

6、ool, the UASB pool, contact oxidation tank, flotation tank and sludge thickener pool. It also does a detailed description of the main structures the UASB pool and contact oxidation tank . For UASB treatment of high concentration organic wastewater, the key is to cultivate a good settling characteris

7、tics of anaerobic granular sludge. Adopt this technology not only make the treatment processes more simple ,savings in operating costs but also can retrieve the biogas that produced in the treatment for energy using while reducing wastewater concentration. So that can provide us references for furth

8、er study of the effectiveness of resource-based processing technology.Key words: beer industry the treatment of wastewater UASB reactor目錄1 緒論11.1 概述11.1.1啤酒生產(chǎn)工藝11.1.2啤酒廠廢水主要來源11.1.3啤酒生產(chǎn)廢水特點21.2 啤酒廢水的處理與利用21.2.1好氧生物處理31.2.2厭氧生物處理41.3 啤酒廠廢水處理工藝組合51.3.1 酸化SBR 法處理啤酒廢水51.3.2 UASB好氧接觸氧化工藝處理啤酒廢水61.3.3 UASB

9、 反應器氧化溝工藝處理啤酒廢水62 設(shè)計水質(zhì)水量及設(shè)計要求72.1 設(shè)計任務72.1.1設(shè)計依據(jù)及范圍72.2 工藝流程選擇82.2.1工藝確定82.2.2工藝流程圖92.2.3主要構(gòu)筑物作用93 主要構(gòu)筑物計算113.1 格柵113.1.1格柵的柵條間隙數(shù)113.1.2 柵槽寬度 B113.1.3 通過格柵的水頭損失113.1.4柵后槽總高度H123.1.5柵槽總長度 L123.1.6每日柵渣量 W133.1.7格柵除污機選擇133.2 事故池133.2.1設(shè)計參數(shù)133.2.2設(shè)計計算133.3 調(diào)節(jié)池143.3.1設(shè)計參數(shù)143.3.2設(shè)計計算143.4氣浮池153.4.1設(shè)計參數(shù)153

10、.4.2設(shè)計計算153.4.3設(shè)備選型173.5 UASB反應器173.5.1設(shè)計說明173.5.2設(shè)計參數(shù)173.5.3設(shè)計計算183.6 SBR池213.6.1參數(shù)選取213.6.2設(shè)計計算223.6.3設(shè)備選型253.7污泥濃縮池253.7.1設(shè)計參數(shù)253.7.2 設(shè)計計算253.8污泥脫水間283.8.1設(shè)計參數(shù)283.8.2設(shè)計計算283.8.3污泥脫水設(shè)備選型283.9 清水池283.9.1 參數(shù)選擇283.9.1平面尺寸計算284 平面及高程布置294.1平面布置294.2高程布置304.2.1高程布置原則如下：304.2.2水頭損失計算304.3 高程計算345 部分設(shè)備的選

11、擇345.1泵的選擇345.1.1選泵原則345.1.2計算選泵355.2風機的選擇355.3脫水機的選擇366 結(jié)論37謝辭38參考文獻39附錄40外文文獻42外文翻譯491 緒論1.1 概述隨著人們生活水平的不斷提高，我國啤酒工業(yè)發(fā)展迅速，啤酒產(chǎn)量較過去有了大幅度提高，已成為世界五大啤酒生產(chǎn)國之一。截止19861年上半年止，全國啤酒產(chǎn)量1860萬t。以生產(chǎn)1t啤酒生產(chǎn)20m3廢水計算，則啤酒工業(yè)排放的廢水量每年達3.72億m3，污染物中BOD5 為（18.633.5）萬t，CODCr為（37.255.8）萬t，SS為（7.414.9）萬t。1.1.1啤酒生產(chǎn)工藝制造啤酒的主要原料是大麥和大

12、米，輔之以啤酒花和鮮酵母。啤酒生產(chǎn)的過程是先將大麥制成麥芽（制麥流程見圖1-1-1）。將麥芽粉碎與糊化的大米用溫水混合進行糖化,糖化結(jié)束后立即過濾,除去麥糟,然后冷卻和澄清。澄清的麥汁冷卻至6.58.0,接種酵母,進行發(fā)酵.發(fā)酵分主發(fā)酵和后發(fā)酵。主發(fā)酵是將糖化轉(zhuǎn)化成乙醇和二氧化碳；后發(fā)酵是將主酵嫩酒送至后酵罐，長期低溫貯藏，以完成殘?zhí)堑淖詈蟀l(fā)酵，澄清啤酒，促進成熟。經(jīng)過后發(fā)酵的成熟酒，需經(jīng)過濾或分離去除殘余酵母和蛋白質(zhì)。過濾后的成品酒，若作為鮮啤酒出售，可直接裝桶就地銷售。外運的或出口的啤酒，必須經(jīng)殺菌，以保證其生物穩(wěn)定性，殺菌后的啤酒為熟啤酒。大麥干燥 篩選浸麥發(fā)芽 貯藏成品麥芽排水干燥 圖

13、 1-1-1 制麥工藝過程圖示1.1.2啤酒廠廢水主要來源 啤酒廠廢水主要來源有：麥芽生產(chǎn)過程的洗麥水、浸麥水、發(fā)芽降溫噴霧水、麥槽水、凝固物洗滌水；糖化過程的糖化、過濾洗滌水；發(fā)酵過程的發(fā)酵罐洗滌、過濾洗滌水；灌裝過程洗瓶水、滅菌水及破瓶啤酒；冷卻水和成品車間洗滌水；以及來自辦公室、食堂、單身宿舍和浴室的生活污水。1.1.3啤酒生產(chǎn)廢水特點啤酒生產(chǎn)過程用水量很大，特別是釀造、罐裝工序過程，由于大量使用新鮮水，相應生產(chǎn)大量廢水。由于啤酒生產(chǎn)工序較多，不同啤酒廠生產(chǎn)過程中噸酒耗水量和水質(zhì)相差較大。管理和技術(shù)水平較高的啤酒廠噸酒耗水量為812t,我國啤酒廠的噸酒耗水量一般大于該數(shù)值。國內(nèi)每噸啤酒從

14、糖化到罐裝總耗水1020m3。啤酒工業(yè)廢水可分為以下幾類： 清潔廢水 冷凍機、麥汁和發(fā)酵冷卻水等。這類廢水基本上未受污染。 清洗廢水 如大麥浸漬廢水、大麥發(fā)芽降溫噴霧水、清洗生產(chǎn)裝置廢水、漂洗酵母水、洗瓶機初期洗滌水、酒罐消毒廢液和地面沖洗水等。這類廢水受到不同程度的有機污染。 沖渣廢水 如麥糟液、冷熱凝固物、酒花糟、濾酒渣和殘堿性洗滌液等。這類廢水中含有大量的懸浮性固體有機物。工段中將產(chǎn)生麥汁冷卻水、麥糟、裝置洗滌水、熱凝固物和酒花糟。 裝酒廢水 在罐裝酒時，機器的跑冒滴漏時有發(fā)生，還經(jīng)常出現(xiàn)冒酒。廢水中摻雜了大量殘酒，另外噴淋時造成炸瓶現(xiàn)象使大量啤酒灑在噴淋水中。 洗瓶廢水 清洗瓶子時先用

15、堿性洗滌劑浸泡，然后用壓力水初洗和終洗。瓶子清洗水中含參與堿性洗滌劑、殘酒和泥砂等。因此廢堿性洗滌劑應先進入調(diào)節(jié)、沉淀裝置進行單獨處理，以此來節(jié)省污水處理藥劑用量 3。1.2 啤酒廢水的處理與利用鑒于啤酒廢水自身的特性，啤酒廢水不能直接排入水體，據(jù)統(tǒng)計，啤酒廠工業(yè)廢水如不經(jīng)處理，每生產(chǎn)100 噸啤酒所排放出的BOD 值相當于14000 人生活污水的BOD 值，懸浮固體SS 值相當于8000 人生活污水的SS，其污染程度是相當嚴重的，所以要對啤酒廢水進行一定的處理。目前常根據(jù)BOD5/CODcr 比值來判斷廢水的可生化性，即：當BOD5/CODcr0.3 時易生化處理，當BOD5/CODcr0.

16、25 時可生化處理，當BOD5/CODcr0.3 所以，處理啤酒廢水的方法多是采用好氧生物處理，也可先采用厭氧處理，降低污染負荷，再用好氧生物處理。目前國內(nèi)的啤酒廠工業(yè)廢水的污水處理工藝，都是以生物化學方法為中心的處理系統(tǒng)。80 年代中前期，多數(shù)處理系統(tǒng)以好氧生化處理為主。由于受場地、氣溫、初次投資限制，除少數(shù)采用塔式生物濾池，生物轉(zhuǎn)盤靠自然充氧外，多數(shù)采用機械曝氣充氧，其電耗高及運行費用高制約了污水處理工程的發(fā)展和限制了已有工程的正常使用或運行。隨著人們對于節(jié)能價值和意義的認識不斷變化與提高，開發(fā)節(jié)能工藝與產(chǎn)品引起了國內(nèi)環(huán)保界的重視。1988 年開封啤酒廠國內(nèi)首次將厭氧酸化技術(shù)成功的引用到啤

17、酒廠工業(yè)廢水處理工程中，節(jié)能效果明顯，約節(jié)能30%50%，而且使整個工藝達標排放更加容易和可靠。隨著改革開放的發(fā)展，90 年代初完整的厭氧技術(shù)也在國內(nèi)啤酒、飲料行業(yè)得到應用。這里所說完整的意義在于除厭氧生化技術(shù)外，沼氣通過自動化系統(tǒng)得到燃燒，這是厭氧系統(tǒng)安全運行和不產(chǎn)生二次污染的重要保證，這也是國內(nèi)外開發(fā)厭氧技術(shù)和設(shè)備應充分引起重視的問題。厭氧技術(shù)的引進與應用能耗節(jié)約70%以上。目前，國內(nèi)外普遍采取生化法處理啤酒廢水。根據(jù)處理過程中是否需要曝氣，可以把生化處理法分為好氧生物處理和厭氧生物處理兩大類。1.2.1好氧生物處理好氧生物處理是在氧氣充足的情況下，利用好氧微生物的生命活動氧化啤酒廢水中的

18、有機物，其產(chǎn)物是二氧化碳、水及能量（釋放于水中）。這種方法沒有考慮到廢水中有機物的利用問題，因此處理成本較高?；钚晕勰喾ā⑸锬し?、深井曝氣法是較有代表性的好氧生物處理方法3。1. 活性污泥法活性污泥法是中、低濃度有機廢水處理中使用最多，運行最可靠的方法，具有投資省，處理效果好等優(yōu)點。該處理工藝的主要部分是曝氣池和沉淀池。廢水進入曝氣池后，與活性污泥（含大量的好氧微生物）混合，在人工充氧的條件下，活性污泥吸附并氧化分解水中的有機物，而污泥和水的分離則由沉淀池來完成。我國的珠江啤酒廠，煙臺啤酒廠，上海益民啤酒廠，武漢西湖啤酒廠。廣州啤酒廠和長春啤酒廠等廠家均采用此法處理啤酒廢水.據(jù)報道，進水CO

19、Dcr 為12001500mg/L 時出水CODcr 可降至50100mg/L.去除率為9496?；钚晕勰嗵幚砥【茝U水的缺點時動力消耗大，處理中常出現(xiàn)污泥膨脹。污泥膨脹的原因是啤酒廢水中碳水化合物含量過高，而N,P,Fe 等營養(yǎng)物質(zhì)缺乏，各營養(yǎng)成分比例失調(diào)，導致微生物不能正常生長而死亡。解決的辦法是投加含N,P 的化學藥劑，但這將使處理成本提高。而較為經(jīng)濟的方法是把生活污水（其中N,P 濃度較大）和啤酒廢水混合。間歇式活性污泥法（SBR）通過間歇曝氣可以使動力消耗顯著降低，同時，廢水處理時間也短于普通活性污泥法。例如。珠江啤酒廠引進比利時SBR 專利技術(shù)，廢水廠處理時間僅需1920h，比普通活

20、性污泥法縮短1011h,CODcr 的去除率也在96以上,揚州啤酒廠和三明市大田啤酒廠采用SBR 技術(shù)處理啤酒廢水，也收到了同樣的效果.2.深井曝氣法為了提高曝氣過程中氧的利用率，節(jié)省能耗，加拿大安大略省的巴利啤酒廠，我國的上海啤酒廠和北京五星啤酒廠均采用深井曝氣法（超深水曝氣）處理啤酒廢水。深井曝氣實際上是以地下深井作為曝氣池的活性污泥法，曝氣池由下降管以及上升管組成。將廢水和污泥引入下降管，在井內(nèi)循環(huán)，空氣注入下降管或同時注入兩管中，混合液則由上升管排至固液分離裝置，即廢水循環(huán)是靠上升管和下降管的靜水壓力差進行的。其優(yōu)點是：占地面積少，效能高，對氧的利用率大，無惡臭產(chǎn)生等。據(jù)測定，當進水B

21、OD5濃度為2400mg/L 時，出水濃度可降為50mg/L,去除率高達9792。當然，深井曝氣也有不足之處，如施工難度大，造價高，防滲漏技術(shù)不過關(guān)等。3. 生物膜法與活性污泥法生物膜法時在處理池內(nèi)加入軟性填料，利用固著生長于填料表面的微生物對廢水進行處理，不會出現(xiàn)污泥膨脹的問題。生物接觸氧化池和生物轉(zhuǎn)盤是這類方法的代表，在啤酒廢水治理中均被采用，主要是降低啤酒廢水中的BOD5。生物接觸氧化池是在微生物固著生長的同時，加以人工曝氣。這種方法可以得到很高的固體濃度和較高的有機負荷，因此處理效果高，占地面積也小于活性污泥法。國內(nèi)的淄博啤酒廠，青島啤酒廠，渤海啤酒廠荷徐州釀酒總廠等廠家的廢水處理中采

22、用了這種技術(shù)。青島啤酒廠在二段生物接觸氧化之后輔以混凝氣浮處理，啤酒廢水中CODcr 和BOD5 的取出率分別在80和90以上。在此基礎(chǔ)上，山東省環(huán)科所改常壓曝氣為加壓曝氣（P0.250.30MPa）,目的在于強化氧的傳質(zhì)，有效提高廢水中溶解氧的濃度，以滿足中高濃度廢水中微生物和有機物氧化分解的需要。結(jié)果表明，當容積負荷2000mgL-1,BOD51000mgL-1）。它是在無氧條件下，靠厭氧細菌的作用分解有機物。在這一過程中，參加生物降解的有機基質(zhì)有5090轉(zhuǎn)化為沼氣（甲烷），而發(fā)酵后的剩余物又可作為優(yōu)質(zhì)肥料和飼料。因此，啤酒廢水的厭氧生物處理受到了越來越多的關(guān)注。厭氧生物處理包括多種方法，

23、但以升流式厭氧污泥床(UASB)技術(shù)在啤酒廢水的治理方面應用最為成熟。UASB 的主要組成部分是反應器，其底部為絮凝和沉淀性能良好的厭氧污泥構(gòu)成的污泥床，上部設(shè)置了一個專用的氣液固分離系統(tǒng)（三相分離室）。廢水從反應器底部加入，在向上流穿過生物顆粒組成的污泥床時得到降解，同時生成沼氣（氣泡）。氣，液，固（懸浮污泥顆粒）一同升入三相分離室，氣體被收集在氣罩里，而污泥顆粒受重力作用下沉至反應器底部，水則經(jīng)出流堰排出。截至1990 年9 月，全世界已建成30 座生產(chǎn)性UASB 反應器處理啤酒廢水，總?cè)莘e達60600 立方米。目前已有北京啤酒廠，沈陽啤酒廠等廠家利用UASB 來處理啤酒廢水。荷蘭美國的某

24、些公司所設(shè)計的UASB 反應器對啤酒廢水CODcr 的去處率為8086，北京啤酒廠UASB 處理裝置中試結(jié)果也保持在這一水平， 而且其沼氣 產(chǎn)率為0.3 0.5m3/kg(COD)。清華大學在常溫條件下利用UASB 厭氧處理啤酒廢水的研究結(jié)果表明，進水CODcr 濃度為2000mg L-1 時，去處率為8590。沈陽啤酒廠采用回收固性物及厭氧消化綜合治理工藝，實行清污分流，集中收集CODcr 大于5000mgL-1d 的高濃度有機廢水送入UASB 進行厭氧處理，廢水中CODcr 的質(zhì)能利用率可達91.93 。1.3 啤酒廠廢水處理工藝組合1.3.1 酸化SBR 法處理啤酒廢水其主要處理設(shè)備是酸

25、化柱和SBR 反應器。這種方法在處理啤酒廢水時，在厭氧反應中，放棄反應時間長、控制條件要求高的甲烷發(fā)酵階段，將反應控制在酸化階段，這樣較之全過程的厭氧反應具有以下優(yōu)點：1.由于反應控制在水解、酸化階段反應迅速，故水解池體積小。2.不需要收集產(chǎn)生的沼氣，簡化了構(gòu)造，降低了造價，便于維護，易于放大。3.對于污泥的降解功能完全和消化池一樣，產(chǎn)生的剩余污泥量少。同時，經(jīng)水解反應后溶解性COD 比例大幅度增加，有利于微生物對基質(zhì)的攝取，在微生物的代謝過程中減少了一個重要環(huán)節(jié)，這將加速有機物的降解，為后續(xù)生物處理創(chuàng)造更為有利的條件。4.酸化SBR 法處理高濃度啤酒廢水效果比較理想，去除率均在94%以上，最

26、高達99%以上。要想使此方法在處理啤酒廢水達到理想的效果時運行環(huán)境要達到下列要求：（1）酸化SBR 法處理中高濃度啤酒廢水，酸化至關(guān)重要，它具有兩個方面的作用，其一是對廢水的有機成分進行改性，提高廢水的可生化性；其二是對有機物中易降解的污染物有不可忽視的去除作用。酸化效果的好壞直接影響SBR 反應器的處理效果，有機物去除主要集中在SBR 反應器中。（2）酸化SBR 法處理啤酒廢水受進水堿度和反應溫度的影響，最佳溫度是24，最佳堿度范圍是500750mg/L。視原水水質(zhì)情況，如堿度不足，采取預調(diào)堿度方法進行本工藝處理；若溫度差別不大，運行參數(shù)可不做調(diào)整，若溫度差別較大，視具體情況而定。1.3.2

27、 UASB好氧接觸氧化工藝處理啤酒廢水此處理工藝中主要處理設(shè)備是上流式厭氧污泥床和好氧接觸氧化池，處理主要過程為：廢水經(jīng)過轉(zhuǎn)鼓過濾機，轉(zhuǎn)鼓過濾機對SS的去除率達10%以上，隨著麥殼類有機物的去除，廢水中的有機物濃度也有所降低。調(diào)節(jié)池既有調(diào)節(jié)水質(zhì)、水量的作用，還由于廢水在池中的停留時間較長而有沉淀和厭氧發(fā)酵作用。由于增加了厭氧處理單元，該工藝的處理效果非常好。上流式厭氧污泥床能耗低、運行穩(wěn)定、出水水質(zhì)好，有效地降低了好氧生化單元的處理負荷和運行能耗(因為好氧處理單元的能耗直接和處理負荷成正比)。好氧處理(包括好氧生物接觸氧化池和斜板沉淀池)對廢水中SS和COD均有較高的去除率，這是因為廢水經(jīng)過厭

28、氧處理后仍含有許多易生物降解的有機物。該工藝處理效果好、操作簡單、穩(wěn)定性高。上流式厭氧污泥床和好氧接觸氧化池相串聯(lián)的啤酒廢水處理工藝具有處理效率高、運行穩(wěn)定 、能耗低、容易調(diào)試和易于每年的重新啟動等特點。只要投加占厭氧池體積1/3 的厭氧污泥菌種，就能夠保證污泥菌種的平穩(wěn)增長，經(jīng)過3 個月的調(diào)試UASB 即可達到滿負荷運行。整個工藝對COD的去除率達96.6%，對懸浮物的去除率達97.3%98%3，該工藝非常適合在啤酒廢水處理中推廣應用。1.3.3 UASB 反應器氧化溝工藝處理啤酒廢水此工藝采用厭氧和好氧相串聯(lián)的方式，厭氧采用內(nèi)循環(huán)UASB 技術(shù)，好氧處理用地有一處狹長形池塘，為了降低土建費

29、用，因地制宜，采用氧化溝工藝。本處理工藝的關(guān)鍵設(shè)備是UASB 反應器。該反應器是利用厭氧微生物降解廢水中的有機物，其主體分為配水系統(tǒng)，反應區(qū)，氣、液、固三相分離系統(tǒng)，沼氣收集系統(tǒng)四個部分。厭氧微生物對水質(zhì)的要求不象好氧微生物那么寬，最佳pH 為6.57.8，最佳溫度為3540，而本工程的啤酒廢水水質(zhì)超出了這個范圍。這就要求廢水進入UASB反應器之前必需進行酸度和溫度的調(diào)節(jié)。這無形中增加了電器，儀表專業(yè)的設(shè)備投資和設(shè)計難度。UASB 反應器的出水水質(zhì)一般都比較穩(wěn)定，在回流系統(tǒng)的作用下重新回到配水系統(tǒng)。這樣一來能提高UASB 反應器對進水水溫、pH 值和COD 濃度的適應能力，只需在UASB 反應

30、器進水前對其pH 和溫度做一粗調(diào)即可。UASB 反應器采用環(huán)狀穿孔管配水，通過三相分離器出水，并在三相分離器的上方增加側(cè)向流絮凝反應沉淀器，它由玻璃鋼板成75安裝而成，能在最大程度上截留三相分離出水中的顆粒污泥。此處理工藝主要有以下特點：1.實踐證明，采用內(nèi)循環(huán)UASB 反應器氧化溝工藝處理啤酒廢水是可行的，其運行結(jié)果表明CODcr 總?cè)コ矢哌_95以上。2.由于采用的是內(nèi)循環(huán)UASB 反應器和氧化溝工藝串聯(lián)組合的方式，可根據(jù)啤酒生產(chǎn)的季節(jié)性、水質(zhì)和水量的情況調(diào)整UASB 反應器或氧化詢處理運行組合，以便進一步降低運行費用。2 設(shè)計水質(zhì)水量及設(shè)計要求2.1 設(shè)計任務2.1.1設(shè)計依據(jù)及范圍（1

31、）設(shè)計規(guī)模： 水量 1000m3/d（2）進出水水質(zhì) 根據(jù)當?shù)丨h(huán)保部門水質(zhì)監(jiān)測及其他同類污水廠調(diào)查，確定設(shè)計進出水水質(zhì)1。廢水處理站進出水水質(zhì):項目 COD （mg/l ） BOD5 （mg/l ） SS（mg/l） pH進水水質(zhì) 40006000 25003500 10003000 69出水水質(zhì) 150 60 200 69處理程度計算：COD去除率1 = (6000-150)/6000 100% =97.5%BOD5 去除率2 = (3500-60)/3500100% = 98.29%SS 去除率3 = (3000-200)/3000100% = 93.33%（3）自然條件根據(jù)廠方提供的自然

32、條件獲悉：室外年平均氣溫13.60C，室外年極端最高氣溫40.50C，最低氣溫-14.7，夏季主導風向為西北風，擬建處理站場地基本平整，有效使用面積1400016000m2 ，最高洪水水位1.700米 最大凍土深度0.600米。廢水通過城區(qū)管網(wǎng)收集入處理站管中心標高-0.750米，處理后排水水位為0.900米。2.2 工藝流程選擇2.2.1工藝確定根據(jù)設(shè)計任務本處理采用UASB+SBR工藝流程，主要包括UASB反應器和SBR反應器。將UASB 和SBR 兩種處理單元進行組合，所形成的處理工藝突出了各自處理單元的優(yōu)點，使處理流程簡潔，節(jié)省了運行費用，而把UASB 作為整個廢水達標排放的一個預處理

33、單元，在降低廢水濃度的同時，可回收所產(chǎn)沼氣作為能源利用。同時，由于大幅度減少了進入好氧處理階段的有機物量，因此降低了好氧處理階段的曝氣能耗和剩余污泥產(chǎn)量，從而使整個廢水處理過程的費用大幅度減少。采用該工藝既降低處理成本，又能產(chǎn)生經(jīng)濟效益。并且UASB 池正常運行后，每天產(chǎn)生大量的沼氣，將其回收作為熱風爐的燃料，可供飼料烘干使用。UASB 去除COD 達7500 kg/d，以沼氣產(chǎn)率為0.5m3/kgCOD 計算，UASB 產(chǎn)氣量為3500m3/d(甲烷含量為55%65%)。沼氣的熱值約為22 680kJ/m3，煤的熱值為21000 kJ/t 計算，則1m3 沼氣的熱值相當于1 kg 原煤，這樣

34、可節(jié)煤約4 t/d 左右，年收益約為39.6 萬元。UASB+SBR 法處理工藝與水解酸化+SBR 處理工藝相比有以下優(yōu)點：（1）節(jié)約廢水處理費用。UASB 取代原水解酸化池作為整個廢水達標排放的一個預處理單元，削減了全部進水COD 的75%，從而降低后續(xù)SBR池的處理負荷，使SBR 池在廢水處理量增加的情況下，運行周期同樣為12 h，廢水也能達標排放。也就是說，耗電量并沒有隨廢水處理量的增加而增加。同原工藝相比較，每天實際節(jié)約15002500 m3 廢水的處理費用，節(jié)約能耗約21.4 萬元/a。（2）節(jié)約污泥處理費用。廢水經(jīng)過UASB 處理后，75%的有機物被去除，使SBR 處理負荷大大降低

35、，產(chǎn)泥量相應減少。水解酸化+SBR 處理工藝工藝計算，產(chǎn)泥量達17 t/d(產(chǎn)泥率為0.3 kg 污泥/kgCOD，污泥含水率為80%)，UASB+SBR 法處理工藝產(chǎn)泥量只有5t/d(含水率為80%)左右，只有水解酸化+SBR 處理工藝的1/3，污泥處理費用大大減少，節(jié)約污泥處理費用約為20 元/a。實踐證明，UASB 成功處理高濃度啤酒廢水的關(guān)鍵是培養(yǎng)出沉降性能良好的厭氧顆粒污泥。顆粒污泥的形成時厭氧細菌群不斷繁殖，積累的結(jié)果，較多的污泥負荷有利于細菌獲得充足的營養(yǎng)基質(zhì)，故對顆粒污泥的形成和發(fā)展具有決定性的促進作用；適當高的水利負荷將長生污泥的水利篩選，淘汰沉降性能差的絮體污泥而留下沉降性

36、能好的污泥同時產(chǎn)生剪切力，使污泥不對流旋轉(zhuǎn)，有利于絲狀菌相互纏繞成球。此外，一定的進水堿度也是顆粒污泥形成的必要條件，因為厭氧生物的生長要求適當高的堿度，例如：產(chǎn)甲烷細菌生長的最適宜PH 值為6.87.2。一定的堿度既能維持細菌生長所需的PH 值，又能保證足夠的平衡緩沖能力。由于啤酒廢水的堿度一般為500800mgL-1（以Caco3 計），堿度不足，所以需投加工業(yè)碳酸鈉或氧化鈣加以補充。研究表明，在 UASB啟動階段，保持進水堿度不低于1000mgL-1 對于顆粒污泥的培養(yǎng)和反應器在高負荷下的良好運行十分必要。應該指出。啤酒廢水中的乙醇是一種有效的顆粒化促進劑，它為UASB 的成功運行提供了

37、有利的條件。總之，UASB 具有效能高，處理費用低，電耗省，投資少，占地面積小等一系列優(yōu)點，完全適用于高濃度啤酒廢水的治理。其不足之處是出水CODcr 的濃度仍達500mgL-1 左右，需進行再處理或好氧處理串連才能達標排放6。2.2.2工藝流程圖沼氣泵格柵排放上清液濾液高濃度 調(diào)節(jié)池 氣浮池 UASB SBR反應器 廢水泥餅外運 污泥脫水間 污泥濃縮池2.2.3主要構(gòu)筑物作用 （1）格柵 格柵一般設(shè)置在廢水處理的前端，用以去除廢水中較大的懸浮物、漂浮物、纖維物質(zhì)和固體顆粒物質(zhì)，從而保證后續(xù)處理構(gòu)筑物的處理負荷7。（2）調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)池有對水量和水質(zhì)的調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)污水水溫，有預曝氣作用，還可用作事故

38、排水。調(diào)節(jié)池按作用分：均質(zhì)池，水量緩沖池，均質(zhì)均量池。一般車間不連續(xù)排水時都要做成有水量緩沖功能的。由于啤酒廢水是間歇排放的，其生產(chǎn)過程中排放的廢水量變化較大。因此，流程中調(diào)節(jié)池的設(shè)置是非常必要的。廢水處理設(shè)備及構(gòu)筑物都是按一定的水量標準設(shè)計的，要求均勻進水，特別對生物處理系統(tǒng)更為重要，為了保證后續(xù)處理系統(tǒng)的正常運行，在廢水進入處理系統(tǒng)之前，預先調(diào)節(jié)水量，使處理系統(tǒng)滿足設(shè)計要求。（3）事故池工廠為防止水質(zhì)出現(xiàn)惡性事故，有破壞污水廠運行的可能性，設(shè)置事故池，貯留事故出水，這是一種變相的均化池。事故池的進水閥門必須自動控制，否則無法及時發(fā)現(xiàn)事故。事故池平時必須保證泄空，容積必須足夠。（4）氣浮池氣

39、浮池就是向水中通入大量微小的氣泡，使其粘附到懸浮顆粒上，形成密度小于水的氣浮體，快速上浮，達到固液分離的目的。氣浮主要去除水中相對密度小于1的懸浮物、油脂和脂肪。根據(jù)布氣方式的不同，氣浮處理分為散氣氣浮、溶氣氣浮和電解氣浮。（5）UASB反應器 UASB 的主要組成部分是反應器，其底部為絮凝和沉淀性能良好的厭氧污泥構(gòu)成的污泥床，上部設(shè)置了一個專用的氣液固分離系統(tǒng)（三相分離室）。廢水從反應器低部加入，在向上流穿過生物顆粒組成的污泥床時得到降解，同時生成沼氣（氣泡）。氣，液，固（懸浮污泥顆粒）一同升入三相分離室，氣體被收集在氣罩里，而污泥顆粒受重力作用下沉至反應器底部，水則經(jīng)出流堰排出. （6）S

40、BR池 SBR工藝不設(shè)二沉池和污泥回流設(shè)備，且曝氣池容積也小于連續(xù)式，所以它的工藝流程簡單，氧利用率高，基建費用和運行費用均較低，不易產(chǎn)生污泥膨脹。同時通過對運行方式的調(diào)節(jié)，具有脫氮除磷的功能，且處理水水質(zhì)優(yōu)于連續(xù)式。但該工藝要求程序控制，自動化水平較高，對操作人員的技術(shù)要求較高，不易操作管理；停留時間較長，占地面積仍較大，運行費用雖較其他工藝低，但仍是較高。1）污泥產(chǎn)率低，剩余污泥較少。2）機電設(shè)備較多，控制系統(tǒng)復雜，運行管理要求較高。3）半地上或全地上放置，不宜建在地下。(7）污泥濃縮池 污泥濃縮可使污泥初步減容，使其體積減為原來的幾分之一，從而為后續(xù)處理或處置帶來方便。濃縮池的目的在于降

41、低污泥中占70%的空隙水，以便減容。本設(shè)計采用間歇式重力濃縮池。(8）污泥脫水間 在此設(shè)計中，污泥脫水采用帶式脫水機， 污泥機械脫水與自然干化相比較，特點是脫水效果好、效率高不受氣候影響，占地面積小。帶式過濾脫水方法的優(yōu)點是機器制造容易，附屬設(shè)備少，投資、能耗低，噪音??；連續(xù)運行，操作管理維修簡便；濾帶可以回旋，脫水能力大9。（9）清水池 清水池用于貯存處理后的清水，處理后的清水可以直接排放，或者可用來進行處理廠內(nèi)設(shè)備沖洗等。 3 主要構(gòu)筑物計算3.1 格柵3.1.1格柵的柵條間隙數(shù)Q = 1000m3 / d 設(shè)柵前水深h = 0.50m，過柵流速v = 0.6m/ s，柵條間隙寬度b =

42、0.01m.格柵傾角 = 75 .則n= Qmax bhv = 1500(360024) 0.010.50.6 = 5.3 在實際工程中，5.3太小。操作不方便，因此，在此取n=20.3.1.2 柵槽寬度 B柵槽寬度一般比格柵寬0.20.3m，取0.2m；設(shè)柵條寬度 S=0.01m則柵槽寬度 B=S(n-1)+bn+0.2 =0.01(20-1)+0.0220+0.2 =0.79 (m)3.1.3 通過格柵的水頭損失 式中： 設(shè)計水頭損失，m；計算水頭損失，m；g重力加速度，；k系數(shù)，格柵受污物堵塞時水頭損失增大倍數(shù)，一般采用3；阻力系數(shù)，與柵條斷面形狀有關(guān)，可按手冊提供的計算公式和相關(guān)系數(shù)計

43、算；設(shè)柵條斷面為銳邊距形斷面，。=0.049（m）3.1.4柵后槽總高度H設(shè)柵前渠道超高 3.1.5柵槽總長度 L 進水渠道漸寬部分的長度。設(shè)進水渠寬=0.6m，其漸寬部分展開角度 柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度式中：為柵前渠道深，=2.085（m）3.1.6每日柵渣量 W() 式中， 為柵渣量，污水，格柵間隙為1025mm時，0.05污水。格柵間隙為3050mm時，=0.030.01污水。本設(shè)計格柵間隙為10mm ,取=0.07污水。 故選用機械除污。 3.1.7格柵除污機選擇此設(shè)計采用ZD1型轉(zhuǎn)動自清洗型過濾器，它采用篩網(wǎng)或細柵條組成環(huán)形過濾裝置，攔截在環(huán)形網(wǎng)內(nèi)的污物由自動清洗轉(zhuǎn)刷集中

44、到安裝有螺旋泵中的斗中，通過螺旋泵逐漸擠壓輸送到污物箱中，污物中所含水及多余水，自動返回污水池中11。3.2 事故池3.2.1設(shè)計參數(shù)（1）設(shè)計流量Q=1500m3d-1；（2）停留時間T = 12h；（3）保護高h1=0.5m；（4）有效水深h2=5m。3.2.2設(shè)計計算（1）事故池有效容積V有效 V有效=QT=1500/2412=750 m3（2）事故池尺寸 事故池面積A=V/h2=750/5=150m2 事故池面積為150 m2池長L=15m 池寬B=A/L=150/15=10m （3） 事故池的實際容積V：V=15105.5=825m3 取超高h1=0.5m，池總高H= h1+ h2=

45、0.5+5=5.5m3.3 調(diào)節(jié)池3.3.1設(shè)計參數(shù) 設(shè)計流量 Q=10001.5=1500m3/d=62.5m3 /h 設(shè)計中取 停留時間T = 12h，超高h1=0.3m，有效水深h2=5.0m；3.3.2設(shè)計計算（1）調(diào)節(jié)池有效容積VV=QT=62.512=750m3（2）調(diào)節(jié)池尺寸調(diào)節(jié)池面積：A=V/h2=750/5=150m2調(diào)節(jié)池長L：取12.25m池寬B：取12.25m 池總高：H= h1+ h2=0.3+5.0=5.3m（3）空氣管計算采用穿孔管空氣攪拌，取空氣量Qs=2 m/(mh)。空氣量：Qs=62.52= 125 m3/h = 0.035 m3/s設(shè)計中取空氣總管管徑D

46、1=160mm管內(nèi)流速：V1=4Qs/D12=(40.035)/(0.162)=1.74 m/s空氣支管共設(shè)10根，每根支管的空氣流量q為：q=Qs/10=0.035/10=0.0035 m3/s支管內(nèi)的空氣流速V2應在510m/s范圍內(nèi)，選V2=8m/s，則支管管徑D2為D2= = =0.024m取整D2=25mm穿孔管：每根支管連接兩根穿孔管，則每根穿孔管的空氣流量q1=0.00175m3/s,取V3=10m/s,管徑D3為D3=0.015m取整D3=15mm3.4氣浮池3.4.1設(shè)計參數(shù)（1）接觸室應對氣泡與絮粒提供良好的接觸條件，其寬度還應考慮安裝和檢修的要求，水流上升流速一般取102

47、0mm/s,水流在室內(nèi)的停留時間不宜小于60s。（2）氣浮分離室應根據(jù)帶氣絮粒上浮分離的難易程度確定水流流速，一般取1.52.5mm/s,即分離室表面負荷率取5.49.0 m3 /(h)。（3）氣浮池的有效水深一般取2.02.5m,池中水流停留時間一般為1530min。（4）氣浮池的長寬比無嚴格要求，一般以單格寬度不超過10m,池長不超過15m為宜。（5）氣浮池集水應力求均勻，一般采用穿孔集水管，集水管內(nèi)的最大流速宜控制在0.5m/s左右8。設(shè)計水質(zhì)如表3.1表3.1 氣浮池進出水水質(zhì)指標 水質(zhì)指標CODBOD5SS進水水質(zhì)(mgL-1)600035002700去除率（%）10590出水水質(zhì)(

48、mgL-1)540033252703.4.2設(shè)計計算（1）設(shè)計流量（2）平面尺寸計算氣浮池表面積氣浮分離室的長度和寬度設(shè)氣浮分離室寬度為1.8m，氣浮分離室長度為氣浮池水力停留時間氣浮池內(nèi)水平流速v為：（3）氣浮池進出水系統(tǒng)氣浮池的進水設(shè)計進水流速v1為：滿足進口流速小于1.52.0m/s的要求。氣浮池的出水設(shè)計 V20.5m/s,滿足要求10條穿孔集水管最后匯總到出水總管，總管管徑為DN600mm，管內(nèi)流速（4）加壓溶氣水量QvQv = RQ = 10%34.375=3.4375 m3/h同時根據(jù)所需壓力為0.25MPa,選取IS6550-160A型號水泵一臺，為安全計，增設(shè)一臺備用14。（

49、5）氣浮所需空氣量QgQg= Qv40=3.43401.2=164.64 L/h.（6）空氣壓縮機所需額定氣量QQ = Qg/601000 = 164.64 1.4/601000 = 0.0038m3/min式中：為安全系數(shù)，一般取1.21.5，在此設(shè)計中取1.4。3.4.3設(shè)備選型 （1）根據(jù)所需壓力為0.25MPa,選取IS6550-160A型號水泵一臺，為安全計，增設(shè)一臺備用。（2） 根據(jù)計算，此設(shè)計中空氣壓縮機選用一臺Z-0.036/7型空壓機，為安全計，增設(shè)一臺備用。此型號空壓機排氣量0.036 m3/min，排氣壓力0.7MPa,轉(zhuǎn)速850r/min11。3.5 UASB反應器3.

50、5.1設(shè)計說明設(shè)計中厭氧反應器采用UASB裝置。UASB反應器的基本構(gòu)造主要由污泥床、污泥懸浮區(qū)、沉淀區(qū)、三相分離器及進水系統(tǒng)等各功能部分組成。三相分離器要具有氣、液、固三相分離的功能。三相分離器的設(shè)計主要包括沉淀區(qū)、回流縫、氣液分離器的設(shè)計。3.5.2設(shè)計參數(shù)設(shè)計水量Q=1500m3d-1=62.5m3h-1；容積負荷（Nv）：5.5kgCODm-3d-1；污泥產(chǎn)率：0.1kgMLSS(kgCOD)-1；產(chǎn)氣率：0.5m3(kgCOD)-1，總沉淀水深應大于1.5m;沉淀器斜壁角度設(shè)為45，使污泥不致積聚，盡快落入反應區(qū)內(nèi)13；進入沉淀區(qū)前，沉淀槽底逢隙的流速2ms-1；出水水質(zhì)如表3.2表

51、3.2 UASB反應器進出水水質(zhì)指標水質(zhì)指標CODBOD5SS進水水質(zhì)(mgL-1)54003325270去除率（%）868510出水水質(zhì)(mgL-1)756498.752433.5.3設(shè)計計算(1)反應器容積計算UASB有效容積： 式中： Q 設(shè)計流量，m3d-1； S0 進水COD含量，mgL-1； Nv容積負荷，kgCODm-3d-1。分三座UASB反應器，每座反應器容積是V= V有效/3=490.91m3取UASB高為H=6m。每個UASB反應器的面積為A=V/H=490.91/6=81.7m2。取UASB反應器LB=9m9m。 (2)三相分離器的設(shè)計1.沉淀區(qū)的設(shè)計沉淀區(qū)的高度 H1

52、=h1+h2 =2.0+3.0=5m 式中：H1沉淀區(qū)的總高度，m；h1沉淀區(qū)直壁高度，m，一般取1.52.0m，設(shè)計中取2.0m；h2沉淀區(qū)斜板高度，m；沉淀區(qū)底部斜板的安裝角度，一般為45o60o；B與三相分離器單體相應的UASB寬度，m；b相鄰兩個集氣罩底部的水平距離（即回流縫寬度），m。2.回流縫的設(shè)計相鄰兩個集氣罩底部回流縫中水流上升速度 滿足要求。其中回流縫面積Ah1=bL=39 = 27 m2式中：QUASB反應器的進水流量，m3/h； NUASB反應器中三相分離器的單體數(shù)； L三相分離器的長度，m。滿足污泥回流速度所需的回流縫面積（Ah2）式中： Xsi經(jīng)回流縫進入沉淀區(qū)的污泥質(zhì)量濃度，mg/L; Xse沉淀區(qū)出水中的污泥質(zhì)量濃度，mg/L; v2污泥的回流速度，m/h； s污泥的密度，Kg/m3；所需的回流縫面積 Ah=max(Ah1,A