CASS工艺处理啤酒废水设计方案

CASS工艺处理啤酒废水设计方案2008-05-30啤酒生产通常以大麦和大米为原料,辅之以啤酒花和酵母,经较长时间的发酵酿造而成.啤酒废水主要来自麦芽车间（浸麦废水）、糖化车间（糖化、过滤洗涤废水）、发酵车间（发酵罐洗涤、过滤洗涤废水）、灌装车间（洗瓶、灭菌废水及瓶子破碎流出的啤酒）以及生产用冷却废水等。关键字：工艺废水方案第1章第一章概述1.01一、综述啤酒生产通常以大麦和大米为原料,辅之以啤酒花和酵母,经较长时间的发酵酿造而成.啤酒废水主要来自麦芽车间（浸麦废水）、糖化车间（糖化、过滤洗涤废水）、发酵车间（发酵罐洗涤、过滤洗涤废水）、灌装车间（洗瓶、灭菌废水及瓶子破碎流出的啤酒）以及生产用冷却废水等。部分车间的定期消毒和各车间的冲洗地面也要排除一些废水。此外，啤酒厂还排出一定数量的生活污水，如浴室、厨房、卫生间等排出的生活污水，一般也均排入厂区的排水系统。为了对废水进行综合治理，力求最高环境效益和经济效益，进一步加强我国的环境治理。哈啤集团镜泊湖啤酒有限公司领导非常重视环境问题，特委托北京志峰环保设备有限公司对该污水处理进行方案设计，处理过的水能达标排放。1.02三、工程概况哈啤集团镜泊湖啤酒有限公司年产11万吨啤酒，1.03四、设计依据1、《污染物综合排放标准》（GB8978-1996）；2、《给水排水工程设计规范》（GBJ15-88）；3、《室外排水设计规范》（GBJ14-91）；4、《低压配电设计规范》(GB50054-95)5、《建筑电气通用图集》（92DQ）6、用户提供的有关数据；1.04五、设计原则1、技术先进成熟，运行稳定可靠、操作简单、维护方便、耐腐蚀、强度高；2、污水处理工程投资省、运行费用低、占地面积小、自动化程度高；3、污水处理工程不产生二次污染；4、考虑到当地比较寒冷，采用半地下式。1.05六、水质水量1设计水量根据用户提供的数据：最高日产700吨啤酒,依据我国啤酒厂的工艺及管理水平,酿造1吨啤酒的耗水量一般为15-----25m3,外排的废水量为12---20m3,因此该工程的设计水量为:Q=10500t/d。2原水水质由于用户没有提供确切的污水水质参数，所以设计按一般啤酒废水指标设计，即：啤酒废水水质指标PH水温（。C）COD（mg/L)BOD(mg/L)碱度（以CaCO3计）(mg/L)SS(mg/L)TN(mg/L)TP(mg/L)5--616--301000-2500700-1500400-450300-60025-855-73、达标排放水质处理完的水外排，其排水水质标准依据当地环保部门的要求，按《污染物综合排放标准》（GB8978-1996）中一级标准排放设计。项目出水BOD5(mg/l)≤30CODcr(mg/l)≤100SS(mg/l)≤70第2章第二章污水处理工艺方案2.01一、工艺流程选择啤酒废水中所含的污染物质主要是有机污染物，其可生化性比较好，一般均宜于采用生物处理方法进行处理，以往常用的处理方法是好氧生物处理方法。今年来由于厌氧处理生物技术的发展，厌氧生物处理技术也逐渐在啤酒废水处理中推广应用。考虑到基建投资、运行管理费用、出水水质要求、操作管理难易、占地面积大小等多种因素，决定此方案采用CASS法。CASS法其反应池由预反应区和主反应区组成，因此，对难降解有机物的去除效果更好。进水过程是连续的，因此单个池子可独立运行；而中国设计师网R进水过程是间歇的，应用中一般要2个或2个以上池子交替使用。排水是由可升降的堰式滗水器完成的，随水面逐渐下降，均匀将处理后的清水排出，最大限度降低了排水时水流对底部沉淀污泥的扰动。CASS法每个周期的排水量一般不超过池内总水量的1/3，而中国设计师网R则为3/4，所以，CASS法比中国设计师网R法的抗冲击能力更好。与传统活性污泥法相比，CASS法的优点是：建设费用低：省去了初次沉淀池、二次沉淀池及污泥回流设备，建设费用可节省10-25%。工艺流程短，占地面积少：污水厂主要构筑物为集水池、沉砂池、CASS曝气池、污泥池，而没有初次沉淀池、二次沉淀池，布局紧凑，占地面积可减少20-35%。运转费用省：由于曝气是周期性的，池内溶解氧的浓度也是变化的，沉淀阶段和排水阶段溶解氧降低，重新开始曝气时，氧的浓度梯度大，传递效率高，节能效果显著，运转费用可节省10-25%。有机物去除率高，出水水质好：根据研究结果和工程应用情况，通过合理的设计和良好的管理，对城市污水，进水COD为400mg/L时，出水小于30mg/L以下。对可生物降解的工业废水，即使进水COD高达3000mg/L，出水仍能达到50mg/L左右。对一般的生物处理工艺，很难达到这样好的水质。所以，对CASS工艺，二级处理的投资，可达到三级处理的水质。管理简单，运行可靠：污水处理厂设备种类和数量较少，控制系统比较简单，工艺本身决定了不发生污泥膨胀。所以，系统管理简单，运行可靠。污泥产量低，污泥性质稳定。具有脱氮除磷功能。无异味。CASS工艺特点设备安装简便，施工周期短，具有较好的耐水、防腐能力，设备使用寿命长；对原水的水质水量的变化有较强的适应能力，处理效果稳定，出水水质好；处理工艺在国内外处于先进水平，设备自动化程度高，可用微机进行操作和控制；整个工艺运转操作较为简单，维修方便，处理厂内不产生污染环境的臭气和蚊蝇；投资较省，处理成本低，工艺有推广应用价值。2.02二、工艺流程2.03三、工艺流程说明啤酒废水进入格栅池，在格栅的作用下去除大颗粒悬浮物和漂浮物后，自流入调节池。污水在调节池进行水量调节和均质，后由泵提升至CASS反应池，CASS工艺在运行时，分曝气、沉淀、排水三个阶段，这三个阶段一次在CASS反应池中周期性进行，故CASS反应池不需专设二沉池和污泥回流系统。CASS反应池分为三个区即生物选择区、兼氧区和主反应区。生物选择区设置在CASS反应池前端，在厌氧或兼氧条件下运行；兼氧区不仅具有辅助厌氧或兼氧条件下运行的生物选择区，还对水质水量变化起缓冲作用，同时具有强化反硝化的作用。CASS反应池采用水下曝气机充氧，微生物得到足够的溶解氧并且和废水充分接触，废水中的可溶性有机污染物被吸附，并为微生物群体所分解，废水得到进一步净化。通过微生物的分解作用，去除水中的有机物，使出水满足排放要求。CASS反应池的污泥排至污泥池进行好氧消化，剩余污泥较少，采用离心脱水机脱水后外运。上清液回流到调节池中进行再处理。2.04四、主要构筑物简介及设计参数1、格栅池污水中含有一定量较大粒径的悬浮物，为防止其对调节池中的污水提升泵产生影响、堵塞卡壳等，特设格栅池。污水通过格栅池自流进入调节池。格栅池设计参数：有效容积：220m3建筑容积：270m3材质：钢砼结构数量：1座格栅型号：HF=900栅宽：900mm净间隙：1mm安装角度：60º2、调节池该池是作为污水水量调节和均质的构筑物。由于生活污水排放具有时段不均匀性、时变化系数较大的特点，要使生化处理系统较均衡地运行，尽量减少其冲击负荷的影响，以达到理想的处理效果，则需设调节池，对污水水量进行调节并均质，使调节池污水提升泵始终按平均处理水量向生化系统供水。资料统计，调节池有效容积按6-8倍平均小时处理量计算。内设预曝气系统，间歇瞬时供气，既可防止污泥沉淀，又可去除一部分有机物，曝气量为1.5～3.0m3/m2•h。考虑到此啤酒厂水量变化大，故停留时间按8h计算。池内末端安装潜污泵8台，用于将水提升到CASS反应池，七用一备。设计参数：有效容积：3500m3停留时间：8h建筑容积：4200m3有效深度：4.5m材质：钢砼结构数量：1座污水提升泵型号：150WQ110-15-7.5流量：Q=110m3/h扬程：H=15m功率：N=7.5Kw数量：5台（4用1备）鼓风机鼓风机主要用于向调节池曝气。型号：3L42WC风量：Q=18.67m3/min功率：N=22Kw压力：4000mm数量：2台3、CASS反应池CASS反应池是污水处理的核心构筑物,污水中的大部分有机物在微生物的作用下得到氧化分解,污水达到排放要求后排出处理系统.该工艺是在序批式活性污泥法(中国设计师网R)的基础上发展的,反应池沿长度方向设计为两部分,前部分为生物选择区也称预反应区,后部分为主反应区,在主反应区后部安装了可升降的撇水装置,曝气、沉淀、排水等过程在同一池内周期循环运行，省去常规活性污泥法的二沉池和污泥回流系统。由于CASS池独特的运行方式，当进水水质变化时，可适当调整运行程序，在满足排放标准的前提下进一步降低成本。CASS池设计运行周期4h，其中曝气2.0h，沉淀1.0h，撇水0.5h，延时0.5h。CASS池设计参数：（1）CASS池容积的计算：根据污泥负荷计算CASS池容积Ns=K2Sef/η（kgBOD5/(kgMLSS•d)）通过计算得知Ns=0.48kgCOD/(kgMLSS•d)，则V=Q(S0-Se)/NsXf=10500×(700-30)/(0.48×3000×0.78)=6680m3CASS池设计参数为：有效容积：5600m3建筑容积：6720m3结构：半地下钢砼结构数量：1座核算水力停留时间HRT=5600/437.5=12.8hCASS池分4格，每格有效容积1400m3。CASS池每格分预反应区和主反应区，预反应区长度为6m，预反应区和主反应区之间设隔墙，下有连通洞12个，尺寸为1230×1230mm，按平均时流量计算过流速度v=40m/h。（2）CASS池需氧量的计算考虑到处理水量较大，CASS池分为4格，每个设置独立的曝气系统，因此总的需氧量如下：O2=a,Q(S0-Se)+b,VX=0.53×（700-30）×10500/1000+0.188×5600×3=3729+3158=6887kg/d由于曝气时间占整个周期的一半，每天的曝气时间为12小时，则每小时充氧量为574kg/h，即需空气量为2760m3/h，因CASS池分为4格，每格均设置独立的曝气系统，应选择进气量为11.68m3/min的鼓风机4台，因此，本设计中选择5台（4用1备）3L42WC型三叶罗茨风机可满足设计要求。因预反应区较小，曝气系统均设置在主反应区。4、滗水器CASS工艺的特点是程序工作制，它可依据进水及出水水质变化来调整工作程序，保证出水效果。滗水器是CASS工艺中的关键设备，本工程采用的滗水器克服了过去关键设备依靠进口的困难，降低了成本，为CASS工艺在我国推广应用创造了条件。每次撇水阶段开始时，滗水器以事先设定的速度首先由原始位置降到水面，然后随水面缓慢下降，下降过程为：下降10秒，静止撇水30秒，再下降10秒，静止撇水30秒…,如此循环运行直至设计排水最低水位，上清液通过滗水器排出。滗水器排水均匀，不会扰动已沉淀的污泥层。滗水器上升过程是由低水位连续升至最高位置，即原始位置。滗水器在运行过程中设有限位开关，保证滗水器在安全行程内工作。滗水器设计参数：型号：XBS-2000数量：4台功率：0.55KW5、污泥浓缩池CASS池的污泥用气提装置送至本池，污泥在污泥池内进行好氧消化，上清液回流至调节池进行再处理。由于剩余污泥很少，采用离心脱水机将污泥脱水后外运，滤液回流至调节池后在处理。污泥池设计参数:有效容积：40m3材质：钢砼结构建筑容积：50m3数量：1座污泥泵设计参数:型号：ISG50-160B流量：Q=13.5m3/h扬程：H=20.5m功率：N=1.5Kw6、离心脱水机选用浙江省丽水市三联环保机械设备有限公司生产的LWL450型离心脱水机，处理量为7-15m3/h。功率18.5Kw，两台（一用一备）7、操作间用于放置风机、控制柜等。建筑面积：40m2材质：砖混结构第3章五、工程防冻措施1、由于机械格栅需间歇运行清理渣滓，污泥浓缩池也属间歇使用，因此将格栅池和污泥浓缩池建于室内，以防冰冻。2、将调节池设于处理站房之下，CASS池在满足自流排水的前提下设为半地下，尽量减少暴露在空气中的面积，以减少热量的散失。3、CASS池顶部加盖，池外壁增设保温材料进行保温。4、暴