7万吨啤酒2

1《水污染控制工程》课程设计专业：环境工程班级：环工0923指导老师：金龙田永静姓名：秦芃学号：0930103321城建环保系2012-1-32目录设计相关资料设计方案的确定和说明工艺流程处理工艺流程说明设计方案计算书格栅的设计与计算集水池调节沉淀池UASB设计计算书沉淀池设计计算集泥井污泥浓缩池的设计计算机械脱水间的设计计算N.P的去除高程计算3（一）工程概况某啤酒厂位于华东某市，地处太湖之滨。该厂的生产规模为7万吨啤酒/年，年生产日期为220天，啤酒生产工艺基本采用国内先进成熟工艺。啤酒废水的主要来源是糖化车间(糖化、过滤洗涤废水)、发酵车间(发酵罐洗涤、过滤废水)、灌装车间(洗瓶、灭菌废水及酒瓶破碎流出的啤酒)以及生产冷却废水等。部分车间的定期消毒和冲洗地面也要排出一些废水。厂区也排出一定量的生活废水。不同车间排出的废水水质有很大差异，麦芽在浸泡过程中，可溶出许多可溶性物质如多糖、蔗糖、葡萄糖、果胶、矿物质和外皮的蛋白朊和纤维素等，这些可溶性物质约占麦粒重量的0.5~1.5%，其中2/3为有机物，其余为无机物。糖化、发酵和灌装车间排出的废水主要含有各种糖类、多种氨基酸、醇、多种维生素、酵母菌、纤维素和麦糟等。根据厂方提供的资料，啤酒厂的废水总量为50万吨/年，其余各种污染物浓度见下表：序号指标浓度（mg/l）备注1PH6-92CODCr30003SS5004NH3—N2.15TN356TP10（二）设计计算一、设计规模、水质及排放标准1．设计规模啤酒产量：7万吨／年；废水水量：Q=50万吨/年=1369.86m3/d≈1370m3/d2．设计水质PH6—9；CODCr=3000mg/l；SS=500mg/l；NH3—N=2.1mg/l；TN=35mg/l；TP=10mg/l3．排放要求PH=6—9；CODCr=80mg/l；SS=258mg/l；NH3—N=15mg/l；TN=10mg/l；4TP=0.5mg/l进出水水质情况：进水水质出水水质去除率pH6-96-9——CODCr30008097.3%SS5002595%NH3—N2.115——TN351071.4%TP100.595%二、工艺路线的确定及选择依据1．处理方法比较啤酒废水中大量的污染物是溶解性的糖类、乙醇等，这些物质具有良好的生物可降解性，处理方法主要是生物氧化法。有以下几种常用方法处理啤酒废水。(1)好氧处理工艺啤酒废水处理主要采用好氧处理工艺，主要由普通活性污泥法、生物滤池法、接触氧化法和SBR法。传统的活性污泥法由于产泥量大，脱氮除磷能力差，操作技术要求严，目前已被其他工艺代替。近年来，SBR和氧化沟工艺得到了很大程度的发展和应用。SBR工艺具有以下优点：运行方式灵活，脱氮除磷效果好，工艺简单，自动化程度高，节省费用，反应推动力大，能有效防止丝状菌的膨胀。CASS工艺(循环式活性污泥法)是对SBR方法的改进。该工艺简单，占地面积小，投资较低；有机物去除率高，出水水质好，具有脱氮除磷的功能，运行可靠，不易发生污泥膨胀，运行费用省。(2)水解—好氧处理工艺水解酸化可以使啤酒废水中的大分子难降解有机物转变成为小分子易降解的有机物，出水的可生化性能得到改善，这使得好氧处理单元的停留时间小于传统的工艺。与此同时，悬浮物质被水解为可溶性物质，使污泥得到处理。水解反应工艺式一种预处理工艺，其后面可以采用各种好氧工艺，如活性污泥法、接触氧化法、氧化沟和SBR等。啤酒废水经水解酸化后进行接触氧化处理，具有显著的节能效果，COD/BOD值增大，废水的可生化性增加，可充分发挥后续好氧生物处理的作用，提高生物处理啤酒废水的效率。因此，比完全好氧处理经济一些。(3)厌氧—好氧联合处理技术5厌氧处理技术是一种有效去除有机污染物并使其碳化的技术，它将有机化合物转变为甲烷和二氧化碳。对处理中高浓度的废水，厌氧比好氧处理不仅运转费用低，而且可回收沼气；所需反应器体积更小；能耗低，约为好氧处理工艺的10%～15%；产泥量少，约为好氧处理的10%～15%；对营养物需求低；既可应用于小规模，也可应用大规模。厌氧法的缺点是不能去除氮、磷，出水往往不达标，因此常常需对厌氧处理后的废水进一步用好氧的方法进行处理，使出水达标。处理方法主要技术、经济特点好氧工艺生物接触氧化法采用两级接触氧化工艺，可防止高糖含量废水引起污泥膨胀现象；但需要填料过大，不便于运输和装填，且污泥排放量大氧化沟工艺简单，运行管理方便，出水水质好，但污泥浓度高，污水停留时间长，基建投资大，曝气效率低，对环境温度要求高SBR法占地面积小，机械设备少，运行费用低，操作简单，自动化程度高；但还需曝气能耗，污泥产量大。厌氧好氧工艺水解—好氧技术节能效果显著，且BOD/COD值增大，废水的可生化性能增加，可缩短总水力停留时间，提高处理效率，剩余污泥量少UASB—好氧技术技术上先进可行，投资小，运行成本低，效果好，可回收能源，产出颗粒污泥产品，由一定收益；操作要求严2．处理工艺路线的确定通过上述分析比较，本案选用厌氧—好氧处理。方案①格栅集水池水力筛调节池UASB反应器CASS反应池脱水间泥外运污泥浓缩池集泥井沼气柜达标排放废水污水6图1-1啤酒废水处理工艺说明：啤酒废水先经过中格栅去除大杂质后进入集水池，用污水泵将废水提升至水力筛，然后进入调节池进行水质水量的调节。进入调节池前。调节池中出来的水用泵连续送入UASB反应器进行厌氧消化，降低有机物浓度。厌氧处理过程中产生的沼气被收集到沼气柜。UASB反应器内的污水流入CASS池中进行好氧处理，而后达标出水。来自UASB反应器、CASS反应池的剩余污泥先收集到集泥井，在由污泥提升泵提升到污泥浓缩池内被浓缩，浓缩后进入污泥脱水机房，进一步降低污泥的含水率，实现污泥的减量化。污泥脱水后形成泥饼，装车外运处置。方案②图2-2啤酒废水处理工艺说明：废水经过格栅，去除废水中较细小的固体杂物以防止堵塞管道和水泵。因啤酒废水属于季节性生产的行业，废水在调节池内均质、均量后，通过提升泵将废水送入MIC反应器，废水中的有机物质绝大部分被降解，并转化为沼气。MIC反应器出水污泥选择器，对出水中所携带的部分污泥再次进行分离，部分较重的污泥再回至反应器内，部分排放至污泥池进行处理，泥水分离器出水进入氧化沟，进行好氧降解，经过氧化沟处理的废水达标排放。3．方案比较方案一方案二技术可行性UASB属于第二代厌氧反应器IC反应器属于新型第三代厌氧反应器水质水准UASB反应器中的污泥停留时间长，去除率高。IC水力停留时间短，去除率不高，增加了好氧负担。出水稳定性UASB出水水质相对稳定IC由于气提内循环，对于进水水质不格栅集水池水力筛调节池IC反应器氧化沟脱水间泥外运污泥浓缩池集泥井沼气柜达标排放废水污水7太稳定的厂，出水水质也相对不稳定，甚至出现不出水情况，影响后续处理污泥膨胀率CAST有一选择器，防止产生污泥膨胀。含油量过大，曝气时间过长都会引起氧化池内污泥上浮。污泥沉降性沉淀阶段不进水，污泥沉降过程中无水力干扰，泥水分离效果好。氧化沟上部流速大，底部流速很小，致使沟底大量积泥技术成熟性CASS是对SBR方法的改进，有一定的发展基础我国对OD工艺的研究落后于其应用，设备性能总体上有待提高费用CASS占地面积小，运行费用省氧化沟占地面积较大，基建费用较高综合以上：选用方案一三、主要处理构筑物的设计及选型1、格栅功能：主要去处一些较大的漂浮物，以保持后续处理设施能正常运行。1)计算选择的参数：最大流量Qmax=0.016m³/s；栅前水深：h=0.4m；过栅流速：v=0.8m/s；栅距：b=20mm=0.02m；栅条宽度s=0.01m；格栅放置倾角α=60°；格栅前渠道超高h3=0.5m；进水渠道宽度B1=0.3m。82)格栅间隙数量n=bhvQsinmax=8.04.002.060sin0159.0=2.23≈3个3)栅槽宽度BB=s(n-1)+bn=0.01×（3-1）＋0.02×3＝0.08m由于栅槽宽度太小，可能会给施工带来难度，所以栅槽宽度取值1m。计算得出格栅间隙n=34，栅条数目为33根。所以栅槽宽度B=1m4)格栅的长度L15)进水渠道宽度B1=0.42m，进水渠道渐宽展开角度β=20°进水渠道渐宽部分的长度L1=20tan23.01tan21BB＝1.0m6)出水渠道渐窄部位长度L2=0.5×L1=0.5m7)格栅总长度LH1=h+h2=0.4+0.3=0.7m，h2一般采用0.3mL=L1+L2+1.0+0.5+H1/tanα=1.0+0.5+1.0+0.5+0.7/tan60°=3.4m8)格栅水头损失h1格栅阻力增大系数k=3栅条为锐边矩形，阻力系数ε=3/43/4)02.001.0(42.2bs＝0.9格栅水头损失h1=εv²/2g×sinα×k＝0.96×[0.82/（2×9.8）]×3＝0.076m8)栅后的栅室总高度H格栅前渠道超高h3=0.5mH=h+h1+h3=0.4+0.076+0.5＝0.976m（取1m）9)每日栅渣量W取W1=0.0733/mmdmW/064.010005.18640007.00159.03由于栅渣量较小，所以采用人工清渣。2、集水井格栅、集水池与泵房一体化建设91)泵房长9米，宽5米，高3.5米2)集水井长3m，宽3m，深3m，最低水位-2.5m。水面超高0.5m。集水池总容积27m³,有效容积18m³。有效容积大于一台泵五分钟的出水量（16.7m³）。3)采用QW型潜污泵三台，两用一备。3、调节池功能：均匀水质；稳定水流量。主要是调节水质水量；还可以调节PH值，在调节PH值得同时用吹脱法可以去除一定量的氨氮潜水泵设计参数：水力停留时间HRT=6.0h,Q≈1370m3/d1)调节池有效容积V’：V’=Q×HRT=（1370m3/d/24h）×6h＝343m³2)实际设计体积V：V=1.1V’=1.1×343m3=377.3m³/d取调节池有效水深h2=3.5m3)调节池的表面积A：A=V/h2=377.3/3.5=107.8m2取调节池为方形，则边长为：L=A0.5=（107.8）0.5=10.38m（取11m）4)池总高H：取超高为h1=0.5m,H＝h1＋h2＝0.5+3.5=4m5)工艺尺寸为：11m×11m×4m4、UASB反应器功能：去除CODcr，产生沼气10设计参数:进水水质CODCr=3000mg/l；设计去除率97.3%；设计出水水质CODCr=80mg/l；设计流量Q=1370m³/d=57m³/h=0.0159m³/s；容积负荷（Nv）为：8gCOD/(m³·d)1)反应器所需容积及主要尺寸确定①UASB反应器尺寸有效容积V有效=Q(C0-Ce)/Nv=1370×(1.7-0.225)/8=253污水上升流速一般为0.6-0.9m/h，取0.8m/h。则表面积A=Q/V=57/0.6=95m2,取95m2.有效高度h1=253/95=2.66(m),取3m拟建反应器2座，横截面为矩形。单池面积S1=S/2=75m2单池从布水均匀性和经济性考虑，矩形池长宽比在2:1以下较为合适，设池长L=11m,宽B=7m。设计反应池总高H=5.5m,其中超高0.5m(一般应用时反应池装液量为70%～90%)所以，反应器尺寸11×7×5.5④水力停留时间(HRT)及水力负荷率(Vr)tHRT=V有效/Q=(253/1370)×24=3.69h,取4hVr=Q/Si=57/150=0.38m³/(m2·h)对于颗粒污泥，水力负荷Vr=0.1-0.9m3/（m2·h），符合要求。2)进水分配系统的设计①布水点的设置由于所取容积负荷为8kgCOD/m3/d，所以每个点的布水负荷面积大于2m2；本设计池中共设置50个布水点，则每个点的负荷面积为：Si=S/n=150/50=3m2（符合要求）本装置采用连续进料，布水孔口向下，利于避免关口堵塞，建议进水点距反应池底200～250mm。②上升水流速度和气流