某啤酒废水处理课程设计-学位论文

摘要：啤酒工业废水主要含糖类，醇类等有机物，有机物浓度较高，虽然无毒，但易于腐败，排入水体要消耗大量的溶解氧，对水体环境造成严重危害。啤酒废水的水质和水量在不同季节有一定差别，处于高峰流量时的啤酒废水，有机物含量也处于高峰。国内啤酒厂废水中：CODcr含量为：1000~2500mgL，BOD5含量为：600~1500mgL，该废水具有较高的生物可降解性，且含有一定量的凯氏氮和磷。啤酒废水属于中等浓度有机废水。啤酒废水主要来源于啤酒生产工艺中的洗麦、发酵、糖化、洗瓶等过程。废水中的固形物主要为麦糟、废酵母等；溶解性物质主要为多糖、醇类等有机物。 废水组成分为清洁废水、低浓度废水和高浓度废水：清洁废水包括锅炉蒸汽冷凝水、制冷循环用外排水、给水厂反冲洗水等，约占总废水量的 20%；低浓度废水包括酿造车间和包装车间地面冲洗水，洗瓶机、灭菌机废水及生活污水。该废水 CODcr为100~700mgL，水量约占总水量的70%；高浓度废水包括滤过洗槽废水、糖化锅、糊化锅冲洗水，贮酒罐前期冲洗水，滤过废藻土泥冲洗水，废酵母、酵母压缩机冲洗水，水量约占总水量的10%。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。啤酒废水按有机物含量可分为3类：1.清洁废水如冷冻机冷却水，麦汁冷却水等。这类废水基本上未受污染。2.清洗废水如漂洗酵母水、洗瓶水、生产装置清洗水等，这类废水受到不同程度污染。3.含渣废水如麦糟液、冷热凝固物。剩余酵母等，这类废水含有大量有机悬浮性固体。关键字：啤酒废水处理 工艺流程 构筑物 COD BODcr 5I目录II1.设计任务及设计资料1.1设计任务此次设计题目为：《某啤酒废水处理工程初步设计》，其内容包括：1、根据原始资料，计算进出厂的设计流量和污水水质；2、根据水质水量，确定污水处理工艺流程；3、对工艺中各构筑物进行工艺计算，确定其形式、数目和尺寸；4、进行各处理构筑物的总体布置和污水处理流程的高程设计；5、完成平面布置图和高程图的绘制；6、编制设计说明书。1.2设计要求出平面布置图和高程图各一张（1号工程图），附设计说明书。构筑物总体布置时即要兼顾目前一期设计，又要留有改扩建发展空间。1.3设计依据及工程概况1.3.1设计依据1、××市××局第××号文：××市××局关于××啤酒厂废水处理工程项目计划任务书的批复。2、××市××啤酒厂：“啤酒废水处理工程项目计划任务书”。1.3.2工程概况啤酒生产通常以小麦和大米为原料，辅以啤酒花和鲜酵母，经发酵酿造而成。其工艺流程为：其废水主要来自麦芽车间浸麦水、 糖化车间糖化与过滤洗涤水、 发酵车间罐1洗涤和过滤洗涤水，罐装车间洗瓶水，生产冷却用水以及冲地废水和少量生活排污（浴室、卫生间等）。啤酒废水主要含糖类、醇类等有机物，有机物浓度较高，易于腐败，排入水体要消耗大量溶解氧，造成严重环境污染。1.4设计资料1.4.1水质水量资料1、水量：该厂目前生产能力为 4万吨/年，日产有机废水4500m3d。2、水质：CODcr：1655mgL；BOD5：899mgL；SS：361mgL；水温：20C；pH：5.5~8。3、排放标准及废水出路：达到市环境保护局下达的地方排放指标：CODcr 100mgL，BOD5 30mgL，pH：6~9。根据厂方打算，处理后的废水部分用于厂内锅炉冲灰补充水，少量水补充厂方征用的氧化塘养鱼，其余大部分水（约3500m3/d）就直接排入M河，作为河流枯季补充水。1.4.2水文地质资料1、工程地质：地下主要为黄褐色粘土和亚粘土，土厚大于 10m，深部基岩为灰岩，裂隙较发育，但无溶洞。地下水位稳定在地面以下 3.50m处。2、水文情况：河最高水位123.50m，枯季最低水位118.7m，常水位119.50m,一日最大降雨量648mm，冻土深度0.1m，全年主导风向东南风，年平均风速2.78m/s，最大风速9.8m/s。1.4.3废水处理站资料处理站位于厂区西南角，站内地势平坦，地面标高124.20m。有机废水进水管DN400，管底标高-3.0m（相对地面）。22.啤酒废水处理工艺2.1啤酒废水处理工艺比较鉴于啤酒废水自身的特性，啤酒废水不能直接排入水体，据统计，啤酒厂工业废水如不经处理，每生产100吨啤酒所排放出的BOD值相当于14000人生活污水的BOD值，悬浮固体SS值相当于8000人生活污水的SS，其污染程度是相当严重的，所以要对啤酒废水进行一定的处理。目前常根据BOD5/CODcr比值来判断废水的可生化性，即：BOD5/CODcr>0.3时易生化处理，当BOD5/CODcr>0.25时可生化处理，当BOD5/CODcr<0.25难生化处理，而啤酒废水的BOD5/CODcr的比值>0.3所以，处理啤酒废水的方法多是采用好氧生物处理，也可先采用厌氧处理，降低污染负荷，再用好氧生物处理。目前国内的啤酒厂工业废水的污水处理工艺，都是以生物化学方法为中心的处理系统。80年代中前期，多数处理系统以好氧生化处理为主。由于受场地、气温、初次投资限制，除少数采用塔式生物滤池，生物转盘靠自然充氧外，多数采用机械曝气充氧，其电耗高及运行费用高制约了污水处理工程的发展和限制了已有工程的正常使用或运行。随着人们对于节能价值和意义的认识不断变化与提高， 开发节能工艺与产品引起了国内环保界的重视。 1988年开封啤酒厂国内首次将厌氧酸化技术成功的引用到啤酒厂工业废水处理工程中， 节能效果明显，约节能30～50%，而且使整个工艺达标排放更加容易和可靠。随着改革开放的发展，90年代初完整的厌氧技术也在国内啤酒、饮料行业得到应用。这里所说完整的意义在于除厌氧生化技术外，沼气通过自动化系统得到燃烧，这是厌氧系统安全运行和不产生二次污染的重要保证，这也是国内外开发厌氧技术和设备应充分引起重视的问题。 厌氧技术的引进与应用能耗节约70%以上。有啤酒废水需要处理的单位，也可以到污水宝项目服务平台咨询具备类似污水处理经验的企业。下面主要介绍一下处理啤酒废水常用的几种方法：2.1.1酸化—SBR法处理啤酒废水其主要处理设备是酸化柱和SBR反应器。这种方法在处理啤酒废水时，在厌氧反应中，放弃反应时间长、控制条件要求高的甲烷发酵阶段，将反应控制在酸化阶段，这样较之全过程的厌氧反应具有以下优点：1.由于反应控制在水解、酸化阶段反应迅速，故水解池体积小；2.不需要收集产生的沼气，简化了构造，降低了造价，便于维护，易于放大；3.对于污泥的降解功能完全和消化池一样，产生的剩余污泥量少。同时，经水解反应后溶解性COD比例大幅度增加，有利于微生物对基质的摄取，在微生物的3代谢过程中减少了一个重要环节，这将加速有机物的降解，为后续生物处理创造更为有利的条件。4.酸化—SBR法处理高浓度啤酒废水效果比较理想， 去除率均在94%以上，最高达99%以上。要想使此方法在处理啤酒废水达到理想的效果时运行环境要达到下列要求：（1）酸化—SBR法处理中高浓度啤酒废废水，酸化至关重要，它具有两个方面的作用，其一是对废水的有机成分进行改性， 提高废水的可生化性；其二是对有机物中易降解的污染物有不可忽视的去除作用。酸化效果的好坏直接影响SBR反应器的处理效果，有机物去除主要集中在SBR反应器中。同时可以查看中国污水处理工程网更多技术文档。（2）酸化—SBR法处理啤酒废水受进水碱度和反应温度的影响，最佳温度是24℃，最佳碱度范围是500～750mg/L。视原水水质情况，如碱度不足，采取预调碱度方法进行本工艺处理；若温度差别不大，运行参数可不做调整，若温度差别较大，视具体情况而定。2.1.2UASB—好氧接触氧化工艺处理啤酒废水此处理工艺中主要处理设备是上流式厌氧污泥床和好氧接触氧化池，处理主要过程为：废水经过转鼓过滤机，转鼓过滤机对SS的去除率达10%以上，随着麦壳类有机物的去除，废水中的有机物浓度也有所降低。调节池既有调节水质、水量的作用，还由于废水在池中的停留时间较长而有沉淀和厌氧发酵作用。 由于增加了厌氧处理单元，该工艺的处理效果非常好。上流式厌氧污泥床能耗低、 运行稳定、出水水质好，有效地降低了好氧生化单元的处理负荷和运行能耗(因为好氧处理单元的能耗直接和处理负荷成正比)。好氧处理(包括好氧生物接触氧化池和斜板沉淀池)对废水中SS和COD均有较高的去除率，这是因为废水经过厌氧处理后仍含有许多易生物降解的有机物。该工艺处理效果好、操作简单、稳定性高。上流式厌氧污泥床和好氧接触氧化池相串联的啤酒废水处理工艺具有处理效率高、运行稳定、能耗低、容易调试和易于每年的重新启动等特点。只要投加占厌氧池体积1/3的厌氧污泥菌种，就能够保证污泥菌种的平稳增长，经过3个月的调试UASB即可达到满负荷运行。整个工艺对COD的去除率达96.6%，对悬浮物的去除率达97.3%～98%，该工艺非常适合在啤酒废水处理中推广应用。2.1.3新型接触氧化法处理啤酒废水此方法处理过程为：废水首先通过微滤机去除大部分悬浮物，出水进入调节池，然后中提升泵打入VTBR反应器中进行生化处理，通过风机强制供风使废水与填料接触，维持生化反应的需氧量， VTBR反应器出水进入沉淀器，去除一4部分脱落的生物膜以减轻气浮设备的处理负荷，之后流人气浮设备去除剩余的生物膜，污泥及浮渣送往污泥池浓缩后脱水。该处理工艺有以下主要特点：1）VTBR反应器由废旧酒精罐改造而成，节省了投资。与钢筋混凝土结构相比，具有一次性投资低，运行稳定，处理效果好等特点。2）冬季运行时，在VTBR反应器外部加了一层保温材料，使罐中始终保持较高的温度，提高了生物的活性。（3）因VTBR反应器高达10m左右，水深大，所选用风机为高压风机，风压为98kPa，N＝75kw，耗电量大。2.1.4生物接触氧化法处理啤酒废水该工艺采用水解酸化作为生物接触氧化的预处理， 水解酸化菌通过新陈代谢将水中的固体物质水解为溶解性物质，将大分子有机物降解为小分子有机物。水解酸化不仅能去除部分有机污染物，而且提高了废水的可生化性，有益于后续的好氧生物接触氧化处理。该工艺在处理方法、工艺组合及参数选择上是比较合理的，充分利用各工序的优势将污染物质转化、去除。然而，如果由于某些构筑物的构造设计考虑不周会影响运行效果，致使出水水质不理想，使生物接触氧化池的出水 (静沉30min的澄清液)COD为500～600mg/L，经混凝气浮处理后出水COD仍高达300mg/L，远高于排放要求(150mg/L)。但是此处理方法在设计和运行中回出现以下问题：1）水解酸化池存在的问题主要是沉淀污泥不能及时排除。由于该废水中悬浮物浓度较高，因而池内污泥产量很大，而原工艺仅在水解酸化池前端设计了污泥斗，所以池子的后部很快就淤满了污泥。另外，随着微生物量的增加在软性生物填料的中间部位形成了污泥团，使得传质面积减小。针对污泥淤积情况，在水解酸化池前可增设一级混凝气浮以去除水中的悬浮物，经此改进后水解酸化池能长期、稳定、有效地运行，其出水COD也从1100～1200mg/L降至900～1000mg/L，收到了较好的效果。不过，增设混凝气浮增加了运行费用，而且气浮过程中溶入的O2还可能对水解酸化产生不利影响。因此，在设计采用水解酸化处理悬浮物浓度高的污水时，可增设污泥斗的数量以便及时排除沉淀污泥。此外，为防止填料表面形成污泥团应采用比表面积大、不结泥团的半软性填料。（2）如果废水中污染物浓度较高或前处理效果不理想，生物接触氧化池前端的有机物负荷较高，使得供氧相对不足，此时该处的生物膜呈灰白色，处于严重的缺氧状态，而池末端成熟的好氧生物膜呈琥珀黄色。同时，水中的生物活性抑制性物质浓度也较高，对微生物也有一定的抑制作用。这些因素使得生物接触氧化池没有发挥出应有的作用，处理效果不理想。鉴于此，可一采取阶段曝气措施即5多点进水，污水沿池长多点流入生物接触氧化池以均分负荷，消除前端缺氧及抑制性物质浓度较高的不利影响。改为多点进水并经过一段时间的稳定运行后，生物接触氧化池的出水(30min的澄清液)COD为200～300mg/L。再经混凝气浮工序处理后最终出水COD＜150mg/L(一般在130mg/L)，达到了排放要求。3）在调试运行过程中，生物接触氧化池中生物膜脱落、气泡直径变大(曝气方式为微孔曝气)、出水浑浊、处理效果恶化的现象时有发生。经研究、分析、验证发现这是由于负荷波动或操作不当造成溶解氧不足而引起的。溶解氧不足使得生物膜由好氧状态转变为厌氧状态，其附着力下降，在空气气泡的搅动下生物膜大量脱落，导致水粘度增加、气泡直径增大、氧转移效率下降，这又进一步造成缺氧，如此形成恶性循环致使处理效果恶化。4）在调试运行初期，发生这种现象时一般是增大供气量以提高供氧能力来消除缺氧，结果由于气泡搅动强度增大，造成了更大范围的生物膜脱落、水粘度更大、氧转移效率更低，非但没能提高供氧能力反而使情况更糟。正确的处理措施应是减小曝气量，待脱落的生物膜随水流流出后再逐渐增加曝气量使溶解氧浓度恢复到原有水平，若水温适宜则 2～3d后生物膜就可恢复正常。因此当采用此工艺处理啤酒废水时要遵循下列要求：①采用水解酸化作为预处理工序时应考虑悬浮物去除措施。②采用推流式生物接触氧化池时，为避免前端有机物负荷过高可采用多点进水。③应严格控制溶解氧浓度，供氧不足会造成生物膜大范围脱落，导致运行失败。2.1.5内循环UASB反应器＋氧化沟工艺处理啤酒废水此工艺采用厌氧和好氧相串联的方式，厌氧采用内循环 UASB技术，好氧处理用地有一处狭长形池塘，为了降低土建费用，因地制宜，采用氧化沟工艺。本处理工艺的关键设备是 UASB反应器。该反应器是利用厌氧微生物降解废水中的有机物，其主体分为配水系统，反应区，气、液、固三相分离系统，沼气收集系统四个部分。厌氧微生物对水质的要求不象好氧微生物那么宽，最佳 pH为6.5－7.8，最佳温度为35℃－40℃[2]，而本工程的啤酒废水水质超出了这个范围。这就要求废水进入UASB反应器之前必需进行酸度和温度的调节。这无形中增加了电器。仪表专业的设备投资和设计难度。内循环UASB技术是在普通UASB技术的基础上增加一套内循环系统，它包括回流水池及回流水泵。 UASB反应器的出水水质一般都比较稳定， 在回流系统的作用下重新回到配水系统。这样一来能提高 UASB反应器对进水水温、pH值和COD浓度的适应能力，只需在 UASB反应器进水前对其 pH和温度做一粗调即可。UASB反应器采用环状穿孔管配水， 通过三相分离器出水，并在三相分离器的上方增加侧向流絮凝反应沉淀器，它由玻璃钢板成 60°安装而成，能在最大程6度上截留三相分离出水中的颗粒污泥。此处理工艺主要有以下特点：1）实践证明，采用内循环UASB反应器＋氧化沟工艺处理啤酒废水是可行的，其运行结果表明CODCr总去除率高达95％以上。2）由于采用的是内循环UASB反应器和氧化沟工艺串联组合的方式，可根据啤酒生产的季节性、水质和水量的情况调整UASB反应器或氧化询处理运行组合，以便进一步降低运行费用。2.1.6UASB+SBR法处理啤酒废水本处理工艺主要包括 UASB反应器和SBR反应器。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。并且 UASB池正常运行后，每天产生大量的沼气，将其回收作为热风炉的燃料，可供饲料烘干使用。 UASB去除COD达7500kg/d，以沼气产率为0.5m3/kgCOD计算，UASB产气量为3500m3/d(甲烷含量为55%～65%)。沼气的热值约为 22680kJ/m3，煤的热值为21000kJ/t计算，则1m3沼气的热值相当于1kg原煤，这样可节煤约 4t/d左右，年收益约为 39.6万元。UASB+SBR法处理工艺与水解酸化+SBR处理工艺相比有以下优点：1）节约废水处理费用。UASB取代原水解酸化池作为整个废水达标排放的一个预处理单元，削减了全部进水COD的75%，从而降低后续SBR池的处理负荷，使SBR池在废水处理量增加的情况下，运行周期同样为12h，废水也能达标排放。也就是说，耗电量并没有随废水处理量的增加而增加。同原工艺相比较，每天实际节约1500～2500m3废水的处理费用，节约能耗约 21.4万元/a。（2）节约污泥处理费用。废水经过UASB处理后，75%的有机物被去除，使SBR处理负荷大大降低，产泥量相应减少。水解酸化+SBR处理工艺工艺计算，产泥量达17t/d(产泥率为0.3kg污泥/kgCOD，污泥含水率为80%)，UASB+SBR法处理工艺产泥量只有5t/d(含水率为80%)左右，只有水解酸化+SBR处理工艺的1/3，污泥处理费用大大减少，节约污泥处理费用约为20元/a。2.2啤酒废水处理工艺流程选择处理工艺流程是指对各单元处理技术（构筑物）的优化组合。处理工艺流程的确定主要取决于要求的处理程度、工程规模、污水性质、建厂地点的自然地理条件（如气候、地形），厂区面积，工程投资和运行费用等因素。7啤酒厂工业废水处理的工艺选择，必须因地制宜，谨防生搬硬套。各种工艺确定时，应充分调查工厂排水水质、水量、排水规律和特点，必要时应取样化验确认；应考察工厂提供的建设场地地形条件和面积大小；考察工厂所能承受的一次性投资及运行成本情况；考察工厂的管理水平和工人素质条件以及确定厂外排水条件及水电增容条件等进行适合本地区建设污水场并能长期达标运行的方案比选。比选中简单适用、运行可靠、达标稳定、节约能耗、投资经济是最重要的工艺原则。根据BOD5CODcr比值来判断废水的可生化性，即：BOD5CODcr0.3时易生化处理，当BOD5CODcr0.25时可生化处理，当BOD5CODcr0.25难生化处理，而啤酒废水的BOD5/CODcr的比值>0.3所以，处理啤酒废水的方法多是采用好氧生物处理，也可先采用厌氧处理，降低污染负荷，再用好氧生物处理。本次课程设计根据原始资料，建设规模，设计原水水质指标，处理后要求达到的水质指标等确定工艺流程。1. 建厂规模该厂目前生产能力为 4万吨/年，日产有机废水4500m3d。Q 4500m3d 187.5m3h 0.052m3s2.原水水质指标CODcr：1655mgL；BOD5：899mgL；SS：361mgL；水温：20C；pH：5.5~8。因为，BOD5CODcr89916550.540.3，所以采用先厌氧处理，在采用好氧生物处理的工艺流程。3.处理后要求达到的水质指标CODcr 100mgL，BOD5 30mgL，pH：6~9。最终确定工艺流程如下图所示。8废水 格栅 调节池 提升水泵鼓风机 沼气消毒 CASS UASB 初沉池排出 污泥浓缩 污泥脱水 外运图2.193.啤酒废水处理构筑物设计计算3.1格栅格栅主要拦截废水中较大漂浮物，沉降废水中的悬浮物（如酒糟、 啤酒花及凝聚蛋白）、细小的麦糟和酵母，在进入调节池前分离去除，避免悬浮物在沉淀池、生物接触氧化池中积累，防止超量的悬浮物对已形成的颗粒污泥床的冲击，以保护设备的正常运行，减少后续处理单元负荷。格栅设计计算：（1）栅槽宽度1.栅条的间隙数nQmaxsinnbhv式中：Qmax—最大设计流量，m3s；—格栅倾角，，一般在45~75，取60；b—栅条间隙，m，取b0.01m；—栅条间隙数，个；h—栅前水深，m，取h 0.4m；v—过栅流速，ms，一般在0.6~1.0ms，取v 0.7ms。0.052sin6017.2818个n0.70.010.42.格栅宽度B栅槽宽度一般比栅格宽0.2~0.3m，取0.3m。设栅条宽度S10mm0.01m，则栅槽宽度BSn1bn0.30.011810.01180.30.650.7m（2）通过格栅的水头损失 h1h1 h0k10v2h0 sin2g43Sb式中：h1—设计水头损失， m；h0—计算水头损失，m；g—重力加速度， ms2；—系数，格栅受污物堵塞时的水头损失增大倍数，一般采用3；—阻力系数，与栅条断面形状有关，可按手册提供的计算公式和相关系数计算。设栅条断面为锐边矩形断面， 2.42，代入数据得43v2h1h0kSsinkb2g0.014322.420.7sin6030.019.8120.157m（3）栅后槽总高度H设栅前渠道超高h20.3m，则Hhh1h20.40.1570.30.8570.9m（4）栅槽总长度L1.进水渠道渐宽部分的长度 L1。设栅前渠道宽B1 0.5m，其渐宽部分展开角度 1 20，进水渠道内的流速为0.5ms。BB10.70.5L10.27m2tan12tan20112.栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度 L2L2L10.270.1350.14m22LL1L21.00.5H1tanH1hh2式中：H1—栅前渠道深，m。L0.270.141.00.70.5tan602.314 2.4m（5）每日栅渣量W86400QmaxW1W1000KZ式中：W1—栅渣量，m3103m3污水，格栅间隙为10~25mm时，W1 0.01~0.05m3103m3污水，取0.1m3103m3污水。KZ—总变化系数，取 KZ 1.39。86400 0.052 0.04W1000 1.390.32m3d 0.2m3d采用机械清渣。格栅设两组，一组备用，一组使用。12图3.13.2提升泵提升泵设计计算：（1）提升净扬程ZH Z h h1Z H1 H2式中： H1—提升后最高水位， mH2—泵站吸水池最低水位， mH1 进水管管底标高 DhD 1.5127.2 0.4 0.75 1.5 126m式中：D—进水管管径，mm；hD—进水管充满度，取 hD 0.75。13H2120mZ6m（2）水泵水头损失水泵水头损失取h2m。经过格栅的水头损失取h20.19m（格栅水头损失0.157m，沿程水头损失0.033m），保护水头损失h11.0m。（3）水泵的扬程HZhh1h260.1921.09.1910m（4）水泵选型选用8PWA污水泵。具体参数见表3.1。表3.1水泵参数流量扬程转速效率轴功率电动机型号Qm3hHmnrmin%kw功率型号kw8PWA35015.57306423Y280M8453.3调节池啤酒废水水质水量波动较大，进行水质水量调节是必要的。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。调节池设计计算：（1）调节池有效容积VQT187.54750m3式中：Q—最大设计流量；T—停留时间，一般在4~12h，取T4h。（2）调节池水面面积设调节池水深H6m，超高0.5m，则V750125mA6H调节池尺寸：长宽高13106m。3）搅拌器选型为使废水混合均匀，调节池下设标准型水下搅拌机一台，电动机一台。搅拌14器选用浆式搅拌器，型号 700 50HG5 220 65。动力设备选用电动机，型号Y2805 4型电动机，额定功率 75kw，效率为92.7%。表3.2水质变化水质指标CODBODSS进水水质(mg/l)1655899361去除率（%）7750出水水质(mg/l)1539836180.53.4初沉池由于啤酒废水中悬浮物浓度较高，需要设有沉淀池，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竖流式初沉池设计计算：（1）中心管面积 ffqmaxv0式中：qmax—每池最大设计流量，m3s；v0—中心管内流速，ms，一般30mms，取v00.01ms取池数n4，则每池最大设计流量为qmaxQmaxn0.05240.013m3sf0.0130.011.3m2（2）沉淀部分有效面积 FF

qmaxv式中：v—污水在沉淀池中流速， ms。取表面负荷q 2.50m3 m2h，则上升流速为vq2.50mh0.00069msF0.0130.0006918.84m2（3）沉淀池直径D154Ff418.841.35.06m8mD3.14（4）沉淀池有效水深h2h2vt3600式中：t—沉淀时间，取t1.6hh20.000691.636003.97m（5）校核池径水深比Dh2 5.063.97 1.27 3，符合。（6）校核集水槽每米出水堰的水力负荷 q0qmax0.013q010000.818LsD3.145.06可见符合规范规定小于 2.9L sm的要求，可不另设辐射式集水槽。（7）污泥体积VSNTV1000式中：S—每人每日污泥量， L sm，一般在0.3~0.8L sm，取S 0.5L sm；N—设计人口数， N 58000人；T—两次清除污泥间隔时间， d，取T 2d。0.558000258m31000（8）每池污泥体积V1V1 Vn 584 14.5m3（9）池子圆锥部分有效容积 V2取圆锥底部直径d0.4m，截锥高度为h5，截锥侧壁倾角55，则h5Ddtan5.060.4tan553.33m222216V2h5R2rRr233.143.332.5322.530.20.22324.23m314.5m3因此，池内足够容纳两天的污泥量。（10）中心管直径d04f41.3d01.28m3.14（11）中心管喇叭口下缘至反射板的垂直距离 h3h3qmaxv1d1式中：v1—污水由中心管喇叭口与反射板的缝隙流出流速，ms，取v10.02ms；d1—喇叭口直径，m。d11.35d01.351.281.728mh30.0130.12m3.141.7280.02（12）沉淀池总高度HH h1 h2 h3 h4 h5取池子保护高度h1 0.3m，缓冲层高度h4 0（因泥面很低），则H 0.3 0 0.12 3.33 3.97 7.72 8m3.5UASS反应器UASS反应器设计计算：（1）有效容积V有效V有效QS045001.6551655m3NV4.517式中：Q—UASB反应器的进水流量， m3d；S0—进水有机物质量浓度， ml；NV—进水有机物容积负荷， kgCODm3 d。（2）单池截面积Ai设反应池有两座，横截面为矩形。设反应池有效高度 h有效 5mV有效1655331m2横截面积Ah有效5单池横截面积AiA331165.5m222从布水均匀性和经济性考虑，长宽比为 2:1。设尺寸为：长 宽 20 10m。单池截面积Ai2010200m2（3）装液量计算装液量按70%~90%计算，故设计总高度H6m，其中超高h0.5m。单池总容积ViViAiHh20060.51100m3单池有效反应容积ViViAih有效20051000m3单个反应器尺寸为：长宽高20106m（4）反应池总面积总AA总Ai22002400m2反应器总容积V总Vi2110022200m3反应器有效容积V有效V2100022000m3iUASB的体积有效系数18V有效 2000V总 2200

0.9符合设计要求（5）水力停留时间HRTtHRTV有效2000Q10.67h187.5（6）水力负荷率vrQ187.50.47mh1mh符合设计要求vr400A总（7）污泥总量G一般UASB污泥床主要由沉降性能良好的厌氧污泥组成，平均浓度为Gss 15gVssd。则两座UASB反应器中污泥总量 GG VGss 165515 24825kgVssd（8）总污泥产量WsXWsPs1式中：X—UASB反应器总产泥量，kgVssd；s—污泥密度，取s1000kgm3；P—污泥含水率，取P98%。XrQS0E0.0745001.6550.85443.13kgVssd式中：r—厌氧生物处理污泥产量，取r0.07kgVsskgCOD；S0—进水COD浓度S01.655kgm3；E—去除率，取85%。据VSSSS 0.8， X 443.130.8 553.9kgSSd单池产泥量 XiXi 553.92 276.95kgSSd19污泥含水率为98%，当含水率 95%，取 s 1000kgm3，则总污泥产量WsWsX553.927.7m3ds1P100010.98单池产泥量WiWs27.73Wi13.85md22（9）污泥龄G2482545dX44.8553.9表3.3水质变化水质CODmgLBODmgLSSmgL进水水质1655899361出水水质248.2589.990.25去除率%8590753.7CASS反应器CASS反应器设计计算：（1）曝气时间ta设混合液污泥浓度 X 2500mgL，污泥负荷Ns 0.1kgBOD5kgMLSS，充水比32，曝气时间ta为ta24S0240.3281NsX2.49h0.12500（2）沉淀时间ts当污泥浓度小于3000mgL时，污泥界面沉降速度为u7.4104TX1.7式中：T—污水水温，取T20C。污泥界面沉降速度为u7.41042025001.72.47mh20设反应池水深H5m，缓冲层高度0.5m，沉淀时间ts为tsH0.3250.51.2hu1.821.15（3）运行时间t设排水时间td0.5h，运行周期为tttt2.470.52.495.466h每日周期数n2 246 4（4）反应池总容积V反应池个数n1 4，每座曝气池容积为ViQ45003348.2m3n1n20.241.44反应池总容积VV4Vi43348.213392.8m3设反应器水深h7m，超高h10.5m，缓冲层高度h20.5m设反应器宽度B1.5H1.5812m反应池尺寸：长宽高35128m核算单池容积V351283360m3i核算反应池总容积VV4Vi4336013440m3选择区体积V1:预反应区体积V2:主反应区体积V31:5:30（6）复核出水BODNsQSU4500810.013mgLnXV3425002800式中：SU—进水BOD浓度与出水浓度之差， mgL。（7）产泥量 X21XQSrbXrVQSrQSrbbQSrNsNs式中：Sr—进水BOD浓度与出水浓度之差，mgL；—微生物代谢系数，取0.8kgVSSkgBODb—微生物自身氧化率，取b0.05ldV—主反应区总池体积， m3。XbQSr0.80.05450081109.350m3dNs0.1设污泥含水率为99%，则排泥量为QsXP1100.9911m3ds110001（8）剩余污泥浓度NRNRX25003676.47mgL110.32表3.4水质变化水质CODmgLBODmgLSSmgL进水水质248.2589.990.25出水水质37.248.9976.72去除率%859015（9）曝气器选型设曝气器出空气流速Vm3s，服务面积为0.6m3个，氧的利用率为28%，充3氧能力为0.2kgh，阻力损失为2500pa。选择QMZM300盘式膜片式曝气器。其技术参数见表3.5。表3.5曝气器参数型号工作通气量服务面积掩埋深供气量氧利用率度QMZM3002~8m3h个0.5~1.0m2h个35%~59%4~8m4.25m3h（10）鼓风机选型22曝气器的淹没深度 H 4.5m，鼓风机空气压力可按下式进行估算。P P1 P2 P3 P4式中：P1—风管的沿程阻力， kPaP2—风管的局部阻力， kPaP3—充氧装置（曝气头）以上的曝气池水深曝气所需风压，P34.50.59.849kPaP4—充气装置的阻力，根据实验数据或有关资料，kPa根据以上的压力及空气量，选2台RF245罗茨型鼓风机。动力设备电动机型号选用Y315MI2。具体技术参数见表3.6。表3.6鼓风机参数口径轴功率电动机功率型号mm转速radmin流速m3minkwkwRF245250A98088112132（11）滗水设备的设计计算1.排水结束最低水位CASS反应池总有效水深为7.0m,基准水位h1为5.0m。超高hc为0.5m；保护水深0.5m。排水结束最低水位h1111hh1150.32m10.32污泥层高度hshsh3.40.52.9m2.排水口高度设计设两池同时进水Tf 2小时，每周期的进水量为QTQ2187.52187.5m32223为保证每次换水Qh 291.65m3h的水量及时快速排出及排水装置运行的需要，本设计设排水口应在反应池的最低水位之下 0.5m处。3.排出装置两池同时进水时，每池排出负荷 qiQhTf93.75211.72m3h0.195m3minqi4T44每池设滗水器（规格DN250）一套，出水口两个。选用型号XBS300型旋转式滗水器。其技术参数见表3.7。表3.7滗水器参数总管管径滗水深度型号流量m3h堰长mmmHm功率kwXBS30030042502.50.553.7污泥浓缩池污泥浓缩池设计计算：进入污泥浓缩池的泥量有以下两部分组成：包括CASS的污泥量，其含水率为98%；UASB的污泥量，其含水率为98%。污泥浓度为c 1 98% 1000 20gL，设一座圆形连续式竖流式重力浓缩池。储泥斗内污泥有人工运入污泥脱水间。设置带式压滤机，通过压滤减少污泥中含水率，污泥外运处理，滤液回流至CASS以避免二次污染。污泥浓缩池设计计算：（1）流量QQ Q1 Q2 27.7 11 38.7m3d 1.62m3h 0.00045m3s式中：Q1—UASB污泥量，m3d；Q2—CASS污泥量，m3d；进泥含水率98%~99%，取99%；出你含水率94%~96%，取96%。浓缩时间T 2h，水利负荷4.0~10.0m3m2d，24污泥固体通量M 30kgm污泥池有效水深不大于 4m，H vt 0.08 12 3.6 3.5m污泥上升流速一般不大于 0.1mms，取v 0.08mms。（2）中心管截面积 Ai设中心管流速为vi 0.03msAiQ0.000450.0150.02m2vi0.03中心管直径d4Ai40.02，取0.2md0.16m3.14喇叭口直径d1d1 1.35d 1.35 0.2 0.27m喇叭口高度hihi 1.35d 1.35d 0.27m反射板直径d2d2 1.5d 1.5 0.2 0.3m（3）浓缩池横截面积 AQcAM式中：c—污泥浓度，c 20gLQ—设计流量，Q 38.7m3dM—污泥固体通量， M 30kgm2dAQc38.72025.8m2M30（4）污泥池直径D4A425.8D5.73m，取6m3.1425（5）浓缩池的工作部分高度h1取污泥浓缩时间T12h，则TQ38.712，取1.0mh1240.75m24A25.8去浓缩池的高度h20.5m，缓冲层高度h30.5m（6）浓缩后剩余污泥量 Q1100P1100993h0.403m3dQ1QP238.79.675m10010096式中：P1—污泥浓缩前的含水率，P199%P2—污泥浓缩后的含水率， P1 96%（7）污泥斗设计计算污泥斗设在浓缩池的底部，采用重力排泥，污泥斗倾角采用 55。污泥斗高度h4h4tanRr式中：h4—污泥斗高度，m；—污泥斗倾角，圆形池体污泥斗倾角55，取55；R—污泥斗上口半径，取R3.0m；r—污泥斗下口半径，取r1.0m。h4tanRrtan55312.9m，取3m。污泥斗容积V1V1h4r2rRR23382m33设池底坡度为i0.07则池底落差为hs，hsiRr0.07310.14m池底可以储存污泥体积V226V2hsr2rRR233.140.141213321.9m33总污泥体积VV V1 V2 40.82 1.9 42.72m3（8）污泥浓缩池高度h h1 h2 h3 h4 h51 0.5 0.5 3 0.14 5.14m9）上清液回流系统设计浓缩池排水量Q2Q2QQ138.79.67529.025m3d1.25m3h浓缩池上清液用明渠排入调节池。3.8污泥脱水污泥脱水间设计计算：（1）进泥量QwQw Q1 10m3d 0.42m3h进泥含水率P1 96%脱水后污泥含水量 60%~80%，取P2 75%（2）脱水后污泥量QQQw100P1101009616m3d100P210075（3）脱水后污泥干重MMQ1P210001610.7510004000kg尺寸：长宽高3.52.53m。选用ZJ470型折桨式搅拌机一台。选用DY1000重载带式压滤机。27表3.8设备及构筑物一览表尺寸序号名称LBDHm数量主要设备1细格栅2.40.70.92机械清渣2提升泵6442水泵和电动机3调节池131062搅拌器4初沉池D5H825UASB反应池201062三相分离器6CASS反应池351282鼓风机和滗水器7污泥浓缩池D6H5.1428污泥脱水间3.52.531带式压滤机284.平面布置4.1平面布置组成水厂总体布置主要是将水厂内各项构筑物进行合理的组合和布置， 以满足工艺流程、操作联系、生产管理和物料运输等方面的要求。布置的原则是流程合理、管理方便、节约用地、美化环境，并考虑日后留有发展的可能。水厂的基本组成分为两部分：1）生产构筑物和建筑物，包括处理构筑物、清水池、二级泵站、药剂间等；2）辅助建筑物。其中又分生产辅助建筑物和生活辅助建筑物两种。前者包括化验室、修理部门、仓库及值班宿舍；后者包括办公楼、食堂、浴室、职工宿舍等。生产构筑物及建筑物平面尺寸由设计计算确定。生活辅助建筑面积应按水厂管理体制、人员编制和当地建筑标注确定。生产辅助建筑面积根据水厂规模、工艺流程和当地具体情况确定。当各构筑物和建筑物的个数和面积确定后，根据工艺流程和构筑物及建筑物的功能要求，结合当地地质条件，进行平面布置。平面布置设计：1）生产构筑物：配水井，加药间，机械絮凝池，平流沉淀池，普通快滤池，清水池，二级泵房等。2）辅助及附属建筑物：传达室，化验室，机修车间，材料仓库，值班宿舍，办公室，食堂，配电室，中央控制室，车库及浴室等。3）各类管道：净水构筑物间的生产管道，加药管道，水厂自用水管，排污管道，雨水管道，排洪沟及电缆沟槽等。4）其他设施：厂区道路，绿化布置，照明，围墙及大门等。1．按照功能，分区集中。水厂分为：1）生产区：生产区是水厂布置的核心，尽量予以靠近，以利于管理。2）生活区：将办公楼，值班宿舍，食堂厨房，等建筑物组合为一区。生活区尽可能放置在进门附近，便于外来人员的联系。化验室可设在生产区。3）维修区：将维修车间，仓库，车库等，组合为一个区，这一区占用场地较大，堆放配件杂物较乱，最好与生产系统有所分隔，而独立为一个区块。2．水厂附属建筑物使用面积水厂的附属建筑物一般包括：办公用房，化验室，维修车间，电修间，仓库，车库，食堂，浴室，传达室，值班宿舍，露天堆场等。查给水排水设计手册第三册《城镇给水》可确定各面积见表5.1。294.2平面图布置原则污水处理厂平面布置，应按污水、污泥处理流程的要求，根据各处理构