【基于UASB+CASS组合工艺的啤酒废水处理工艺设计11000字（论文）】

基于UASB+CASS组合工艺的啤酒废水处理工艺设计摘要自20世纪末期起，我国涌现出大量啤酒企业，啤酒生产废水已经成为工业治理的主要内容。本次毕业设计针对某啤酒厂生产废水的进水水质、水量，通过综合比较，决定选用UASB+CASS工艺作为主要处理工艺。该种工艺流程步骤少，运行成本低，生产的沼气还可以作为能源回收利用。啤酒废水可生化性好，常用生化方法对其进行处理。本次设计对UASB+CASS法、UASB+SBR法和A2O工艺进行比较。结合啤酒厂废水处理任务书中水质水量等的设计参数及排放标准，本说明书确定采用UASB+CASS组合工艺。本次毕业设计水量为3000t/d，主要去除CODCr、BOD5和SS，包括工艺说明、设备选型及其各设计计算、绘制工艺流程图、平面布置图、高程图及主体构筑物的三视图。废水经过处置以后，符合《污水综合排放标准》(GB8978—1996)的一级标准。关键词：啤酒废水；UASB；CASS；高浓度有机废水目录第一章绪论 引言自20世纪90年代起，国内啤酒量达近1700万吨。改革开放以来，啤酒企业迅速发展，截止现在，国内啤酒企业已高达八百多家。企业发展，污染加重，污水中有机污染物治理迫在眉睫。啤酒废水由制麦、糖化、果胶、发酵、蛋白质等有机物和少量无机盐类组成REF_Ref71729768\r\h[1]，水质呈小范围波动变化。每产出一千克啤酒，就会排放出大约一点五立方米的污水。现阶段，我们国家因生产啤酒而排放出的生产废水每年已超2.5亿m³。“七五”以来，啤酒生产废水已受到重要关注，在投入资金、科研项目和治理决心等方面，我们国家均大力推进，毫不手软。在生化的基础上，将生物化学和物化结合起来的处理过程、厌氧性和氧过程结合起来，结合水解氧化和SBR过程的处理方法和过程，这些处理方法和过程各有千秋，成效颇深。大量新型技术和工艺正处于实验阶段。一些实验效果十分不错，近期将在实践中得到应用。啤酒废水的主要特点之一是值高，基本大于等于50％REF_Ref71729842\r\h[2]，可生化性好。绪论课程设计题目某啤酒厂3000t/d生产废水处理工艺设计设计资料主要设计参数表STYLEREF1\s2SEQ表\*ARABIC\s11设计进、出水水质一览表水质指标BOD5（mg/L）COD（mg/L）SS（mg/L）pH原水980--11001390～2500450～10905～11排放标准≤30≤100≤706～9设计要求≤30≤100≤706～9研究背景及意义近年来，随着经济发展和人们物质消费水平逐步提高，啤酒行业也得到了前所未有发展，人们对啤酒的生产和消费也逐渐增加，我国已成为全球啤酒人均消费增长率最高、啤酒工业规模最大的国家之一，我国啤酒产量连续11年居世界第一，但在促进经济发展的同时，也造成了环境污染，因此啤酒生产废水的处理成为一个重要课题。啤酒口感清爽，营养成分种类多且均衡，包括多种氨基酸、无机盐和各种酶等REF_Ref72071661\r\h[3]，对于维持人类正常生命活动有着举足轻重的意义，由消化道进入体内后极易吸收，然后迅速转化成人体所需的大量热能，由此可见，啤酒被我们称之为“液体面包”不无道理。其制备材料一般包括小麦、啤酒花，它是一种低酒精度葡萄酒，其利用异养兼性厌氧微生物的反应，消耗大量水资源才可制得。特别是在填充葡萄酒的过程中，使用了大量的淡水，每吨葡萄酒需要10吨水，因此会产生大量的废水，啤酒生产是一个高污染行业，直接流入自然界中的水体，会消耗大量水中的溶解氧，造成水体污染。本次毕业设计的主要任务是完成某啤酒厂3000t/d生产废水处理工艺设计，所采用的是UASB+CASS的工艺，污水经过工艺处理后，要求达到《污水综合排放标准》(GB8978—1996)一级标准。1.4设计依据1）《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）2）《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）3）《室外给水排水和燃气热力工程抗震设计规范》（GB50032—2003）4）《恶臭污染物排放标准》（GB14554-93）（1997年版）5）《室外排水设计规范》（GB50014-2006）2016年版6）《室外给水设计规范》（GB50013－2006）7）《泵站设计规范》（GB/T50265-2010）8）《污水排入城镇下水道水质标准》（CJ343-2010）1.5国内外研究现状近些年来，啤酒行业在啤酒生产废水处理方面更加注重环境保护和可持续发展，IOS14001的环境体系和法规成为啤酒行业的标准，好氧和厌氧工艺相结合成为啤酒行业的主流啤酒废水的处理工艺，因此受到人们的高度重视和应用。上世纪末，丹麦科学家开发了OCO工艺，它因主反应器的厌氧区、缺氧区和好氧区组合形似OCO的得名REF_Ref71730080\r\h[5]，是A2/O工艺的改良，能够做到同时去除有机物和脱氮除磷。啤酒废水在进入缺氧区之前，先与活性污泥结合在厌氧区结合。混合液在缺氧区和好氧区停留循环一定的时间后，去除了有机物和氮磷，最后进入沉淀池。在国外，除了丹麦外，许多国家特别是一些欧洲啤酒生产大国，如德国等国，OCO工艺是较为常见的工艺。在我国，多数厂家选用UASB工艺处理啤酒生产废水。这一技术在东亚国家应用比较成熟，北京、沈阳等多地啤酒厂对污水中CODcr的去除率达到近90%，沼气产生率为0.3m/kg（COD）REF_Ref72068604\r\h[6]。清华大学实验证明，在25摄氏度下，UASB工艺对含有高浓度CODCr的污水去除率为85%~90%REF_Ref72068703\r\h[7]。工艺比选污水处理厂的设计规模及处理程度处理规模本设计规模为：Q=3000m3/d考虑设计水量较小，水量波动情况，取变化系数1.17则最大时污水量145.8m3/h处理程度表2-1污染物处理程度表污染物去除率BOD5CODcrSS污水处理厂进出水水质处理规模污水经过工艺处理后，要求达到《污水综合排放标准》(GB8978—1996)一级标准。设计进出水水质见表

2-2。

表2-2设计进、出水水质一览表水质指标BOD5（mg/L）COD（mg/L）SS（mg/L）pH原水980-11001390-2500450-10905-11排放标准≤30≤100≤706-9设计要求≤30≤100≤706-9污水处理厂工艺比选工艺流程比选原则设计原则：（1）贯彻执行国家环境保护政策，最终确保处理后出水水质符合国家和地方有关法律、法规和标准。（2）应当采用高效、优质、合理的国内外设备和适当水平的自动控制，以便于管理和操作。（3）设计工艺和设计选型要求灵活性高、适应性强，保留一定的调整空间，适合工艺水质，保证达标排放。（4）在规划设计和工程设计中，结合基地住宅区，布置合理，为节省占地，可采用全埋式建筑，可用于植被等。（5）运行过程中，对运行、维护、能耗和运行成本进行适当管理。选择原则：（1）先进技术原则。一方面，废水处理必须融入环保理念；另一方面是先进的中水回用系统，工艺要求先进，可长远使用。（2）安全原则。因为水关系到周围人的安全，所以水处理出水的水质不能有问题。如果水质超标，影响很大，关系到一大批人的健康，因此，该技术和推荐的处理系统具有较高的出水水质和安全措施。（3）系统模块化原则。收集的原水量会随着时间和季节的变化而变化，产生的废水量会长期增加。为降低运行成本可采用模块化的处理设备，系统的运行组合可以根据产生的污水量来进行，以降低运行成本（4）低成本运行原则和低占地原则。（5）污泥产量少、二次污染少的原则。污水处理产生大量污泥，会再次对环境造成污染，其处理经济成本也高。水质特性分析污水处理选择采用生物处理工艺，尤其是除磷脱氮的生物工艺，对生物池进水中污染物质的比例和平衡提出了更高的要求。现将啤酒厂生产废水进水水质配比指标列表2-3。表2-3进水水质各污染物配比表项目指标数值BOD5/CODcr>0.450.71由表2-3对本工程水质可生化处理性分析如下：,则可生化性好，适合采取生物处理。处理工艺对比本项目污水主要去除目标是COD、BOD5、SS，而常见啤酒废水工艺有氧化沟法、SBR法及其变种(如IDEA法等)、A2/O法等。针对本工程特点，采用A2/O、UASB+CASS工艺、UASB+SBR工艺经济技术经济比较，从而选择出最适合本项目的污水处理工艺。工艺比选方案见表2-4。表2-4三种污水处理工艺技术经济比较比较项目UASB+CASSUASB+SBRA/A/O适用规模大、中、小、型中、小型中、小型流程特点通常不设沉淀池对接下来的处理设备有较高的要求。由厌氧段-缺氧段-好氧段三阶段组成反应时间长长长去除效率的去除率达到、去除率达到、去除率达到REF_Ref72071851\r\h[4]的去除率达到以上、去除率达到去除率达到处理效果好且稳定可靠，出水水质可满足和的排放标准，对于氮磷的脱出效果好耐冲击负荷强较强强主要去除物质CODCr、BOD5、SS、TKPCODCr、BOD5、SS、TKP悬浮物、有机物、N、P、BOD、COD、SS占地面积小池容大（若需后处理则需要加大的调节池）大出水水质好好不产生二次污染运行管理运行稳定、管理方便水位变化大、连续进水、出水要求高强经济性经济合理、技术可靠、工艺简单、节省能源设备闲置率较高、流程简单工艺流程简单，管理费用低工艺流程的选择啤酒废水格栅啤酒废水格栅调节池UASB反应池CASS反应池二沉池接触消毒池出水鼓风机污泥回流污泥浓缩池污泥脱水机房泥饼外运上清液回流剩余污泥图2-1工艺流程图工艺说明预处理工艺格栅格栅主要是通过过滤作用去除较大SS，能够有效阻止啤酒生产废水中较大的悬浮物进入后续构筑物，以便整体工艺进行。REF_Ref72068938\r\h[8]。表3-1格栅清渣方式分类分类常用格栅适用条件人工清渣通常采用直钢条制成处理流量小，45-60℃栅渣量＜0.23m3机械清渣阶梯式机械格栅转鼓式机械格栅处理流量大，70℃栅渣量≥0.23m3/d调节池啤酒生产废水中含有大量的高浓度有机物，处理不完全会对污泥造成较大影响，例如出现污泥上浮、污泥流失等问题的发生，不利于污水的后续处理。废水在处理过程中会出现一定程度上的水量波动，调节池可通过贮存污水，达到对水量的控制，稳定水量，有效避免了后续构筑物出现废水水量突然暴增而影响处理效果的问题，使接下来的处理工艺运行平稳流畅。啤酒生产废水中含高浓度的洗麦剂REF_Ref72069172\r\h[9]，碱性极强，调节池内同时可以通过投加酸类药剂或利用回流的上清液来调节废水的PH值。池内设计曝气搅拌装置可以使水中的固体颗粒处于悬浮状态，为后续处理创造了良好的水质水量条件。主处理工艺UASB反应池（1）UASB反应器与其他厌氧反应器包括有四个过程包括：水解、酸化、产乙酸和产甲烷等REF_Ref72071281\r\h[10]。（2）UASB是由污泥反应区、气液固三相分离器和气室组成，反应池底部的污泥主要有沉淀絮凝污泥和厌氧污泥两种。（3）啤酒生产废水从UASB反应器底部流入，和反应器内大量厌氧污泥充分混合，去除一些有机物。反应过程中产生沼气，以微小气泡形式在上升的过程中合并为大的沼气泡。沼气气泡上升至三相分离器中，一部分被收集并用导气管导出，另一部分在反应区被回收利用REF_Ref72071411\r\h[11]。（4）污泥因重力作用下沉，而上清液则从沉淀区溢流堰溢出并从污泥床排出收集REF_Ref72072409\r\h[12]。这一过程，不断往复就形成了UASB内部循环过程。CASS反应池在预反应区内，微生物能够快速降解水中的溶解性有机物REF_Ref72072506\r\h[13]。可以对进水水质和水量等起到有效缓冲作用。抑制慢速生长菌生长的同时，促进快速生长生长菌生长，从而有效防止污泥膨胀REF_Ref72072695\r\h[14]；在池末端设置污泥回流泵，让污泥通过回流泵从预反应池到达主反应区域，使得水在CASS池内不断地循环往复，实现连续不断地进水方式，使之适应于更大规模的污水处理，而从好氧区产生的污泥直接进去选择器和缺氧区，在厌氧或可选条件下，返回的活性污泥在选择器中保持在高负荷阶段，有机污染物得到极大处理，同时，脱氮除磷效果也进一步被提高REF_Ref72072706\r\h[15]。图3-1CASS反应池工作原理CASS法工作原理如图3-1所示：将废水处理后输送到CASS水库。CASS槽一般分为四个通道，各个CASS槽分别由预反应区、厌氧区和主反应区组成，污水在CASS池经过流动、曝气、沉淀、微水四道工序后，进入中间池进一步处理。此时，部分污泥返回生物选择区与低丰度污泥混合，利用活性污泥的吸附和水解作用对污染物预处理，另一部分由排泥泵排出系统，通过多组反应器在时间上交替运行保证沉淀阶段污泥无进水干扰，满足了理想沉淀条件，保障了良好的沉淀效果REF_Ref72072875\r\h[16]。二沉池二沉池主要是利用重力作用，使泥水分离，上清液出水，少部分污泥回流，大部分经沉砂斗排出。除泥水分离外，二沉池还会根据水量和水质的变化，暂时贮存污泥REF_Ref72072888\r\h[17]。后处理工艺接触消毒池经过主处理后的啤酒废水中含有一部分未能达到处理标准要求的微生物存在，通过消毒进一步消毒杀灭病原性细菌REF_Ref72073096\r\h[18]，需要投加消毒剂，污水处理厂常用消毒试剂：次氯酸钠、液氯、次氯酸钙等。本次啤酒废水消毒的比选方案如下表3-2。表3-2几种消毒方法的综合比较项目液氯次氯酸钠二氧化氯紫外线臭氧消毒效果较好很好很好很好很好除臭去味无作用好好无作用好pH的影响很大小小无小水中的溶解度高很高很高无低水中的停留时间长长长短短消毒效果持续性有有有无少杀菌速度中等快快快块等效条件所用的剂量较多少少—较少处理水量大大大小较少使用区域广泛广泛广泛水量较小时悬浮物较少水量较小除铁、锰效果不明显好很好不明显—原料易得易得较难——管理简便性较简便简便简便较复杂复杂操作安全性不安全安全安全—不安全自动化程度一般高高较高较高投资低低较低较高高设备安装简便简便简便较复杂复杂占地面积大小小小大维护工作量较小小小较大大电耗低低低较高高运行费用低低低较高高维护费用低低低高高本设计采用传统的隔板反应池，药剂选用次氯酸钠。污泥浓缩池原理是通过浓缩污泥中水分以达到减小污泥体积并降低污泥含水率的目的REF_Ref72073442\r\h[19]。经常用于含水量较大污泥。活性污泥通过浓缩，含水量可由原来的99%降低至95%~97%经浓缩后活性污泥水分大大减少，呈糊状，但依然具有一定流动性。重力浓缩池形式与辐流式沉淀池一般相同REF_Ref72073456\r\h[20]。表3-3主要污泥浓缩池比较分类重力式污泥浓缩池离心式污泥浓缩池气浮式污泥浓缩池原理重力沉降离心沉降利用微小气泡附着，造成密度差，使固液分离优点运行费用低、管理方便效果好、效率高、适用于排泥量不大的小型污水处理厂停留时间短、对脱氮除磷有一定作用缺点不适用于除磷工艺处理操作麻烦、需加药剂、费用高运行管理复杂，投资费用高啤酒废水格栅啤酒废水格栅调节池UASB反应池CASS反应池二沉池接触消毒池出水鼓风机污泥回流污泥浓缩池污泥脱水机房泥饼外运上清液回流剩余污泥总工艺流程图表3-2总工艺流程图设计计算污水处理构筑物设计格栅的设计（1）设计参数设计流量Q=3500t/d=145.8m3/h=0.041m3/s；栅前水深h=0.4m；过栅流速v=1m/s；格栅倾角α=60°；格栅条间隙b=0.01m；矩形栅条断面s=10mm=0.01m；进水渠道宽B1=0.11m；渐宽部分展开角α1=20°。（2）设计计算①栅条间隙数n设栅前水深，过栅流速，栅条间隙宽度，格栅倾角（4-1）经计算栅条间隙数取9个，式中：——最大设计流量，m3/s。②栅槽宽度B栅条断面为锐边矩形断面，栅条宽度（4-2）③进水渠道渐宽部分的长度L1设进水渠道宽，其渐宽部分展开角度，则进水渠道内的流速：（4-3）介于,符合规范要求。（4-4）④栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度L2（4-5）⑤通过格栅的水头损失h1设栅条断面为锐边矩形，∵∴阻力系数满足水头损失0.08～0.15的要求。其中k为格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，一般取3。⑥栅后槽总高度H设栅前渠道超高（4-6）⑦栅槽总长度L栅前渠道深；（4-7）（4-8）⑧每日栅渣量W在格栅间隙10mm的情况下，设栅渣量为每1000m3污水产0.07m3，即（4-9）（4-10）所以用机械清渣。格栅计算草图如图3-1所示：图4-1格栅计算草图（3）格栅机的选型选择LXG链条旋转背耙式格栅除污机REF_Ref71907910\r\h[21]，其安装倾角为60°进水流速1.2m/s，水头损失<19.6kPa，栅条净距15～40mm。筛网（1）选定网眼尺寸污水中悬浮物为纤维类物质，所以筛网的网眼应小于2000μm。（2）筛网种类根据生产的产品规格性能，选用倾斜式筛网，材质为不锈钢REF_Ref72075417\r\h[22]。水力负荷0.6-2.4m3/（min·m2）。（3）所需筛网面积A水力负荷（4-11）面积设计取（4-12）调节池设计计算：（1）加酸中和假设原水pH为11，即[OH-]=10-3mol/L，加酸量Ns为（4-13）式中：——酸总耗量，；——废水含碱量，；A——酸性药剂比耗量，取1.24；K——反应不均匀系数，1.1～1.2。（2）池体积计算①设计参数废水停留时间，采用穿孔空气搅拌，气水比3.5：1。②设计计算调节池有效体积：（4-14）式中：Q——最大设计流量，。调节池尺寸：设计调节池平面尺寸为矩形，有效水深为5米，则面积：（4-15）设池宽，池长（4-16）取20m保护高，则池总高度m（4-17）（3）布气管设置①空气量（4-18）式中：D0——每立方米污水需氧量，。②空气干管直径（4-19）校核管内气体流速（4-20）在范围内。③支管直径d1空气干管连接两支管则每根支管空气量（4-21）则只管直径（4-22）校核支管流速（4-23）在范围内。④穿孔管直径d2沿支管方向每隔2m设置两根对称的穿孔管，靠近穿孔管的两侧池壁各留1m，则穿孔管的间距数为,穿孔管的个数。每根支管上连有28根穿孔管。通过每根穿孔管的空气量，（4-24）则穿孔管直径（4-25）校核流速（4-26）在范围内。⑤孔眼计算孔眼开于穿孔管底部与垂直中心线成45°处，并交错排列，孔眼间距，孔径，每根穿孔管长，那么孔眼数：个（4-27）孔眼流速（4-28）符合的流速要求。⑥鼓风机的选型a．空气管时，风管的沿程阻力（4-29）式中：——单位管长阻力，；L——风管长度，；T——修正系数，取1.00；P——压力修正系数，取1.0。风管的局部阻力（4-30）式中：——局部阻力系数，取3.0；V——风管中平均空气流速，；——空气密度，。b．空气管时，风管沿程阻力（4-31）式中：——单位管长阻力，；——风管长度，m；T——修正系数，取1.00；P——压力修正系数，取1.0。风管的局部阻力（4-32）式中：——局部阻力系数，取3.4；——风管中平均空气流速，；——空气密度，。风机所需风压为（4-33）综合以上计算，鼓风机气量，风压结合气量，风压7.08KPa进行风机选型，选SSR型罗茨鼓风机，型号为SSR-150REF_Ref72075833\r\h[25]。如表4-1：表3-1SSR型罗茨鼓风机规格性能型号口径A转速r/min风量m3/min压力kPa轴功率Kw功率KwSSR5调节池计算设计图如图3-2所示。图4-2调节池计算草图UASB反应池（1）设计流量：Q=3000m³/d，Kz=1.17，Qmax=3500m³/d设计参数选取如下：容积负荷（Nv）为：4.5kgCOD/(m3·d)；污泥产率为：0.1kgMLSS/kgCOD；产气率为：0.5m3/kgCOD。（a）反应器容积计算UASB有效容积为：（4-34）式中：V有效——反应器有效容积，m3Q——设计流量，m3/dS0——进水有机物浓量,kgCOD/m3Nv——容积负荷,kgCOD/(m3·d)根据经验，UASB最经济的高度一般在4～6米之间，并且大多数情况下，这也是系统最优的运行范围。取h=5m,则：（4-35）采用2座相同的UASB反应器,则:（4-36）共壁四边池比圆形池较经济，当长宽比在2：1时，投资最省。取长L=20m，宽B=10m则实际横截面积为：（4-37）实际表面水力负荷为:（4-38）故符合设计要求。（2）三相分离器设计淀区水力表面负荷<1.0m/h②沉淀器斜壁角度设为50°,使得污泥无法积聚，快速落入反应区内③进入沉淀区前，沉淀槽底逢隙的流速≦2m/h④总沉淀水深应大于1.5m⑤水力停留时间介于1.5～2h图4-3三相分离器几何尺寸图沉淀区面积为：（4-39）表面水力负荷为:（4-40）故符合设计要求。b）回流缝设计设单元三相分离器的宽度b=6.5m，上下三角行集气罩斜面水平夹角为θ＝55°，取保护水层高度h1=0.5m，下三角形高度h3=3.25m，上三角形顶水深h2=0.5m，设每个UASB池的回流缝的数目为4，则下三角形集气罩底部宽为：（4-41）式中：B1——下三角集气罩底水平宽度，m；Θ——下三角集气罩斜面的水平夹角；h3——下三角集气罩的垂直高度，m；则相邻两个下三角形集气罩之间的水平距离：（4-42）则下三角形回流缝面积为：（4-43）下三角集气罩之间的污泥回流逢中混合液的上升流速(V1)可用下式计算：（4-44）式中：Q1——反应器中废水流量，m3/h；S1——下三角形集气罩回流逢面积，m2；符合设计要求。设上三角形集气罩回流缝的宽度b3=0.35m，则上三角形回流缝面积为：（4-45）上下三角形集气罩之间回流逢中流速(V2)可用下式计算：（4-46）V2=2.71m/h式中：Q2——反应器中废水流量，m3/h；S2——上三角形集气罩回流逢之间面积，m2；符合设计要求。（3）气液分离设计。一般废水的μ>净水的μ,故取μ=0.02g/cm·s。可得气体上升速度为：Vb=（4-47）=0.266cm/s故满足设计要求。（3）进水系统设计采用穿孔管配水，每个反应器设置10根，直径D=150mm，长13m，每根管之间的中心距离为2.6m，配水孔径采用15mm，孔距1.6m。每孔服务面积为1.6x1.6=2.56m2，孔径向下，穿孔管距离反应池底0.21m，每个反应器有18个出水孔，采用连续进水，每孔流速为2.66m/s。（4）出水系统设计采用锯齿形出水渠，渠宽0.2m,高0.2m，每个反应器设计8条出水渠，基本保证出水均匀。（5）排泥系统设计每日产生的悬浮固体：（4-48）每日产泥量为：W=（4-49）式中：Pss——产生的悬浮固体，kgvss/dP——污泥含水率，以97%计——污泥密度，以1000kg/m3计每日产泥量119m3/d，则每个USAB日产泥量59.5m3/d，反应器的1/2高度处和三相分离器下三角以下0.5m处，各设排泥管一根，管径为d=200mm。CASS池混合液中可挥发性悬浮物固体浓度与总悬浮物固体浓度的比值，一般为0.75。混合液污泥浓度一般控制在2.5—4.5kg/m3范围内。污泥回流比为0.2，选择器的容积取主反应区容积的6%REF_Ref72075589\r\h[24]。（1）BOD5去除率计算出水中非溶解性BOD5值为：BOD5=7.1bXaCe式中：Ce——出水中SS浓度，mg/L，70mg/L；b——微生物自身氧化率，取0.08Xa——活性微生物在出水中所占的比例，取0.4.代入各值，得：BOD5=7.1×0.08×0.4×70=18.9mg/L（4-50）因此，出水中溶解性BOD5的值为30-18.9=11.1mg/L（4-51）（2）CASS池-SS负荷率（Ns）的确定取f=0.75，K2=0.020，则：（4-52）式中：Ns——BOD-SS负荷率，kgBOD5/(kgMLSS·d)；K2——有机基质降解速率常数，取0.020；Se——混合液残存的BOD浓度，mg/L，取7.73mg/L，η——有机物去除率，%，取0.952；f——活性污泥中挥发性有机物的含量，取值150mg/L。（3）曝气时间设混合液污泥浓度X=2500mg/L，污泥负荷Ns=0.53kgBOD5/kgMLSS，充水比λ=0.24，曝气时间为（4-53）（4）沉淀时间当污泥浓度小于3000mg/L时，设污水温度T=10℃，污泥界面沉降速度为：（4-54）式中，T为污水温度。设计曝气池水深为H=5.0m（缓冲层高度），沉淀时间ts为（4-55）（5）运行周期t设排水时间td=0.5h，运行周期为（4-56）每日周期数n2=24/3=8（次）（4-57）（6）CASS池容积（负荷计算法）污水设计日流量Qmax=3500m3/d，取X=2.5kg/m33=2500mg/L，则CASS池容积为：（4-58）设计两组CASS池，单个CASS池容积V1=1900m3。单个CASS池设计日流量Qmax=1750m3/d。（7）计算剩余污泥量系统每日产泥量为：（4-59）去除每千克BOD5的产泥量为：（4-60）污泥龄为：（4-61）剩余污泥排放量：（4-62）（8）复核滗水高度h1曝气池有效水深H=5m，滗水高度h1为：（4-63）（9）设计需氧量需氧量：（4-64）（10）标准需氧量假设工程所在地地面标高0.000m，为标准大气压。微孔曝气头装在距池底0.3m处，淹没水深H=4.7m，其绝对压力为：（4-65）微孔曝气头的氧转移效率EA为20%，气泡离开水面时含氧量为：（4-66）水温25℃，清水氧饱和度查表得CS(25)=8.4mg/L，则CASS池内时溶解氧饱和度的平均值为：（4-67）取α=0.85，β=0.95，混合液溶解氧浓度C=2mg/L，查表得CS(20)=9.17mg/L，则标准条件下，转移到曝气池内混合液的总氧量为：（4-68）空气用量（4-69）最大气水比1.65×60×24/3500=0.68（4-70）取1:1供气量G=3500/24/60=2.43m³/min（4-71）（11）鼓风机及鼓风机室的设置选用BK5003罗茨鼓风机2台，一用一备，其转速为1150r/min，长度为1.19m，宽度为0.54m，二台鼓风机并排排放，鼓风机之间的距离取1m，鼓风机距墙面的距离取1m，则鼓风机室的平面尺寸为：长度：L=0.54×2+1×3=4.08m（4-72）宽度：B=1.19+1×2=3.19m（4-73）二沉池设计流量：远期Q=3000m3/d，Qavg=125m3/h设计规模：土建、设备均按远期规模设计沉淀池部分水面面积F采用2座辐流式沉淀池，表面负荷取0.8m3/（m2·h），则：F==78.1（m2）（4-74）池子直径DD=（m）（4-75）校核堰口负荷q（4-76）校核固体负荷（4-77）沉淀部分的有效水深h2，设沉淀时间t=2.5h，H2=q·t（4-78）h2=0.8×2.5=2m污泥区的容积V设计采用周边传动的刮泥机排泥，污泥区容积按2h贮泥时间确定。（4-79）接触消毒池设计参数（1）水力停留时间t（min）=30；（2）接触池容积按最大时污水量设计；（3）接触池池池型采用矩形格板试验纵向分格当水流长度：宽=72：1；池长：单池长：宽=18：1；水深：宽度<1.0时最好（4）池底坡度2%—3%；（5）超高0.3m；设计计算（1）设计水量：污水设计日流量Qmax=3500m3/d接触池有效容积V：（4-80）接触池池体尺寸接触池分格数n=2，取水深h=4.0m，超高0.3m接触池池长L=45m，每格池宽b=5m，长宽比L/b=9：1；接触池总宽B=nb=2×5=10m。接触池设计为纵向折流反应池。接触池实际有效容积：V＇=BLH=10×45×4=1800m3（4-81）满足有效停留时间要求。接触池出水设溢流堰。（2）接触池加氯量计算采用滤后加氯消毒，投氯量按a=5～10mg/L计，取8mg/L，加氯量a=0.001aQ1=0.001×8×3500=25kg/d=1.17kg/h；（4-82）加氯间贮氯量按30天计，则贮氯量为：30×25=750kg；采用氯瓶储存，氯瓶容量为800kg，瓶高1800mm，外径D=600mm，氯瓶自重136kg，公称压力2MP。氯瓶采用两组，每组1个，一组使用，一组备用。加氯间与氯库合建，加氯间平面尺寸为：长3m，宽5m，氯库平面尺寸为：长3m，宽5m。污泥浓缩池（1）浓缩池面积A（4-83）式中：Q——污泥量，m3/d；CO——污泥固体浓度，kg/m3；Cu——污泥固体通量，kg/m2∙d。（2）浓缩池直径D采用圆形池，单池面积：浓缩池直径：（4-84）（3）浓缩池深度H浓缩池工作部分有效水深为：（4-85）式中：T——浓缩时间，h，取T=15hh2——污泥池工作部分有效水深，m。超高h1=0.3m，缓冲层高度h3=0.3m，浓缩池采用重力排泥，池斗壁与水平面的角度α=55°，污泥斗下底直径D1=0.6m。泥斗高度为：（4-86）则浓缩池深度为：H=h1+h2+h3+h4=0.3+3.75+0.3+4.94=9.29m（4-87）下图3.5为浓缩池示意图：图4-5浓缩池计算草图

高程计算高程计算计算高程水头损失的目的是:第一、可以确定构筑物之间流通管道的尺寸大小,保证流水能顺利的在各构筑物之间的流通。第二、明确各个构筑物内部的水位高度,同时还有可以在满足各项技术要求的情况下,设计出更为合适的处理工艺。在计算方面，可以将污水是在构筑物中的流动看作是缓慢、均匀的运动，而在管渠水头损失上，主要考虑局部和沿程水头损失。沿程水头损失：（5-1）式中：—为沿程水头损失，；—为管段长度，；—为水力半径，；—为管内流速，；—为谢才系数。局部水头损失为：（5-2）式中：—局部阻力系数。污泥管道的水头损失管道沿程损失按下式计算：（5-3）管道局部损失计算：（5-4）式中：—污泥浓度系数；—污泥管管径，；—管内流速，；—管道长度，；—局部阻力系数。构筑物水头损失可按下表选用。5-1构筑物水头损失估算表构筑物名称水头损失（m）构筑物名称水头损失（m）格栅0.4UASB池0.6筛网0.2CASS池0.5调节池0.3接触消毒池0.3（3）管渠水力计算：管道沿程水头损失按下式计算：（5-5）式中i为水力坡降局部水头损失:（5-6）5-2尾水至格栅井管渠水力计算表管渠及构筑物名称流量（L/s）管渠设计参数水头损失（m）D（mm）I（‰）V（m/s）L（m）沿程局部合计出水口至消毒池34.72502.240.91180.040.10.14消毒池至CASS池34.72502.240.91330.070.30.37CASS池至UASB反应池34.72502.240.91400.080.10.18UASB反应池至调节池34.72502.240.91450.0850.150.235调节池至格栅井化池34.7/2.240.9100.30.3暂定地面绝对标高140m5-3构筑物及管渠水面标高计算表序号管渠及构筑物名称水面上游标高（m）水面下游标高（m）1消毒池1391372CASS池142.7141.43UASB反应池144.5144.14调节池139.13139.135格栅井139.13139.13

结论污水处理构筑物去除率根据本设计方案选定参数，各工艺单体污染物去除率指标见表6-1。表6-1沿程去除率指标CODcrBOD5SS格栅调节池进水（mg/L）139011001090出水（mg/L）1251990436去除率（%）101060UASB单元进水（mg/L）1251990436出水（mg/L）625.5396261.6去除率（%）506040CASS单元进水（mg/L）625.5396261.6出水（mg/L）15039.6130.8去除率（%）76.19050沉淀池单元进水（mg/L）15039.6130.8出水（mg/L）1003070去除率（%）332447实际去除率（%）96%97.27%93%理论去除率（%）≥90%≥87.7%≥56.3%是否达标是是是本设计完成了设计规模为30000d/t的啤酒厂生产废水处理工艺设计。在设计中结合目前高浓度的有机废水的处理概况以及此类废水的水质水量的特点,通过SBR工艺、A2/O和UASB+CASS工艺的比选,最后选择采用UASB+CASS工艺对该水量的啤酒生产废水进行处理。通过UASB+CASS合工艺对CODCr、BOD5、SS、去除率分别能达到96%、97.27%、93%,实际去除效率大于理论去除效率,通过本设计的工艺处理后的出水可以达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)一级A类标准。本次的设计通过对UASB+CASS工艺的优缺点、技术特征、经济效益、处理能力等方面的研究,UASB+CASS工艺它具有技术上的先进性,投资小,运行成本低,效果好等优点,符合本设计的工艺要求,同时由于它的这些特点,使得这种工艺更广泛的运用于啤酒厂的生产污水处理,让其排出的废