九江市啤酒总厂废水处理工艺设计说明书.textmark

'www.h2o123.com九江市啤酒总厂废水处理工艺设计说明书小组成员：---------------环境系设计日期：2006.12.06 www.h2o123.com目录一．概述二．水质、水量三．工艺路线及工艺流程四．构筑物尺寸确定五．高程计算六．主要设备及材料七．定员八．投资估算九．附 www.h2o123.com一．概述九江市啤酒总厂原称九江市啤酒厂。2006年，该厂为了扩大规模，进行了整体规划，在原基础上进行大幅度扩建。在当今这个环境问题日益突出的时代，九江市啤酒总厂积极执行“绿色生产”、“清洁生产”的理念，扩大厂区绿化面积，向“花园式工厂”迈进。在此基础上，建设污水处理厂，对啤酒生产过程中的生产废水进行处理，使之达标排放。在道路两旁种植毛白杨净水构筑物旁载植夹竹桃等灌木，在一些建筑物的空地上种植草坪（见于平面布置图中）。按设计要求，处理后的废水排入工厂旁边的A河1.啤酒生产特点80年代以来，我国啤酒工业得到迅速发展，到目前我国啤酒生产厂已有800多家，据1996年统计我国啤酒产量达1650万吨，既成为世界啤酒生产大国，又成为较高浓度有机物污染大户，啤酒废水的排放和对环境的污染已成为突出问题，引起了各有关部门的重视。啤酒生产过程用水量很大，特别是酿造、罐装工序过程，由于大量使用新鲜水，产生大量废水。由于啤酒的生产工序较多，不同啤酒厂生产过程中耗水量和水质相差较大。管理技术水平较高的啤酒厂生产一吨啤酒大概需要耗水10-15吨，国内啤酒厂的耗水量一般大于该数值。国内每吨啤酒从糖化到灌装总耗水10～20m3。同时，啤酒生产还存在着很强的季节性，集中生产都在夏天非常炎热的时候，冬天气温低的时候停止生产。这种季节性生产特点对我们设计啤酒废水处理工艺也产生一定影响。2.废水主要来源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。3.废水特性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。由于糖化液、发酵液等含渣废水含有大量有机悬浮固体，故SS很高，给废水的处理带来 www.h2o123.com一定难度。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：1000～2500mg/L，BOD5含量为：600～1500mg/L，SS：300～600mg/L。二.水质、水量九江市啤酒厂产生的废水性质与国内大多数厂家无异：设计进水（经调节池调节后）：Q=2000m3/d=0.023m3/s；CODcr1200mg/L；BOD700mg/L；SS600mg/L；PH5.5-7.0沉淀池的进水来自于糖化、发酵废水，Q=600m3/d；CODcr4000mg/L；BOD2000mg/L；SS1200mg/L设计出水：CODcr<100mg/L；BOD<20mg/L；SS<30mg/L；PH6.0-8.0出水执行〈污水综合排放标准〉（GB8978-1996）一级标准UASB反应器处理啤酒废水，需满足一定的营养元素比例关系：COD：N：P=200：5：1，啤酒废水中由于含有大量酵母细胞，提供了丰富的氮元素，所以无需再补充氮元素，节约了部分成本二.工艺路线及工艺流程在工艺流程确定的过程中，主要考虑以下几条原则：（1）啤酒废水可生化性好(BOD5/CODCr＞0.50)，主体工艺采用生化方法；（2）啤酒废水水质、水量变化大，如何尽量降低工程占地，又不影响后续处理的稳定运行，这要求后续生化处理有较高的耐冲击负荷能力；（3）该公司啤酒废水属中浓度有机废水，单级好氧处理工艺难以保证废水达标排放，传统的厌氧反应器处理效率低、占地大，因此必须采用高效生物反应器； www.h2o123.com（4）根据以往经验，若采用单级或两级好氧生物处理工艺，虽然可以达到处理要求，但能耗非常高（一般来说，好氧处理的费用与进水的污染物浓度成正比），因此，为了降低运行费用，最好可以在好氧生物处理前增加一个厌氧工艺。根据上述原则，确定采用图1所示的处理工艺流程：糖化.发酵废水其它混合废水粗格栅细格栅沉淀池接触氧化池水质调节池气浮池污泥浓缩池脱水机泥饼外运处理后出水达标排放主要构筑物简介：（1）格栅把格栅设在处理构筑物之前，由于啤酒废水SS很高，采用两级格栅，主要拦截污水带来的瓶盖、塑料制品及车间与室外环境带来的较大漂浮物，保证后续处理设施的正常运行。（2）沉淀池糖化、发酵废水含有大量有机悬浮固体，SS很高，为了降低后续生物处理的有机负荷，在调节池前设沉淀池，以除去大部分可沉淀的悬浮物质，降低生物工艺负荷，节省能耗。池底设污泥斗，通过排泥管定期将沉淀污泥排出池外。（3）水质调节池（均质池） www.h2o123.com由于啤酒厂各工段排水水质差异很大，为了不形成对后续生化处理的负荷冲击和酸碱冲击，应设均质调节池，均匀水质，并起到一定的水量调节作用。为了把一部分有机物质酸化分解，以提高在UASB反应器中的去除速率，需在调节池中补加一定酸度，起到了酸化池的部分作用。（4）UASB反应器UASB反应器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，它具有截留污泥量大，颗粒化程度好，无需搅拌，耐冲击负荷，处理高浓度有机废水能力强等特点。UASB反应器在低温条件下处理效果会大幅度降低，但由于啤酒只在夏天气温高的时候生产，所以气温低时反应器会处于闲置状态，不需要将UASB反应器裹上一层保温材料，节约了经济耗费。（5）接触氧化池由于UASB反应器出水达不到排放标准，必须增加一个好氧工艺与UASB组合达到最佳效果，以稳定出水水质。生物接触氧化池由于性能稳定、产泥量少、易于启动、能耗低、出水效果好而成为最理想选择。（6）气浮池啤酒废水SS很高，为了使处理后的废水达标排放，还需要增加一个气浮池，以去除水体中密度很小的悬浮固体。污水经气浮池后即可达标排放。沉淀池、接触氧化池及气浮池产生的污泥经污泥浓缩池浓缩后，脱水、外运。实践证明，气浮池与接触氧化池组合使用时，可以达到稳定的出水水质。三.构筑物尺寸确定（一）格栅采用两套格栅：中格栅：设栅前水深h=0.3m，过栅流速取v=0.3m/s，栅条间隙e=20mm，格栅安装倾角α=60° www.h2o123.com格栅宽度B=S(n-1)+enQsina0.016sin60n===7ehv0.02×0.4×0.3B=0.01(7-1)+0.02×7=0.2m0.3×0.3过栅水头损失h1=2..42×(0.01/0.02)4/3sin60×3=0.012m2×9.81格栅总高度H=h+h1+h2=0.4+0.012+0.3=0.712m细格栅：栅条间隙e=5mm，其它同上Qsina0.016sin60N===24.8，取为25根ehv0.005×0.4×0.3B=0.005(25-1)+0.005×25=0.25m0.3×0.3过栅水头损失h1=2..42×(0.01/0.005)4/3sin60×3=0.073m2×9.81格栅总高度H=h+h1+h2=0.4+0.073+0.3=0.773m即中格栅设7根格条，栅宽宽度0.20m；总高度0.712m细格栅设25根格条，栅宽宽度0.25m；总高度0.773m（二）沉淀池由于平流式沉淀池对冲击负荷和温度的适应能力较强，造价相对较低，故本设计中采用平流式沉淀池来去除糖化、发酵废水的SS1.沉淀区有效容积取沉淀时间为2h，3V=Qt=360×2=720m2.沉淀区有效水深32参考同类型数据，取表面水力负荷q=1m/(m·h)h2=qt=2×1=2m3.沉淀区长度2由上，沉淀池面积A=Qmax/h2=600×1.5（水量修正系数）÷24÷2=18.8m，定沉淀池长度为9m，则宽度B=18.8÷9=2.01m，取2.00m长宽比核算：9：2=4.5：1，合格4.污泥区尺寸 www.h2o123.com1污泥斗容积V=h4(f1+f2+f1f2)322其中f1=2×2=4m，f2=0.1×0.1=0.01m，污泥斗为方斗，倾角α=60°，h4=1.65m3V=1.65×(4+0.01+4×0.01)÷3=2.32m按沉淀池去除50%SS计算，则每天产生的污泥量W=360×600÷1000=216L由于V>W，所以该设计符合要求，沉淀池底部清泥周期设为3天5.沉淀池高度H=h1+h2+h3+h4=0.3+2+0.6+1.65=4.55m6.沉淀池总长度L=0.5+0.3+9=9.8m（三）均质池对于啤酒厂工业废水，调节池水力停留时间应在5～8h内，最小不得小于3h基于以上原则，采用穿孔导流槽式水质调节池，取停留时间为5h，则调节池32的有效容积V=2000×5÷24=417m有效水深取2m，则池面积为209m，池宽取6m，池长为35m,纵向隔板间距采用1.5m，将池宽分为4格。在调节池底设置穿孔管，用鼓风机进行鼓风曝气，达到比较好的搅拌效果，使水质均匀，见附图25-6mm3/(h;m2池面积)算经济耗费（四）UASB反应器1.有效容积和主要尺寸V=QS0/Nv取定容积负荷Nv为10kgCOD/(m3·d)则V=2000×1.2÷10=240m3由于污水的浓度不是很高，UASB的有效高度不宜太高，此处取定为4m反应器面积S=V/h=240÷4=60m2反应器直径d=2（S÷π）0.5=8.74m，取为9m2.配水及进、出水系统由于前面已经使用了调节池来均匀水质，此处采用连续均匀进水的运行方式，配水系统采用穿空管，出水系统采用三角堰溢流3.其它结构的确定UASB反应器其它结构的确定主要依据以往经验：1)采用多孔管布水系统； www.h2o123.com2)支撑板采用多孔板；3)采用轻质滤料(此处采用塑料)，滤料层高度2m（五）接触氧化池采用外循环直流生物接触氧化池1.填料的容积计算W=QS0/Nw=(2000×105)÷1200=175m3，取容积负荷率为1.2kgBOD/(m3·d)2.接触氧化池总面积A=W/H=175÷3=60m2，取填料层高度为3m，分3层，每层1m为了保证布气均匀，采用4格，则每格面积为15m2<25m2进一步核算，污水与填料的接触时间t=175÷2000=2.1h,一般要求接触时间的范围为1.5-3.0h，故此设计可行4.接触氧化池的总高度H0=H+h1+h2+(m-1)h3+h4=3.0+0.5+0.5+0.2×(3-1)+0.5=4.9m5.其它要素的确定1)填料采用尼龙软性填料；2)在池底安装穿孔管，鼓风曝气，维持气水比约为20:1。（六）气浮池采用如下设计参数：1)回流比取10%；2)接触室上升流速采用20mm/s；3)气浮室分离速度采用2mm/s；4)溶气罐内组装填料，单位面积过流能力取150m3/(m2·h)；5)溶气罐压力定为0.25MPa；6)气浮池分离室停留时间16min。计算：1.加压溶气水水量Qp=R´Q=10%×2000/24=8.3m3/h2.气浮所需空气量Qg=Qpαφ=8.3×40×1.2=400L/h3.空气压缩机所需额定空气量Qg´=400÷60÷1000×1.4=0.009m3/min4.压力溶气罐直径D=0.27m www.h2o123.com5.气浮接触室尺寸：接触室平面面积Ac=1.27m2接触室宽度定为0.35m，则接触室长度为3.6m6.气浮分离室尺寸：分离室平面面积As=12.7m2分离室长度为（12.7÷3.6）=3.5m7.气浮池水深H=2×16×60/1000=1.92m8.气浮池的容积W=(As+Ac)H=(1.27+12.7)×2.22=31m3总停留时间T=60×31÷(2000÷24+8.3)=20.3min接触室气水接触时间tc=(1.92-0.6)/0.02=66s(>60s)9.集渣槽设于气浮池进水端，采用桥式刮渣机逆向刮渣（七）污泥浓缩池采用间歇运行污泥浓缩池，取固体负荷为60kg/(m3•d)，有效水深为3m，浓缩池面积定为10m2，排泥间隔时间为12h（八）污泥脱水离心机采用应用较普遍的转筒式离心机，根据污泥性质，选用离子度低的阳离子有机高分子混凝剂，投加量为污泥干重的0.2%CODcrBODSS进水1200700600UASB出水240105420接触氧化池出水361642表1设计生化反应器处理效果五．高程计算污水处理厂的设计地面高程为20m废水受纳水体（A河）水位最高时为17m，因此出水口管线埋深定为1.2m，不会由于涨潮而导致河水回灌。此外，在污水处理厂内部管线全部采用地埋式，埋深1.2m。 www.h2o123.com管路设计参数设计流量管路编号尺寸长度压头降(m3/d)i流速(m/s)D(mm)L(m)（m）①14002000.01061.09.00.096③14002000.01061.019.00.202④6001500.00981.01.20.012⑤6001500.00981.016.00.157⑥20002500.00711.018.60.132⑦20002500.00711.06.20.044⑧20002500.00711.07.00.050⑨20002500.00711.04.20.030⑩20002500.00711.06.60.047表2构筑物连接管路水力计算表2v局部构件构件数量（个）压头降h=ξ（m）2g水泵20.051潜水泵10.051文氏管流量计①40.141止回阀（旋启式）10.230闸阀②50.005格栅③20.012+0.07390°弯管④20.041表3局部水力损失计算表（水流速度全取为1.0m/s）说明：①各个管线的直径不等，故选用的文氏管流量计也不相同，为了便于计算，把流量计的收缩截面直径/进水管直径确定为0.5，则局部阻力系数ξ=2.76②计算闸阀时设所有闸阀都是全开状态③格栅杆条横断面为矩形④弯管曲率半径取250mm www.h2o123.com高程计算如下：高程（m）河水水位17排水管水位18.8排水管沿程损失0.047局部损失0.141+0.005气浮池理论出水水位18.947气浮池实际出水水位④20.92气浮池进水端水位21.42接触氧化池出水水位沿程损失0.03局部损失0.00521.455接触氧化池进水水位⑤21.855UASB中水位沿程损失0.05局部损失0.23+0.005+0.041×222.222二级提升泵提升水位沿程损失0.132局部损失0.044+0.14122.533调节池水位22沉淀池出水水位沿程损失0.157局部损失0.14122.298潜水泵提升水位沿程损失0.01222.31糖化废水入流水位18蓄水池水位跌水0.517.5其它废水入流水位17.6一级提升泵水位 www.h2o123.com沿程损失0.096+0.202局部损失0.005+0012+0.073+0.14122.523说明：④若气浮池按照理论水位出水，则气浮池需建设在地下，大幅度增加了基建费用，所以考虑气浮池地下挖深1.0m⑤接触氧化池共有4格，且每格内装有软性填料，水位压差应较大，但由于池底均匀曝气，相当于对水力有个提升作用，故取中间损失为0.4m www.h2o123.com六.主要设备及材料(一)主要设备1.泵种类型号扬程(m)出口管径(mm)功率（kw）1一级提升水泵2PW9.562.56.52二级提升水泵103009.3100WLI100-10潜水泵10501.550QW25-10-1.5表4主要设备---泵2.其它风机变径管流量计闸阀污泥离心机沼气发动、发电机（二）材料长度直径铸铁管 www.h2o123.com八.投资估算据估计资料，UASB反应器每去除1kgCOD可以产沼气约0.42m3据此可算得该污水处理厂每天可以产沼气806m3九.附1.调节池工艺图2.平面布置图对平面布置图的几点说明：�我们设计的这套针对啤酒废水的处理工艺流程简单，构筑物占地面积小（57×36），设备投资低，且运行稳定，去除效率高，达到预定设计目标；�该污水处理厂在九江市啤酒总厂所购买的荒地上建筑，由于该厂规模扩大，需建设一个专用停车场，考虑到这个需要，将停车场建在污水处理厂内，以最有效的利用土地，停车场的基建费用不包括在污水处理厂的设计费用内；�该污水处理厂的最大特色是道路宽敞，绿化很好，这是为了迎合建立环保型污水处理厂的需要。除专门建设的绿化带外，在道路两旁植树，使整个污水处理厂环境优美；�风机房采用鼓风曝气机，噪音较大，为了保护人体健康，风机房外壁包裹一层隔音材料；�污水处理厂绿化面积达到�由于食堂、浴室、宿舍等都建设在厂区，故此处不用再建设，只需要设立控制室、维修间等'