毕业设计啤酒废水处理工艺设计

'长江大学工程技术学院本科毕业设计（论文）任务书化学工程系专业：化学工程与工艺专业班级：60516班学生姓名：李金辉学号：20052078指导教师/职称：朱卓堂/高工1.设计（论文）题目及专题：3000吨/天啤酒废水处理装置工程设计2.学生设计（论文）期限：自月日开始至5月25完成3.设计（论文）所用原始资料：3①每日最大污水处理量：约3000m。②污水水质：1、水量：平均3000吨/天2、水质：水质指pH值COD/(mg/L)BOD5SS/(mg/L)TN/(mg/L)TP/(mg/L)标/(mg/L)进水水5-102500160020003510质排放标6-9≤100≤30≤70≤15≤0.5准去除98.69998.5率%3、处理要求:水达到国家标准《污水综合排放标准》（GB8978—96）一级4、设计（论文）完成的主要内容：（1）方案选取：检索国内外相关科技文献报道的成果，综合考虑技术经济因素选取本设计项目适合的技术路线、工艺方案、主要设备，写出3000字左右的文献综述报告，200字的中文献摘要并译成英文（ABSTRACT）。（2）设计说明书及计算书：根据选顶的技术方案及技术路线，编写设计计算说明书。主要包括以下几部分内容：第一部分前言：A、啤酒废水处理的概况；啤酒废水的来源《生产工序，量、水质》；B、本工程概况；C、工艺设计原则、范围与依据；D、工艺流程的确定及工艺方案原理、工艺路线描述；E、工艺的特点和处理效果；F、自控方案，检测、监测方案第二部分工程设计工程设计规模；工程规模、主要构筑物、设备的设计计算；处理的结果；物料衡算表及主要辅料的消耗量；能耗表等；EGSB设计计算；CASS工艺过程、CASS反应器的运行参数（包括氧的溶解度、利用率，但氧的物料衡算忽略，反应器内的C/N比等）废弃物的处置及安全、环保健康措施； 事故情况的处理；第三部分技术经济分析；第四部分问题与讨论。第五部分结束语；参考文献及书目等。相关图纸：主要包括：带控制点的工艺流程图；平面布置图；高程图；主要设备（构筑物）工艺图。6.发题日期：二OO九年月七日7．附设计原始资料指导老师（签名）：学生（签名）：李金辉 摘要学生：李金辉，化学工程系指导老师：朱卓堂，长江大学啤酒废水中有机物含量较高，如直接排放，既污染环境又降低啤酒工业的原料利用率，为此，许多学者和厂家对啤酒废水的处理和利用技术进行研究，对几种常见的处理利用技术进行了比较，得出结论：单一的处理和利用技术不能从根本上解决啤酒废水的污染问题，只有将多种技术结合使用，才能达到经济效益和环境效益的统一。本文根据前人的研究成果综述了啤酒废水处理和利用的现状，有针对性的对啤酒废水自身的特性，通过对酸化―SBR处理啤酒废水，EGSB＋CASS法处理啤酒废水，新型接触氧化法处理啤酒废水，生物接触氧化法处理啤酒废水，上流式厌氧污泥床（UASB）等处理啤酒废水的几种处理方法的详细分析，确定最佳方案即用EGSB+CASS。EGSB+CASS的主要组成部分是EGSB反应器。本文介绍了有关EGSB+CASS的处理流程和设计的计算、对格、调节池、EGSB池、CASS池、污泥浓缩池等进行了精细的设计和计算。并对主要构筑物EGSB池、CASS做了详细的说明。EGSB+CASS处理高浓度有机废水，其关键是培养出沉降性能良好的厌氧颗粒污泥。采用此工艺，不但使处理流程简洁，也节省了运行费用，在降低废水浓度的同时，还可以回收在处理过程中所产沼气作为能源的利用。以便我为进一步探讨效益资源型处理技术提供借鉴。本设计工艺流程为：啤酒废水→格栅→污水提升泵房→调节沉淀池→EGSB反应器→CASS池→处理水整个工艺具有总投资少，处理效果好，工艺简单，占地面积省，运行稳定，能耗少的优点。关键字：啤酒工业废水处理EGSBCASS沼气回收 AbstractStudent:Jin-HuiLi,DepartmentofChemicalEngineeringTeacher:Zhuo-TangZhu,YangtzeUniversityBeingliquidcontaininghighorganicpollutants,brewerywastewatermaynotonlyleadtoenvironmentalpollution,butalsodecreasetheutilizationratioofrawmaterialusedinbeerproduction.Therefore,manyscholarsandbrewerieshavepaidmuchattentiontodevelopingnewtechniquesfortreatingandmakinguseofbrewerywastewater.Thispapermakesacomparisonamongvariousnewtechniquesonthebasisofanalyzingthesourcesandcharacteristicsofbrewerywastewater.Itisconcludedthatasingletechniquecannoteffectivelyremovethecontaminationfrombrewerywastewater,andonlythecombinationofvarioustechniquescanachievegreatbenefitsbothineconomyandinenvironment.Thus,usedthepresentconditions.Makeafocalization,forthecharacterofthewastewaterofthebrewery,withtheacid-SBRthebreweryoftreatment,EGSB+CASSthebreweryofthetreatment,thenewtypeofthebreweryofthetreatment，theengageoxidizeofbiologytothebreweryofthetreatment.EGSBthebreweryofthetreatment,andsoon.Throughseveraltreatmentsstudying,Imakethebestwaytotreatmentthewastewaterfrombrewery—EGSB+CASS.EGSB+CASSismadeofreactor.FromthisliteraryyoucanachievealotofwaysaboutEGSB+CASS.Thetreatmentofcalculation,forexample,gridaccommodator;theengageoxidizeofbiologyflatulencereactor.Concentratemudpoolandmakeadetailedexplanationforthemainbuilding.EGSBpoolandtheengagedoxidizeofbiologyflatulencereactor.UsedEGSBtreatingwastewaterofthebreweryismaintaintheanaerobicgranularsludge.Withthisway,notonlycleaning.butalsosavingthemoney,Reducingtheenergywhileretrievingthemethane.Severalproposalsareputforwardforfutureresearch.Thetechnologicalprocessofthisdesignis:Beerwastewater→Screens→Thesewageliftpumphouse→Regulatesprecipitatingtank→ReactiontankofEGSB→TankofCASS→TreatmentwaterTheentiretechnologicalprocesshavethecharacteristicsoflowerinvestment,goodtreatmenteffect,easytechnologyprocess，usingsmallarea,runningsteady,andconsuminglowerenergy.Keywords：breweryindustry,wastewatertreatment,EGSB,CASS,methanerecovery 啤酒废水处理的工艺设计学生：李金辉，化学工程系指导老师：朱卓堂，长江大学一、题目的来源及类型来源：生产/社会实际类型：毕业设计二．研究背景与意义水是生命之源，是人类赖以生存和发展的物质基础，是不可替代的宝贵资源。我国却是一个水资源十分短缺的国家，人均水资源占有量仅为世界平均水平的四分之一，严重制约着我国社会主义经济的发展。经济的腾飞是以环境的代价为前提的。随着近代我国社会主义经济的腾飞，社会主义工业呈现飞速发展，水资源污染尤其是工业废水污染也严重恶化。工业废水的污染以其污染大、污染物浓度高、废水排放量大、废水中含有多种有毒有害物质、废水成分复杂以及水量变化大等特点而成为目前我们所面临的主要问题。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t，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。该废水中主要含糖类，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。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，其污染程度相当严重。基于水污染的危害性和严重性，以保护环境为宗旨，以达到国家废水排放标准为目的来设计啤酒废水处理工艺是啤酒生产厂废水处理部门一项刻不容缓的重任! 三参考文献1周长波，张振家.啤酒废水处理技术的应用进展.环境工程.2003.（6）2徐怀东,钟月华,伍勇,肖泽仪.我国啤酒废水处理工艺进展.四川环境.2003.（3）3阮文全.废水生物处理工程设计实例祥解.化学工业出版社.2006.3.4高廷耀，顾国维.水污染控制工程（二）.高等教育出版社.2000.75韩洪军,衣春敏.啤酒废水处理工程设计及运行分析(一).哈尔滨建筑大学学报,2000.22(4)6王连军,蔡敏敏.无机膜-生物反应器处理啤酒废水及其膜清洗的试验研究[J].工业水处理,2000.20(2)7王松林,汪大庆.内循环UASB反应器+氧化沟工艺在啤酒废水处理中的应用[J].工业用水与废水,2001,32(2)8邱冬梅.SBR工艺在啤酒废水处理中的应用[J].广州食品工科技,2001,17(1)9梁航国,史景华.氧化塘法治理啤酒工业废水技术的探讨[J].陕西环境,1998,5(1)10徐立根.CASS法在啤酒废水治理中的应用.环境保护,1999.(12)11左永泉.啤酒废水处理技术的应用.环境工程,2000.18(1)12郝瑞霞,贾胜温.我国啤酒工业废水治理技术现状及发展趋势.河北化工学院学报,1998.(19)13李科林,孟范平.啤酒工业废水治理技术现状及利用技术研究进展.中南林学院学报,1999.(19)14张华,李广钊.吸附生物降解法在啤酒废水处理中的应用.环境工程，2000.(18)15石岩明.啤酒废水处理技术的革新与实践.工业水处理.2003，23（1）16辛响付，任洪强.啤酒废水脱氮工艺优化运行的工程研究.无锡轻工大学学报，2003，317何晓娟.IC-CIRCOX工艺及其在啤酒废水处理中的应用.工业给排水，199718辛响付，方德宏，啤酒废水处理的节能途径.节能与环保，2002.1119韩洪军,衣春敏.啤酒废水处理工程设计及运行分析(二).哈尔滨建筑大学学报,2000.33（5) 20匡武，殷福才等.UASB工艺在啤酒废水处理中的应用.中国给水排水，2006.11（16）21郝贵珍，高永，冀红亮.水解酸化+SBR工艺在啤酒废水处理中的应用.河北建筑工程学院学报，2005，23（4）22董春娟，吕炳南，赵庆良.EGSB反应器处理啤酒废水运行影响因素研究.给水排水，2007，33（5）23严永红，任洪强，祁佩时.EGSB反应器与UASB反应器处理有机废水的性能比较研究.中国沼气，2005，23（3）四．国内外研究现状与研究的主攻方向4.1国内外发展现状“七五”以来，我国对啤酒废水的处理工艺和技术进行了大量的研究和探索，特别是轻工业系统的设计院和科研单位，对啤酒废水的处理进行了各方面的试验、研究和实践，取得了行之有效的成功经验，逐渐形成了以生化为主、生化与物化相结合的处理工艺。生化法中常用的有活性污泥法、生物膜法、厌氧与好氧相结合法、水解酸化与SBR相组合等各种处理工艺。这些处理方法与工艺各有其特点和不足之处，但各自都有较为成功的经验。目前还有不少新的处理方法和工艺优化组合正在试验和研究，有的已取得了理想的成效，不久将应用于实践。尽管目前污水处理技术众多,但其发展目标是一致的,即以发展绿色技术、实现资源可持续开发利用和生态安全为目标。根据国内外研究动向,啤酒废水处理技术发展趋势将表现在以下几个方面:(1)充分利用新技术对现有的啤酒废水处理工艺进行因地制宜的技术改造,采用高效节能的生物反应器。(2)实行污水规模化集中处理,可免除重复性设备投资,易于采用新技术。(3)啤酒废水中含有多种有用物质,在处理前应尽量回收有用的固体物质,经加工后作饲料添加剂或药品,在处理时应多考虑变废为宝,提高经济效益。(4)针对啤酒废水中有机物含量高、生物降解性差的特点,同时考虑能源紧张的形势,主要采用厌氧-好氧联合技术,并将产生的污泥干化后作肥料使用。(5)当前全球水资源紧张已成为世界关注的焦点,而啤酒废水有害无毒,如能将其净化后回收利用,可达到节约水资源的目的。(6)在污水处理中实行自动化控制技术,实现反应器自控管理,将会节省人力。 (7)开发生物基因技术在环保领域的应用,向着节能、回收有用物质的方向发展。4.2发展趋势针对目前的研究现状及存在问题,以后的研究趋势如下:(1)化学法开发高效无污染水处理剂或用已有的药剂复配出性能优越的增效复配药剂。(2)物理法重点是旋流法,改进水力旋流器结构,解决旋流分离效率低、处理量小的问题,开发各种高效旋流器,进行动态旋流器、多相分离旋流器以及低剪切增压技术的研究.过滤法,进行过滤材料的表面改性及抗油污染方面的研究,如纤维球过滤器、纤维束过滤器及其他精密过滤器的应用究。(3)生化处理法开发复合菌种,在同一生化反应器中可同时降解污水中的各种有机物。研制高效生化反应器如固定床生化反应器、流化床生化反应器及复合床生化反应器。(4)膜分离法开发具有抗污染、破乳特性的膜材料及相关功能膜,降低膜成本,加强陶瓷膜等无机膜的应用研究,研制高效、动态、抗污染膜组件。(5)新工艺研究针对不同油田的特点,对处理后水质要求的不同,对各单元过程进行性能匹配和优化研究,开发出多种组合工艺及多功能集成的一体化设备.集高效、经济、简单易用等特点于一体的小型采油废水处理装置将在区块采油开发中发挥重要作用,是今后一段时间的研究热点。4.3主要的处理工艺目前，国内外普遍采取生化法处理啤酒废水。根据处理过程中是否需要曝气，可以把升华处理法分为好氧生物处理和厌氧生物处理两大类。4.3.1好氧生物处理好氧生物处理是在氧气充足的情况下，利用好氧微生物的生命活动氧化啤酒废水中的有机物，其产物是二氧化碳、水及能量（释放于水中）。这种方法没有考虑到废水中有机物的利用问题，因此处理成本较高。活性污泥法、生物膜法、深井曝气法是较有代表性的好氧生物处理方法。4.3.1.1活性污泥法活性污泥法于1914年由英国人Ardernh和Lock2ett实验成功,在中、低浓度污染物有机废水处理中,其技术分支较为广泛,也是使用最多,运行可靠,最为成熟的方法。具有处理效果好、投资较少等优点,适用于大中城市啤酒厂采用。 但是此法在用空气曝气时容易产生泡沫,造成难以充氧,管理不好则易产生污泥膨胀,此外还因动力消耗高、占地面积较大等缺点限制了其应用。目前,国内有广州啤酒厂、珠江啤酒厂、无锡啤酒厂、华都啤酒厂、珠江啤酒厂等。采用活性污泥法处理啤酒废水,废水COD的进水浓度为1000～1500mg/L,出水为40～100mg/L,去除率90%～96%,运转费016～018元/吨水(按1986计)。其中珠江啤酒厂从比利时引进TSU(Two-StageUnitank)两阶段单一槽活性污泥工艺,其特点是曝气与沉淀反复循环,废水经第一段高负载混合曝气沉淀去除80%以上的BOD5,进入第二阶段低负载混合曝气沉淀槽,将剩余的BOD5进—步降低,最终BOD5去除率达到95%,出水达到排放标准。无锡啤酒厂也采用与之类似的两段曝气(Z-A法)+氧化塘处理啤酒废水,COD去除率为90%～95%,处理后的水可用于养鱼。可见活性污泥法处理啤酒废水具有运行可靠、处理效果较好的优点,但啤酒废水氮磷含量低,碳氮比例失调,运行中容易产生污泥膨胀,因此,啤酒废水处理过程中需添加一定量的氮磷。此外,活性污泥法对啤酒废水水质、水量变化的适应性也较差,且因污泥产量高,处置麻烦,不耐冲击负荷,还需要大量充氧,增加了基建运行费用。4.3.1.2接触氧化法生物接触氧化法是利用固着在填料上的生物膜来西服水中的有机污染物并加以氧化分解，使污水得到净化。20世纪80年代初，接触氧化法比破同活性污泥法有一定的有时，因此在啤酒废水处理上得到了广泛的应用。但由于啤酒废水的进水COD浓度很高，所以一般采用二级接触氧化工艺。采用接触氧化工艺代替活性污泥法，可以防止高糖含量废水易引起污泥膨胀的现象，并且不用投配氮、磷营养。用接触氧化法，可以选择的负荷范围是1.0-1.5kgBOD5/(m³·d);用鼓风曝气，每去除1kgBOD5约需空气80m³。该法的缺点是对于较大型污水厂填料需要量过大，不便于运输和装填，而且污泥排放量大。4.3.1.3SBR工艺及应用SBR法是对传统活性污泥法的改进,近年来,在国内外被引起广泛重视和研究应用。SBR工艺典型的操作工序为:进水、反应、沉淀、排水、闲置等5个工序,整个工序经厌氧、好氧、缺氧3个阶段。根据出水情况可随时调整各工序的时间以达到最佳出水效果。SBR法已有许多工程应用实例。付敏宁等人报道了填料式SBR技术在啤酒废水处理工程中的应用。由于SBR反应池设置了填料,大大提高 了单位体积的微生物数量,使SBR工艺综合了接触氧化法的优点,提高了处理效率,缩小了反应器的体积。厌氧工艺+SBR组合工艺在实际中也得到了广泛的应用。结果表明当进水CODCr为1000～2000mg/L,处理后出水均达到国家排放标准。常规活性污泥法相比,SBR工艺不需要另设二次沉淀池、污泥回流及污泥回流设备,也可不设调节。因此基建投资低,同时设备具有耐冲击负荷,工作稳定,运行灵活,污泥性能良好等优点。有资料显示,SBR的主要构筑物容积为常规活性污泥工艺的50%～60%,运行费用及占地面积均可减少20%左右。SBR工艺这些特点,使其特别适用于排放量小,有机物浓度高且不易降解,废液排放间歇的中小企业。SBR工艺是极具发展潜力的一种处理工艺。但也存在着曝气装置易堵塞,自动控制技术及连续在线分析仪表要求高等缺点。目前普通SBR反应器已发展到组合复杂的SBR反应器。4.3.1.4CAST工艺CAST工艺（循环式活性污泥法）是对SBR法的改进，在国内有很多工程实例。埠新啤酒厂用CAST工艺处理啤酒废水的实践结果表明，工艺处理效果稳定，可达到排放标准，平均出水水质：COD25～86mg/L，去除率为96%～98%；BOD521～25mg/L，去除率为97%～98%；SS52～64mg/L，去除率为88%～92%。该工艺投资较低，运行费用省，每立方米废水总投资为1100元，运行成本0.56元/m3。由于厌氧生物处理技术不能除磷，因此厌氧法后必须增加好氧处理，而CAST工艺刚好能满足这一要求。CAST工艺不仅很容易实现好氧、缺氧及厌氧状态交替的处理条件，而且很容易在好氧条件先增加曝气量、反应时间和污泥龄来强化硝化反应及聚磷菌过量摄磷的顺利完成；也可在缺氧条件下方便的投加原废水或用提高污泥浓度等方式以提供有机碳源作为电子供体使反硝化过程更快完成。由于其良好的工艺性能和灵活的操作，因此选择CAST进行生物除磷。在生物除磷的基础上，为了进一步强化除磷效果，设计中在CAST反应池后面加一个除磷池，往里面加入混凝剂，通过混凝沉淀来去除残余的磷。4.3.1.5CASS工艺及应用CASS(循环式活性污泥系统)是CAST工艺的一种优化变型,在20世纪70年代开始得到研究和应用。该工艺核心部分是CASS反应池,集曝气,二沉等过程于一体。在SBR的基础上,在池子的前部增设了1个生物选择器。这样,CASS池的反应池被隔墙分隔为3个区,即生物选择区、预反应区及主反应区。目前很多厂家采用CASS工艺处理啤酒废水,都取得了预期的效果。在进水水 质平均为2000mg/L的情况下,出水水质达到污水排放新扩改二级标准。周刚报道了CASS工艺处理啤酒废水在高寒地区的应用。工程实践表明,在高寒地区采用CASS工艺处理啤酒废水是可行的(进水CODCr在500～1500mg/L时,处理后水质达到《污水排放标准》的一级排放标准),即便在低温条件下,也能顺利地进行污泥的培养和驯化,但需要十分重视当地的气温特点,做好各种处理设施、管线的保温防冻措施。CASS工艺处理啤酒废水,具有工艺简单,流程短,自动化程度高,操作方便等优点。其不足之处为,操作管理要求相对较高,首次运行调试时间较长。总之，好氧处理工艺存在曝气耗能大、污泥产量大的缺点，故厌氧—好氧处理工艺逐渐被深入研究和开发利用。4.3.2厌氧法20世纪70年代以来,废水厌氧处理技术因其具有投资少,运行费用低及能产生能量等优点而得到较快的发展和应用。一般认为,厌氧生物处理技术的反应器主体经历了3个时代。传统厌氧发酵工艺(第一代反应器,以厌氧消化池为代表)因需要较高的温度,较长的停留时间,且处理效能低而被逐渐淘汰。目前以上流式厌氧污泥床(UASB)为代表的第二代反应器和以厌氧颗粒污泥膨胀床(EGSB)和厌氧内循环反应器(IC)为代表的反应器已被广泛引入到啤酒废水处理工程应用中,并取得了良好的效果。目前在啤酒处理工艺上,厌氧工艺应用比较多的有UASB工艺,IC工艺和酸化水解工艺。4.3.2.1UASB反应器70年代荷兰Lettinga等发展的UASB反应器是一种悬浮生长型反应器,首次把颗粒污泥的概念引入反应器中。该反应器特别适宜于处理高浓度有机废水。目前,很多国家相继开展了对UASB的深入研究和开发工作。UASB工艺因其工艺结构紧凑,处理能力大,效果好,投资省而在国内外啤酒废水治理中得到十分广泛的应用。根据报道,当UASB反应器进水CODCr为1000～2000mg/L时,出水CODCr一般在500mg/L左右,也就是说,啤酒废水中的大部分CODCr在UASB反应器中被处理掉,同时也说明,在这些工中,UASB仅作为预处理单元,其出水通常还需好氧等工艺作为后继处理,才能保证废水达标排放。据张振家等人报道,桂林漓泉有限公司采用UASB-SBR工艺处理废水,UASB反应器进水CODCr在1000～3000mg/L之间波动时,出水上清液的CODCr稳定在200mg/L左右。同时UASB池每天产生大量的沼气,用于热风炉的燃料,供饲料烘干使用,可节煤4t/d左右。UASB工艺在国内啤酒废水处理方面应用很普遍,实践证明UASB完全适用于处理啤酒废水,而 且厌氧硝化工艺相似于啤酒酿造、发酵生产工业,很容易被啤酒厂家所掌握。但UASB工艺不适于处理高悬浮物固体浓度较高的废水,三相分离器的好坏直接影响处理效果,在一些地区,颗粒污泥培养较困难而使系统启动较慢。在UASB基础上,研究者开发了EGSB和IC反应器。4.3.2.2EGSB反应器UASB反应器在应用中取得了很大的成功,但UASB的传质过程并不理想,进一步提高有机负荷受到了限制。为了使厌氧反应器中进水和污泥之间的接触更加充分,导致了第三代厌氧反应器的开发和应用。EGSB反应器实际上是改进的UASB反应器,运行中维持高的上升流速(6～12m/h),使颗粒处于悬浮状态,同时也可以采用较高的反应器和采用出水回流以获得高的搅拌强度,从而保证进水与污泥颗粒的充分接触,这样可获得比“通常”UASB反应器好的运行结果。据杨云龙等人报道,EGSB受SS的影响较小,只要SS的沉速<反应器内的上升流速(3～10m/h),SS就能通过污泥区得以去除,而UASB最大上升流速为1m/h,易受SS的影响。但据左剑恶等人报道,EGSB反应器不适合处理含悬浮物的废水。与UASB相比,EGSB对布水系统要求较为宽松,但对三相分离器要求则更为严格。HRT为3.4h,进水CODCr为420～3690mg/L时,EGSB反应器的CODCr去除率能维持在90.38%以上,即使是对于200mg/L左右的超低浓度,CODCr去除率也能高达85%～90%。因此可考虑采用两级EGSB反应器对中等浓度啤酒废水达标处理。进水CODCr450mg/L左右,HRT缩短至0.7h时,EGSB反应器仍能获得84.396%的高CODCr去除率,有机负荷高达30.21kgCODCr/(m·d)。与UASB反应器相比,EGSB反应器具有启动周期短、容积负荷率提高速率快等特点。在COD去除率均为86%左右时,EGSB反应器最大容积负荷率达到42.4g-1-1-1-1COD·Ld,而UASB反应器的最大容积负荷率仅为25.0gCOD·Ld,EGSB反-1应器比UASB反应器有着更高的处理效能。当处理较低浓度(500～1500mgCOD·L)-1-1废水时,EGSB反应器容积负荷率达到28.7gCOD·Ld,CODCr去除率达到81.9%,比UASB反应器具有更高的容积负荷率和COD去除率,表明了其在处理低浓度废水方面较好的应用前景。EGSB反应器比UASB反应器具有更强的抗温度和进水pH值变化的能力,且其系统处理效果恢复也更快。目前,UASB反应器在啤酒废水处理中已经发挥了重要的作用,而作为对UASB反应器改进的EGSB反应器,在处理各种浓度的有机废水方面有着别的厌氧反应器所不可比拟的优势,处理范围更广;同时,EGSB可以采用较大的高径比,占地面 积更小,投资更省,在相同费用下,因而更具有市场竞争力。4.3.2.3IC反应器内循环(IntenalCirculation,IC)厌氧反应器于20世纪80年代中期由荷兰PAQUES公司开发成功,被认为是第三代厌氧生化反应器的代表工艺之一。IC反应器实际上是由底部和上部2个UASB反应器串联叠加而成,下部为高负荷区,上部为低负荷区,利用沼气上升带动污泥循环。IC工艺在国外应用以欧洲较为普遍,国内沈阳、上海率先采用了IC工艺处理啤酒废水。以沈阳华润雪花啤酒有限公司采用的IC反应器为例,反应器高16m,有效容积70m³,处理CODCr平均浓度为4300mg/L的啤酒废水400m³/d,CODCr去除率稳定在80%,容积负荷高达25～30kg/(m3·d)。4.4研究的主攻方向(1)实践证明,厌氧-好氧串联工艺在啤酒处理工艺中具有优势,是我国啤酒废水治理工艺采用或整改的方向。同时对啤酒废水采用清浊分流,高浓度废水采用厌氧(如UASB)工艺预处理后与低浓度废水混合进入好氧处理系统,更易达到环境效益与经济效益的统一。(2)在条件允许的情况下,尽可能选用先进的污水治理技术。同时要充分考虑到工艺、设备、资金、场地、人员素质,所处地理环境及气候条件等因素,灵活选择适宜自己厂家特点的技术方法。(3)对啤酒企业来说,不仅要重视废水处理工艺技术本身,而且要对处理设施的运行管理引起足够的重视。先进科学的管理也可以作为一种技术作用于工艺本身,使其发挥出应有的作用。五、主要研究内容，需重点研究的问题及解决思路5.1研究的主要内容1.分析不同水处理工艺的技术特点，根据研究结果选择合理设计工艺线路。2.通过物料衡算及工艺结构计算来设计水处理工艺中的主要设备规格。3.画出带控制点的工艺流程图，设备工艺布置图等。5.2重点研究的问题1.改造完善主工艺流程，设计污水处理能力为2×104m3/d，按重力混凝沉降流程进行设备设计配套，满足污水处理量和回注水质的要求。2.改善完善加药系统，提高药剂的利用效率；根据处理水量实现加药系统的自动控制。 3.改造站内除油、沉降系统，使除油、沉降分布运行，提高除油、去污处理效果，为后面过滤系统正常运行奠定基础。4.完善污水过滤系统，提高过滤器的过滤能力，以保证注水站内金属过滤器进口水质，满足不同区块对注水水质的要求。六、完成毕业设计所需具备的工作条件及解决的办法（1）查阅文献资料，利用计算机搜索最新相关期刊，书籍；（2）收集有关物性计算参数和企业生产数据；（3）使用绘图软件AutoCAD、CAXA和绘图仪(上机时数约60小时)；（4）使用计算工具进行数学计算，同时使用Office办公软件编辑毕业论文；（5）工具书：化学工程手册、化工工艺设计手册、化工物性手册、英汉汉英化学化工词汇等。七、工作的主要阶段、进度与时间安排第一阶段（3.4～3.26）：收集资料，完成开题报告并提交指导老师审阅。第二阶段（3.27～3.28）：开题报告答辩、整改及争议答辩。第三阶段（3.29～4.30）：开展设计并完成设计一稿．第四阶段（5.01～5.31）：完成工程图设计与工程图绘制电子版等图纸文件。第五阶段（6.01～6.5）：提交设计二稿由指导教师对设计、译文进行二次修改得第三稿，将三稿的全套资料整理打印装订成册后装袋，并提交评阅老师评阅。第六阶段（6.6～6.10）：制作幻灯片，准备毕业答辩。八、指导教师意见 啤酒废水处理工艺设计文献综述学生：李金辉，化学工程系指导老师：朱卓堂，长江大学摘要：本文系统地介绍了近年来国内啤酒废水处理技术的应用现状,通过调查分析,对目前国内应用比较广泛的成熟工艺的优缺点进行了介绍,并作了简要的比较和探讨,最后指出了啤酒废水处理技术的应用趋势。分析啤酒生产中废水产生的环节、污染物及主要污染来源,并从好氧、厌氧生物处理两方面介绍了目前我国啤酒废水的主要处理技术及应用效果。关键词:啤酒废水；生化处理；啤酒废水；厌氧处理；好氧处理；厌氧-好氧工艺；进展啤酒是当今风靡世界最流行的饮料之一,早在4500年前,啤酒就在古埃及问世,它略含苦味,富含营养,素有液体面包之称,已被国际营养会议推荐为营养食品之一。近年来,随着人民生活水平的提高,我国啤酒消费量急剧增大。我国啤酒厂的吨酒耗水量较大,一般为10～20t/t啤酒,部分厂家可达8～12t/t啤酒,废水排放量接近于耗水量的90%。啤酒废水的主要特点是BOD5/CODCr值高,有害无毒,可生化性好,所以生化法是啤酒废水处理的首要方法。我国对啤酒废水在治理技术上逐渐形成了以生化为主,生化和物化相结合的处理工艺。生化法依其污水净化原理可分为好氧法和厌氧法两大类,好氧法或厌氧法及其他方法的不同组合就形成了多种啤酒废水的治理技术。目前,多种工艺被广泛应用于啤酒废水的处理上,但这些工艺本身尚需要进行详细的技术经济分析。本文主要对目前啤酒行业啤酒废水处理中相对成熟的工艺进行了调查、归类、介绍,并在分析和比较的基础上作了较为深入的探讨,以供参考1啤酒废水的来源及成份啤酒废水来自于啤酒生产各工序中的排放,大致可分为三类:1.1大量的冷却水，包括冷冻机冷却水、热麦汁冷却水和发酵的冷却水，这类废水基本未受污染。1.2清洗废水，如大麦浸渍废水、大麦发芽降温喷雾废水、清洗生产装置废水、漂洗酵母水、洗瓶初期洗涤水、酒罐消毒废液、巴斯德杀菌喷淋水和地面冲洗水 等。这类废水受到不同程度的有机污染，其中洗麦、浸麦水不仅受到大麦表面污染物的污染，还受到大麦内容物的溶解污染，污染物质要占大麦重的0.5%-1.5%，导致此废水为褐色，偏酸性（pH<6），即易起泡，有强腐化倾向，并有不良气味。1.3冲渣废水，如麦糟液、冷热凝固物、酒花糟、剩余酵母、酒泥、滤酒渣和残碱性洗涤液等。这类废水中含有大量的悬浮性固体有机物。工段中将产生麦汁冷却水、装置洗涤水、麦糟、热凝固物和酒花糟。装置洗涤水主要是糖化锅洗涤水、过滤槽和沉淀槽洗涤水。此外，糖化过程还要排出酒花糟、热凝固物等大量悬浮固体。1.4灌装废水，在灌装酒时，机器的跑冒滴漏时有发生，还经常出现冒酒，使废水中掺入大量残酒。另外，喷淋时由于用热水喷淋，啤酒升温引起酒瓶内压力上升，“炸瓶”现象时有发生，致使大量啤酒散在喷淋水中。为防止生物污染，循环使用喷淋水时需加入防腐剂，因此被更换下来的废喷淋水含防腐剂成分。1.5洗瓶废水，清洗瓶子时先用碱性洗涤液浸泡，然后用压力水处洗和终洗，瓶子清洗水中含有残余碱性洗涤剂、纸浆、染料、浆糊、残酒和泥砂等。碱性洗涤剂要定期更换，更换时若直接排入下水道可使啤酒废水呈碱性，因此废碱性洗涤剂应先进入调节、洗涤装置进行单独处理。若将洗瓶废水的排放液经处理后储存起来用以调节废水的pH值（啤酒废水平时呈弱酸性），则可以节省污水处理的药剂用量。排放的啤酒废水超标项目主要是COD、BOD5、SS、pH值4项，从各车间排放的废水水质水量波动量较大。水质变幅范围一般为：pH值5.5-7.0，水温20-25℃，COD1000-2500mg/L,BOD5600-1400mg/L,SS200-600mg/L,TN30-70mg/L属于浓度有机废水，BOD5/COD约为0.5-0.7，可生化性良好。啤酒废水中,其COD和SS的主要来源参见表1所示。表1啤酒厂废水的主要污染来源污染来源CODSS污染物(mg/L)(mg/L)麦汁煮沸锅210低麦汁残余过滤槽96002000糖化醪残余物回旋沉淀槽6000028000麦汁和凝固物沉淀 发酵罐92000——酵母残留物和凝固物沉渣等贮酒罐80000——酵母残留物和凝固物沉渣等硅藻土过滤机2000040000硅藻土、酵母、蛋白质沉淀等清酒罐4800——啤酒及微细有机残留物纸板滤酒机10034啤酒装酒机4200——啤酒生酒桶洗涤机1600100啤酒及其他固形物酒糟干燥机2000015000麦汁及糖化醪残留物洗瓶机(初洗)500125啤酒及其它固形物2啤酒废水处理技术国内外广泛采用生化处理工艺,其中包括好氧生物处理(活性污泥法,生物膜法),厌氧生物处理,好氧与厌氧联合生物处理方法。从目前的实施并运行的装置来看,好氧生物处理在国内应用还是比较广泛,常用的方法是活性污泥法及其改进形式和生物接触氧化法。70年代荷兰学者Lettinga发展了UASB反应器,随后又出现了厌氧颗粒污泥膨胀体(EGSB)及厌氧内循环反应器(IC)。厌氧工艺具有高效、节能、产泥量少、能有效回收能源的优点,因而得到了迅速发展。虽然厌氧反应器的出水需进一步处理才能达标,即需好氧工艺作为后处理单元,但厌氧2好氧组合工艺在能源日益紧张的今天,越来越发挥出它的优势,这将成为未来几年内啤酒废水处理的主要方法之一。2.1好氧生物处理2.1.1活性污泥法活性污泥法于1914年由英国人Ardernh和Lock2ett实验成功,在中、低浓度污染物有机废水处理中,其技术分支较为广泛,也是使用最多,运行可靠,最 为成熟的方法。具有处理效果好、投资较少等优点,适用于大中城市啤酒厂采用。但是此法在用空气曝气时容易产生泡沫,造成难以充氧,管理不好则易产生污泥膨胀,此外还因动力消耗高、占地面积较大等缺点限制了其应用。目前,国内有广州啤酒厂、珠江啤酒厂、无锡啤酒厂、华都啤酒厂、珠江啤酒厂等。采用活性污泥法处理啤酒废水,废水COD的进水浓度为1000～1500mg/L,出水为40～100mg/L,去除率90%～96%,运转费016～018元/吨水(按1986计)。其中珠江啤酒厂从比利时引进TSU(Two-StageUnitank)两阶段单一槽活性污泥工艺,其特点是曝气与沉淀反复循环,废水经第一段高负载混合曝气沉淀去除80%以上的BOD5,进入第二阶段低负载混合曝气沉淀槽,将剩余的BOD5进—步降低,最终BOD5去除率达到95%,出水达到排放标准。无锡啤酒厂也采用与之类似的两段曝气(Z-A法)+氧化塘处理啤酒废水,COD去除率为90%～95%,处理后的水可用于养鱼。可见活性污泥法处理啤酒废水具有运行可靠、处理效果较好的优点,但啤酒废水氮磷含量低,碳氮比例失调,运行中容易产生污泥膨胀,因此,啤酒废水处理过程中需添加一定量的氮磷。此外,活性污泥法对啤酒废水水质、水量变化的适应性也较差,且因污泥产量高,处置麻烦,不耐冲击负荷,还需要大量充氧,增加了基建运行费用。2.1.2接触氧化法生物接触氧化法是利用固着在填料上的生物膜来西服水中的有机污染物并加以氧化分解，使污水得到净化。20世纪80年代初，接触氧化法比破同活性污泥法有一定的有时，因此在啤酒废水处理上得到了广泛的应用。但由于啤酒废水的进水COD浓度很高，所以一般采用二级接触氧化工艺。采用接触氧化工艺代替活性污泥法，可以防止高糖含量废水易引起污泥膨胀的现象，并且不用投配氮、磷营养。用接触氧化法，可以选择的负荷范围是1.0-1.5kgBOD5/(m³·d);用鼓风曝气，每去除1kgBOD5约需空气80m³。该法的缺点是对于较大型污水厂填料需要量过大，不便于运输和装填，而且污泥排放量大。2.1.3SBR工艺及应用SBR法是对传统活性污泥法的改进,近年来,在国内外被引起广泛重视和研究应用。SBR工艺典型的操作工序为:进水、反应、沉淀、排水、闲置等5个工序,整个工序经厌氧、好氧、缺氧3个阶段。根据出水情况可随时调整各工序的时间以达到最佳出水效果。SBR法已有许多工程应用实例。付敏宁等人报道了填料式 SBR技术在啤酒废水处理工程中的应用。由于SBR反应池设置了填料,大大提高了单位体积的微生物数量,使SBR工艺综合了接触氧化法的优点,提高了处理效率,缩小了反应器的体积。厌氧工艺+SBR组合工艺在实际中也得到了广泛的应用。结果表明当进水CODCr为1000～2000mg/L,处理后出水均达到国家排放标准。常规活性污泥法相比,SBR工艺不需要另设二次沉淀池、污泥回流及污泥回流设备,也可不设调节。因此基建投资低,同时设备具有耐冲击负荷,工作稳定,运行灵活,污泥性能良好等优点。有资料显示,SBR的主要构筑物容积为常规活性污泥工艺的50%～60%,运行费用及占地面积均可减少20%左右。SBR工艺这些特点,使其特别适用于排放量小,有机物浓度高且不易降解,废液排放间歇的中小企业。SBR工艺是极具发展潜力的一种处理工艺。但也存在着曝气装置易堵塞,自动控制技术及连续在线分析仪表要求高等缺点。目前普通SBR反应器已发展到组合复杂的SBR反应器。2.1.4CAST工艺CAST工艺（循环式活性污泥法）是对SBR法的改进，在国内有很多工程实例。埠新啤酒厂用CAST工艺处理啤酒废水的实践结果表明，工艺处理效果稳定，可达到排放标准，平均出水水质：COD25～86mg/L，去除率为96%～98%；BOD521～25mg/L，去除率为97%～98%；SS52～64mg/L，去除率为88%～92%。该工艺投资较低，运行费用省，每立方米废水总投资为1100元，运行成本0.56元/m3。由于厌氧生物处理技术不能除磷，因此厌氧法后必须增加好氧处理，而CAST工艺刚好能满足这一要求。CAST工艺不仅很容易实现好氧、缺氧及厌氧状态交替的处理条件，而且很容易在好氧条件先增加曝气量、反应时间和污泥龄来强化硝化反应及聚磷菌过量摄磷的顺利完成；也可在缺氧条件下方便的投加原废水或用提高污泥浓度等方式以提供有机碳源作为电子供体使反硝化过程更快完成。由于其良好的工艺性能和灵活的操作，因此选择CAST进行生物除磷。在生物除磷的基础上，为了进一步强化除磷效果，设计中在CAST反应池后面加一个除磷池，往里面加入混凝剂，通过混凝沉淀来去除残余的磷。2.1.5CASS工艺及应用CASS(循环式活性污泥系统)是CAST工艺的一种优化变型,在20世纪70年代开始得到研究和应用。该工艺核心部分是CASS反应池,集曝气,二沉等过程于一体。在SBR的基础上,在池子的前部增设了1个生物选择器。这样,CASS池的反应池被隔墙分隔为3个区,即生物选择区、预反应区及主反应区。 目前很多厂家采用CASS工艺处理啤酒废水,都取得了预期的效果。在进水水质平均为2000mg/L的情况下,出水水质达到污水排放新扩改二级标准。周刚报道了CASS工艺处理啤酒废水在高寒地区的应用。工程实践表明,在高寒地区采用CASS工艺处理啤酒废水是可行的(进水CODCr在500～1500mg/L时,处理后水质达到《污水排放标准》的一级排放标准),即便在低温条件下,也能顺利地进行污泥的培养和驯化,但需要十分重视当地的气温特点,做好各种处理设施、管线的保温防冻措施。CASS工艺处理啤酒废水,具有工艺简单,流程短,自动化程度高,操作方便等优点。其不足之处为,操作管理要求相对较高,首次运行调试时间较长。总之，好氧处理工艺存在曝气耗能大、污泥产量大的缺点，故厌氧—好氧处理工艺逐渐被深入研究和开发利用。2.2厌氧法20世纪70年代以来,废水厌氧处理技术因其具有投资少,运行费用低及能产生能量等优点而得到较快的发展和应用。一般认为,厌氧生物处理技术的反应器主体经历了3个时代。传统厌氧发酵工艺(第一代反应器,以厌氧消化池为代表)因需要较高的温度,较长的停留时间,且处理效能低而被逐渐淘汰。目前以上流式厌氧污泥床(UASB)为代表的第二代反应器和以厌氧颗粒污泥膨胀床(EGSB)和厌氧内循环反应器(IC)为代表的反应器已被广泛引入到啤酒废水处理工程应用中,并取得了良好的效果。目前在啤酒处理工艺上,厌氧工艺应用比较多的有UASB工艺,IC工艺和酸化水解工艺。2.2.1UASB反应器70年代荷兰Lettinga等发展的UASB反应器是一种悬浮生长型反应器,首次把颗粒污泥的概念引入反应器中。该反应器特别适宜于处理高浓度有机废水。目前,很多国家相继开展了对UASB的深入研究和开发工作。UASB工艺因其工艺结构紧凑,处理能力大,效果好,投资省而在国内外啤酒废水治理中得到十分广泛的应用。根据报道,当UASB反应器进水CODCr为1000～2000mg/L时,出水CODCr一般在500mg/L左右,也就是说,啤酒废水中的大部分CODCr在UASB反应器中被处理掉,同时也说明,在这些工中,UASB仅作为预处理单元,其出水通常还需好氧等工艺作为后继处理,才能保证废水达标排放。据张振家等人报道,桂林漓泉有限公司采用UASB-SBR工艺处理废水,UASB反应器进水CODCr在1000～3000mg/L之间波动时,出水上清液的CODCr稳定在200mg/L左右。同时UASB池每天产生大量的沼气,用于热风炉的燃料,供饲料烘干使用,可节煤4t/d左右。UASB工艺在 国内啤酒废水处理方面应用很普遍,实践证明UASB完全适用于处理啤酒废水,而且厌氧硝化工艺相似于啤酒酿造、发酵生产工业,很容易被啤酒厂家所掌握。但UASB工艺不适于处理高悬浮物固体浓度较高的废水,三相分离器的好坏直接影响处理效果,在一些地区,颗粒污泥培养较困难而使系统启动较慢。在UASB基础上,研究者开发了EGSB和IC反应器。2.2.2EGSB反应器UASB反应器在应用中取得了很大的成功,但UASB的传质过程并不理想,进一步提高有机负荷受到了限制。为了使厌氧反应器中进水和污泥之间的接触更加充分,导致了第三代厌氧反应器的开发和应用。EGSB反应器实际上是改进的UASB反应器,运行中维持高的上升流速(6～12m/h),使颗粒处于悬浮状态,同时也可以采用较高的反应器和采用出水回流以获得高的搅拌强度,从而保证进水与污泥颗粒的充分接触,这样可获得比“通常”UASB反应器好的运行结果。据杨云龙等人报道,EGSB受SS的影响较小,只要SS的沉速<反应器内的上升流速(3～10m/h),SS就能通过污泥区得以去除,而UASB最大上升流速为1m/h,易受SS的影响。但据左剑恶等人报道,EGSB反应器不适合处理含悬浮物的废水。与UASB相比,EGSB对布水系统要求较为宽松,但对三相分离器要求则更为严格。HRT为3.4h,进水CODCr为420～3690mg/L时,EGSB反应器的CODCr去除率能维持在90.38%以上,即使是对于200mg/L左右的超低浓度,CODCr去除率也能高达85%～90%。因此可考虑采用两级EGSB反应器对中等浓度啤酒废水达标处理。进水CODCr450mg/L左右,HRT缩短至0.7h时,EGSB反应器仍能获得84.396%的高CODCr去除率,有机负荷高达30.21kgCODCr/(m·d)。与UASB反应器相比,EGSB反应器具有启动周期短、容积负荷率提高速率快等特点。在COD去除率均为86%左右时,EGSB反应器最大容积负荷率达到42.4g-1-1-1-1COD·Ld,而UASB反应器的最大容积负荷率仅为25.0gCOD·Ld,EGSB反-1应器比UASB反应器有着更高的处理效能。当处理较低浓度(500～1500mgCOD·L)-1-1废水时,EGSB反应器容积负荷率达到28.7gCOD·Ld,CODCr去除率达到81.9%,比UASB反应器具有更高的容积负荷率和COD去除率,表明了其在处理低浓度废水方面较好的应用前景。EGSB反应器比UASB反应器具有更强的抗温度和进水pH值变化的能力,且其系统处理效果恢复也更快。目前,UASB反应器在啤酒废水处理中已经发挥了重要的作用,而作为对UASB反应器改进的EGSB反应器,在处理各种浓度的有机废水方面有着别的厌氧反应器 所不可比拟的优势,处理范围更广;同时,EGSB可以采用较大的高径比,占地面积更小,投资更省,在相同费用下,因而更具有市场竞争力。图表1EGSB反应器工艺流程2.2.3IC反应器内循环(IntenalCirculation,IC)厌氧反应器于20世纪80年代中期由荷兰PAQUES公司开发成功,被认为是第三代厌氧生化反应器的代表工艺之一。IC反应器实际上是由底部和上部2个UASB反应器串联叠加而成,下部为高负荷区,上部为低负荷区,利用沼气上升带动污泥循环。IC工艺在国外应用以欧洲较为普遍,国内沈阳、上海率先采用了IC工艺处理啤酒废水。以沈阳华润雪花啤酒有限公司采用的IC反应器为例,反应器高16m,有效容积70m³,处理CODCr平均浓度为4300mg/L的啤酒废水400m³/d,CODCr去除率稳定在80%,容积负荷高达25～30kg/(m3·d)。J.H.F.Pereboom等人分别采用IC反应器和UASB反应器处理相同啤酒废水,并对两者的工艺参数进行了比较,见附表。附表IC反应器与UASB反应器处理相同啤酒废水的参数比较反应器体积高度HRT/hCODCr体积进水CODCrCODCr类型/m³/m负/kg·m-/mg·L-¹去除率%³·d-¹UASB14006.466.8170080 IC6³×162202.124200080注:6³×162中的6³表示6座由附表可以看出IC反应器容积负荷高,水力停留时间短;处理相同CODCr总量时,相对UASB反应器体积更小,投资更省,加之4～8倍的高径比,占地更省,非常适合占地面积紧张的厂矿企业;内循环技术的采用,致使污泥活性高,繁殖快,为反应器的快速启动提供了条件。IC启动期一般为1～2个月,而UASB启动期达4～6个月;同时具有抗负荷能力强,具有缓冲pH的能力,出水稳定性好等优点。IC反应器被认为目前处理效能最高的厌氧反应器。目前IC反应器技术工艺成熟,但在设计和引用时还有一些值得注意权衡的地方:在构造上,IC反应器比UASB反应器更复杂,施工和安装要求高,难度大,日后的维护管理较麻烦;高径比大,三相分离器要求更为严格;要求有良好的配水系统和前处理设施,进水需要pH和温度的调节;应设避雷措施。2.3厌氧-好氧法厌氧—好氧工艺与好氧工艺相比与水解—好氧工艺相比提供了工艺稳定性没有污泥膨胀问题没有污泥膨胀问题减少了剩余污泥的处理处置费用是好氧工艺的20%是水解工艺的35%减少了氮和磷的补充费用啤酒废水相同啤酒废水相同减少了处理装置总体积是好氧工艺的45%是水解工艺的55%节省能源，确保生态和经济利益是好氧工艺的10%是水解工艺的15%减少污泥脱水的药剂费用是好氧工艺的20%是水解工艺的60%单纯的好氧工艺耗能太高,产污泥量大;厌氧工艺省能产能,有效去除有机物,出水离达标还有一定差距。厌氧-好氧串联工艺综合两者的优点,成为目前啤酒废水处理技术选择的方向。据张振家教授报道,啤酒废水处理中,高浓度采用UASB反应器进行预处理,其出水与低浓度废水混合进入AS(活性污泥法)处理(称为UASB+AS法),与全部直接进入AS法处理比较,UASB+AS法比AS法节省曝气电费68%,节省污泥处理费59%,沼气还可以利用。何晓娟报道了IC与CIRCOX工艺处理啤酒废水,在该工艺中,污泥产量和占地面积仅为传统厌氧-好氧法的10%和20%。实践证明厌氧-好氧工艺处理啤酒废水是成熟可靠地工艺,目前正构成我国啤酒废水处理工艺的主流技术。其中厌氧工艺大多采用UASB反应器、水解P酸化池以及IC反应器,好氧工艺以接触氧化法、SBR(CASS)法居多。3.3.1好氧生物处理 好氧生物处理是在氧气充足的情况下，利用好氧微生物的生命活动氧化啤酒废水中的有机物，其产物是二氧化碳、水及能量（释放于水中）。这种方法没有考虑到废水中有机物的利用问题，因此处理成本较高。活性污泥法、生物膜法、深井曝气法是较有代表性的好氧生物处理方法。1．活性污泥法活性污泥法是中、低浓度有机废水处理中使用最多，运行最可靠的方法，具有投资省，处理效果好等优点。该处理工艺的主要部分是曝气池和沉淀池。废水进入曝气池后，与活性污泥（含大量的好氧微生物）混合，在人工充氧的条件下，活性污泥吸附并氧化分解水中的有机物，污泥和水的分离则由沉淀池来完成。我国的珠江啤酒厂，烟台啤酒厂，上海益民啤酒厂，武汉西湖啤酒厂。广州啤酒厂和长春啤酒厂等厂家均采用此法处理啤酒废水.据报道，进水CODcr为1200－1500mg/L时出水CODcr可降至50－100mg/L.去除率为94％－96％。活性污泥处理啤酒废水的缺点时动力消耗大，处理中常出现污泥膨胀。污泥膨胀的原因是啤酒废水中碳水化合物含量过高，而N,P,Fe等营养物质缺乏，各营养成分比例失调，微生物不能正常生长而死亡。解决的办法是投加含N,P的化学药剂，但这将使处理成本提高。而较为经济的方法是把生活污水（其中N,P浓度较大）和啤酒废水混合。间歇式活性污泥法（SBR）通过间歇曝气可以使动力消耗显著降低，同时，废水处理时间也短于普通活性污泥法。例如，珠江啤酒厂引进比利时SBR专利技术，废水厂处理时间仅需19－20h，比普通活性污泥法缩短10－11h,CODcr的去除率也在96％以上,扬州啤酒厂和三明市大田啤酒厂采用SBR技术处理啤酒废水，也收到了同样的效果.刘永淞等认为SBR法对废水的稀释程度低，反应基质浓度高，吸附和反应速率都较大，因而能在较短的时间内使污泥获得再生。SBR法是间歇式活性污泥法。其特点是集生化反应池和沉淀池于一体，不需设初沉池和二沉池，亦避免回流污泥泵房等装置。基本操作为进水，反应，沉淀，出水等过程组成。从废水流入开始到出水排泥结束为一个周期。在周期内一切过程都在一个设有曝气装置的反应池中依次进行。该法不易产生污泥膨胀，处理构筑物简单，同时对运行参数调整后可有效进行生物脱氮除磷。但由于其运行的周期性，一般要设置多池，池体内有效利用率低，占地面积较大，运行控制较复杂，如此看来应该选择CASS反应池。2．深井曝气法为了提高曝气过程中氧的利用率，节省能耗，加拿大安大略省的巴利啤酒厂， 我国的上海啤酒厂和北京五星啤酒厂均采用深井曝气法（超深水曝气）处理啤酒废水。深井曝气实际上是以地下深井作为曝气池的活性污泥法，曝气池由下降管以及上升管组成。将废水和污泥引入下降管，在井内循环，空气注入下降管或同时注入两管中，混合液则由上升管排至固液分离装置，即废水循环是靠上升管和下降管的静水压力差进行的。其优点是：占地面积少，效能高，对氧的利用率大，无恶臭产生等。据测定，当进水BOD5浓度为2400mg/L时，出水浓度可降为50mg/L,去除率高达97．92％。当然，深井曝气也有不足之处，如施工难度大，造价高，防渗漏技术不过关等。3．生物膜法与活性污泥法生物膜法时在处理池内加入软性填料，利用固着生长于填料表面的微生物对废水进行处理，不会出现污泥膨胀的问题。生物接触氧化池和生物转盘是这类方法的代表，在啤酒废水治理中均被采用，主要是降低啤酒废水中的BOD5。生物接触氧化池是在微生物固着生长的同时，加以人工曝气。这种方法可以得到很高的固体浓度和较高的有机负荷，因此处理效果高，占地面积也小于活性污泥法。国内的淄博啤酒厂，青岛啤酒厂，渤海啤酒厂荷徐州酿酒总厂等厂家的废水处理中采用了这种技术。青岛啤酒厂在二段生物接触氧化之后辅以混凝气浮处理，啤酒满足中高浓度废水中微生物和有机物氧化分解的需要。结果表当容积负<=13.33kg.m-3.d-1COD,停留时间为3～4小时。COD和BOD平均去除率分别达到93.52％和99.03％。由于停留时间缩短为原来的1/3～1/4，运转费用也降低。生物转盘是较早用以处理啤酒废水的方法。他主要由盘片、氧化槽转动轴和驱动装置等部分组成，依靠盘片的转动来实现废水与盘上生物膜的接触和充氧。该法运转稳定动力消耗少，但低温对运行影响大，在处理高浓度废水是需增加转盘组数。该方法在美国应用较普及，国内的杭州啤酒厂、上海华光啤酒厂和浙江慈溪啤酒厂也在使用。据报道，废水中BOD5的去除率在80％以上。3.3.2厌氧生物处理厌氧生物处理适用于高浓度有机废水。它是在无氧条件下，靠厌氧细菌的作用分解有机物。在这一过程中，参加生物降解的有机基质有50％～90％转化为沼气（甲烷），而发酵后的剩余物又可作为优质肥料和饲料。因此，啤酒废水的厌氧生物处理受到了越来越多的关注。厌氧生物处理包括多种方法，但以升流式厌 氧污泥床(UASB)技术在啤酒废水的治理方面应用最为成熟。UASB的主要组成部分是反应器，其底部为絮凝和沉淀性能良好的厌氧污泥构成的污泥床，上部设置了一个专用的气－液－固分离系统（三相分离室）。废水从反应器低部加入，在向上流穿过生物颗粒组成的污泥床时得到降解，同时生成沼气（气泡）。气，液，固（悬浮污泥颗粒）一同升入三相分离室，气体被收集在气罩里，而污泥颗粒受重力作用下沉至反应器底部，水则经出流堰排出，截至1990年9月，全世界已建成30座生产性UASB反应器处理啤酒废水，总容积达60600立方米。目前已有北京啤酒厂，沈阳啤酒厂等厂家利用UASB来处理啤酒废水。荷兰美国的某些公司所设计的UASB反应器对啤酒废水CODcr的去处率为80％－86％，北京啤酒厂UASB处理装置中试结果也保持在这一水平，而且其沼气产率为0.3－0.5m3/kg(COD)。清华大学在常温条件下利用UASB厌氧处理啤酒废水的研究结果表明，进水CODcr浓度为2000mg.L-1时，去处率为85％－90％。沈阳啤酒厂采用回收固性物及厌氧消化综合治理工艺，实行清污分流，集中收集CODcr大于5000mg.L-1d的高浓度有机废水送入UASB进行厌氧处理，废水中CODcr的质能利用率可达91.93％。（二）．处理方法的比较下面主要介绍一下处理啤酒废水常用的几种方法：1．酸化—SBR法处理啤酒废水此方法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。（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．UASB—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。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：①VTBR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。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。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COD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。6．UASB+SBR法处理啤酒废水本处理工艺主要包括EGSB反应器和CASS反应器。将EGSB和CASS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EGSB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EGSB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。EGSB去除COD达7500kg/d，以沼气产率为330.5m/kgCOD计算，EGSB产气量为3500m/d(甲烷含量为55%～65%)。沼气的热33值约为22680kJ/m，煤的热值为21000kJ/t计算，则1m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。EGSB+CASS法处理工艺与水解酸化+SBR处理工艺相比有以下优点：（1）“EGSB+CASS”工艺合理,实用性强。本工艺的核心为好氧池，整个工艺经历缺氧、好氧过程，能有效控制丝状菌的生长，防止污泥膨胀，有效去除氨氮；因反应前、中期水中有机物浓度高，微生物处于对数生长，处理速度快，氧利用率高，从而降低了能耗；同时，工艺调节灵活，进水、曝气、沉淀、排水时间可根据实际情况调节易于操作。适合不同规模的啤酒企业使用。(2)处理流程简单,安装操作及维修很方便。待处理污水经汇集后，泵入EGSB反应器，其流速、进水量按设定工艺参数控制，污无需搅拌设备，后污水自然升流至CASS池，间歇式曝气沉淀后排放，工艺过程简单。构筑物EGSB反应器中沉池、CASS池为半地下式的钢混结构，曝气装置（除曝气头外）可现场制作，安装制作简单，操作控制灵活，可自控也可手动，维修保养也很方便。（3）投资费用低，比国外同类型设备价格低60%。（4）处理能力大，处理效果好。EGSB反应器因反应区聚积大量厌氧颗粒污泥，废水与之接触充分反应速度快，可降解水中80%以上的COD。反应器顶部设置三相分离器，能及时将处理过程中形成的固、液、气分离，促进反应进程。CASS 池集进水、曝气、沉淀、排水于一体，扩大了反应池的功能，不仅提高了处理速度而且处理效果明显。该池可降解90%以上的COD和BOD。（5）工艺成熟稳定，耐冲击负荷，水质和水量的波动对出水影响小，工艺自动化程度较高，运行管理和维修方便，劳动定员少。3讨论(1)实践证明,厌氧-好氧串联工艺在啤酒处理工艺中具有优势,是我国啤酒废水治理工艺采用或整改的方向。同时对啤酒废水采用清浊分流,高浓度废水采用厌氧(如UASB)工艺预处理后与低浓度废水混合进入好氧处理系统,更易达到环境效益与经济效益的统一。(2)在条件允许的情况下,尽可能选用先进的污水治理技术。同时要充分考虑到工艺、设备、资金、场地、人员素质,所处地理环境及气候条件等因素,灵活选择适宜自己厂家特点的技术方法。(3)对啤酒企业来说,不仅要重视废水处理工艺技术本身,而且要对处理设施的运行管理引起足够的重视。先进科学的管理也可以作为一种技术作用于工艺本身,使其发挥出应有的作用。 方案论证1.酸化—SBR法处理啤酒废水此方法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。（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．UASB—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。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：①VTBR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。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。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COD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。6．UASB+SBR法处理啤酒废水 泥滤液上清液泥泵泵泥饼污泥脱水间贮泥池污泥浓缩池集泥井本处理工艺主要包括EGSB反应器和CASS反应器。将EGSB和CASS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EGSB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EGSB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。EGSB去除COD达7500kg/d，以沼气产率为330.5m/kgCOD计算，EGSB产气量为3500m/d(甲烷含量为55%～65%)。沼气的热33值约为22680kJ/m，煤的热值为21000kJ/t计算，则1m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。EGSB+CASS法处理工艺与水解酸化+SBR处理工艺相比有以下优点：（1）“EGSB+CASS”工艺合理,实用性强。本工艺的核心为好氧池，整个工艺经历缺氧、好氧过程，能有效控制丝状菌的生长，防止污泥膨胀，有效去除氨氮；因反应前、中期水中有机物浓度高，微生物处于对数生长，处理速度快，氧利用率高，从而降低了能耗；同时，工艺调节灵活，进水、曝气、沉淀、排水时间可根据实际情况调节易于操作。适合不同规模的啤酒企业使用。(2)处理流程简单,安装操作及维修很方便。待处理污水经汇集后，泵入EGSB反应器，其流速、进水量按设定工艺参数控制，污无需搅拌设备，后污水自然升流至CASS池，间歇式曝气沉淀后排放，工艺过程简单。构筑物EGSB反应器中沉池、CASS池为半地下式的钢混结构，曝气装置（除曝气头外）可现场制作，安装制作简单，操作控制灵活，可自控也可手动，维修保养也很方便。（3）投资费用低，比国外同类型设备价格低60%。（4）处理能力大，处理效果好。EGSB反应器因反应区聚积大量厌氧颗粒污泥，废水与之接触充分反应速度快，可降解水中80%以上的COD。反应器顶部设置三相分离器，能及时将处理过程中形成的固、液、气分离，促进反应进程。CASS池集进水、曝气、沉淀、排水于一体，扩大了反应池的功能，不仅提高了处理速度而且处理效果明显。该池可降解90%以上的COD和BOD。（5）工艺成熟稳定，耐冲击负荷，水质和水量的波动对出水影响小，工艺自动化程度较高，运行管理和维修方便，劳动定员少。 本设计的方案确定研究表明，EGSB+CASS法成功处理高浓度啤酒废水的关键是培养出沉降性能良好的厌氧颗粒污泥。颗粒污泥的形成时厌氧细菌群不断繁殖，积累结果，较多的污泥负荷有利于细菌获得充足的营养基质，故对颗粒污泥的形成和发展具有决定性的促进作用；适当高的水利负荷将长生污泥的水利筛选，淘汰沉降性能差的絮体污泥而留下沉降性能好的污泥同时产生剪切力，使污泥不对流旋转，有利于丝状菌相互缠绕成球。此外，一定的进水碱度也是颗粒污泥形成的必要条件，因为厌氧生物的生长要求适当高的碱度，例如：产甲烷细菌生长的最适宜PH值为6.8～7.2。一定的碱度既能维持细菌生长所需的PH值，又能保证足够的平衡缓冲能力。由于啤酒废水的碱度一般为500～800mgL-1（以CaCO3计），碱度不足，所以需投加姑爷碳酸钠或氧化钙加以补充。应该指出，啤酒废水中的乙醇是一种有效的颗粒化促进剂，它为UASB的成功运行提供了有利的条件。总之，EGSB+CASS法具有效能高，处理费用低，电耗省，投资少，占地面积小等一系列优点，很适用于高浓度啤酒废水的治理。其不足之处是工艺先进,因此对管理人员的素质要求较高。 设计说明书1.设计资料1.1设计题目：荆门金龙泉啤酒厂污水处理工艺设计1.2设计任务设计荆门市金龙泉啤酒厂污水处理厂一座，要求对此厂的污水进行处理，使其出水水质达到国家一级排放标准。1.3设计依据：设计任务书1.4设计资料1.4.1处理厂地理位置：荆门市位于湖北省的中部，地处鄂西北山区向江汉平原过渡地带，介于孝感、宜昌、荆州、襄樊、随州5市，东连孝感下汉沪，与应城接壤，距武汉217公里；南接荆州通湘粤，距荆州市80公里；西接宜昌接渝蜀，距襄樊111公里。东西最大横距155公里，南北最大纵距131公里，全市面积12404公里。啤酒厂在荆门市城区。1.4.2荆门地貌：东、西、北三面高，中、南部低，形成低山.丘岗和平原兼具地势。荆门中心城区地处秦岭分支荆山山脉余脉东南端是由低山型向丘陵平原型过去的地段，地势西北高，东南低，坡降较大。1.4.3设计水量3000吨/天。1.4.4进水水质和出水排放标准及污水处理程度水质指pH值COD/(mg/L)BOD5SS/(mg/L)TN/(mg/L)TP/(mg/L)标/(mg/L)进水水5-102500160020003510质排放标6-9≤100≤30≤70≤15≤0.5准去除98.69998.59899.9率%1.4.5水出处：排于城市下水道。1.4.6厂址地形：位于荆门市边缘地带，地势相对平坦。1.5气象资料荆门市属于亚热带季风气候，一年四季分明，冬冷夏热，春秋两季气候温和，降水充分。 温度：多年平均气温15.9℃。极端最高气温40.0℃,极端最低气温-14℃，最大温差26℃。降雨量：年降雨量972.2mm,年最大降雨量1510.0mm，年最小降雨量652.4mm。日照：平均日照率65%，年平均日照时间2008h，冬日照率56.7%，夏季照率66.0%。风速：平均风速2.8m/s，最大风速20.7m/s。春季风速最大，夏季风速最小。2.采用的主要规范和标准1.《室外排水设计规范》（GBJ14-87）2.《地表水环境质量标准》(GHZBI-1999)3.《污水排入城市下水道水质标准》（CJ3082-1999）4.《泵站设计规范》（GB/T50265-97）5.《厂矿道路设计规范》（GBJ22-87）6.《污水综合排放标准》（GB8978-1996）7.《给水排水制图标准》（GBJ106-87）3.工程设计3.1设计内容及规模设计内容：设计荆门市啤酒废水处理厂一座。设计规模：3000吨/天。3.2工艺流程3.2.1主流程：功能简介：污水先经过格栅，出去污水中体积较大的悬浮物和漂浮物，防止后续污水处理构筑物管道、阀门和水泵机堵塞，再经过集水井，由潜污泵打入调节沉淀池调节PH，再由提升泵打到EGSB反应器进行厌氧处理，接着到竖流式沉淀池沉淀较大颗粒，再由提升泵打到CASS池进行好氧处理，再CASS池中有机物被降解，氮磷也得到很好的去除，最后出水经过紫外线消毒房消毒，经稳定后排入下水道。3.2.2辅流程： 功能简介：经过CASS池后的污泥通过污泥泵进入污泥池，再经过污泥浓缩脱水间，污泥经过处理后运出厂进行农用或填埋。3.2.3各构筑物工艺简介①格栅工艺流程：功能简述：格栅是污水处理的第一道处理设施，用以截留较大的悬浮物或漂浮物，以便减轻后续处理构筑物的处理负荷，并使之正常运行。②进水泵房工艺流程：功能简述：本设计进水泵房按3000吨/日设计。选择在集水井内放置潜水泵的提升形式，潜水泵3台（2用1备），单机流量125m3/h。③调节沉淀池工艺流程：功能简述：啤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，由于啤酒废水中悬浮物(ss)浓度较高，此调节池也兼具有沉淀池的作用，该池设计有沉淀池的泥斗，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。调节池还可用来均衡调节污水水质、水温的变化，降低对生物处理设施的冲击，为使调节池出水水质均匀，防止污染物沉淀，调节池内宜设置搅拌、混合装置。④EGSB反应器 工艺流程：功能简述：对污水进行厌氧处理，来降低BOD，COD。⑤竖流式沉淀池工艺流程：功能简述：进一步去除污水中悬浮物和漂浮物。⑥CASS反应池工艺流程：功能简述：降低BOD，COD，悬浮物浓度，并脱氮除磷，使出水达到排放标准。⑦鼓风机房和曝气系统工艺流程：功能简述：鼓风机房内安置2台75KW鼓风机，为CASS反应池内微孔曝气服务。⑧污泥泵房工艺流程：功能简述：将一定数量的活性污泥回流到生化系统以维持生化系统活性污泥的浓度，保证其生化反应能力，同时将禅僧的剩余污泥提升至污泥后续处理系统。6主要附属设备材料表6.1集水井附属设备3根据流量Q=125m/h,扬程H=15.8m3拟选用150WLI170-16.5型立式污水泵，每台水泵的流量为Q=170m/h，扬程为H=16.5m，选择此泵比较合适。 选择集水池与机器间合建的圆形水泵站，考虑选用3台水泵，其中一台备用。其工作参数如表3.2。表3.2:150WLI170-16.5型立式污水泵工作参数3流量（m/h）扬程（m）转速（r/min）功率（kw）电压(v)17016.520002.23806.2EGSB附属设备设备名称型号技术参数数量备注布水管DN150每根长7.2m16根选用具有抗腐蚀的材料进水管DN200长15m2根选用具有抗腐蚀的材料三相分离器材400㎡选用玻璃钢料三通头14个选用具有抗腐蚀的材料等径弯头4个选用具有抗腐蚀的材料密封盖200㎡合金钢沼气收集管DN100若干合金钢沼气压力计一个电子器具6.4CASS附属设备设备名称型号技术参数数量备注滗水器BSF20滗水速度2台合金200m3/h自动化系统一套包含计算机2台回流泵50QW20-22A功率3kw2台流量28.9m3/h 鼓风机Y200L1-2提供气体量3台一台备用，15m3/min,功率为30kw供气支管DN100长6m46根供气管DN150长30m2根供气总管DN2001根阀门DN2002个暴气头506个三通头变形管44个弯头变形管4个穿墙套DN15023个水位监测器2个搅拌器每台功率1kw2台6.5脱泥车间附属设备设备名称型号技术参数数量备注污泥泵100QW功率7.5kw2台一台备用污泥浓缩脱水NYTJ500体积m3一台同时具备污泥机2.9×0.96×2.68浓缩和压榨功能 设计计算书3.1.1废水水质水量某啤酒厂废水水质情况如下废水流量为Q=3000m3/d=125m3/h=0.035m3/s表1设计水质水量和排放标准水质指pH值COD/(mg/L)BOD5SS/(mg/L)TN/(mg/L)TP/(mg/L)标/(mg/L)进水水5-102500160020003510质排放标6-9≤100≤30≤70≤15≤0.5准去除98.69998.5率%3.2中格栅的设计与计算表2格栅计算公式名称计算公式内容说明B—栅槽宽度，m，应保证栅前槽内流速不小于0.5m/s；S—栅条宽度，m；Bs(n1)bnn—栅条间隙数，个；栅槽宽度b—栅条间距，m；Qsinmaxn=Q—最大设计流量，m3/h；bhvmax—隔栅倾角（∘），一般为45∘~75∘；h—栅前水深，m；v—过栅流速，m/shkh10h—设计水头损失，m；1v2k—系数，隔栅受污物堵塞之后，水头hsin0过栅水头损失2g损失增加倍数，一般取3；4h0—计算水头损失，m；s()3g—重力加速度，m/s2；b —阻力系数；—栅条断面形状系数；H—栅槽总高度，m；栅槽总高度Hhh1h2h—栅前渠道超高，m，一般采用0.3m；2L—栅槽总长度，m；H1Ll1l20.51.0l—进水渠道渐宽部分的长度，m；tan11l—栅槽与出水渠道连接处渐窄部分的2BB1l1长度，m；栅槽总长度2tan1H—栅前渠道深，m；1l1l2—进水渠道渐宽部分展开角，一般为21Hhh20∘；12B—进水渠道宽，m13W—每日栅渣量，m/d；QW每日栅渣量，W13Q—日设计量，m/h；1000W—栅渣量13.2.1设计参数：333设计流量Q=3000m/d=125m/h=0.035m/s栅前水深h=0.4m过栅流速v=0.6m/s栅条宽度S=0.02m格栅间隙e=10mm格栅倾角α=60°333单位栅渣量ω1=0.05m栅渣/10m污水3.2.2．设计计算Qsin0.035sin60（1）栅条间隙数n13.57(取n=14)ehv0.010.40.6（2）栅槽有效宽度B=S（n-1）+en=0.02（14-1）+0.01×14=0.40m（3）进水渠道渐宽部分长度,设进水渠为B=0.1751BB10.400.175L0.31m12tan2tan201 （其中α1为进水渠展开角）L1（4）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度L0.155m22（5）过栅水头损失（h1）因栅条边为矩形截面，取k=3，则42v20.0230.6hkhksin31.79()sin600.216m102g0.0129.814/3其中ε=β（s/e）h0：计算水头损失k：系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增加倍数，取k=3ε：阻力系数，与栅条断面形状有关，当为矩形断面时β=1.79（6）栅后槽总高度（H）取栅前渠道超高h2=0.3m，则栅前槽总高度H1=h+h2=0.4+0.3=0.7m栅后槽总高度H=h+h1+h2=0.4+0.216+0.3=0.916m（7）格栅总长度L=L1+L2+0.5+1.0+0.7/tanα=0.31+0.155+0.5+1.0+0.7/tan60°=2.369m图1格栅示意图3.2.3栅渣量计算333取W1=0.05m/10mK2=1.5，每日的栅渣量为：Q×w1×864000.035×0.05×8640033W===0.10m/d＜0.2m/d，故配备K2×10001.5×1000 人工格栅。式中：3Q-----------设计流量，m/s333W1----------栅渣量(m/10m污水)，取0.1～0.01,粗格栅用小值，细格栅用大值，中格栅用中值3.3集水井的设计与计算3.3.1设计计算①参数选取水力停留HRT=2h,集水井的有效深度h=4.5m,水面超高0.5m②计算Q30003集水井的有效容积V==×2=250mT24集水井高度H=4.5+0.5=5mV25022集水井水面面积A===55.6m,取56mh4.5集水井横截面积为L×B=8×7m2则集水井的尺寸为L×B×H=8×7×5m3集水井构造集水井内保证水流平稳，流态良好，不产生涡流和滞留，必要时可设置导流墙，水泵吸水管按集水池的中轴线对称布置，每台水泵在吸水时应不干扰其他水泵的工作，为保证水流平稳，其流速为0.3-0.8m/h为宜。③提升泵选取3根据流量Q=125m/h,扬程H=15.8m3拟选用150WLI170-16.5型立式污水泵，每台水泵的流量为Q=170m/h，扬程为H=16.5m，选择此泵比较合适。选择集水池与机器间合建的圆形水泵站，考虑选用3台水泵，其中一台备用。其工作参数如表3.2。表3.2:150WLI170-16.5型立式污水泵工作参数3流量（m/h）扬程（m）转速（r/min）功率（kw）电压(v)17016.520002.23803.4调节沉淀池的设计与计算3.4.1设计计算 调节污水酸碱度，故在此之前设计一个酸罐和一个碱罐。①参数选取333水力停留时间T=8h,Q=3000m/d=125m/h=0.035m/s，采用机械刮泥除渣。②设计计算，见图23.4.2调节池的搅拌器使废水混合均匀，调节池下设潜水搅拌机，选型QJB7.5/6－640/3-303/c/s1台3.4.3药剂量的估算--4设进水pH值为10，则废水中【OH】=10mol/L,若废水中含有的碱性物质-4为NaOH,所以CNaOH=10×40=0.004g/L，废水中共有NaOH含量为--73000×0.004=12kg/d，中和至7，则废水中【OH】=10mol/L，此时-7-5-5CNaOH=10×40=0.4×10g/L，废水中NaOH含量为3000×0.4×10=0.012kg/d，则需中和的NaOH为12-0.012=11.988kg/d，采用投酸中和法，选用96%的工业硫酸，药剂能完全反应的加大系数取1.1，2NaOH+H2SO4→Na2SO4+H2O809811.988㎏14.6853㎏14.6853所以实际的硫酸用量为1.1=16.8269kg/d。0.96 投加药剂时，将硫酸稀释到3%的浓度，经计量泵计量后投加到调节池，故投加酸溶液量为16.8269560.897kg/d=23.371L/h0.03加药控制系统，采用PH值自动监测仪控制加药量。池的有效容积V=QT=125×8=1000m3取池有效高度H=5.5m,其中超高0.5m,有效水深h=5m则池面积A=V/h=1000/5=200m2池长取L=25m,池宽取B=8m池子的总尺寸为L×B×H=25×8×5.5m3理论上每日的污泥量Q×(c0−c1)3000×(2000−800)13W==×=90m/d1000（1−p0)1000×(1−0.96)1000污泥斗尺寸取斗底尺寸为400×400，污泥斗倾角为50°则污泥斗的高度h2=4−0.2tan50°=4.529m12212每个污泥斗的容积V2=3h2a1+a1a2+a2=3×4.529×8+8×0.4+0.42=101.7m3设计3个污泥斗，则污泥斗总容积V=3V=305.1m3总2V＞W故符合设计要求，采用机械泵吸泥总进水布置进水起段两侧设进水堰，堰长为迟长的2/3。项目CODBOD5SSTNTP进水水质/250016005003510（mg/L）去除率/%10106000出水水质/225014402003510（mg/L）3.5EGSB反应器的设计与计算表3EGSB反应器计算公式名称计算公式内容说明 S——进水COD浓度，0QSmg/L；反应器有效容积/m3V0有效NVNV——反应器容积负荷，kgCOD/(m3·d)V—反应器有效容积，V反应器面积/m2Am3；hh—反应器有效高度，m；H——反应器总高，m；反应器总容积/m3VA(Hh)h——反应器超高，m；11A——反应器面积，m2；4A反应器直径/mdA——反应器面积，m2；h——导流筒高度，m；h导流筒的宽度/mb——导流筒斜面与水平tan夹角，°；h导流筒长度/ml，h同上sin2d导流筒面积/m2Ad同上4——碰撞系数——水流的密度，12g/cm3——沼气密度，g(12)dg2气泡上升速度/（m/h）vb18g/cm3d——气g泡直径，cm，——净水粘度，g/(cm·s)Q——进入反应器的总Q配水管尺寸/mmd流量，m3/h0.785uu——管内流速，m/s3GSSGSS——湿污泥产量，污泥产量/(m/d)QS1000(198%)kgSS/dQctQm—加热或冷却介质的pQ所需加热或冷却介质mmcpmtm流 的流量量，m3/h；c,c—分别为加热或pmp冷却介质及被加热或冷却废水在进入或流出换热器时的温度差；—废水的密度，kg/m3，可取为1000kg/m3；—加热或冷却介质的m密度，对于水，31000kg/m。mQ——换热器传递的总q热量，kJ/hA——换热器面积，m2；K——换热器间隔两边QQctQct换热器的换热面积qpmmpmm的总传热系数，/(kJ/h)或QKAtqmW/(m2·K)；t——加热水与被加热m的废水温度的对数平均数t，t——废水在进入进出和流出换热器时的浓加热水与被加热的废(tt)(tt)进m出出m进tm度，℃；tt水温度的对数平均数ln(进m出)tttm进，tm出——加热介质出m进/℃在进入和流出换热器时的温度，℃；3.5.1罐体尺寸 设计罐体为圆形3设计进水流量：Q=125m/h停留时间：tHRT=5h33EGSB反应器容积负荷：NV=14.4kgCOD/(m·d)=0.6kgCOD/(m·h)QS01252.253有效容积：V有效==468.75(m)，N0.6V式中：3Q-------------设计流量，m/sS0-------------进水COD含量,mg/l3Nv-------------容积负荷,kgCOD/(m·d)取反应器有效高度：h=10mV有效468.752反应器面积：A=46.875(m)采用4座相同EGSB反应器h10，2则每个反应器的面积A1=A/4=11.72m反应器直径：d=4A1411.72取D=4m3.86(m)12122横截面积A2=πD=π4=12.56m44 取反应器总高H＇=12.5m，其中超高为0.5m3反应器总容积V＇=46.875(H＇－0.5)=46.875×12=562.5(m)468.75EGSB反应器的体积有效系数：100%83.33%。562.53.5.2反应器的升流速度Q125上升流速:9.95(m/h)。A12.5623.5.3三相分离器EGSB反应器的三相分离器结构如图示。12532(1)沉淀区设计沉淀区的表面负荷率为9.95[m/(mh)]。12.56(2)回流缝设计上、下三角形导流筒斜面与水平夹角为θ=60°，取保护高h1=0.5m，上导流筒距顶水面h2=0.7m，取下导流筒高h3=0.6m。h3下导流筒的宽度b3=0.35(m)；tan60h30.6下导流筒的长度l3=0.70(m)。sin60sin60设下导流筒距器壁a1=0.05(m)，则下导流筒直径为：d3=d－2×(a1＋b3)=3.86－2×(0.05＋0.35)=3.06(m) 222下导流筒面积为：A1=d3.067.35(m)344Q125水流经下导流筒的上升流速为：17(m/h)1A7.351设上流筒高h4=0.4m，则h40.4上导流筒的宽度b4=0.23(m)；tan60tan60h40.4上导流筒的长度l4=0.46(m)。sin60sin60设上、下导流筒间距为a2=0.05m；重叠长度为m=0.1m，则重叠水平宽度为：m＇=m×cosθ=0.1×cos60°=0.05(m)；重叠垂直高度为：h＇=m×sinθ=0.1×sin60°=0.087(m)；上导流筒直径为：d4=d3－2×(b4－m＇)=3.06－2×(0.23－0.05)=2.7(m)；222上导流筒面积为：A2=d2.75.72(m)；444Q125水流经上导流筒的上升流速为：ν2=＝21.85(m/h)。Ａ5.72２以A2为控制断面，颗粒污泥ν1<ν2，满足要求，具有较好的固液分离要求。三相分离区总高度：h=h2＋h3＋h4＋h5－h＇＝0.7＋0.6＋0.4＋0.3－0.173＝1.827(m)。EGSB总高H=12.5m，其中超高为0.5m，沉淀区高为2m，污泥床高位4m，悬浮区高为6m。(3)校核气液分离假设围绕气泡的水流成层流状态，即Re<1，气泡直径d3g=0.015cm，在常温(35℃)下，取水流密度ρ1=1.03g/cm，沼气密度ρ2g=1.15×10-3g/cm3，液体的运动黏滞系数ν=0.0101cm/s(按净水值取)，碰撞系数β=0.95。净水黏度为μ=0.0101×1.03=0.0104g/(cm·s)，由于废水μ一般比净水的大，可取废水的μ=0.02g/(cm·s)，则g()d20.95981(1.031.15103)0.015212g气泡上升速度为：νb＝18180.02＝0.599(cm/s)＝21.57(m/h) d0.01510221.571.03103gb1校核水流状态：Re＝0.463110.02103600属于层流状态，符合要求。因此，ν1<νb，可以脱除直径等于或大于0.015cm的气泡。3.5.4配水系统设计采用大阻力配水系统，4个布水点，均匀分布在池底，进水口距池底0.3m，进水负荷为2.1m3/个布水口。取u1=0.5m/s、u2=0.8m/s、u3=1.0m/s、u4(出孔口)=3.0m/s，则Q＇＝125/4＝31.25m3/h。Q31.25d0.149(m)149(mm)1，取150mm；0.785u36000.7850.51Q20.5Q0.531.25，取d0.083(m)83(mm)20.785u0.785u36000.7850.82290mm；22Q30.5Q0.531.25，取d0.053(m)53(mm)30.785u0.785u36000.7851.03360mm；33Q40.5Q0.531.25,取d0.021(m)21(mm)40.785u0.785u36000.7853.04430mm。3.5.5出水系统设计出水堰与沉淀池出水装置相同，即汇水槽上加设三角堰，采用正三角形出水堰。设计堰上水头Hw=3cm,三角堰角度θ=60°。由于堰上水头和过流堰宽B之B间的关系为Htan，则B=2×3×tan30°=3.46(cm)。W22设计三角堰宽为10cm，流量系数Cd取0.62，则单堰过堰流量为：82.582.53q＝C2gtanH0.622gtan300.030.00013(m/s)。dw15215 31.25反应池应该布置的三角堰总数为：N＝66.77(个)，取N为36000.0001367个。出水堰总长l＝10×67＝670(cm)＝6.7(m)；设出水堰宽为0.2m，高为0.5m，距上导流筒0.1m。总周长L＝πd＝π×(3.86－0.2×2)＝10.86(m)。出水堰总长小于总周长，满足要求。由于出水堰总长小于总周长，因此，需间隔布置出水堰，两个出水堰堰顶间距10.866.7B＇＝0.062(m)，取7cm。673.5.6排泥系统设计(1)产泥量计算厌氧生物处理污泥产量取为X=0.1kgVSS/kgCOD；流量Q=3000m3/d；进水COD浓度C30=2250mg/L=2.25kg/m，COD去除率E=85%。则反应器总产泥量:GVSS=rQC0E=0.1×3000×2.25×0.85=573.75(kgVSS/d)。VSS573.75取0.8，GSS=717.19(kgSS/d)；污泥含水率为98%，因含水率>95%，SS0.8717.193取ρs=1000kg/m3。则污泥产量为Qs=35.86(m/d)。1000(198%)(2)排泥系统设计在反应器底部距底部200mm处设置一个排泥口，排空时由污泥泵从排泥管强制排放。反应器每天排泥一次，由污泥泵抽入污泥浓缩池中。反应池排泥管选钢管，D=100mm，该管每次排泥2h。排泥速度为：35.860.63(m/s)0.12236003.14()20.63设计充满度为0.6，ν=1.05(m/s)。0.63.5.7产气量计算3流量Q=3000m/d；进水COD，C0=2250mg/L；出水CODCe=337.5mg/L。则产气量为：V＝0.35[Q(C-3沼气(标准)0－Ce)－1.42YQ(C0－Ce)]×10＝0.35×[3000×(2250－337.5)－1.42×0.04×3000×(2250－337.5)]×10-3＝1894.07(m3/d)1894.073取CH4占沼气体积的51%，则沼气体积(标准状态)为：3713.85(m/d)。0.51 3由上述计算可知该处理站日产沼气3713.85m，则沼气柜容积应为3h产气量的3体积确定，即Vqt3713.85/243464.2m。设计选用300钢板水槽内导轨湿式储气柜，尺寸为φ7000㎜×H6000㎜。项目CODBOD5SSTNTP进水水质/225014402003510（mg/L）去除率/%858504020出水水质/337.5171200218（mg/L）3.6沉淀池的设计本系统中沉淀池采用竖流式沉淀池。其设计计算公式如下：名称公式符号说明qf—中心管面积(m2)max1.中心管面积fv0q—每池最大设计流max量(m3/s)4f2.中心管直径d0v0—中心管内流速(m/s)d—中心管直径(m)q03.中心管喇叭口与反射maxh3v—污水由中心管喇叭板之间的缝隙高度v1d11口与反射板之间的缝隙qmax4.沉淀部分有效断面积F流出速度(m/s)vh—中心管喇叭口与反34(Ff)5.沉淀池直径D射板之间的缝隙高度(m)d—喇叭口直径(m)16.沉淀部分有效水深h23600vtF—沉淀部分有效断面SNT积(m2)V100D—沉淀池直径(m)7.沉淀部分所需总容积8640000q(CC)Th2—沉淀部分有效水深max12VK(100)(m)Z0v—污水在沉淀池中流h速(m/s)5228.圆截锥部分容积V1(RRrr)3t—沉淀时间(h)V—沉淀部分所需总容9.沉淀池总高度Hh1h2h3h4h5 积(m3)S—每人每日污泥量(L/人·d)，一般采用0.3~0.8N—设计人口数(人)T—两次清除污泥相隔时间(d)C—进水悬浮物SS浓度1(t/m3)C—出水悬浮物SS浓2度(t/m3)K—生活污水流量总变Z化系数—污泥密度(t/m3)约为1—污泥含水率(%)0V—圆锥部分容积(m3)1H—沉淀池总高度(m)h—超高(m)1h—缓冲层高(m)4h—污泥室圆截锥部分5的高度(m)R—圆截锥上部半径(m)r—圆截锥下部半径(m)3.6.1设计要求及参数一般选用圆形或正方形，在这里采用圆形，一般直径为4~7m(≤10m)。沉淀区呈圆柱体，污泥斗为截头倒锥体。污泥管直径一般200mm。中心管内流速v0≤30mm/s，末端喇叭口及反射板见图。v1≤40mm/s，径深比D/h2≤3；h3取0.25～0.5m；废水在沉淀区的上升流速为0.5~1.0mm/s，取0.5mm/s；沉淀时间t=1.0～1.5h，取1h；污泥斗倾解为45°~60°，取45° 333参数选择：设计流量为；Q=3000m/d=125m/h=0.035m/s缓冲层高度h4=0.3m；超高h1=0.3m。Q3设4个沉淀池，每个沉淀池的流量Q1==0.00875m/s43.6.2设计计算1.中心管面积与直径取v0=30mm/s=0.03m/sQ10.008752f0.291mv0.0304f40.291直径d0.6m02.缝隙高度取v0.01m/s1Q10.00875h0.34m3vd0.010.61.35113.沉淀池总面积和池径Q10.008752沉淀部分有效断面积F17.5mv0.00052总面积AfF0.29117.517.791m4(fF)417.791池径D4.76m，取5m4.沉淀池的有效沉淀高度h3600vt36000.00051.22.16m，符合3h6.485(D)225.校核集水槽出水堰负荷集水槽每米出水堰负荷0.008751000Q(D)0.56L/s，小于2.9L/s符合要求13.1456．每天污泥总产量(理论泥量)Q(c1c2)3000(800320)3V72m/d11000(1p)1000(10.98)10000V3每个池子所需容积V1==18m/d47．污泥斗高度(h5)取60，截头直径为0.4m 5−0.4h5=tan60°=3.98m,取4m28．沉淀池总高度Hhhhhh0.32.160.340.347.1m123459．校核污泥容积h522223污泥斗容积V(RRrr)4(2.52.50.20.2)28.4m233VV合格，每天排泥一次21项目CODBOD5SSTNTP进水水质/337.5171200218（mg/L）去除率/%10106000出水水质/303.75153.980218（mg/L）3.7CASS反应池的设计与计算本反应池中所涉及到的公式有：名称公式符号说明Q—设计流量QT1．每池的周期处理水量∆V=T—工作周期24nBnB—反应池个数∆V2.单池容积V=λ—排水比λ3.滗水高度HbHb=∆V/AA—单池底面积4.滗水速率VbVb=∆V/tbTb—滗水时间650×103X—活性污泥浓度5.污泥沉降速率VsVs=X·SVISVI—污泥指数，取130mg/L6.剩余污泥量WW=W1-W2+W3ssi；sse—进出水悬浮物浓度0.9bH·YH·fT·HSp=Q·BOD5YH−1mg/L7.剩余污泥量+bH·fT·HθSRYH—异样微生物增殖率，取+Yss·Q·(ssi0.5～0.6−sse)θSTYss—不能水解悬浮物率，取ST·P=SP·8.活性污泥浓度nB0.5～0.6 ST·Pf—温度修正系数，取1.11MLSS=T·HVQ·ρSobH—异样微生物内源呼吸速9.污泥负荷N3=ρx·V率，取0.08ST·P—单池所存污泥总量nB—反应池总数SP—剩余污泥量Q—设计流量ρSo—BOD5进水量O2=a·Q·La−Leρx—高水位活性污泥浓度+b·Qk·NKa−NKea—BOD5氧当量，取1.210.需氧量b—NH4-N氧当量，取4.6−b·Q·NKa−NKe−NOeLa；Le—分别为进出水BOD5×62.5%浓度，mg/LNKaNKe；—进出水剀氏氧浓度，mg/LNOe—出水NO3-N浓度，mg/LQ—每个反应池周期最大处理量m33.7.1设计参数Q=3000m3/d=125m3/h=0.035m3/s污泥龄θ=18d,硝化和反硝化污泥龄θSR=13.5d 污泥回流比R=20%有效深度H=5m有效容积V=4×500m33.7.2设计计算①剩余污泥量0.9bH·YH·fT·HSp=Q·BOD5YH−1+Yss·Q·ssi−sse+bH·fT·HθSR0.9×0.08×0.5×1.11=3000×153.9−15.39×0.001×0.5−+30001+0.08×1.1113.5×0.5×80−30×0.001=590kg/d取Sp=600kg/d本系统每天要求的除磷最高为3000×（6-0.5）×0.001=16.5kg/d。CASS工艺脱氮除磷系统的剩余污泥含磷量约可达到污泥干重5%，每天产生约590kg的污泥可除磷29.5kg/d左右，可满足除磷要求。②反应池尺寸计算生物反应池的总池数nB=4，反应池的工作周期T=4h（曝气2h,沉淀1h,排水和排泥1h）。QT3000×43每池的周期处理水量为∆V===125m，24nB24×4∆V1253反应池的排水比按λ=30%，则反应池容积V===416.7mλ0.3则反应池有效容积V=20×5×5=500m3。θST18单池所存污泥总量为ST·P=SP·=600×=2700kg,nB4ST·P2700反应池高水位时的活性污泥浓度MLSS===5400mg/L,V500ST·P2700反应池低水位时的活性污泥浓度MLSS===7200mg/L。V−∆V500−125∆V125每池每周期的最大排水高度为h1===1.25m，A20×5沉淀后的活性污泥浓度MLSS"=9000mg/L，ST·P2700沉淀后的污泥层厚度为h2=A×MLSS"=20×5×9000×10−3=3m。缓冲区高度h3=5.0−h1−h2=5.0−1.25−3=0.75>0.5m,所以比较合适。 Q·ρSo3000×223污泥负荷N3===0.062（kgBOD5/kgMLSS·d）较合适，ρx·V5400×4×500每个池子的有效容积V=20×5×5=500m3，单个容积V"=20×5×5.5=550m3，总反应池的面积A"=20×20m2,理论要求生物选择区，厌氧区，主反应区的容积比1：5：30，最终确定预反应区的长宽为3m和17m,在预反应区中生物选择区的尺度L=0.5m,所以生物选择区的容积V=0.5×5×5=12.5m3，厌氧区的容积V=（3-0.5）×5×5=62.5m3，主反应区的容积V=17×5×5=425m3。③滗水器的计算3滗水速率Vb=∆V/tb=550/1=550m/h滗水高度Hb=∆V/A=550/100=5m650×103650×103污泥沉降速率Vs===1.25m/hX·SVI4000×130选用总装备部工程设计研究总院环保中心和北京四达水处理公司联合研制的旋转式滗水器。④污泥量及排泥系统Sp6003假设污泥的汗水率为99.2%，则排泥量为Qx=3==75m/d,(1−p)×10(1−99.2%)×1000则每天需处理的污泥量为75m3。753每周期单个池子污泥量为Qs==4.6875m4×4⑤回流污泥系统污泥的回流比R=20%，在主反应区的中部安装2台污泥泵（一用一备）。⑥需氧量计算O2=a·Q·La−Le+b·Qk·NKa−NKe−b·Q·NKa−NKe−NOe×62.5%=1.2×125×153.9−15.39×0.001=30.45kg/d则每个反应池的周期需氧量为30.45kg/d。⑦供气量计算在预反应区，设计采用大气扩散器，故采用SX-1型空气扩散器，敷设CASS池底，淹没深度4.5m，SX-1型空气扩散器的氧转移效率为EA=8%。在主反应区，设计采用微孔曝气器，敷设CASS池底，淹没深度4.5m,YMB-2型膜片式微孔曝气器的氧转移效率为EA=18.4～27.7%，这里取20%。查表可知，10℃，15℃时溶解氧的饱和度分别为CS10=11.3mg/L,CS15=10.2mg/L,空气扩散器出口处的绝对压力Pb= 1.013×105+9.8×103×4.5=1.454×105Pa,在预反应区，氧转移效率为8%，21×(1−8%)空气离开曝气池时，氧的百分比为Ot==19.6%。79+21×(1−8%)曝气池溶解氧平均饱和度（按最不利温度条件计算）PO1.454×10519.6btCSb15=Cs5+=10.2×5+=11.94mg/L2.066×10422.066×1042水温10℃时曝气池溶解氧平均饱和度Csb10=1.17×11.3=13.22mg/LO2×CSb1010.510℃时脱氧消水充氧量为Ro=α×[β×p×CT−10×80=SbT−Cj]×1.024O2×13.2210.50.82×[0.95×1×11.94−2.0]×1.02415−10×80=6.13(kgO2/T)其中α=0.82，β=0.95，Cj=2.0，T=15，"Ro6.133255.3每个CASS反应池预反应区供氧量Gs===255.3m/T==0.3×EA0.3×0.0860×22.13m3/min在主反应区，氧转移效率EA=20%，空气离开曝气池时，氧的百分比Ot=21×(1−20%)=17.5%79+21×(1−20%)曝气池溶解氧平均饱和度PO1.454×10517.5btCSb15=Cs5+=10.2×5+=10.2×1.122.066×10422.066×1042=11.43mg/L水温10℃时曝气池溶解氧平均饱和度Csb10=1.12×11.3=12.66mg/LO2×CSb106710℃时脱氧小水充氧量为Ro=α×[β×p×CT−10×80=SbT−Cj]×1.024O2×12.66670.82×[0.95×1×11.94−2.0]×1.02415−10×80=39.48(kgO2/T)"Ro39.48m3657.9每个CASS反应池预反应区供养量为Gs===657.9==0.3×EA0.3×0.2T60×25.48m3/min故单个CASS反应池每周期供氧量为G=255.3+657.9=913.2m3S每分钟供氧量2.13+5.48=7.61m3Gs913.233平均每立方污水供气量为Gs1===7.306（m空气/m污水）Q125Gs17.3063去除每千克BOD5的供气量Gs2===36（m空气/（223−20）×0.001（223−20）×0.001BODm3）5 6.13+39.48去除每千克BOD5的供氧量为Gs3==1.797(kgO2/kgBOD5)（153.9−15.39）×0.001×125⑧空气管计算鼓风机房出来的空气量供气干管，在相邻的两个CASS池的隔壁墙上设两根供气干管，为CASS池供气，每量个CASS反应池为一组，当一组CASS池处于曝气阶段时，另一组反应池处于沉淀，滗水阶段，反之亦然。则每周期每组CASS反应池需空气量为913.2×2=1826.4m3，即每小时需供氧量为1826.4m3，每分钟供氧量30.44m3。在预反应区，共设1条配气竖管，4个池子共设4条，为反应池预反应区供气，每条配气管安装SX-1扩散器10个，则全池共40个扩散器，每个扩散器服2务面积5.1m。在主反应区，共设10条配气竖管，4个池子共40条配气竖管，每条配气竖管安装YMB-2型膜片微孔曝气器15个，则每个池子150个微孔曝气器，全池6002个，每个微孔曝气器服务面积0.57m.项目CODBOD5SSTNTP进水水质/303.75153.980218（mg/L）去除率/%9090905090出水水质/30.37515.393010.50.8（mg/L）3.7.3鼓风机房设计风压=设计水深+干、支管水头损失+微孔曝气头水头损失=5+1.0+0.6=6.6m3总供气量G=65394m/s3选用D150-1.5型离心式水平进风鼓风机（2用1备），其流量为150m/min，进口风压1atm,出口风压1.5atm,电机功率200kw。3.8污泥部分设计计算公式：名称公式符号说明A2QC——浓缩池总面积(m)1.浓缩池总面积AM3Q——污泥量(m/d) C——污泥固体浓度(g/L)M——浓缩池污泥固体通量2[kg/(m·d)]A2A1——单池面积(m)2.单池面积A1nn——浓缩池数量(个)3.浓缩池直径0.54A1D——浓缩池直径(m)D4.浓缩池工作部分高度TQh2h2—浓缩池工作部分高(m)24AT——设计浓缩时间(h)H——浓缩池总高(m)5.浓缩池总高度Hh1h2h3h——超高(m)1h——缓冲层高度(m)3V3——浓缩后污泥体(m)1Q(1P)16.浓缩后污泥体积V1P——进泥浓度1P12P——出泥浓度23.8.1污泥来源啤酒污水处理过程中产生污泥来自以下几部分31调节沉淀池，Q1=90m/d，含水率96%；32EGSB反应器，Q2=72m/d，含水率98%；33竖流式沉淀池，Q3=72m/d，含水率98%；34CASS反应池，Q4=75m/d，含水率99%3总污泥量：Q=90+72+72+75=309m/d为了方便排泥及污泥重力浓缩的建设，在重力浓缩池前设置一集泥井，通过集泥井的高水位的控制来达到自流排泥，反应池的污泥可以你用自重流入。3.8.2集泥井3参数选取：停留时间HRT=6h,设计总泥量Q=309m/d3采用圆形池子，池子的有效体积V=Q×HRT/24=309×6/24=77.25m/h2池子有效深度取4m,则池子面积A=19.31m,则集泥井的直径D=4.96m,取5m,2则实际面积A=20m，水面超高0.3m,则实际高度为4.3m。 3.8.3污泥重力浓缩池750000520007500图3.1污泥浓缩池设计计算草图33参数：固体负荷（固体同量）M一般为10～35kg/(m·d),取M=30kg/(m·d)，3浓缩时间T=24h,设计污泥量Q=309m/d浓缩后污泥含水率96%3浓缩后的污泥体积V1=208m/d根据要求，浓缩池的设计横断面积应满足：A≥QC/M3式中Q—入流污泥量，m/d3C—入流固体浓度，kg/m入流固体浓度W1+W2+W3+W4C=Q1+Q2+Q3+Q4W1=Q1×1000×（1-96%）=3600kg/dW2=Q2×1000×（1-98%）=1440kg/dW3=Q3×1000×（1-98%）=1440kg/dW4=Q4×1000×（1-99%）=750kg/dQc=W1+W2+W3+W4=7230kg/d=301.25kg/h3C=7230/309=23.4kg/m3浓缩后污泥浓度C1=7230/208=34.8kg/m①直径3浓缩池的横断面A=QC/M=241kg/m 设计两座正方形污泥浓缩池，则每座边长为B=10.98m,取B=11m，则实际面3积A=242kg/m②高度停留时间，去HRT=24h有效高度h2=1.28m,取h2=1.5m超高h1=0.5m缓冲层高取h3=0.5m池壁高H1=h1+h2+h3=2.5m③污泥斗污泥斗下锥体边长取1m,高度取4m④总高度H=6.5m3.8.4贮泥池贮泥池设计为圆形设计参数：停留时间HRT=6h3设计泥量Q=208m/d3贮泥池所需体积V=QHRT=52m取高度H=4m，则D=3.84m，取4.0m，超高取0.5m，则贮泥池尺寸为D×H=4.0×4.53.8.5机械脱水间的设计计算污泥经浓缩后，尚有96%的含水率，体积仍很大，为了综合利用和最终处置，需对污泥作脱水处理。拟采用带式压滤机使污泥脱水，它有如下脱水特点：(1)滤带能够回转，脱水效率高(2)噪声小，能源节省(3)附属设备少，维修方便，但必须正确使用有机高分子混凝剂，形成大而强度高的絮凝。据设计泥量带式压滤机采用PFM-1000型，带宽1m，主机功率1.5kw,处理后3的污泥含水率为75～80%，处理能力为7～8m/h,按每天工作8小时设计。外形尺寸：长×宽×高=4500×1890×1860 带式过滤脱水工艺流程见下图3.2：高压冲洗水污泥污泥贮泥池滤料泵带式压滤机稀释水给水混凝剂计量泵制备罐空压机图3.2带式压滤脱水工艺流程图3.9加药间的设计3.9.1加药总量本设计采用常规的深度处理工艺，混凝时，聚合氯化铝(PAC)投加量一般在40~60mg/L，实际投料量：聚合氯化铝(PAC)约60mg/L，污泥脱水剂采用有机高分子絮凝剂(PAM)总投料1.5mg/L。聚合氯化铝(PAC)投料总质量3muQ60103000180(kg)PAC有机高分子絮凝剂(PAM)投料总质量3muQ1.51030004.5(kg)PAM3.9.2化学药剂量溶液池的体积（1）聚合氯化铝(PAC)投料总体积uQ601253W1.125mPAC417cm4171511（2）有机高分子絮凝剂(PAM)投料总体积量uQ1.51253W0.875mPAM417cm4170.511其中：m—每天配制一次；1 c—溶液浓度，PAC取15%，PAM取0.5%则：根据化学药剂量溶液池的体积，为了工程方面的制作方便，聚合氯化铝(PAC)溶液池和有机高分子絮凝剂(PAM)溶液池的容积做成一样大。即采用容积都3为0.1m的圆形加药池，有效高度0.8m，超高0.2m，尺寸为φ0.2m×1.0m，置于一泵房二楼的地面上。由于加药系统是连续进行，为了保持加药的连续性，在此设置同等大小的溶药池以便一个池子的溶液用完时，换用另外池子的溶液。溶解池搅拌设备采用中心固定式平板将式搅拌机，浆直径：R=200(mm)，浆板深度：700(mm)，池顶高出地面0.3米，池底坡度采用2.5％。溶解池和溶液池的材料都采用钢筋混泥土，内壁衬以取乙烯板。3.9.3投药泵采用计量泵投加，选用三台BK2－2.5／10型计量泵，一台备用。性能如下：流量：6立方米／小时；扬程9米。3.10鼓风机房的设计3.10.1已知条件及设计参数1.调节池采用鼓风曝气系统,罗茨鼓风机供气,穿孔管曝气。333设计曝气量q0.2m/(mh)，空气用量QqQ0.2102m/hamax供气压力p19.6kPa2.CASS中罗茨鼓风机的供气压力采用47.04kPa，选择2台风机曝气，一用一备，3风机能力为：G=GS=419.3m/h。33总的供气量：G2419.3421.3m/h7m/mins3.10.2鼓风机的选择根据总的供气量及每个池子所需压力决定采用2台NSR125型多级离心式鼓3风机，风机出口表压500Pa，进口容积流量10（m/min），转速2970r/min，功率2.2kW，电压380V，一台使用一台备用。产品由章丘市三牛（罗茨鼓风机）机械有限公司制造。3.10.3鼓风机房的设计（1）便于现场观察风机的运行情况，在出风管路上安装必要的压力表，温度计，计量表； （2）根据NSR125型多级离心式鼓风机的基础，长×宽=2800mm×1350mm，每个鼓风的间距2m，则鼓风机房设置为长×宽=5000mm×10000mm。3.11紫外线消毒系统3.11.1设计说明通过紫外线的强烈照射，改变细菌，病毒和其他微生物细胞的遗传物质，使其失去遗传特性，达到消毒目的。3.11.2设计参数紫外消毒剂量是所有紫外线辐射强度和曝气时间的乘积光照接触时间10～100s消毒器中水流流速最好不小于0.3m/s3.11.3计算结果灯管数初步选用UV-4000PLUS紫外线消毒设备（加拿大TROJAN公司生产），每38003m/d需2.5根灯管，故n=(3000/3800)×2.5=1.97,取2根。设备型号：UV4000PLUS出水水质要求TSS：10～100mg/L.VVT＞15%每根灯管功率：2800W，灯管清洗方式：在线机械加化学剂自动清洗4平面布置图4.1构筑物和建筑物主要设计参数该啤酒厂废水处理工艺构筑物和建筑物及其技术参数详见下表，表中包括部分独立露天设置的设备。综合楼的功能包括办公与值班、化验、配电、控制机房。构筑物平面尺寸指平面外形尺寸。建筑物平面尺寸为轴线尺寸。表5构（建）筑物一览平面尺寸高度序号名称技术参数2备注（m）（m）1集水井HRT=2h3.14（圆）－6砖混2EGSB池HRT=5h15.6×14.410钢筋混凝土3CASS池HRT=4h27.8×13.25.5钢筋混凝土4鼓风机房75KW鼓风机2台5.0×2.0钢筋混凝土 5污泥储存池存放一天污泥6.7（圆）4.5钢筋混凝土6污泥脱水机压带拖泥机一台36.5×15.36.0钢筋混凝土房4.2污水处理站平面布置4.2.1布置原则1处理站构（建）筑物的布置应紧凑，节约用地和便于管理。a.池形的选择应考虑减少占地，利于构（建）筑物之间的协调；b.构（建）筑物单体数量除按计算要求计算外，亦应利于相互间的协调和总图的协调。c.构（建）筑物的布置除按工艺流程和进出水方向顺捷布置外，还应考虑与外界交通、气象、人居环境和发展规划的协调，做好功能划分和局部利用。2构（建）筑物之间的间距应按交通、管道敷设、基础工程和运行管理需要考虑。3管线布置尽量沿道路与构（建）筑物平行布置，便于施工与检修。4做好建筑、道路、绿地与工艺构筑物的协调，做到即使生产运行安全方便，又使站区环境美观，向外界展现优美的形象。5具体做好以下布置。a.污水调节池和污泥浓缩池应与办公区或厂前区分离；b.配电应靠近引入点或电耗大的构（建）筑物，并便于管理；c.沼气系统的安全要求较高，应远离明火或人流、物流繁忙区域；d.重力流管线应尽量避免迂回曲折。4.2.2管线设计1污水管a.进水渠原污水沟上截流闸板的设置和进站控制闸板的设计由啤酒厂完成。b.出水管DN200铸铁管或陶瓷管，q17.4L/s,v0.9m/s,i0.006。c.超越管考虑运行故障或进水严重超过设计水量水质时废水的出路，在EGSB之前设置超越管，规格DN200铸铁管或陶瓷管，i0.006。 d.溢流管浓缩池上清液及脱水机压滤水含微生物有机质0.5%～1.0%，需进一步处理，排入调节池。设置溢流管，DN200铸铁管，i0.004。②污泥管调节沉淀池、EGSB、CASS反应池污泥池均为零力排入集泥井，站区排泥管均选用DN200铸铁管，i0.02。集泥井至浓缩池，浓缩池排泥泵贮泥柜，贮泥柜至脱水机间均为压力输送污泥管。集泥井排泥管DN250，钢管，v0.9m/s。浓缩池排泥管，贮泥柜排泥管，DN150，钢管，v1.0m/s。③沼气管沼气管从EGSB至水封罐为DN100钢管，从水封罐向气水分离器及沼气柜为DN150，钢管，沼气管道逆坡向走管，i0.005。④给水管沿主干道设置供水干管200DN，镀锌钢管。引入污泥脱水机房供水支管DN50，镀锌钢管。引入办公综合楼泵房及各地均匀为DN32，镀锌钢管。⑤雨水外排依靠路边坡排向厂区主干道雨水管。⑥管道埋深a.压力管道在车行道之下，埋深0.7～0.9m，不得不小于0.7m，在其他位置0.5～0.7m，不宜大于0.7m。b.重力管道由设计计算决定，但不宜小于0.7m（车行道下）和0.5m（一般市区）。4.2.3平面布置特点平面布置特点：布置紧凑，构（建）筑物占地面积比例大。重点突出，运行及安全重点区域EGSB放于站前部，引起注意，但未靠近厂区主干道。美化环境，集水井、调节池侧面、污泥储存池设于站后部。5污泥处理站高程布置5.1布置原则1尽可能利用地形坡度，使污水按处理流程在构筑物之间能自流，尽量减少提升次数和水泵所需扬程。 2协调好站区平面布置与各单体埋深，以免工程投资增大、施工困难和污水多次提升。3注意污水流程和污泥流程的配合，尽量减少提升高度。4协调好单体构造设计与各构筑物埋深，便于正常排放，又利检修排空。5.2高程布置结果参见附图。主要构筑物高程构筑物名称池底标高水面标高池顶标高集水井132.20137.2138.2EGSB138.20142.80143.30CASS137.20最低140.90143.70最高142.20污泥储存池138.20143.106人员编制及经营管理6.1人员编排由于CASS池目前已经拥有先进的自动化操作系统，操作管理十分方便.在运行时候，整个污水站的主要监测任务是化出水的COD和PH值，出水的COD和PH值。1.技术员兼站内总管1人，全天工作。2.每班2人值班，每天3班，污水处理水质监测1人，脱水车间1人。共计9人，在招聘人员时候要注意。由于水质分析工作简单，设备运行操作也容易熟练。因此，不需要全部要专业对口的，考虑到污水站的电器设备较多，且复杂，还有机械设备也繁多，出现问题需要有人检测，有必要招一个有电器维护背景专业的和一个有机械背景的人员。他们经过短期培训就可以上岗操作，当遇到设备问题时候，他们也能解决。没有必要专门人员维护，浪费人力物理。由于该工艺有沼气产生，因此需要对工作人员进行安全教育，同时制定相应的安全保护制度，明确责任。7工程概预算 7.1直接投资费用：投资估算表项目数量指标（元）费用(万元)备注22站区面积2500m50/m12.522提升泵房20m400/m0.822EGSB225m1200/m274座33CASS反应池400m600/m244座22鼓风机房60m2000/m121间23脱水车间100m2000/m201间管道及配件估取为30.01栋22综合楼100m3000/m30EGSB附属设备估取为10.0CASS附属设备估取为30.0合计205.987.2间接费用：取直接费用的30%；间接费用=205.98×30%=61.79（万元）7.3第二部分费用：取直接费用的10%；第二部分费用=205.98×10%=20.60（万元）7.4工程预备费用=（第一部分费用+第二部分费用）×10%=（直接费用+间接费用+第二部分费用）×10%=（205.98+61.79+20.60）×10%=28.84（万元）7.5总投资总投资=第一部分费用+第二部分费用+工程预备费=205.98+61.79+20.60+28.84=317.21（万元）本指标为2004年指标，以每年10%的利率递增，所以折合总投资为： 3317.21×（1+0.1）=422.21（万元）7.6年经营成本计算7.6.1动力费废水处理站日处理废水量为2600/d，工业电价为0.8元/kWh，则废水处理站动力费用为96万元。7.6.2药剂费3处理每m废水需加入聚丙烯酰胺0.005kg，聚合氯化铝0.03kg，他们的价格分别是：30元/kg，2.7元/kg，则药剂费为药剂费=365×3000×（0.005×30+0.003×2.7）=15（万元）7.6.3工资每个员工的年平均工资为10000元，则总工资为：10000×9=9（万元）7.6.4工资福利每个员工的福利每年为2000元，福利=2000×9=1.8（万元）7.6.5检修维护费约计总投资的10%：检修维护费=422.21×10%=42.22（万元）7.6.6其他费用设基建投资折旧费计入总投资的11%年经营费=1+2+3+4+5+基建投资折旧费=210.64（万元）3EGSB产气量为3500m/d(甲烷含量为55%～65%)。沼气的热值约为223680kJ/m3，煤的热值为21000kJ/t计算，则1m沼气的热值相当于1kg原煤，则每天节约约1.67吨原煤。年节约610吨，折合成资金18.3万。则整个污水站年总运行成本为216.4－18.3＝192.34（万元），每吨废水处理费用约为2.02元。结论通过以上流程处理，出水水质为：COD：30BOD：15SS：30基本达到国 家废水排放标准。本次毕业设计,使我对工程设计的内容和步骤有了更进一步的了解，从大体上讲,本次设计达到了预期的效果,达到了作为本科毕业生所应符合的要求.这次毕业设计使我深深地认识到:工科毕业生做设计工作所要求的严谨性,对于工程二字的沉重性,我开始意识到工程二字要求我们对专业知识有很深地了解,在熟练掌握专业知识的基础上灵活运用.本次设计为某啤酒废水处理，是一个真实性课题,在重新熟悉课本和认真查阅资料的基础上，并结合设计任务书的要求,我对本设计啤酒废水处理的工艺流程提出了多种方案，在反复的比较下，最终确定了一个最优方案.在这个过程中,我逐渐懂得了如何运用专业性眼光去看待问题,分析问题和解决问题。在工艺流程确定后,就开始了对所选构筑物的设计计算,通过老师的指导和自己的计算,我对污水处理中所用到的一些构筑物有了更深的认识,在高程的计算中自己遇到了不少问题,但在老师的精心指导和自己的努力下,最终问题都一一得到解决,也使自己对污水处理流程有了一个清晰的认识.这次毕业设计是自己四年所学知识的一个综合应用,是一次难得的学习机会,使自己受益匪浅.在设计中,对一些计算机软件也是一次很好的学习机会,主要是CAD和Word的使用,在以前的基础上,能够更加熟练地运用.因此,此毕业设计对本人是一个很好的锻炼,达到了对排水工程的一个比较深入地了解,是比较成功的毕业设计.参考文献1周长波，张振家.啤酒废水处理技术的应用进展.环境工程.2003.（6） 2徐怀东,钟月华,伍勇,肖泽仪.我国啤酒废水处理工艺进展.四川环境.2003.（3）3阮文全.废水生物处理工程设计实例祥解.化学工业出版社.2006.3.4高廷耀，顾国维.水污染控制工程（二）.高等教育出版社.2000.75韩洪军,衣春敏.啤酒废水处理工程设计及运行分析(一).哈尔滨建筑大学学报,2000.22(4)6王连军,蔡敏敏.无机膜-生物反应器处理啤酒废水及其膜清洗的试验研究[J].工业水处理,2000.20(2)7王松林,汪大庆.内循环UASB反应器+氧化沟工艺在啤酒废水处理中的应用[J].工业用水与废水,2001,32(2)8邱冬梅.SBR工艺在啤酒废水处理中的应用[J].广州食品工科技,2001,17(1)9梁航国,史景华.氧化塘法治理啤酒工业废水技术的探讨[J].陕西环境,1998,5(1)10徐立根.CASS法在啤酒废水治理中的应用.环境保护,1999.(12)11左永泉.啤酒废水处理技术的应用.环境工程,2000.18(1)12郝瑞霞,贾胜温.我国啤酒工业废水治理技术现状及发展趋势.河北化工学院学报,1998.(19)13李科林,孟范平.啤酒工业废水治理技术现状及利用技术研究进展.中南林学院学报,1999.(19)14张华,李广钊.吸附生物降解法在啤酒废水处理中的应用.环境工程，2000.(18)15石岩明.啤酒废水处理技术的革新与实践.工业水处理.2003，23（1）16辛响付，任洪强.啤酒废水脱氮工艺优化运行的工程研究.无锡轻工大学学报，2003，317何晓娟.IC-CIRCOX工艺及其在啤酒废水处理中的应用.工业给排水，199718辛响付，方德宏，啤酒废水处理的节能途径.节能与环保，2002.1119韩洪军,衣春敏.啤酒废水处理工程设计及运行分析(二).哈尔滨建筑大学学报,2000.33（5)20匡武，殷福才等.UASB工艺在啤酒废水处理中的应用.中国给水排水，2006.11（16） 21郝贵珍，高永，冀红亮.水解酸化+SBR工艺在啤酒废水处理中的应用.河北建筑工程学院学报，2005，23（4）22董春娟，吕炳南，赵庆良.EGSB反应器处理啤酒废水运行影响因素研究.给水排水，2007，33（5）23严永红，任洪强，祁佩时.EGSB反应器与UASB反应器处理有机废水的性能比较研究.中国沼气，2005，23（3）致谢本次设计是在朱老师的悉心指导下完成的，她在设计过程中给予了我很大 的帮助，帮助我解决了许多实际问题，在此首先对朱老师致以诚挚的谢意。我在做设计的过程中遇到了许多难题，朱老师都一一给予解释并耐心指导，使我能够顺利的完成本次设计。设计结束后，朱老师又在百忙之中为我们修改毕业设计，帮我们找出设计中的缺点和不足，力求精益求精。可以说本次设计是老师和我们共同完成的，老师经验丰富，给我们很多指导，使我们在设计过程中少走了很多弯路。设计的过程就是一个知识不断积累的过程。在设计过程中，我们感到指导老师们的知识是那么的丰富，而我们与之比较真是相差甚远。这更加激励我们要不断的学习。只有不断学习才能不断的进步。本次设计中，我们得到了老师的指导和帮助，学到了很多课本中学习不到的知识，提高了自己的动手能力，得到了巨大的收获。今后，我将继续努力，争取把在本次设计中学到的知识运用到工作和学习当中，努力发扬吃苦耐劳的精神，取得更大的进步。由于时间仓促和自己水平有限，本次设计中难免存在很多不足之处，恳请各位老师批评指正。最后，对朱老师的耐心指导再次表示感谢！并祝老师在今后的工作里工作愉快!合家欢乐!学生：李金辉2009年6月5日'