某啤酒厂废水处理工艺设计

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陕西理工学院课程设计

环境工程

第一篇设计说明书

第一章概述

1.1 工厂概况

江西某啤酒有限责任公司位于江西省吉安市，其前身为江西吉安啤酒厂。该厂年产啤酒2～3万吨，全厂职工人数为500多人，是当地经济的支柱企业。随着企业的发展，资金及技术已成为企业发展的障碍。在国家和当地政府的支持下，北京某啤酒集团出资8000万元收购了吉安啤酒厂80%的股份，正式组成了江西某啤酒有限责任公司。

公司成立后，计划将啤酒年产量由目前的2～3万吨扩建至10万吨，根据国家及当地政府对环境保护工作的要求，江西燕京啤酒有限责任公司对啤酒废水处理的处理工作十分重视，决定在工厂扩建的同时兴建处理规模为5000m3/d的废水处理站，来处理公司生产过程中产生的废水。

1.2 水量、水质资料

1.2.1 建设规模

经建设方确认，本设计规模按日最大处理水量Q=5000m3/d 设计（包括处理站自用水排水量）。

1.2.2 设计原水水质指标

CODcr=1400mg/L

=800 mg/L

BOD

SS=350mg/L

PH=6～10

1.2.3 设计出水水质指标

CODcr≤100 mg/L

BOD

≤20 mg/L

SS≤70 mg/L

PH=6～9

1.2.4 气象条件：

（详见给水排水设计手册第一册）

1.2.5 站址概述：

吉安市位于京九铁路线上，江西燕京位于该市东南部，废水处理站在厂区的西北角，目前是一片空地，地势基本平坦。其北侧为厂区围墙，南侧为现有混凝土路，东南两侧为厂区。站址东西长约90米，南北长约60米，占地约5400平方米。污水管由站区南侧进入，由北侧排出。站区自然地面标高为76.4m，进厂污水管管径500mm,管底标高75.2m。处理站地面上部0.5米左右为杂填土，其下为粉质粘土及沙土，基底稳定性良好，地基承载力为280kpa以上，地下水位在地面以下2～3米，根据勘察资料，地下水无腐蚀性。

第二章工艺路线的确定及选择依据

2.1 处理方法比较

啤酒废水中大量的污染物是溶解性的糖类、乙醇等，这些物质具有良好的生物可降解性，处理方法主要是生物氧化法。有以下几种常用方法处理啤酒废水。

（一）好氧处理工艺

啤酒废水处理主要采用好氧处理工艺，主要由普通活性污泥法、生物滤池法、接触氧化法和SBR法。传统的活性污泥法由于产泥量大，脱氮除磷能力差，操作技术要求严，目前已被其他工艺代替。近年来，SBR和氧化沟工艺得到了很大程度的发展和应用。SBR工艺具有以下优点：运行方式灵活，脱氮除磷效果好，工艺简单，自动化程度高，节省费用，反应推动力大，能有效防止丝状菌的膨胀。

CASS工艺(循环式活性污泥法)是对SBR方法的改进。该工艺简单，占地面积小，投资较低；有机物去除率高，出水水质好，具有脱氮除磷的功能，运行可靠，不易发生污泥膨胀，运行费用省。

（二）水解—好氧处理工艺

水解酸化可以使啤酒废水中的大分子难降解有机物转变成为小分子易降解的有机

物，出水的可生化性能得到改善，这使得好氧处理单元的停留时间小于传统的工艺。与此同时，悬浮物质被水解为可溶性物质，使污泥得到处理。水解反应工艺式一种预处理工艺，其后面可以采用各种好氧工艺，如活性污泥法、接触氧化法、氧化沟和SBR 等。啤酒废水经水解酸化后进行接触氧化处理，具有显著的节能效果，COD/BOD值增大，废水的可生化性增加，可充分发挥后续好氧生物处理的作用，提高生物处理啤酒废水的效率。因此，比完全好氧处理经济一些。

（三）厌氧—好氧联合处理技术

厌氧处理技术是一种有效去除有机污染物并使其碳化的技术，它将有机化合物转变为甲烷和二氧化碳。对处理中高浓度的废水，厌氧比好氧处理不仅运转费用低，而且可回收沼气；所需反应器体积更小；能耗低，约为好氧处理工艺的10%～15%；产泥量少，约为好氧处理的10%～15%；对营养物需求低；既可应用于小规模，也可应用大规模。

厌氧法的缺点式不能去除氮、磷，出水往往不达标，因此常常需对厌氧处理后的废水进一步用好氧的方法进行处理，使出水达标。

常用的厌氧反应器有UASB、AF、FASB等，UASB反应器与其他反应器相比有以下优点：

①沉降性能良好，不设沉淀池，无需污泥回流

②不填载体，构造简单节省造价

③由于消化产气作用，污泥上浮造成一定的搅拌，因而不设搅拌设备

④污泥浓度和有机负荷高，停留时间短

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。

（四）不同处理系统的技术经济分析

不同处理方法的技术、经济特点比较，见表1-1。

表1-1 不同处理方法的技术、经济特点比较

处理方法主要技术、经济特点

好氧工艺生物接触氧化法

采用两级接触氧化工艺，可防止高糖含量废水引起污泥膨胀现象；但需要填料过大，不便于运输和装填，且污泥排放量大氧化沟

工艺简单，运行管理方便，出水水质好，但污泥浓度高，污水停留时间长，基建投资大，曝气效率低，对环境温度要求高SBR法

占地面积小，机械设备少，运行费用低，操作简单，自动化程度高；但还需曝气能耗，污泥产量大。

厌氧好氧水解—好氧技术

节能效果显著，且BOD/COD值增大，废水的可生化性能增加，可缩短总水力停留时间，提高处理效率，剩余污泥量少

工艺

UASB —好氧技术

技术上先进可行，投资小，运行成本低，效果好，可回收能源，产出颗粒污泥产品，由一定收益；操作要求严

从表中可以看出厌氧—好氧联合处理在啤酒废水处理方面有较大优点，故啤酒废水厌氧—好氧处理技术是最好的选择。

2.2 处理工艺路线的确定

通过上述分析比较，本案选用厌氧—好氧处理。其工艺流程如图1-1所示。

格栅集水池水力筛酸碱灌

沼气柜

调节池UASB反应器

CASS反应池污泥浓缩池脱水间废水

污水

泥外运污泥

达标排放

集泥井

图1-1 啤酒废水处理工艺

啤酒废水先经过中格栅去除大杂质后进入集水池，用污水泵将废水提升至水力筛，然后进入调节池进行水质水量的调节。进入调节池前，根据在线PH 计的PH 值用计量泵将酸碱送入调节池，调节池的PH 值在6.5～7.5之间。调节池中出来的水用泵连续送入UASB 反应器进行厌氧消化，降低有机物浓度。厌氧处理过程中产生的沼气被收集到沼气柜。UASB 反应器内的污水流入CASS 池中进行好氧处理，而后达标出水。来自UASB 反应器、CASS 反应池的剩余污泥先收集到集泥井，在由污泥提升泵提升到污泥浓缩池内被浓缩，浓缩后进入污泥脱水机房，进一步降低污泥的含水率，实现污泥的减量化。污泥脱水后形成泥饼，装车外运处置。

第三章主要处理构筑物设计及选型

3.1 格栅池

3.1.1 构筑物

功能：放置机械格栅数量：1座结构：砖混结构

尺寸：2700×3000×3000（H ）mm 3.1.2 主要设备机械格栅

功能：去除大颗粒悬浮物

型号：HF-500

数量：2台

栅宽：B=10mm

栅隙：b=15mm

安装角度：α= 60°

电机功率：N=1.1kw

3.2 集水池

3.2.1 构筑物

功能：贮存废水

数量：1座

结构：钢筋砼结构

尺寸：φ5800×2000（H）mm

3.2.2 主要设备

①废水提升泵

功能：提升废水进入酸化调节池

型号：100QW120-10-5.5

数量：3台（两用一备）

流量：Q=30L/s

扬程：H=10.0m

功率：N=5.5KW

②水力筛

功能：过滤废水中的细小悬浮物

型号：HS—120

数量：3台（二用一备）

处理量：Q=100m3/h

栅隙：b=1.5mm

3.3 酸化调节池

3.3.1 构筑物

功能：调节并预酸化

数量：1座

尺寸：15000×13000×6000（H）mm HRT：T=5.0h

3.3.2主要设备

①潜水搅拌机

功能：使废水混合均匀

型号：QJB7.5/6－640/3-303/c/s

推力：990N

数量：1台

功率：N=7.5kw

②配水泵

功能：UASB进水泵

型号：150QW1100-15-11

数量：3台（两用一备）

流量：Q=30L/s

扬程：H=15m

功率：N=11.0KW

③加药装置

设备类型：AHJ-I

数量：1套

其中：

a.酸输送泵

数量：1台

型号：CQF40-25-120F

流量：Q=6.3 m3/h

扬程：H=15.0m

功率：N=0.75kW

b.碱贮罐

数量：1台

尺寸：φ1400×1800(H)mm

3.4 UASB反应器

、SS，产生沼气功能：去除CODcr、BOD

池数：2座

类型：钢筋砼结构

尺寸：16000×10000×6500（H）mm 1040m3容积负荷（Nv）为：4.5kgCOD/(m3·d)

去除率80％

附件：

①水封

功能：保持UASB中气相一定压力

数量：2台

尺寸：φ500×1200（H）mm

②沼气贮罐

尺寸：φ7000㎜×H6000㎜

数量：1台

3.5 CASS池

3.5.1 构筑物

功能：去除COD

cr 、BOD

、SS

结构：钢筋砼结构

数量：2座

尺寸：40000×10000×5500（H）mm

BOD污泥负荷（Ns）为：0.1kgBOD/㎏MLSS

3.5.2 主要设备

①鼓风机

功能：提供气源

数量：2台（一用一备）

型号：DG超小型离心鼓风机

风量：Q=50m3/min

风压：P=63.8Kpa

功率：N=75.0KW

②盘式膜片曝气器

功能：充氧、搅拌

数量：423个

型号：QMZM-300

氧利用率：35%～59%

③滗水器

功能：排上清液

型号：XBS—300

数量：2台

管径：DN250

排水量：Q=300m3/h

功率：N=1.5KW

3.6 集泥井