【正文】 water Discharge Standard” (GB198212005),COD80mg/L,BOD520mg/ running cost the sewage treatment station was yuan /m3 wastewater.Keywords：Brewery Wastewater；Anaerobic+Aerobic；UASB+CASS51 / 55目 錄第 1 章 緒論 1 1 1 2 2 2 4 4第2章 方案比較與選擇 6 6 廢水水質(zhì)與水量 6 廢水排放標(biāo)準(zhǔn) 6 設(shè)計(jì)方案選擇原則 6 設(shè)計(jì)方案比較 7 7 8第3章 污水處理構(gòu)筑物設(shè)計(jì)計(jì)算 9 9 設(shè)計(jì)依據(jù) 9 設(shè)計(jì)參數(shù) 9 格柵設(shè)計(jì)計(jì)算 10 12 12 設(shè)計(jì)參數(shù) 12 12 調(diào)節(jié)池 13 調(diào)節(jié)池的容積 13 調(diào)節(jié)池的尺寸 13 攪拌機(jī)及提升泵選型 14 UASB工藝 14 15 15 設(shè)計(jì)計(jì)算 15 CASS工藝 23 參數(shù)選擇 24 24 25第四章 污泥處理構(gòu)筑物設(shè)計(jì)計(jì)算 35 35 設(shè)計(jì)參數(shù) 35 設(shè)計(jì)計(jì)算 36第五章 污水處理廠平面和高程設(shè)計(jì) 39 39 39 40 40 40 40 41 41 41 42 42 42 43第六章 技術(shù)經(jīng)濟(jì)計(jì)算 43 43 43 44 45 45 45 46 46 46 46 46 46 47第七章 總結(jié) 47參考文獻(xiàn) 48致謝 50第 1 章 緒論隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人民生活水平不斷提高，釀酒工業(yè)迅速發(fā)展，廢水的排放量隨之增大，使得水環(huán)境的污染日益嚴(yán)重，已經(jīng)嚴(yán)重阻礙了我國(guó)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。我國(guó)啤酒產(chǎn)量在 2002 年首次超過(guò)美國(guó)，成為世界第一啤酒生產(chǎn)大國(guó)后，啤酒產(chǎn)量一直保持 10% 的年增長(zhǎng)率向前發(fā)展，已連續(xù)十年成為世界第一啤酒生產(chǎn)大國(guó)[2]。啤酒企業(yè)中年產(chǎn)10萬(wàn)噸以上的有近40個(gè)，％；5萬(wàn)噸到10萬(wàn)噸的有150個(gè)左右，占總產(chǎn)量的50％；年產(chǎn)5萬(wàn)噸以下的企業(yè)約400個(gè)。以生產(chǎn)每噸啤酒排放20m3廢水計(jì)算。按有機(jī)物含量劃分，啤酒廢水可分為三類[5]：（1）清潔廢水：冷凍機(jī)、麥汁、發(fā)酵等的冷卻水及洗瓶機(jī)的沖洗水等，是可以回收利用的清潔水；（2）清洗廢水：生產(chǎn)裝置的清洗水、發(fā)酵車間的漂洗酵母水、灌裝車間的洗瓶水等，含有不定量的有機(jī)物和無(wú)機(jī)物；（3）含渣廢水：灌裝車間的有機(jī)廢水以及無(wú)機(jī)物廢水；啤酒生產(chǎn)工藝以及廢水來(lái)源見(jiàn)圖 11：圖 11 啤酒生產(chǎn)工藝流程以及廢水排放源按生產(chǎn)工序劃分，啤酒廢水可分為三類：① 冷卻水，約占總水量的 70％，可再利用的清潔水；② 釀造測(cè)洗廢水：約占總量的5％~6％，屬高濃度有機(jī)廢水；③ 洗瓶“沖洗”殺菌水：約占總量的20％。④ 廢水的pH、CODCr、BOD5較為穩(wěn)定，BOD5/COD值較高，可生化性較好。目前，國(guó)內(nèi)外啤酒廢水的處理工藝，都是以生化法為中心的處理系統(tǒng)。因此在啤酒廢水的處理工藝中，生化處理得到了廣泛的應(yīng)用。目前厭氧與好氧工藝在啤酒廢水處理上的運(yùn)用較為廣泛。（1）活性污泥法活性污泥法是中、低濃度有機(jī)廢水處理中使用最多，運(yùn)行可靠的方法,具有投資省、處理效果好等優(yōu)點(diǎn)[9]。但是，易產(chǎn)生污泥膨脹、動(dòng)力消耗高、占地面積較大等是活性污泥法的重要缺點(diǎn)，使其未能廣泛運(yùn)用[11]。該方法處理能力大,抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，污泥產(chǎn)量少無(wú)污泥膨脹現(xiàn)象，但運(yùn)行費(fèi)用高，并且所使用的填料易堵塞，維修較麻煩。~(m3（3）SBR工藝通過(guò)間歇曝氣可以使動(dòng)力耗費(fèi)顯著降低,同時(shí)廢水處理時(shí)間也短于普通活性污泥法。珠江某啤酒廠采用該法，COD的去除率在96%以上[13]。但該方法的污泥濃度高，污水停留時(shí)間長(zhǎng)，基建投資大。目前很多廠家采用CASS工藝處理啤酒廢水[1516]。周剛等研究表明某啤酒廠在低溫下也能順利地進(jìn)行污泥的培養(yǎng)和馴化，且可使出水滿足國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)要求[18]。常見(jiàn)厭氧反應(yīng)器有上流式厭氧污泥床(UASB)、EGSB反應(yīng)器、厭氧流化床(UFB)、折板厭氧反應(yīng)器(ABR)等等[19]。UASB 工藝因其工藝結(jié)構(gòu)緊湊、處理能力大、效果好、投資省而在國(guó)內(nèi)外啤酒廢水治理中被廣泛應(yīng)用。UASB工藝在國(guó)內(nèi)啤酒廢水處理方面應(yīng)用很普遍,實(shí)踐證明UASB完全適用于處理啤酒廢水,而且厭氧硝化工藝與啤酒釀造等相類似，故啤酒廠家容易掌握此技術(shù)[22]。沈陽(yáng)華潤(rùn)雪花啤酒有限公司采用IC反應(yīng)器，CODCr去除率穩(wěn)定在80%，容積負(fù)荷高達(dá)25~30 kg/(m3（3）EGSB反應(yīng)器EGSB反應(yīng)器實(shí)際上是改進(jìn)的UASB反應(yīng)器，通常比UASB反應(yīng)器的運(yùn)行效果好[26]。僅僅使用好氧工藝，其耗能太高，產(chǎn)污泥量大；厭氧工藝雖然能產(chǎn)生沼氣，但污染物的去除效果不佳。從80年代開(kāi)始，厭氧—好氧生物處理組合工藝逐漸成為主導(dǎo)工藝。所以采用厭氧一好氧處理抗生素廢水，不僅克服了好氧處理的高能耗、高運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用及稀釋水量大等缺點(diǎn)，也克服了厭氧處理出水不能達(dá)標(biāo)排放的缺點(diǎn)，在經(jīng)濟(jì)及技術(shù)上均可行。其中厭氧工藝大多采用UASB反應(yīng)器、水解酸化池以及IC反應(yīng)器等工藝；好氧工藝大多采用接觸氧化法、SBR、CASS 法[27]。具體可以從以下幾個(gè)方面考慮：（1）本設(shè)計(jì)出水水質(zhì)要求達(dá)《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放國(guó)家三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》GB189182002。同時(shí)充分考慮先進(jìn)的前沿技術(shù)。（4）運(yùn)行靈活、管理方便、維修簡(jiǎn)單，充分考慮操作自動(dòng)化，減少操作勞動(dòng)強(qiáng)度。（6）采取有效措施減小對(duì)周圍環(huán)境的影響，合理控制噪聲、氣味，妥善處理、處置固體廢棄物，避免二次污染。（8）工程建設(shè)完成后，力爭(zhēng)達(dá)到社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益的最佳統(tǒng)一。常用處理啤酒廢水的工藝有以下幾種[921]：（1）厭氧處理工藝厭氧處理技術(shù)是一種有效去除有機(jī)污染物并使其碳化的技術(shù)，它將有機(jī)化合物轉(zhuǎn)變?yōu)榧淄楹投趸?。常用的厭氧反?yīng)器有 UASB、AF、FASB 等，UASB反應(yīng)器與其他反應(yīng)器相比有以下優(yōu)點(diǎn)[2230]：①降性能良好，不設(shè)沉淀池，無(wú)需污泥回流；②不填載體，構(gòu)造簡(jiǎn)單節(jié)省造價(jià)；③由于消化產(chǎn)氣作用，污泥上浮造成一定的攪拌，因而不設(shè)攪拌設(shè)備；④污泥濃度和有機(jī)負(fù)荷高，停留時(shí)間短。（2）好氧處理工藝啤酒廢水處理主要采用好氧處理工藝，主要由普通活性污泥法、生物濾池法、接觸氧化法和SBR法。近年來(lái)，SBR和氧化溝工藝得到了很大程度的發(fā)展和應(yīng)用。CASS工藝（循環(huán)式活性污泥法）是對(duì)SBR方法的改進(jìn)。但好氧處理工藝存在曝氣能耗大、污泥產(chǎn)量大的缺點(diǎn)，故厭氧好氧處理工藝逐漸被深入研究和開(kāi)發(fā)利用。綜上所述，本設(shè)計(jì)采用UASB一CASS聯(lián)合處理工藝對(duì)啤酒廢水進(jìn)行處理。用污水提升泵將廢水提升至水力篩，進(jìn)一步去除小顆粒雜質(zhì)，之后流入U(xiǎn)ASB池進(jìn)行厭氧消化，降低有機(jī)物濃度。UASB反應(yīng)器內(nèi)污水流入CASS池中進(jìn)行好氧處理后達(dá)標(biāo)出水。污泥脫水后形成泥餅，裝車外運(yùn)處置。一般情況下分為粗細(xì)兩道格柵。 設(shè)計(jì)依據(jù)設(shè)計(jì)依據(jù)[31]如下：（1）污水處理系統(tǒng)前格柵柵條間隙，應(yīng)符合下列要求：? 人工清25mm~40m；? 機(jī)械清渣16mm~25mm；? 最大間隙40mm。（3）~。~75176。（5）機(jī)械格柵不宜少于2臺(tái)，如為1臺(tái)時(shí)，應(yīng)設(shè)人工清除格柵備用。在無(wú)當(dāng)?shù)刭Y料時(shí)，可采用：? 格柵間隙16mm~25mm：~；? 格柵間隙30mm~50mm：~；柵渣的含水率一般為80%，密度約為960kg/m3。小型污水處理廠也可采用機(jī)械清渣。柵前水深h=進(jìn)水渠道漸寬部分展開(kāi)角度α1=20176。（1）柵條的間隙數(shù) （）式中：Q——設(shè)計(jì)流量，m3/s；α——格柵傾角，α=60176。計(jì)算得： （）（2）柵槽寬度式中：n——柵條間隙數(shù)；s——柵條寬度，m；b——格柵間隙，m。計(jì)算得：（4）柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長(zhǎng)度式中：L1——進(jìn)水渠道漸寬部分長(zhǎng)度，m；計(jì)算得：（5）通過(guò)格柵的水頭損失設(shè)柵條斷面為銳角矩形斷面，β= （）式中：K——系數(shù)，格柵受污物堵塞后，水頭損失增加倍數(shù)，取k=3,；ε——阻力系數(shù)，與柵條斷面形狀有關(guān)，當(dāng)為矩形斷面時(shí)β=。計(jì)算得： ，因此宜采用機(jī)械清渣。表31除污機(jī)性能型號(hào)安裝角度（176。205000550（9）計(jì)算示意圖格柵計(jì)算示意圖見(jiàn)圖31。 設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)流量 Q = 5000 m3/d = m3/h = m3/s。為了保證后續(xù)處理構(gòu)筑物或設(shè)備的正常運(yùn)行，絮對(duì)廢水的水量和水質(zhì)進(jìn)行調(diào)解。 調(diào)節(jié)池的容積：Q=4500m3/d =4500/24==8h調(diào)節(jié)池的容量： （）式中：——最大時(shí)平均流量，m3/h，t——停留時(shí)間，h。計(jì)算得：取調(diào)節(jié)池的寬度為16m,長(zhǎng)為20m，則調(diào)節(jié)池的實(shí)際尺寸為。（2）提升泵選型在調(diào)節(jié)池集水坑內(nèi)安裝3臺(tái)提升泵，型號(hào)150JYWQ2003037,其具體參數(shù)如下表33:表33 150JYWQ2003037型污水泵性能參數(shù)型號(hào)口徑（mm）揚(yáng)程（m）流量（m3）轉(zhuǎn)速（r/min）功率（kW）150JYWQ200101510200290015表34 JBJ800型攪拌泵性能參數(shù)型號(hào)口徑（mm）葉輪直徑（m）電流（A）轉(zhuǎn)速（r/min）功率（kW）JBJ800274807 UASB工藝UASB反應(yīng)池由進(jìn)水分配系統(tǒng)、反應(yīng)區(qū)、三相分離器、出水系統(tǒng)、排泥系統(tǒng)及沼氣收集系統(tǒng)組成。（1）容積負(fù)荷：Nv=；（2）污泥產(chǎn)率：；（3）產(chǎn)氣率：；（4）設(shè)計(jì)水量：Q=4000m3/d=。d)；S0、Se——進(jìn)出水COD的濃度,kgCOD/m3；計(jì)算得：V=采用矩形池，設(shè)兩座，采用公共壁。反應(yīng)器有效高度為5m，則橫截面積 單池從布水均勻性和經(jīng)濟(jì)性考慮，矩形池長(zhǎng)寬比在2：1左右較為合適。單池面積：，設(shè)計(jì)反應(yīng)池總高H=。（2）水力停留時(shí)間（HRT）及水力負(fù)荷率(Vr) （） （）對(duì)于顆粒污泥，水力負(fù)荷Vr=~(m2/h),符合要求。2）布水系統(tǒng)設(shè)置：進(jìn)水方式的選擇應(yīng)根據(jù)進(jìn)水濃度及進(jìn)水流量來(lái)定，本設(shè)計(jì)采用連續(xù)均勻的進(jìn)水方式，一管多點(diǎn)的布水方式。本設(shè)計(jì)池中共設(shè)置72個(gè)布水點(diǎn)，則每點(diǎn)的負(fù)荷面積為：進(jìn)水總管管徑取300mm，每個(gè)反應(yīng)池設(shè)一根管徑為100mm的配水管。布水孔徑計(jì)算：流速 （）配水孔612=72個(gè)，,則孔徑為，取15mm。驗(yàn)證：中溫度35℃。（3）三項(xiàng)分離器設(shè)計(jì)1）設(shè)計(jì)原則沉淀區(qū)水力表面負(fù)荷；沉淀器斜壁角度在45176。之間，使污泥不致積聚，盡快落入反應(yīng)區(qū)內(nèi)；進(jìn)入沉淀區(qū)前，沉淀槽底縫隙的流速≤ 2 m/h； m；～2 h；~；~。3）回流縫設(shè)計(jì)取單個(gè)三相分離器的寬為b=3m，長(zhǎng)l=10m，故每池采用n=6個(gè)三相分離器。則下三角形集氣室底部寬為： （）式中：b1——三角集氣室底水平寬度，m——上下三角集氣室斜面的水平夾角h3——下三角集氣室的垂直高度，m,。V1==、設(shè)上三角形集氣室回流縫的寬度CE =，則上三角形回流縫面積為：S2 =CEl2n=1026=54m2上下三角形集氣室之間回流逢中流速(V2)可用下式計(jì)算： V2 = （）式中：Q1——反應(yīng)器中廢水流量，m3/h；S2——上三角形集氣室回流逢面積，m2。4)確定上下集氣罩相對(duì)位置BC=CE/Sin35176。=取AB=，上三角形集氣罩的位置即可確定，其高為： h2 =（ABcos55176。=（176。=取集氣罩頂部水深h1=，則沉淀區(qū)水深為h1+h2=+=,滿足要求。=+176。H=++=5）氣液分離設(shè)計(jì)： 由圖34可知，欲達(dá)到氣液分離的目的，上、下兩組三角形集氣罩的斜邊必須重疊，重疊的水平距離（AB的水平投影）越大，氣體分離效果越好，去除氣泡的直徑越小，對(duì)沉淀區(qū)固液分離效果的影響越小，所以，重疊量的大小是決定氣液分離效果好壞的關(guān)鍵。當(dāng)混合液上升到A點(diǎn)后將沿著AB方向斜面流動(dòng)，并設(shè)流速為vb，同時(shí)假定A點(diǎn)的氣泡以速度vb垂直上升，所以氣泡的運(yùn)動(dòng)軌跡將沿著va和vb合成速度的方向運(yùn)動(dòng)，根據(jù)速度合成的平行四邊形法則，則有： （）要使氣泡分離后進(jìn)入沉淀區(qū)的必要條