酒类资料某啤酒厂废水处理站设计 精品.docx
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酒类资料某啤酒厂废水处理站设计精品
江苏省高等教育自学考试
（20XX年）
本科毕业论文
题目某啤酒厂废水处理站工艺设计
专业环境工程
主考学校河海大学
姓名
准考证号
专科院校
指导教师
起止日期
摘要
本设计是某啤酒厂废水处理站的初步设计。
拟建废水处理站的场地为60×100平方米的平坦地，位于主厂区的南面。
啤酒生产车间排出的废水可自流到废水处理站边的集水池（V=200m3，池底较废水站地平面低3.00m）。
接纳管道管底标高比废水处理站地平面低3米。
废水处理站处理规模为15000m³/d。
设计进水水质为：
SS≤400mg/L；BOD5≤1100mg/L；COD≤1800mg/L；pH：
7.5~9.4。
出水水质达到《啤酒工业污染物排放标准》（GB19821—20XX）中规定啤酒企业排放标准，即：
SS：
70mg/L；BOD5：
20mg/L；COD：
80mg/L；pH：
6~9。
本设计采用的主体工艺是UASB—生物接触氧化工艺。
主要构筑物包括格栅、提升泵房、调节池、UASB反应器、生物接触氧化池、竖流式沉淀池、消毒池、污泥提升泵房、污泥浓缩池、脱水机房等。
最后，就设计过程中遇到问题进行了探讨，写了一篇小论文；并完成了一段英语论文的翻译工作。
关键词：
啤酒废水；UASB；生物接触氧化；污泥处理
Abstract
Thisdesignisthepreliminarydesignofabrewerywastewatertreatmentstation.
Thewastewatertreatmentstationofthevenuesforthe60×100squaremetersflat,locatedinthesouthofthemainplant.Wastewaterfrombeerproductionworkshopcanflowtothewastewatertreatmentstationontheedgeofthepool（V=200m3,thebottomofthepoolissewagestationgroundplanelow3.00m）.Admissionpipebottomelevationthanthewastewatertreatmentstation3meterslowergroundplane.
Thewastewatertreatmentstationwithscaleofrecent15000m3/d.Designinfluentqualityas:
SS≤400mg/L;BOD5≤1100mg/L;COD≤1800mg/L;pH:
7.5~9.4.Effluentqualitytoachieve"thebeerindustrialpollutantsemissionstandards"（GB19821-20XX）emissionstandards,enterprisesstipulatedinbeeris:
SS:
70mg/L;BOD5:
20mg/L;COD:
80mg/L;pH:
6~9.
ThemainprocessofthedesignisadoptedUASB-biologicalcontactoxidationprocess.Themainstructuresincludegrid,pumpingstation,adjustingtank,UASBreactor,biologicalcontactoxidationpond,theverticalflowsedimentationtank,disinfectiontank,sludgepumpingstation,sludgethickeningtank,dewateringroometc..
Finally,intheprocessofdesignproblemsarediscussed,wroteanessay;andpletedaperiodofEnglishtranslationwork.
Keywords:
UASB;brewerywastewater;biologicalcontactoxidation;sludgetreatment
第一篇设计说明书
第一章概述
1.1设计题目
某啤酒厂废水处理站工艺设计。
1.2设计目的及意义
通过设计，培养学生全面具备环境工程专业的素质。
设计是学生本科阶段学习的最后一个环节。
与以往理论课学习不同，具有巩固、深化和综合运用所学理论知识的作用，也可以通过设计来体现个性。
设计是实际工作的前奏，设计阶段的学习状况将直接影响今后的工作优劣。
设计也是培养学生创新能力的一个重要阶段。
1.3设计任务
根据所给的其它原始资料，设计废水处理站，具体内容包括：
（1）确定废水处理站的工艺流程，选择处理构筑物并通过计算确定其尺寸。
（2）画出废水处理站的工艺平面布置图，内容包括表示出处理站的范围，全部处理构筑物及辅助建筑物、主要管线的布置、主干道及处理构筑物发展的可能性。
（3）按设计要求，画出处理站工艺流程高程布置，表示原水、各处理构筑物的高程关系、水位高度以及处理出水的出站方式。
（4）按设计要求，画出主要构筑物单体的平面、剖面图。
（5）编写设计说明书、计算书。
1.4设计资料
1.4.1城市概况
啤酒厂所在地，地处中国漫长海岸线的最正中，世界第三大河、亚洲第一大河——长江的入海口。
地理位置经度纬度：
纬度31.20°N、经度121.21°E。
全市面积为1340.5平方公里；截止20XX年，该地城镇人口占总人口98.3%；人口密度为每平方公里3702.33人；它的常住人口2347.46万，外来常住人口935.36万。
属亚热带湿润季风气候，四季分明。
一月份最冷，平均气温为4.9℃，通常七月份最热，平均气温27.9℃。
1.4.2气候条件
风向：
夏季东南风为主，冬季西北风为主；
年平均气温：
12~14℃；
最高气温：
38℃；
最低气温：
-8℃；
冻土深度：
60cm；
地下水位：
4~5m；
地震裂度：
6级；
地基承载力：
各层均在120KPa以上。
1.4.3水文条件
啤酒厂所在地，河湖众多，水网密布，境内水域面积697平方公里，相当于全市总面积的11%。
该地河网大多属黄浦江水系，主要有黄浦江及其支流苏州河、川扬河、淀浦河等。
黄浦江源自安吉，全长113公里，流经市区，江道宽度300~770米，平均360米，终年不冻，是该地的水上交通要道。
苏州河上海境内段长54公里，河道平均宽度45米。
1.4.4处理站进出水水质
（1）进水水质
废水处理站处理水量Q为15000m3/d，进水水质情况如表1-1-1所示。
表1-1-1废水处理站进水水质
项目
COD
BOD5
SS
pH
水质情况（mg/L）
≤1800
≤1100
≤400
7.5～9.4
（2）出水水质
啤酒以麦芽和大米为原料，经制麦芽、糖化、发酵、后处理等工艺酿制而成，整个工艺的每个环节均有废水产生。
排放的啤酒废水超标项目主要是COD、BOD5、SS、pH值4项。
为使排放废水达标要对废水进行处理，根据《啤酒工业污染物排放标准》（GB19821—20XX）中规定啤酒企业排放标准确定出水水质如表1-1-2所示。
表1-1-2啤酒生产企业水污染物排放最高允许限值[1]
项目
COD
BOD5
SS
pH
排放标准（mg/L）
80
20
70
6～9
1.4.5其他资料
拟建废水处理站的场地为60×100平方米的平坦地，位于主厂区的南面。
啤酒生产车间排出的废水可自流到处理站边的集水池（V=200m3，池底较处理站地平面低3.00m）。
接纳管道管底标高比处理站地平面低3米。
1.5设计依据
（1）《啤酒工业污染物排放标准》（GB19821—20XX）；
（2）《城市污水处理工程项目建设标准》中华人民共和国建设部；
（3）《给水排水制图标准》（GB/T50106—2001）；
（4）《建筑制图标准》（GB/T50104—2001）；
（5）《室外排水设计规范》（GB50101—20XX）；
（6）《污水排入城市下水道水质标准》（CJ3082—1999）；
（7）《给水排水设计手册》（第二版）中国建筑工业出版社。
1.6工程建设的必要性和工程内容
1.6.1工程建设的必要性
啤酒厂所在地位于中国大陆海岸线正中心长江口，东临东海，隔海与日本九州岛相望，南濒杭州湾，西与江苏、浙江两省相接，并与两邻省共同构成以上海为龙头的中国第一大经济圈长江三角洲。
为保证该地可持续发展，在环境方面也应当得到重视。
该啤酒厂位于该地，所以对排放的废水进行处理也显得至关重要。
1.6.2工程建设的内容
本工程建设总规模为15000m3/d，工程内容是：
啤酒废水处理站设计。
第二章处理站工艺确定
2.1规模与处理程度的确定
2.1.1进水水质
废水处理站处理水量Q为15000m3/d，进水水质情况如表1-2-1所示。
表1-2-1废水处理站进水水质
项目
COD
BOD5
SS
pH
进水水质（mg/L）
≤1800
≤1100
≤400
7.5～9.4
2.1.2出水水质
啤酒以麦芽和大米为原料，经制麦芽、糖化、发酵、后处理等工艺酿制而成，整个工艺的每个环节均有废水产生。
排放的啤酒废水超标项目主要是COD、BOD5、SS、pH值4项。
为使排放废水达标要对废水进行处理，根据《啤酒工业污染物排放标准》（GB19821—20XX）中规定啤酒企业排放标准确定出水水质如表1-2-2所示。
表1-2-2啤酒生产企业水污染物排放最高允许限值
项目
COD
BOD5
SS
pH
排放标准（mg/L）
80
20
70
6～9
2.1.3处理程度确定
废水处理站的去除率可以根据进出水水质的差额来确定，根据下面公式，计算结果见表1-2-3：
表1-2-3废水处理站的去除率
项目
COD
BOD5
SS
pH
进水水质（mg/L）
≤1800
≤1100
≤400
7.5～9.4
出水水质（mg/L）
80
20
70
6～9
项目
COD
BOD5
SS
pH
去除率（%）
95.6
98.2
82.5
—
2.2水处理方案的选用原则
（1）啤酒废水中可微生物降解有机物浓度较高，故啤酒废水可生化性好，主体工艺采用生化法较好。
（2）应选择成熟稳定的工艺，使废水经过废水处理系统后达到《啤酒工业污染物排放标准》（GB19821—20XX）中规定的排放标准。
（3）处理系统的运行成本应在技术合理、确保达标排放的条件下，降低运行费用。
（4）设计废水处理系统时考虑避免二次污染，尽可能减少对周围环境的影响。
（5）在保证处理效果的前提下，构筑物尽可能少，这样可以减少占地面积。
（6）为降低污泥处理成本和减少污泥所产生的污染，对污泥进行处理。
2.3水处理工艺流程的确定
2.3.1待选方案的确定
随着社会经济的发展和人们生活方式的变化，啤酒已发展成为世界酒类中生产量与消费量最大的酒种。
目前，国内消费群体不断扩大，规模也越来越大，每年以20%的速度在增长。
啤酒产业的发展，随之而来的是啤酒废水的增多。
由于啤酒废水中含有较高浓度的有机物，对废水进行处理达标后排放已显得十分重要。
本企业啤酒废水的BOD5/COD为0.6，大于0.3，故其可生化性较好，适合采用生物处理工艺处理啤酒废水。
生物处理工艺包括好氧生物处理、厌氧生物处理、好氧—厌氧联合生物处理。
好氧生物处理的应用比较广泛，常用的方法是活性污泥法及其改进形式、生物接触氧化法、SBR法等。
20世纪70年代荷兰首先出现上流式厌氧污泥床UASB反应器处理技术，该技术可以大幅度地降低处理设施的建设费用和运行费用，具有很大的经济性，随后传入中国，而在UASB反应器的基础上发展起来的以厌氧颗粒污泥膨胀床（EGSB）及厌氧内循环反应器（IC）为代表的第3代厌氧反应器，也已经引入啤酒废水处理的实际工程应用中，并取得了良好的效果。
但厌氧反应器的出水需进一步处理才能达标，需好氧工艺作为后续处理单元，因此厌氧—好氧联合生物处理随之发展起来。
厌氧—好氧联合生物处理工艺在能源日益紧张的今天，越来越发挥出它的优势，这将成为未来几年啤酒废水处理的主要方法之一。
下面就好氧生物处理和厌氧—好氧联合生物处理的技术和经济特点进行比较，见表1-2-4。
表1-2-4不同处理方法的技术、经济特点比较[2]
处理方法
主要技术、经济特点
好氧
生物
处理
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
生物
处理
水解—好氧技术
节能效果显著，且BOD5/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。
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，剩余污泥量少。
从表中可以看出厌氧—好氧联合生物处理明显优于好氧生物处理，在啤酒废水处理方面有较大优势，故啤酒废水采用厌氧—好氧联合生物处理技术是最好的选择。
厌氧—好氧生物处理技术包含若干种处理工艺，通过初步对比筛选，确定如下待选方案：
（1）UASB—生物接触氧化工艺
啤酒废水首先流经格栅，去除较大固体废物和漂浮物后流人调节池，在停留一定时间匀质匀量后进入UASB反应器进行厌氧处理，废水经布水装置以一定流速自下而上进入反应区，通过污泥层向上流动，废水与厌氧污泥菌得以充分接触，进行生物降解和产生沼气（形成小气泡）。
气体从污泥床中逸出，由于气泡上升将污泥托起形成良好搅拌作用，气、水、泥的混合液上升至三相分离器内进行分离。
由于UASB反应器内能保持很高的污泥浓度，并能产生活性强的颗粒污泥，废水在较短的停留时间内COD去除率在80%以上。
厌氧出水流人好氧接触氧化池。
厌氧出水中的有机物再经好氧微生物降解后进入沉淀池，外排出水各项指标均能达到排放标准。
工艺流程简图如图1-2-1所示。
图1-2-1UASB—生物接触氧化工艺流程图
（2）水解酸化—生物接触氧化工艺
在该工艺中，格栅起初步的固液分离作用，故不设初沉池；酸化池中设填料，为细菌提供呈立体状的生物床，把水中的颗粒物质和胶体物质截留和吸附，同时在水解细菌作用下，将不溶解性有机物水解为溶解性物质，在产酸菌协同作用下，将大分子物质、难于生物降解的物质转化为易于生物降解的小分子物质。
在接触氧化阶段，污泥中的微生物大量吸附水中的有机物，在微生物新陈代谢的作用下，水中的有机物被迅速有效地降解。
工艺流程简图如图1-2-2所示。
图1-2-2水解酸化—生物接触氧化工艺流程图
2.3.2方案比选
（1）UASB—生物接触氧化工艺[3]
UASB—生物接触氧化工艺优点：
①工艺净化效率高，出水水质好；
②污泥产生量较小，污泥处理系统小；
③空气需要量少，耗能低；
④容积负荷高，所需厌氧反应器体积更小；
⑤对营养物要求低；
⑥同时可脱氮除磷。
UASB—生物接触氧化工艺缺点：
①受温度、pH等影响较大，不耐冲击负荷，这一点可通过调节池得到改善；
②对操作人员技术要求高，操作管理复杂。
（2）水解酸化—生物接触氧化工艺
水解酸化—生物接触氧化工艺优点：
①处理工艺简单，所需设备少，运行管理方便；
②耐冲击负荷较高，运行效果稳定；
③酸化水解可有效去除悬浮性颗粒物质，COD去除率可达40%～50%；
④出水水质良好，可以实现部分脱氮除磷；
⑤布置紧凑，占地少、工程投资小。
水解酸化—生物接触氧化工艺缺点：
①电耗及运行费用比UASB—生物接触氧化工艺略高。
②水解酸化池后需要沉淀池，增大占地面积。
表1-2-5设计方案对比
项目名称
UASB—生物接触氧化工艺
水解酸化—生物接触氧化工艺
出水水质
好
好
技术可行性
先进、成熟
先进、成熟
运营可靠性
高
较高
动力效率
较高
较高
工艺流程
较简单
简单
构筑物数量
较多
较多
占地面积
较大
大
设备数量
较多
较多
污泥量
少
少
总耗能
较高
高
通过比较可以发现，UASB—生物接触氧化工艺在运行可靠性、工艺流程、占地面积和总能耗等方面优于水解酸化—生物接触氧化工艺，所以最终确定采用UASB—生物接触氧化工艺处理啤酒废水。
该工艺有如下特点：
[4]
①在UASB反应器中大部分有机物被去除，且COD去除率和BOD5去除率都较高，降低了直接进行好氧处理的能耗；
②厌氧过程有机负荷高，水力停留时间短，且污泥产率低，从而可降低污泥处理费用；
③生物接触氧化池内的丝状菌可防止发生污泥膨胀，生物膜的活性高，污泥浓度、有机负荷高，对水质、水量变动有较强的适应性；
④UASB反应器占地面积小，可节省投资，整套工艺处理效率高，操作简单，运行稳定。
2.4泥处理工艺流程的确定
在啤酒废水处理过程中产生了一定量的污泥，因污泥中富含有机物，容易腐化、破坏环境，所以必须对污泥妥善处置，确保做到“四化”——“减量化”、“稳定化”、“无害化”、“资源化”，才能保证废水处理站的正常运行和处理效果，保护环境。
处理的目的在于：
（1）降低含水率，使其变流态为固态，同时减少体积；
（2）稳定有机物，使其不易腐化，避免对环境造成二次污染。
典型的污泥处理工艺一般包括四个处理或处置阶段：
污泥浓缩、污泥消化、污泥脱水、污泥处置。
污泥浓缩的主要目的是使污泥初步减容，通常采用的工艺有重力浓缩、离心浓缩和气浮浓缩等。
污泥消化的主要目的是使污泥中的有机物分解，通常采用的工艺有厌氧消化和好氧消化两类。
污泥脱水可以使污泥进一步减容，通常有自然干化和机械脱水两大类。
污泥处置是采用某种途径将最终的污泥予以消纳，途径主要有堆肥后农林使用、卫生填埋和焚烧等。
由于本废水处理站只是针对啤酒厂的啤酒废水进行处理，产生的污泥量有限，所以不必进行太深入的处理。
这里选择直接浓缩脱水的污泥处理工艺，处理后的污泥外运处置，处理流程如下：
图1-2-3污泥处理流程图
2.5处理站的工艺流程
通过对比分析，最终确定废水处理站采用UASB—生物接触氧化工艺处理废水，采用直接浓缩脱水工艺处理污泥，总的流程图如图1-2-4所示：
图1-2-4废水处理站工艺流程图
第三章处理站设计
3.1水处理系统设计
3.1.1粗格栅
格栅是由一组平行的金属栅条或筛网制成，安装在废水渠道上、泵房集水井的井水口处或污水处理站的端部，用以截留较大的悬浮物或漂浮物，如纤维，碎皮、毛发、果皮、蔬菜、塑料制品等，一般情况下，分粗细两道格栅，粗格栅的作用是截留较大的悬浮物或漂浮物，以便保护水泵。
（1）设计参数
设计流量Q=15000m3/d=0.17m3/s；
栅前水深h=0.5m；
栅前流速ν0=0.8m/s，过栅流速ν=1m/s；
栅条宽度S=0.01m，格栅间隙b=0.02m；
栅前部分长度0.5m，格栅倾角α=75°；
单位栅渣量W1=0.07m3/103m3污水；
废水流量总变化系数KT=1.5。
（2）设计结果
栅槽宽度B=0.8m；
槽总高度H=0.94m；
格栅总长度L=2.12m；
每日栅渣量W=1.0m3/d。
（3）设备选型
粗格栅选用1台TGS—700型回转式格栅（齿耙）除污机。
TGS—700型回转式格栅（齿耙）除污机性能：
①电动机功率：
0.55~1.1kW；
②耙齿栅宽：
560mm；
③设备宽：
700mm；
④设备高（B型）：
3335~11035mm（地面至设备顶2120，地下部分可任意加长）；
⑤设备总宽：
1050mm；
⑥设备安装长（mm）：
2320~11153；
⑦水槽最小宽度：
800mm；
⑧排渣高度（B型）：
764mm；
⑨生产厂：
浙江清水泵厂、江苏亚太给排水成套设备公司、无锡通用机械厂。
3.1.2提升泵房
提升泵房用以提高啤酒废水的水位，保证啤酒废水能在整个废水处理流程过程中流过，从而达到废水的净化。
（1）设计参数
设计流量Q=15000m3/d=625m3/h。
废水流量总变化系数KT=1.5。
（2）设计结果
最大设计流量Qmax=937.5m3/d；
扬程H=7m。
（3）设备选型
选用WQK2200—10—110型无堵塞污水潜水泵2台，其中1台备用。
WQK950—20—90型无堵塞污水潜水泵相关参数：
①流量Q：
2200m3/h；
②扬程H：
10m；
③转速n：
970r/min；
④电压U：
380V；
⑤效率n：
75%；
⑥功率：
110kW；
⑦出口直径DN：
400mm；
⑧自耦装置型号：
ZGA400—1；
⑨重量：
2700kg；
⑩主要生产厂：
宁波巨神泵厂、杭州南方特种泵厂、上海佳麟泵阀有限公司。
3.1.3细格栅
细格栅的作用是截留粗格栅未截留的悬浮物或漂浮物。
（1）设计参数
设计流量Q=15000m3/d=0.17m3/s；
栅前水深h=0.5m；
栅前流速ν0=0.8m/s，过栅流速ν=1m/s；
栅条宽度S=0.01m，格栅间隙b=0.01m；
栅前部分长度0.5m，格栅倾角α=75°；
单位栅渣量W2=0.1m3/103m3污水。
废水流量总变化系数KT=1.5。
（2）设计结果
栅槽宽度B=1.1m；
槽总高度H=1.16m；
格栅总长度L=2.12m；
每日栅渣量W=1.5m3/d。
（3）设备选型
细格栅选用1台TGS—1000型回转式格栅（齿耙）除污机。
TGS—1000型回转式格栅（齿耙）除污机性能：
①电动机功率：
0.75~1.5kW；
②耙齿栅宽：
860mm；
③设备宽：
1000mm；
④设备高（B型）：
3335~11035mm（地面至设备顶2120，地下部分可任意加长）；
⑤设备总宽：
1350mm；
⑥设备安装长（mm）：
2320~11153；
⑦水槽最小宽度：
1100mm；
⑧排渣高度（B型）：
764mm；
⑨生产厂：
浙江清水泵厂、江苏亚太给排水成套设备公司、无锡通用机械厂。
3.1.4调节池
一般工业企业排出的废水，水质、水量、酸碱度和温度等水质指标随排水时间大幅度波动。
为使处理构筑物和管渠不受废水高峰流量或浓度变化的冲击，需设调节池。
本啤酒厂废水处理站所处理废水水质和水量变化不均匀，需要对啤酒废水进行调节，这里要对水质和水量两方面进行调节。
（1）设计参数
设计流量Q=15000m3/d=625m3/h；
调节池设计停留时间T=4.0h。
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