啤酒廢水設計方案培訓講義(完整版)

　　

【正文】 序號 名稱 單位 數量 估算 備 注 1 格柵 臺 3 33000 2用1備 2 潛污泵 臺 2 40000 1用1備 3 鼓風機 套 2 40000 1用1備 4 曝氣頭 個 144 77400 5 熱交換器 臺 2 50000 6 水下攪拌器 臺 4 10000 7 室內自動化設備 個 1 100000 8 潷水器 套 4 240000 9 自動化監控系統 臺 1 100000 10 水封罐 臺 1 3000 11 沼氣收集器 1 40000 12 帶式壓濾機 65000 13 閥與管道 100000 14 合計 898400 該建設費用只包括土建、設備、安裝費用，而不含場地費用。SBR反應池內反應時間約為6h左右，水溫20～25℃，污泥濃度4000mg/L左右，出水水質達到原GB198212005一級排放標準，COD總去除率大于92%，BOD總去除率大于98%。 方案二流程圖： 方案二的流程說明： 第一階段為預處理階段，格柵+調節池后，出水用泵直接打到水解酸化池，污水經格柵去除較大的雜質，經調節池后，水質水量得到均化。接觸氧化池多極串聯，設計對COD去除率為95%。 由上可看出比較經典的是傳統的水解酸化+接觸氧化法與先進的UASB+SBR工藝法。沼氣的熱值約為22 680kJ/m3，煤的熱值為21 000 kJ/t計算，則1m3沼氣的熱值相當于1 kg原煤，這樣可節煤約4 t/d左右。 此處理工藝主要有以下特點：①實踐證明，采用內循環UASB反應器＋氧化溝工藝處理啤酒廢水是可行的，其運行結果表明CODCr總去除率高達95％以上。這就要求廢水進入UASB反應器之前必需進行酸度和溫度的調節。正確的處理措施應是減小曝氣量，待脫落的生物膜隨水流 流出后再逐漸增加曝氣量使溶解氧濃度恢復到原有水平，若水溫適宜則2～3 d后生物膜就可恢復正常。這些因素使得生物接觸氧化池沒有發揮出應有的作用，處理效果不理想。由于該廢水中懸浮物濃度較高，因而池內污泥產量很大，而原工藝僅在水解酸化池前端設計了污泥斗，所以池子的后部很快就淤滿了污泥。上流式厭氧污泥床和好氧接觸氧化池相串聯的啤酒廢水處理工藝具有處理效率高、運行穩定 、能耗低、容易調試和易于每年的重新啟動等特點。 酸化—SBR法處理啤酒廢水受進水堿度和反應溫度的影響，最佳溫度是24℃，最佳堿度范圍是500～750mg/L。 由上可知，采用厭氧+好氧的工藝處理啤酒廢水是比較合適的，先厭氧使微生物處理掉較多的有機物，然后接好氧工藝做后續處理，是廢水達標排放是我們這次設計的大方向。顆粒污泥的形成是厭氧細菌群不斷繁殖、積累的結果，較多的污泥負荷有利于細菌獲得充足的營養基質，故對顆粒污泥的形成和發展具有決定性的促進作用；適當高的水力負荷將產生污泥的水力篩選，淘汰沉降性能差的絮體污泥而留下沉降性能好的污泥，同時產生剪切力 ，使污泥不斷旋轉，有利于絲狀菌互相纏繞成球。 厭氧生物處理 厭氧生物處理適用于高濃度有機廢水（CODcr＞2000 mg/l, BOD5＞1000 mg/l）。在此基礎上，山東省環科所改常壓曝氣為加壓曝氣（P=～ MPa），目的在于強化氧的傳質，有效提高廢水中的溶解氧濃度，以滿足中、高濃度廢水中微生物和有機物氧化分解的需要。據測定［6］，當進水BOD5濃度為2400 mg/l時，出水濃度可降為50 mg/l，%。 間歇式活性污泥法（SBR）：通過間歇曝氣可以使動力耗費顯著降低，同時，廢水處理時間也短于普通活性污泥法。該處理工藝的主要部分是曝氣池和沉淀池。1988年開封啤酒廠國內首次將厭氧酸化技術成功的引用到啤酒廠工業廢水處理工程中，節能效果明顯，約節能30～50%，而且使整個工藝達標排放更加容易和可靠。在生物氧化過程中，有些微生物如球衣細菌（俗稱絲狀菌）、酵母菌等雖能適應高有機碳、低N量的環境，由于球衣細菌、酵母菌等微生物體系大、密度小菌膠團細菌不能在活性污泥法的處理構筑物中正常生長，這也是早期活性污泥處理啤酒廢水不理想的主要原因之一。Q=2200m3/dCODCr:1200mg/LBOD5:750mg/LSS:250mg/LPH:68NH3N： mg/lTN：35 mg/lTP：10 mg/l含少量油類色度: 200 總設計規模 Q=2200 m3/d 處理要求 該污水處理站的排放標準執行《污水綜合排放標準》、《啤酒工藝污染物排放標準》、《地表水環境質量標準》等。啤酒產業的未來也應與其它流程行業相似，逐漸向管控一體化方向過渡，使生產數據更好地整合到經營決策渠道，生產控制模型將愈加趨于合理，智能化程度也將得到進一步提高。該廠以大麥為主要原料生產啤酒，年生產規模為3萬噸啤酒，擁有員工500多名。該廠擬建廢水處理站，要求廢水經處理后達到《啤酒工業污染物排放標準》（GB198212005）. 啤酒生產工藝 啤酒生產過程主要分為：制麥、糖化、發酵、罐裝四個部分。啤酒廠年產量為3萬噸， m3。啤酒廢水的水質和水量在不同季節有一定差別，處于高峰流量時的啤酒廢水，有機物含量也處于高峰。80年代中前期，多數處理系統以好氧生化處理為主。這類方法沒有考慮到廢水中有機物的利用問題，因此處理成本較高。污泥膨脹的原因是啤酒廢水中碳水化合物含量過高，而N，P，Fe等營養物質缺乏，各營養成分比例失調，導致微生物不能正常生長而死亡。深井曝氣實際上是以地下深井作為曝氣池的活性污泥法，曝氣池由下降管以及上升管組成。這種方法可以得到很高的生物固體濃度和較高的有機負荷，因此處理效率高，占地面積也小于活性污泥法。該法運轉穩定、動力 消耗少，但低溫對運行影響大，在處理高濃度廢水時需增加轉盤組數。UASB的主要組成部分是反應器，其底部為絮凝和沉淀性能良好的厭氧污泥構成的污泥床，上部設置了一個專用的氣液固分離系統（三相分離室）［10］。應該指出，啤酒廢水中的乙醇是一種有效的顆粒化促進劑［19］，它為UASB的成功運行提供了十分有利的條件。 酸化—SBR法處理高濃度啤酒廢水效果比較理想，去除率均在94%以上，最高達99%以上。上流式厭氧污泥床能耗低、運行穩定、出水水質好，有效地降低了好氧生化單元的處理負荷和運行能耗(因為好氧處理單元的能耗直接和處理負荷成正比)。 該工藝在處理方法、工藝組合及參數選擇上是比較合理的，充分利用各工序的優勢將污染物質轉化、去除。此外，為防止填料表面形成污泥團應采用比表面積大、不結泥團的半軟性填料。經研究、分析、驗證發現這是由于負荷波動或操作不當造成溶解氧不足而引起的。本處理工藝的關鍵設備是UASB反應器。這樣一來能提高UASB反應器對進水水溫、pH值和COD濃度的適應能力，只需在UASB反應器進水前對其pH和溫度做一粗調即可。采用該工藝既降低處理成本，又能產生經濟效益。②節約污泥處理費用。故水解池可以改變原污水的可生化性，從而減少反應的時間和處理的能耗。該處理工藝是輕工部設計院為代表的推薦采用方案，河南開封啤酒廠、青島湖島啤酒廠、廈門冷凍廠啤酒廠等均采用此處理工藝流程，處理后均達標排放。濾液送到細格柵池子進行處理。(4) 二沉池：由于SBR反應器已有沉淀效果故方案二中不設二沉池。 序號項目金額/（元/噸廢水）備注水解氧化UASB+SBR1電費2人工費按2500元/人月計3藥劑費4維護費年維修費按直接的投資的2%計5運行費為前4項之和6折舊費折舊費按5%計7處理成本運行費和折舊費之和 總結 由以上幾張表格的比較可得出以下結論：水解氧化工藝UASB+SBR工藝污染物去除方面達到排放標準，但是N/P的出水濃度比UASB+SBR高達到排放標準且去除率較高，處理效果比較好產泥方面產泥量較大，增加污泥處理費用產泥量比水解氧化工藝少，污泥處理費用少操作方面工藝組合與參數選擇較為合理，操作簡單處理流程簡潔，全自動化操作，節省勞動力構造方面如果構筑物的構造不合理會影響運行效果，致使出水水質下降流程中可回收大量沼氣作為能源，節省運行費用造價方面造價較高，且運行成本高，占地面積大造價比水解酸化低，運行成本也較低，占地面積小終上所述，該工程應選用UASB+SBR工藝處理啤酒廠生產廢水，該工藝具體流程如下：5 主要處理設備和構筑物的設計計算 ．中格柵 作用：去除污水中較大顆粒懸浮物，保證后續工藝的正常運行。（6）攪拌機型號的選擇攪拌機選用4臺立軸式機械混合攪拌機，攪拌機型號為JWH6501。h）對于顆粒污泥，水力負荷Vr= m3/（m2 共設48個布水孔，則孔徑為： d=［4Q/3600nπu ］1/2= 本裝置采用連續進料方式，布水孔孔口向下，有利于避免管口堵塞，而且由于UASB反應器底部反射散布作用，有利于布水均勻。 沉淀區面積S1=nB1b=4252=80 m2 沉淀區表面負荷q=Q/S1=75/80= m3/m2h（符合要求）。b2=，分隔板下端距反射錐的垂直距離MN=，則縫隙寬度l1=MNsinβ=sin60176。=176。= 則h4高度： h4= b3tanα+Δh h3=tan55176。排泥管利用水靜壓力將剩余污泥排向集泥井。則 堰上水面總長L=q/f=三角堰數量n=L/b′=40/=800個，則每條溢流堰三角堰的數量為800/16=50個，共50個100mm的堰口。,則水封罐總高度為 H=++=（） 取水封罐總高度為H=,直徑φ800mm，設進氣管DN100鋼管一根，出氣管 DN100鋼管一根，進水管DN52鋼一根，放空管DN50鋼一根，并設液面計。 （5）通行 在反應器頂面上設置鋼架，鋼板行走平臺，并連接上臺樓梯。180。 鼓風機選用羅茨鼓風機，型號為TRD130，鼓風機口徑125A，壓力為147kP， kW，所配電機功率為90kW。 （4）攪拌設備 ，左右各一個，電動機轉速1400r/min，葉輪轉速308r/min，葉輪直徑650mm。集泥井外設一抽泥泵將濃縮下來的污泥抽至脫水機房。 脫水機房 脫水機房尺寸定為：** 鼓風機房的設計 選用羅茨鼓風機，型號為TRD130 鼓風機口徑125A， m3/min， 壓力為147kP， kW，所配電機功率為90kW。而紀莊子污水廠則在進、出風管道上加設消音器。 風機冷卻 為改善鼓風機房運行管理環境，在選擇鼓風機時需考慮鼓風機的冷卻形式。 （2）廠區內還應有給水管，生活水管，雨水管，消化氣管管線。在調節池出水位上設一3m2m，2用1備。 在污水站內主干道應盡量成環，方便運輸。通過運行發現，水冷雖然增加了冷卻水系統，但運行環境良好；而風冷的鼓風機，熱量直接排至室內，夏季室溫高達40 ℃以上，在每臺鼓風機上加設通風機及排風管道，影響了機房的環境。在條件允許的情況下，可采取隔音措施，設置隔聲室，在室內壁及天棚襯貼多孔性吸聲材料，以消除機組產生的噪聲。在采用進口導葉片調節風量時，隨著工況變化，導葉旋轉改變通道面積適應新工況的要求，從而避免氣流失速，可有效防止風機喘振。 廂式壓濾機 本設備用于處理濃縮污泥，其中處理后的壓濾水進入后續處理，泥餅由業主委外有資質的單位處置。 （2）尺寸設計 取接觸池水深h=,單格寬b=1m 則池表面積A=46/=31m2，池長L=9*1=9m,水流長度36*1=36m 所以接觸池分格數=36/9=4格 ，長9米 ，接觸池出水不設溢流堰，直接從池子底部出水接到河面，設河流距離消毒池50m。 其它設計 （1）空氣管計算 ，即100mmH2O，SX1型空氣擴散器壓力損失為200 mH2O，則曝氣系統總壓力損失為h=++= mH2O。==（2）反應池最小水量：Vmin=V1Q0=445－185=260m3 （3）反應池中污泥體積 Vx=180。 SBR反應器 Q=2200m3/d=92 m3/h，經UASB反應器處理的廢水，出水仍達不到排放標準，因此必須進一步處理，本設計采用間歇式活性污泥法。 其它設計考慮 （1）取樣管設計 在池壁高度方向設置若干個取樣管，用以采取反應器內的污泥樣，以隨時掌握污泥在高度方向上的濃度分布情況。三角堰計算公式q′= 則堰上水頭： h=（q′/）=（105/）= m （2）出水渠設計計算 UASB反應器中間設一出水渠，8條出水槽的出流流至此出水渠，出水渠保持水平，出水由一個出水口排出。 UASB反應器每個月排泥一次，污泥排入集泥池，再由污泥泵送入污泥濃縮池，排泥管選DN150的鋼管，排泥總管選用DN200的鋼管。= 進水縫上板長度為： h3/sinα=176。= m 則h5=CD+MNMCcosβ=+176。廢水流量為2200m3/d，=1540 m3/d的廢水通過進水縫進入沉淀區，=540 m3/d的廢水通過回流縫進入沉淀區，則 νM=（2486）= m/h（符合要求） MC=b2/2sinβ=設BC=，則MB=BCMC== m AB=2BCcos30176。60176。（3）上升水流速度和氣流速度本次設計中常溫下容積負荷Nv=，沼氣產率r= m3/ kgCOD，采用厭氧消化污泥接種，空塔水流速度