啤酒廠污水處理設計方案(留存版)

　　

【正文】 啤酒廠、武漢西湖啤酒廠、廣州啤酒廠和長春啤酒廠等廠家均采用此法處理啤酒廢水。 生物膜法：與活性污泥法不同，生物膜法是在處理池內加入軟性填料，利用固著生長于填料表面的微生物對廢水進行處理，不會出現污泥膨脹的問題。 厭氧生物處理包括多種方法，但以升流式厭氧污泥床（UASB）技術在啤酒廢水的治理方面應用最為成熟。同時，經水解反應后溶解性COD比例大幅度增加，有利于微生物對基質的攝取，在微生物的代謝過程中減少了一個重要環節，這將加速有機物的降解，為后續生物處理創造更為有利的條件。水解酸化不僅能去除部分有機污染物，而且提高了廢水的可生化性，有益于后續的好氧生物接觸氧化處理。 在調試運行過程中，生物接觸氧化池中生物膜脫落、氣泡直徑變大(曝氣方式為微孔曝氣)、出水渾濁、處理效果惡化的現象時有發生。UASB反應器的出水水質一般都比較穩定，在回流系統的作用下重新回到配水系統。同原工藝相比較，每天實際節約1 500～2 500 m3廢水的處理費用， 萬元/a。濾液送到細格柵池子進行處理。 (3) 好氧反應器：方案一為接觸氧化池，大部分的有機物在這里被降解，考慮到出水水質的要求，停留時間較長；方案二為SBR反應器，周期設為8h，進水時攪拌不曝氣，曝氣后有2小時的攪拌時間用來去除N、P。對污水進行混合同時可以預防池底沉淀；調節池與格柵合建，格柵槽后出水口跟調節池進水口連接，出水口設出水槽，出經過泵送入UASB反應池。單個反應器中設4根直徑為75mm的支管，每根管上有3個配水孔，=2 m2，孔口向下。Υ=70176。 ，前面計算中已經設有1540m3/d廢水通過進水縫進入沉淀區，則三相分離器的進水縫縱截面總面積為： S進水縫=Q進水縫/ν=1540/24= 總共有8組（16條）進水縫，每條進水縫縱截面積 S進水縫′=進水縫寬度ι2= S進水縫′/5=，應滿足ι2與ι1級數相當，且ι2設計ι2=，則進水縫中水流速度 ν= Q進水縫/ S進水縫=1540/（24285）= m/h 滿足設計要求， Δh=ι2/cosα=176。三角堰，堰高50mm，堰口寬100mm，則堰口水面寬度b′=50mm ，設計溢流負荷為f=*s。 （4）給排水 在UASB反應器布置區設置一根DN100供水管補水，沖洗及排空時使用。采用DN150的鋼管作為主管，支管采用DN100的鋼管。 取上清液排出管管內流速為V=管徑D==（取管徑75mm） （5）集泥井設計： 在兩濃縮池外公壁合建一集泥井，集泥井設計容積為單個周期內所排泥量的一半， m3，4m，,。東郊污水廠在進風廊道內兩側整個截面設有若干2 m多長的吸音板塊，空氣從板塊間通過，降低了噪聲。在調節池出水位上設一3m2m，2用1備。因此，鼓風機選型時宜選擇水冷式。 噪聲控制 鼓風機的噪聲對污水處理廠的環境影響非常嚴重，噪聲的輻射主要通過風機本體，進、出風管和連接風道。 間歇式污泥濃縮池 設計參數 進泥濃度：10g/L 污泥含水率P1＝％，污泥總流量:Qω=135m3/d=設計濃縮后含水率P2=％ 污泥固體負荷：qs=45kgSS/() 污泥濃縮時間：T=18h 設計計算 （1）濃縮池池體計算： 設2座公壁合建的正方形池子，每座濃縮池所需表面積 A= = = 30 m2 ，則表面積A= m2 水力負荷 u===()= m3/()有效水深 h1=uT== 取h1= 濃縮池有效容積 V1=Ah1== m3（符合） （）。====134 m3Vmin＞Vx，符合要求 （4）校核周期進水量 周期進水量應滿足下式： Q0＜(1)V=(1)x445= m3， Q0=185m3，符合要求單座反應池尺寸的確定 SBR的有效水深取5m， SBR的面積為：445/5=89m2 設SBR的長寬比約為2:1，則SBR的池寬為7m，池長為14m SBR反應池最低水位為：260/(714)= m SBR反應池的污泥高度為：134/(714)= m 可見，SBR最低水位與污泥泥位之間的距離為：=，符合要求。三相分離器底1m以下的位置內，延池壁高度上設置取樣管6根，高度方向各管相距1m。出水系統的設計計算 （1）溢流堰設計計算 為了保持出水均勻，沉淀區的出水系統通常采用出水渠，一般每個單元三相分離器沉淀區設一條出水渠，出水渠每隔一定距離設三角出水堰。= m 條件校核： 設能分離氣泡的最小直徑為dg=，常溫下清水運動黏滯系數r=102cm2/s，廢水密度ρ1=，氣體密度ρg=103g/cm3，氣泡碰撞系數β=，則 有斯托克斯公式：νN=βg（ρ1ρg）dg2/18μ 可以求得氣泡上升速度為： νN=981（103）102=驗證： νN/νM=MN/MB=可見νN/νM MN/MB 合理。之間；；集氣罩頂以上的覆蓋水深h2=；沉淀區斜面的高度h3=。方向，每個出水孔的服務面積一般為24 m2。 單位柵渣量ω1=設計計算 （1）柵條數柵條間隙數n===（取n=13）（2）格柵寬度 柵槽有效寬度B2=s（n1）+en=(131)+=經計算，由于流量過小，造成格柵難以實現， 則代入上式，可得柵條間隙數n=41（3）進水槽寬，為了保障水流速度，施工時將進水槽下方建窄以避免水流過慢影響格柵的正常運行，且水流不易繞過格柵直接進入調節池。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%。接觸氧化池多極串聯，設計對COD去除率為95%。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。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。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。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。 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。 2 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）。將廢水和污泥引入下降管，在井內循環，空氣注入下降管或同時注入兩管中，混合液則由上升管排至固液分離裝置，即廢水循環是靠上升管和下降管的靜水壓力差進行的。活性污泥法、生物膜法、深井曝氣法是較有代表性的好氧生物處理方法。選擇較嚴格標準執行，廢水處理系統的最終排放執行《啤酒工業污染物排放標準》（GB198212005）一級標準。二、啤酒生產廢水的特點啤酒生產過程用水量很大,特別是釀造,罐裝工序過程,由于大量使用新鮮水，相應產生大量廢水。所以可以考慮將洗瓶廢水的排出液經處理后儲存起來，用來調節廢水的pH值。80年代中前期，多數處理系統以好氧生化處理為主。SBR法對廢水的稀釋程度低，反應基質濃度高，吸附和反應速率都較大，因而能在較短時間內使污泥獲得再生。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。應該指出，啤酒廢水中的乙醇是一種有效的顆粒化促進劑，它為UASB的成功運行提供了十分有利的條件。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)。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。本處理工藝的關鍵設備是UASB反應器。采用該工藝既降低處理成本，又能產生經濟效益。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。濾液送到細格柵池子進行處理。 兩個工藝流程運行費用的比較見下表 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：7 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。h）對于顆粒污泥，水力負荷Vr= m3/（m2 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）。=176。排泥管利用水靜壓力將剩余污泥排向集泥井。,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。180。 （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。 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。 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。 配電房：設于辦公大樓內。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。 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。 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。 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。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。= 進水縫上板長度為： h3/sinα=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。（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uk≤；空塔沼氣上升速度ug≤。 UASB反應池 Q=2200m3/d= m3/h，設UASB有機COD負荷為4kg/( m3； ，總容積285 m3序號項目水解好氧處理UASBSBR處理1污泥量kg/d639401350002污泥體積/m3/d3污泥貯存池/m333無4污泥濃縮池/m3905脫水機房/ m3