【某啤酒廢水處理工程設(shè)計12000字（論文）】

某啤酒廢水處理工程設(shè)計目錄TOC\o"1-2"\h\u1597一、緒論 119627（一）研究背景 126881（二）研究意義 130413（三）研究內(nèi)容 120463二、啤酒廢水處理工藝設(shè)計 131782（一）啤酒廢水處理常規(guī)方法 213580（二）本設(shè)計方案選擇 31072三、設(shè)備選型及設(shè)計計算 510012（一）格柵 531999（二）調(diào)節(jié)池 712368（三）UASB反應(yīng)池 725761（四）SBR反應(yīng)池 1221843（五）消毒池 1612540（六）污泥處理系統(tǒng) 1720661四、啤酒廢水處理廠整體布置 1826012（一）平面布置 1826149（二）高程布置 195243五、設(shè)計總結(jié) 2128822參考文獻 23一、緒論（一）研究背景啤酒的種類有很多種，所用的原料也不同，比較主流的原料是玉米或者大麥這兩種，當(dāng)然也不局限于這兩種，在啤酒的釀造過程中，除了原料以外，還需要加入啤酒花和鮮酵母這兩種輔助物來幫助發(fā)酵。在啤酒的釀造過程中，廢水主要由糖化，發(fā)酵車間產(chǎn)生的廢液，管道、地面沖洗水這兩部分構(gòu)成。20世紀(jì)80年代后，我國經(jīng)濟的迅猛發(fā)展也導(dǎo)致了啤酒行業(yè)的快速發(fā)展，現(xiàn)如今，我國生產(chǎn)啤酒的廠家已經(jīng)有1000多家，根據(jù)2010年的數(shù)據(jù)，我國一年的啤酒產(chǎn)量為4483.04萬t。若生產(chǎn)啤酒所產(chǎn)生的廢水未經(jīng)處理直接進行排放，則生產(chǎn)1t啤酒所產(chǎn)生的廢水里面含有的生物需氧量（biologicaloxygendemand，BOD）值就相當(dāng)于140人一天所產(chǎn)生的生活污水中的BOD值，懸浮固體（suspendedsolids，SS）相當(dāng)于80人一天所產(chǎn)生的生活污水中的SS值，對環(huán)境的污染十分嚴(yán)重。啤酒廢水的特點是有機廢物的含量較高，水里含有較多固體，并且水量，水質(zhì)極度不均勻。若不經(jīng)過處理直接排放或處理未達標(biāo)排放，將會對我國的水環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。由于啤酒廢水本身的特性，啤酒廢水的可生化性很好，所以啤酒廢水一般都采用生化發(fā)進行處理。（二）研究意義啤酒廢水里面的成分比較復(fù)雜，但以有機物為主，比如蛋白質(zhì)，淀粉等。同時也包含其他各種常見的廢水污染物。比如礦物鹽，纖維素等等。有毒物質(zhì)相對較少。但是由于懸浮物和有機物的濃度比較高，所以很容易就會發(fā)生腐敗，自然放置不經(jīng)處理，4h就會酸化，導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化的罪魁禍?zhǔn)拙陀袡C物，而啤酒廢水就是一種有機物含量很高的廢水。故本研究的目的是找出一種合理的處理方法，盡可能地降低啤酒廢水中的有機污染物。并且處理方法所耗費的成本應(yīng)該盡可能的低，使得啤酒廠在處理廢水過程中所花費的資金盡可能的少，以此來提高啤酒廠的利潤。（三）研究內(nèi)容本設(shè)計內(nèi)容主要包含以下五個部分：第一部分：緒論部分，對課題的研究背景、意義還有主要內(nèi)容進行介紹分析。第二部分：確定合理的啤酒廢水處理工藝，通過比較不同的方案選出最為合適的方案。第三部分：設(shè)備的選型及計算，包括有格柵、調(diào)節(jié)池、UASB反應(yīng)池、SBR反應(yīng)池、消毒池等。第四部分：啤酒廢水處理廠的整體布置，包括有平面布置以及高程布置等。第五部分：設(shè)計的結(jié)尾部分，總結(jié)全文。二、啤酒廢水處理工藝設(shè)計啤酒廢水里面的成分比較復(fù)雜，但以有機物為主，比如蛋白質(zhì)，淀粉等。同時也包含其他各種常見的廢水污染物。比如礦物鹽，纖維素等等。有毒物質(zhì)相對較少。但若不經(jīng)處理直接排放，會極大的增加富營養(yǎng)化的風(fēng)險。本設(shè)計的進水水質(zhì)為：COD：2000mg/L，BOD5：1200mg/L，SS：600mg/L，pH:8-10。本設(shè)計需要針對啤酒廢水的特點，設(shè)計一套廢水處理工藝，處理啤酒廢水，不僅要達到標(biāo)準(zhǔn)的要求，花費還要可能的小。表2-1啤酒生產(chǎn)企業(yè)水污染物排放最高允許限值項目單位工業(yè)類別啤酒企業(yè)麥芽企業(yè)預(yù)處理標(biāo)準(zhǔn)排放標(biāo)準(zhǔn)預(yù)處理標(biāo)準(zhǔn)排放標(biāo)準(zhǔn)CODcr濃度標(biāo)準(zhǔn)值/（mg/L）5008050080單位產(chǎn)品污染物排放量-0.56-0.4BOD5濃度標(biāo)準(zhǔn)值/（mg/L）3002030020單位產(chǎn)品污染物排放量-0.14-0.1SS濃度標(biāo)準(zhǔn)值/（mg/L）4007040070單位產(chǎn)品污染物排放量-0.49-0.35氨氮濃度標(biāo)準(zhǔn)值/（mg/L）-15-15單位產(chǎn)品污染物排放量-0.105-0.075總磷濃度標(biāo)準(zhǔn)值/（mg/L）-3-3單位產(chǎn)品污染物排放量-0.021-0.015PH6-96-96-96-9對于啤酒企業(yè)，單位為kg/kl；對于麥芽企業(yè)，單位為kg/t則原水水質(zhì)和排放標(biāo)準(zhǔn)如表2-2所示。表2-2原水水質(zhì)及排放標(biāo)準(zhǔn)項目水量（m3/d）CODcr(mg/L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)pH進水2000200012006008.0～10.0排放標(biāo)準(zhǔn)≤80≤20≤706.0～9.0（一）啤酒廢水處理常規(guī)方法理論上來說，不論是生化法，還是物理法或者化學(xué)法都可以用來處理啤酒廢水，但生化處理是最優(yōu)解，并且為了達到最好的處理效果，一般都不只用一種生化法來處理，都是用組合工藝來處理。故只介紹一些常用的組合工藝。1.厭氧水解酸化-二段接觸氧化處理工藝這個組合工藝是預(yù)處理+主要處理相結(jié)合，而并不是傳統(tǒng)的厭氧+好氧共同處理有機物，厭氧水解酸化的作用是把有機大分子降解為小分子，進而提高可生化性，而不是用微生物吸收處理有機物，這是一個很明顯的區(qū)別。主要對有機物的吸收處理是在接觸氧化工藝[12]。該工藝屬于比較成熟的工藝，在國內(nèi)的很多啤酒廠均有應(yīng)用，不僅僅是啤酒廠，也經(jīng)常應(yīng)用到其他的食品企業(yè)，處理效果都很好，運行也很穩(wěn)定。在CODcr、BOD5等方面的去除率分別達96%、98.7%[13],廢水處理均能達到《啤酒工業(yè)污染排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB19821-2005)排放標(biāo)準(zhǔn)。厭氧水解酸化-二段接觸氧化處理工藝,產(chǎn)生的污泥量比普通的活性污泥法少,在經(jīng)濟方面，也比較合適，投資費用和運行費用都不高。不論大中型，還是小型處理廠均適用。2.EGSB+生物接觸氧化處理工藝EGSB作為厭氧法的代表工藝，工藝運行十分成熟，處理效果也十分優(yōu)秀，但啤酒廢水的有機物含量比普通的生活污水要高很多，為了處理后達到排放標(biāo)準(zhǔn)，必須和其他的處理工藝一起處理廢水，而好氧工藝就是最優(yōu)解[14]。生物接觸氧化和EGSB配合就是一個很好的先厭氧，再好氧的組合工藝。EGSB-生物接觸氧化工藝之所以配合的很好，一個最重要的原因就是EGSB雖然不能完全處理廢水中的有機物使之達標(biāo)，但也能去除很大一部分，這樣一來，進入生物接觸氧化池的有機物就只有很小的一部分，負(fù)荷減輕了，那么好氧池的能耗和污泥產(chǎn)量都會降低，隨之產(chǎn)生的運行成本也會降低[15]，故對有盈利需求的啤酒廠來說是很好的處理辦法。3.UASB+SBR處理工藝UASB作為最先被發(fā)明的厭氧工藝，也是EGSB，IC等等工藝的原型[16]，具有很多厭氧工藝無法比擬的優(yōu)勢，雖然其他工藝是在UASB的工藝上改進而來的，改進了UASB本身存在的一些問題，但是UASB無疑是一眾厭氧工藝?yán)锩孀罨A(chǔ)，最穩(wěn)定，應(yīng)用最廣泛的，從20世紀(jì)70年代被發(fā)明出來[17]，到現(xiàn)如今已經(jīng)過了近五十年，在這五十年中不斷有新的工藝被發(fā)明出來，不斷有老的工藝被改良，UASB卻依然可以被大規(guī)模使用，這也從側(cè)面驗證了UASB的穩(wěn)定性和極高的性價比。在介紹EGSB+生物接觸氧化工藝的時候，也提到了單純用厭氧法很難將啤酒廢水中的有機物完全處理干凈使之達標(biāo)[18]，UASB作為EGSB的原始版本，也同樣面臨這個問題，所以在UASB后面加一個序批式活性污泥法作為好氧處理，進一步去除有機物，UASB和SBR還有一個共性的優(yōu)點，那就是都不用污泥回流[19]。UASB唯一的問題在于啟動比較慢，需要時間來培養(yǎng)厭氧微生物，所以不太適合小型的啤酒污水處理廠的淡季使用，但十分適合大中型啤酒廢水處理廠，對水量，水質(zhì)均有很強的緩沖能力。（二）本設(shè)計方案選擇根據(jù)啤酒廢水常規(guī)處理工藝可知，單一的傳統(tǒng)處理工藝難以滿足現(xiàn)階段啤酒廢水處理的要求，通常需要將兩個或多個傳統(tǒng)工藝相結(jié)合進行處理。綜上所述，本設(shè)計優(yōu)選出EGSB-生物接觸氧化和UASB-SBR兩種處理工藝，并對這兩種工藝進行比較。1.EGSB+生物接觸氧化處理工藝（1）EGSBUASB作為最先被發(fā)明出來的厭氧技術(shù)，并不是盡善盡美的，還有可以提升改進的空間，而EGSB就是UASB的改進版本，在保留UASB原有性能的基礎(chǔ)上，主要的改進方面是增加了液體的上升流速，上升流速更大，意味著死區(qū)更小，泥水的混合效果也更好。憑借這一點的改進，就使得EGSB比UASB有著更高的負(fù)荷率，產(chǎn)生的沼氣也更多。和UASB的結(jié)構(gòu)類似，EGSB也分為進水系統(tǒng)，反應(yīng)區(qū)，三相分離器和沉淀區(qū)這幾部分。處理污水的流程也和UASB大同小異，都是從底部進水，與污泥進行反應(yīng)，唯一的不同就是EGSB的上升流速更高，水和污泥接觸的更充分。生物接觸氧化法生物接觸氧化法和EGSB一樣，都是改進工藝的一種，EGSB是從UASB改進而來的，生物膜法對生物接觸氧化法而言就相當(dāng)于UASB對EGSB，所有原理和生物膜法大差不差，都是利用生物膜上的微生物處理污水中的有害物質(zhì)。從名字就可以看出來，生物接觸氧化法是一種好氧的生物處理工藝，故一定需要曝氣，曝氣的方式并沒有什么特別的，一般和曝氣池相同。（3）EGSB+生物接觸氧化組合工藝特點優(yōu)點是費用低，性價比很高，這是由于工藝的特點決定的，所有的厭氧+好氧工藝?yán)锩娴膮捬豕に嚩紩幚泶蟛糠钟袡C物，使得進入好氧工藝的有機物變得很少，極大降低了好氧階段的運行費用和污泥產(chǎn)量，費用也低了很多[20]。該工藝非常適合于在資金上不是很雄厚的那些中小企業(yè)。2.UASB+SBR處理工藝（1）UASBUASB的運行特點和工藝流程，優(yōu)點和缺點，適用環(huán)境和不適條件都已經(jīng)在上面的工藝介紹中說明了，在此就不多介紹了，就在這強調(diào)一點，UASB不需要攪拌，不需要污泥回流，不需要投放填料。（2）SBR序批式活性污泥法的主要優(yōu)點是池子的負(fù)荷比較高，所以池子的相對容量比較小，不需要太大的占地面積，經(jīng)費也比較節(jié)省，主要的原因是SBR可以在一個池子里面完成均化，初沉，生物降解，二沉等一系列操作，且不需要污泥回流,不需要設(shè)立調(diào)節(jié)池。非常適合建設(shè)空間不足,水量變化較大的污水處理廠。（3）UASB+SBR組合工藝的特點根據(jù)上述的工藝介紹，UASB+SBR的投資成本也不高，運行費用也很低，相對于EGSB+生物接觸氧化，UASB+SBR更適合水量較大的企業(yè)，并且適應(yīng)水質(zhì)變化的能力更強。根據(jù)以上的對比情況，綜合本實驗的水質(zhì)特點及出水水質(zhì)的要求，初步選用UASB+SBR作為二級處理工藝，本設(shè)計的工藝流程如圖2.1所示。圖2-1啤酒廢水處理工藝流程圖三、設(shè)備選型及設(shè)計計算（一）格柵綜合考慮本設(shè)計的工藝流程，水質(zhì)水量，投資經(jīng)費，本設(shè)計采用平面細(xì)格柵，人工清渣格柵。1.設(shè)計參數(shù)設(shè)計采用細(xì)格柵，柵條間隙b=10mm，柵前水深h=0.4m，過柵流速v=0.7m/s，安裝傾角α=60°。設(shè)計流量Q=2000m3/d≈0.023m3/s，總變化系數(shù)取2.0。則最大設(shè)計流量Qmax=4000m3/d≈0.046m3/s2.設(shè)計計算（1）格柵槽總寬度柵條間隙數(shù)n=式中：Qmax——最大設(shè)計流量，m3α——格柵傾角，度；sinαb——柵條間隙，m；h——柵前水深，m；v——過柵流速，一般取0.6-1.0m/s；n——格柵間隙數(shù)，個。格柵槽總寬度設(shè)計采用?1B=S式中：B——格柵槽總寬度，m；b——柵條間隙，m；S——柵條寬度，m。（2）過柵水頭損失ξ=βhh式中：h1h0ξ——阻力系數(shù)，其值與柵條的斷面幾何形狀有關(guān)；β——形狀系數(shù)，柵條斷面積和形狀為圓形時取1.79；S——柵條寬度，m；b——柵條間隙，m；v——過柵流速，0.7m/s；α——格柵傾角，度；g——重力加速度，9.81m/s2；k——系數(shù)，格柵受污染物堵塞后的水頭損失增大倍數(shù)，一般取3。（3）柵后槽的總高度H=h+式中：H——柵后槽的總高度，m；?2（4）格柵槽的總長度進水渠道漸寬部分長度設(shè)進水渠道內(nèi)流速為0.3m/s，則進水渠道寬B1=L式中：α1L1格柵槽總長度LL=式中：L2——格柵槽與出水渠道連接處的漸窄部位的長度，一般取H1——格柵前槽高，H圖3-1格柵設(shè)計計算圖（5）每日柵渣量W=式中：W——每日柵渣量，m3W1——單位體積污水柵渣量，m3/（二）調(diào)節(jié)池泛泛來講，調(diào)節(jié)池的主要作用是調(diào)節(jié)水量，均衡水質(zhì)和預(yù)處理。具體上的作用有：提高后續(xù)構(gòu)筑物對有機物的緩沖能力，防止后續(xù)生物處理系統(tǒng)有機物濃度的急劇變化。調(diào)節(jié)pH值，好滿足后續(xù)的處理要求。減少后續(xù)物理化學(xué)處理方法的流量波動，使化學(xué)藥品的添加能以一個恒定的速度進行。當(dāng)工廠停產(chǎn)時，仍能對后續(xù)的構(gòu)筑物輸送廢水。設(shè)計調(diào)節(jié)池水力停留時間為6小時。調(diào)節(jié)池容積為：V=設(shè)有效水深5m，采用方形池，則池子邊長為l=10005=14.14m，取15米，取超高0.3m，則調(diào)節(jié)池實際高度為5.3m。由于采用方型池且水量較小，無需設(shè)置隔板。調(diào)節(jié)池內(nèi)安裝攪拌機，機械攪拌功率根據(jù)水質(zhì)波動程度采用4～8W/m3，本次設(shè)計采用6W/m3，所需攪拌功率為6kW，選用一臺（三）UASB反應(yīng)池UASB有以下的幾個優(yōu)點：污泥床內(nèi)生物量多，濃度高。容積負(fù)荷率高，廢水在反應(yīng)器內(nèi)停留的時間較短，所以所需要的池體容積大大減小。設(shè)備簡單，運行方便。不需要設(shè)立沉淀池和污泥回流裝置。不需要填充填料，也不需要在池內(nèi)設(shè)立攪拌裝置。造價較低，且不存在堵塞問題。綜上所述，本設(shè)計選擇UASB工藝作為二級處理的工藝之一。1.UASB設(shè)計參數(shù)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)《升流式厭氧污泥床反應(yīng)器污水處理工程技術(shù)規(guī)范》（HJ2013-2012），設(shè)計UASB處理效果如下表3-1所示。表3-1UASB反應(yīng)池設(shè)計進出水水質(zhì)項目CODcr(mg/L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)進水20001200600出水200240300去除率90%80%50%設(shè)計UASB反應(yīng)器容積負(fù)荷為6kgCODcr/m3?d，反應(yīng)溫度為35±2℃，污泥產(chǎn)率0.06kgVSS/kgCODcr，沼氣產(chǎn)率0.5m32.設(shè)計計算（1）UASB反應(yīng)器池體尺寸計算V=式中：V——反應(yīng)器有效容積，m3So——反應(yīng)器進水有機物濃度，kgCODcr/mNV——容積負(fù)荷，kg考慮到運行靈活及檢修，設(shè)置兩個采用公共壁的矩形反應(yīng)器，則單池有效容積為V單池池面積為：S=水力表面負(fù)荷為：q=從單體池性能和經(jīng)濟方面考慮，長寬比為2:1時比較合適，因此設(shè)單池寬為7m，長為14m。（2）進水配水系統(tǒng)設(shè)計當(dāng)反應(yīng)器為中溫高負(fù)荷運行，每個進水點負(fù)擔(dān)2～4m2。設(shè)計采用穿孔管式配水系統(tǒng)，單元服務(wù)面積取1.5×1.5=2.25m每個反應(yīng)器設(shè)置1個進水管，設(shè)總進水管流速為0.8m/s，則總進水管管徑為D設(shè)置16根直徑為100mm的穿孔管分別位于進水管兩側(cè)，同側(cè)支管中心距1.75m，每根支管2個?15mm配水孔，孔口向下，距池底為200mm。孔口流速為：v=圖3-2進水配水布置圖（3）三相分離器設(shè)計根據(jù)資料，建議沉淀區(qū)表面負(fù)荷宜小于1.0m3/m2設(shè)計沿長邊每3.5m為一單元，設(shè)4個單元，每單元設(shè)置一個三相分離器，共4個。圖3-3三相分離器結(jié)構(gòu)示意圖沉淀區(qū)設(shè)計沉淀區(qū)表面負(fù)荷為q=回流縫設(shè)計為了使回流縫和沉淀區(qū)中的水流穩(wěn)定，確保良好的固液分離效果和污泥的順利回流，要求滿足v設(shè)上下三角形斜面水平夾角均為55°，取保護高度?1=0.5m，覆蓋水深?2=0.5m，?3bb式中：b——單元寬度，m；b1b2下三角形集氣罩回流縫面積：S計算回流縫中混合液上升流速為：v上三角形集氣罩與下三角形集氣罩斜面之間的回流縫寬度建議大于0.2m，設(shè)寬度b上三角形集氣罩與下三角形集氣罩斜面之間的回流縫面積一般不小于反應(yīng)器面積的20%，計算為：S上三角形集氣罩與下三角形集氣罩斜面之間的回流縫的流速為：v確定上三角形集氣罩相對位置及尺寸已知AC=AB/sin35°=1.39m，取CD=0.4?氣、液分離設(shè)計設(shè)氣泡直徑為0.01cm，在35℃條件下，取液體密度為1.03g/cm3，氣體密度為1.13×10v式中：dgρl——液體密度，g/ρg——沼氣密度，g/β——碰撞系數(shù)，取0.95；μ——廢水動力粘滯系數(shù)，g/cm?s。vv因此可以脫除直徑等于或大于0.01cm的氣泡。（4）出水系統(tǒng)設(shè)計i.出水槽設(shè)計選擇槽寬度為a=0.2m，每個反應(yīng)池設(shè)置4條出水渠。則，每個反應(yīng)器流量：設(shè)近出水槽口水流速度為u=0.2m/s，則近槽口水深為：取出水槽坡度為0.01，取槽口附近槽深為0.3m，則出水槽尺寸為：7m×0.2m×0.3m，出水槽數(shù)量為4座。ii.溢流堰設(shè)計出水槽上加設(shè)三角堰，三角堰角度為，水位在三角堰齒12處，堰高為50mm，堰口長為100mm，堰口水面寬為b=50mm，每個UASB反應(yīng)器的處理水量為23L/s，由于溢流負(fù)荷為1-2L/(m?s)，則取溢流負(fù)荷為，溢流堰上水面總長為：三角堰數(shù)為：每條溢流堰的三角堰數(shù)為：一個溢流堰上共有58個100mm的堰口，56個146mm的間隙。堰上水頭校核，每個堰處流率為：按三角堰計算公式為：則堰上水頭為：堰上水頭應(yīng)大于20mm，滿足條件。排水管設(shè)計計算選用DN300鋼管排水，充滿度為0.45，管內(nèi)水流速度為0.77m/s，大于0.6m/s，符合要求。（5）排泥系統(tǒng)設(shè)計單池產(chǎn)泥量?X=rQ式中：r——污泥產(chǎn)率，kgVSS/kgCODcr；So——反應(yīng)器進水有機物濃度，kgCODcr/mE——CODcr去除率。VSS/SS一般采用0.6～0.75，取0.75，則?X=1采用活性污泥法時，污泥含水率為99.2%，污泥密度取1000kg/m3。單池污泥產(chǎn)量UASB反應(yīng)器總產(chǎn)泥量為36m設(shè)計在距反應(yīng)器底部0.4m處沿長度方向設(shè)置排泥管，使用直徑為300mm的排泥管進行排放。（6）沼氣產(chǎn)量計算單池沼氣產(chǎn)量?X=rQ總產(chǎn)氣量為1800（四）SBR反應(yīng)池SBR技術(shù)的核心是SBR反應(yīng)池，該反應(yīng)池的作用很多，是集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一身，并且不需要污泥回流。非常適合建設(shè)空間不足，但廢水流量變化又很大的企業(yè)。SBR的優(yōu)點主要有：通過條件SBR反應(yīng)池的運行方式，在單一池中就可以完成脫氮和除磷這兩種操作。應(yīng)用電動閥、液位計、自動計時器及可編程序控制器等現(xiàn)代化的自控儀表，可能使SBR工藝過程實現(xiàn)全部自動化，由中心控制室控制，所消耗的人力很少。作為間隙式運行的活性污泥法，SBR的處理效果比連續(xù)式的處理效果更好。綜上所述，本設(shè)計才用SBR法作為二級處理的方法之一。本設(shè)計的核心工藝是UASB+SBR的組合工藝。1.SBR設(shè)計參數(shù)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)《序批式活性污泥法污水處理工程技術(shù)規(guī)范》（HJ577-2010），設(shè)計SBR處理效果如下表所示。表3-2SBR反應(yīng)器設(shè)計進出水水質(zhì)項目CODcr(mg/L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)進水200240300出水201260去除率90%95%80%設(shè)計設(shè)置兩個矩形SBR反應(yīng)池，采用高負(fù)荷間歇進水，BOD-污泥負(fù)荷LS=0.1kgBOD5/2.設(shè)計計算（1）反應(yīng)器運行周期各工序時間計算曝氣時間T式中：TAC0——反應(yīng)器進水BOD5沉淀時間初始沉降速度為v沉降時間為T式中：vmax——初始沉降速度，m/h，當(dāng)MLSS>3000mg/L時，vH——反應(yīng)池水深，h；TS排出時間一般排水時間為0.5～3.0h，設(shè)計排出時間TD一個周期所需時間為T周期次數(shù)為n=則一個周期為8h，其中曝氣時間4.8h，沉淀時間1.7h，排水時間1.5h。進水時間T式中：TFN——反應(yīng)器個數(shù)，個。（2）反應(yīng)池容積計算單個反應(yīng)池容量V=進水變動討論根據(jù)進水時間=4h或2池3周期的場合和進水流量模式，一個周期的最大進水量變化比r=1.5。超過一周期污水進水量?Q與V的對比?Q/V=如其他反應(yīng)池尚未接納容量，考慮流量變動，各反應(yīng)池修正容量為V反應(yīng)池水深5m，則需池面積為2340此外，在沉淀排出工藝中可能接受污水進水量的10%，則反應(yīng)池的必要安全容量為V容量為2340m3可以滿足要求。設(shè)計矩形池長為24m，寬20m。反應(yīng)池設(shè)計運行水位圖3-4反應(yīng)器水位示意圖排水結(jié)束時水位?基準(zhǔn)水位?高峰水位?警報，溢流水位?污泥界面?（3）需氧量計算需氧量需氧量以1kgBOD5需要1.2kgO2計O單池每周期需氧量O曝氣時間4h，每小時曝氣量為O曝氣裝置設(shè)混合液水溫為20℃，溶解氧濃度為1.5mg/L，計算供氧能力為：R式中：CSW——清水T1CS——清水T2T1——以曝氣裝置性能為基點的清水溫度，℃；T2——混合液的水溫，℃；CAα——KLA的修正系數(shù)，高負(fù)荷法取0.83；β——氧飽和溫度的修正系數(shù)，高負(fù)荷法取0.95。設(shè)計采用鼓風(fēng)曝氣，曝氣裝置為微孔曝氣器，曝氣頭直徑為200mm，服務(wù)面積為0.35～0.75m2，曝氣量q=1~3m3/G式中：EAρ——空氣密度，為1.293kg/Nm3；OW——空氣的氧重量，為0.233kgO2選用SSR-125轉(zhuǎn)速為1630r/min羅茨鼓風(fēng)機3臺，兩用一備，每臺鼓風(fēng)機的曝氣量為10.94m取充氧能力0.1kgO2/??個，（4）上清液排出裝置單池排出負(fù)荷為Q設(shè)計一池設(shè)置一臺排出裝置，每臺排出裝置的負(fù)荷為7.4排出裝置的排水能力在最大流量比（r=1.5）時能夠排出，所以排出能力為7.4設(shè)計采用旋轉(zhuǎn)式潷水器。（5）污泥產(chǎn)量式中：Y——污泥產(chǎn)率系數(shù)，取0.9kgVSS/kgBOD5；S0——BOD5進水濃度，kg/m3Se——BOD5出水濃度，kg/m3Kd——衰減系數(shù)，d-1，一般采用0.06～0.1d-1，取0.08d-1V——反應(yīng)池總?cè)莘e，m3；XV——反應(yīng)池混合液揮發(fā)性懸浮固體（MLVSS）平均質(zhì)量濃度取2kg/m3f——進水懸浮物的污泥轉(zhuǎn)化率（MLSS/SS），取0.6；SS0、SS污泥含水率為99.2%，污泥密度取1000kg/m3?？偽勰喈a(chǎn)量在距離池底1m出設(shè)立排泥管，管徑為150mm（五）消毒池1.設(shè)計參數(shù)設(shè)計采用接觸消毒池進行液氯消毒。二級出水加氯量為5～10mg/L，取8mg/L，倉庫儲氯量按30d計算，接觸消毒池接觸時間不小于30min，取30min。2.設(shè)計計算（1）加氯量每天的加氯量為：ω=ρQ=8×式中：ω——每天加氯量，kg/d；ρ——投氯量，mg/L。儲氯量為G=30ω=30×（2）氯瓶及加氯機選用貯氯量為100kg的液氯鋼瓶5個；加氯機選用加氯量為0～2kg/h的J型加氯機2臺，一用一備。（3）混合設(shè)計加氯點后接靜態(tài)混合器混合。（4）消毒池設(shè)計消毒池有效容積為：V=式中：Qmax——最大設(shè)計流量，m3/設(shè)計有效水深設(shè)計為2.5m。則消毒池有效面積為：A=設(shè)計消毒池尺寸為7m×5m×2.8m，超高0.3m。（六）污泥處理系統(tǒng)1.集泥池集泥池是用來收集廢水處理構(gòu)筑物產(chǎn)生的污泥的池子。本設(shè)計中UASB和SBR工藝均會產(chǎn)生污泥，產(chǎn)生的污泥要匯集到同一個集泥池中。每日排泥總量Qs為40.5+36=76.5m3V=設(shè)計有效高度為2.5m，采用方形池，則集泥池邊長為3m。取超高0.5m，集泥池高為3m。2.污泥濃縮池（1）設(shè)計參數(shù)污泥濃縮采用間歇式重力濃縮池，有效水深為2m，污泥初始含水率為99.2%，即固體濃度8kg/m3，設(shè)計濃縮后污泥含水率為97%，污泥固體通量采用1.47kg/m（2）設(shè)計計算濃縮池面積為：A=式中：w——污泥含固量，kg/m3；Qs——每日排泥總量,m3/dqs——選定的固體通量，kg/采用圓形池，池直徑為：D=停留時間為：T=?2——D——污泥濃縮池直徑5m；Qs——每日排泥總量76.5m3/d間歇濃縮池停留時間為12h～24h，符合要求。設(shè)計超高h(yuǎn)1=0.5m。污泥斗椎體底部直徑取1m，傾角取50°，污泥斗高度為：?總高度為2+0.5+2.4=4.9m。濃縮后污泥體積為V3.板框壓濾機板框壓濾機的優(yōu)點：過濾推動力大，使得濾餅的含固率較高。通過過濾，使得污泥無法通過濾網(wǎng)，濾液清澈，固體回收率高。綜上所述，污泥脫水選擇板框壓濾機進行脫水。過濾面積計算：A=1000式中：w——污泥含水率，%；Qs2——v——板框壓濾機過濾速度，一般取2～4kg/m選擇自動保壓緊板框過濾機1臺，過濾面積為9m2，濾餅厚度為30mm。設(shè)脫水后泥餅含固率為35%，則泥餅體積為1?0.97設(shè)工作周期為3h，一天8個周期，則濾室總?cè)萘繛?.768四、啤酒廢水處理廠整體布置（一）平面布置啤酒廢水處理廠的平面布置的主要作用是對各個廢水處理的構(gòu)筑物進行空間排列，既包括主要構(gòu)筑物，也包括次要構(gòu)筑物，還包括處理廠內(nèi)各種其他的輔助建筑，輔助建筑包括辦公樓，員工宿舍，食堂等等。還有綠化的設(shè)計也屬于平面布置。合理的平面布置可以節(jié)省廢水處理廠的占地面積，工程造價并且減少對周圍環(huán)境的影響。在進行平面布置時，在工藝流程不變的情況下，可以根據(jù)實際情況進行一些調(diào)整。1.平面布置原則（1）分區(qū)按功能分，配置合理。主要是對廢水處理、輔助廢水處理、廢水處理管理、生活福利等部分合理分配，做到分區(qū)明確，但又不過于獨立分散。（2）功能明確，布置緊湊在保證廢水處理效果的基礎(chǔ)上，綜合考慮地形，地質(zhì)，結(jié)構(gòu)，施工等因素，盡可能的減少占地面積，減少管道的長度，節(jié)省費用。（3）順流排列，流程簡潔各個構(gòu)筑物盡量按照流程布置，避免與進出水方向相反的安排。各個構(gòu)筑物之間的管線應(yīng)當(dāng)按最短的路線安排，避免浪費。盡量避免管道不必要的轉(zhuǎn)彎和安裝不必要的泵站，目的是節(jié)省資金。嚴(yán)禁將管線埋在構(gòu)筑物下面。（4）充分利用地形，降低費用將某些構(gòu)筑物放在地形的較高處，使廢水能順流而下，依靠重力自流而下。（5）必要時留出部分空地，方便以后污水處理廠的擴建。（6）構(gòu)筑物的布置考慮風(fēng)向，進行平面布置時，應(yīng)考慮本城市的主導(dǎo)風(fēng)向，將會產(chǎn)生異味的構(gòu)筑物布置在辦公區(qū)，生活區(qū)的下風(fēng)向。2.啤酒廠的平面布置南寧市常年的主導(dǎo)風(fēng)向為西南風(fēng)，因此污水處理的主要構(gòu)筑物應(yīng)該位于廠區(qū)的東北角，其他一些有人工作的地方比如辦公樓，宿舍樓應(yīng)設(shè)立在上風(fēng)向，即西南方向。污水處理站內(nèi)的各構(gòu)筑物按流程布置，即依次為格柵—提升泵房—調(diào)節(jié)池—UASB—SBR—儲泥池—污泥濃縮池—脫水機房，防止管線混雜。（二）高程布置高程布置是對各個構(gòu)筑物進行豎向布置，進行啤酒廢水廠構(gòu)筑物的豎向布置時需要用到各個構(gòu)筑物的高程，并確定相對高程。通過計算，可以得出各個構(gòu)筑物的水頭損失，進而確定管渠的坡度和方向。在設(shè)計高程時，要充分考慮到地形，地質(zhì)等自然條件，以工藝流程為主要依據(jù)。和平面布置一樣，可以根據(jù)實際情況做出一些調(diào)整。1.高程布置原則（1）在條件允許的情況下，盡可能的使用重力流，減少泵提升的次數(shù)，節(jié)省費用和能源。（2）應(yīng)優(yōu)先考慮管段中水力損失最大的一段去計算，并且留有一些余量，防止水量激增導(dǎo)致的設(shè)備運行故障。（3）在水力計算時，用最大流量作為計算流量。（4）經(jīng)過最后一個構(gòu)筑物后，水體能夠自流排出。（5）一般調(diào)節(jié)池采用地下式或半地下式，方便進行一次提升。2.各構(gòu)筑物的水頭損失表4-1水頭損失構(gòu)筑物水頭損失/m構(gòu)筑物水頭損失/m格柵0.74UASB反應(yīng)池0.5調(diào)節(jié)池0.1SBR反應(yīng)池0.5消毒池0.13.各構(gòu)筑物連接管渠的水頭損失本設(shè)計壓力管為鑄鐵管，氣體管道為鋼管，其余管道均為鋼筋混凝土管。各構(gòu)筑物的連接管渠的水頭損失包括沿程水頭損失和局部水頭損失，可按下面公式計算：式中：h1——沿程水頭損失，m；h2——局部水頭損失，m；i——水力坡度；L——管段的長度，m；——局部阻力系數(shù)；v——管段內(nèi)水流速度，m/s。v=n——粗糙系數(shù)，鋼筋混凝土圓管為0.014；R——水力半徑（m）。根據(jù)《給水排水設(shè)計手冊》規(guī)定，工業(yè)廢水管道最小管徑為200mm，最小設(shè)計坡度為0.004，污水管道最大設(shè)計流速，最大設(shè)計充滿度，最小設(shè)計流速見表4-2。表4-2小設(shè)計流速管徑(mm)最大設(shè)計流速（m/s）最大設(shè)計充滿度在設(shè)計充滿度下最小設(shè)計流速（m/s）金屬管非金屬管200~300≤10≤50.550.6350~4500.65500~9000.70≥10000.75根據(jù)上述公式，可得到各構(gòu)筑物間管道的水頭損失，具體數(shù)據(jù)如表4-3所示：表4-3各構(gòu)筑物間管道的水頭損失名稱進水（L/s）管徑(mm)坡度充滿度流速(m/s)管段長（m）iL(m)出水—消毒池233000.0040.450.77601510.255消毒池—SBR233000.0040.450.7770.0280.50.01510.043123000.0040.30.62200.084.60.09020.170SBR—UASB233000.0040.450.7730.0121.00.03020.042123000.0040.30.62240.0967.20.1410.237UASB—調(diào)節(jié)池233000.0040.450.7790.0361.50.04530.081123000.0040.30.6280.0323.10.06080.093調(diào)節(jié)池—提升泵房233000.0040.450.7780.0321.00.03020.062提升泵—細(xì)格柵233000.0040.450.7720.0080.50.01510.023總水頭損失1.0064.各構(gòu)筑物的高程根據(jù)水頭損失，通過確定零點標(biāo)高，可進一步計算出各構(gòu)筑物的相對高程，結(jié)果如表4-4所示：表4-4各構(gòu)筑物的高程計算構(gòu)筑物名稱水面標(biāo)高（m）池頂標(biāo)高（m）池底標(biāo)高（m）構(gòu)筑物名稱水面標(biāo)高（m）池頂標(biāo)高（m）池底標(biāo)高（m）進水管-2.06-1.9-2.2UASB+1.35+1.85-5.65格柵前-2.06-1.76-2.46SBR+0.57+1.07-4.43格柵后-2.18-1.76-2.58消毒池+0.26+0.56-2.24調(diào)節(jié)池+2.02+2.32-2.98出水管+0.00+0.16-0.14五、設(shè)計總結(jié)本設(shè)計通過了解啤酒廠廢水的各種性質(zhì)，綜合國內(nèi)外的處理工藝技術(shù)，采用了以“厭氧+好氧”工藝為主體的處理工藝流程，對給定的廢水進行處理以實現(xiàn)達標(biāo)排放。設(shè)計中所采用的工藝流程為“格柵-調(diào)節(jié)池-厭氧-好氧-消毒”，該工藝處理效果好，不復(fù)雜且花費較少，能夠有效的去除啤酒污水中的各種有機廢物，最終出水水質(zhì)為CODcr：20mg/L，BOD5：12mg/L，SS：60mg/L，最終的出水水質(zhì)滿足了要求。對于工藝運行過程中產(chǎn)生的污泥，設(shè)計經(jīng)過濃縮脫水后形成干污泥進行統(tǒng)一回收處理。除了上述的工作外，本設(shè)計還進行平面布置和高程布置，并進行了相關(guān)計算分析。參考文獻[1]徐躍武.生物接觸氧化法在啤酒工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用[J].資源節(jié)約與環(huán)保,2020(08):67-68.[2]張越鋒,謝鑫,呂玲玲.厭氧-好氧工藝處理啤酒廢水的工藝研究[J].廣東化工,2019,46(20):75-77.[3]康巧梅,鄧寧堆,劉小琳.啤酒廢水的可生化性研究[J].云南民族大學(xué)學(xué)報