毕业设计论文啤酒废水CASS工艺设计说明书.doc

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1、摘 要啤酒工业在我国迅猛发展的同时，排出了大量的啤酒废水，给环境造成了极大的威胁。本设计为木兰县金桥啤酒厂啤酒废水处理设计，设计程度为初步设计。啤酒废水水质的主要特点是含有大量的有机物，属高浓度有机废水，故其生化需氧量也较大。该啤酒废水处理厂的处理水量为10000m3/d,不考虑远期发展。原污水中各项指标为：BOD浓度为1800 mg/L ,COD浓度为2200 mg/L ，SS浓度为120 mg/L 。因该废水BOD值较大,不经处理会对环境造成巨大污染，故要求处理后的排放水要严格达到国家啤酒工业污染物排放标准（GB198212005），即：BOD 20 mg/L ，COD 80 mg/L ，

2、SS 70mg/L 。本设计工艺流程为：啤酒废水 格栅/污水提升泵 调节沉淀池 UASB反应器 CASS池 巴氏计量槽 处理出水工程实践表明UASB+CASS组合工艺对啤酒废水是一种有效的处理工艺，且该处理工艺具有结构紧凑简洁，运行控制灵活，抗冲击负荷，污泥量小等特点。 关键词： 啤酒废水 UASB CASSAbstractWith the rapid development of brewery industry in China, more brewery wastewater is discharged, which endangers environment extremely.Thi

3、s design is one beer waste water treatment of mulanxian jinqiao brewery .The degree of the design is in a preliminary phase. The main distinguishing feature of the beer waste water is that it contains the massive organic matters, so it belongs to the high concentration organic waste water, therefore

4、 its biochemical oxygen demand is also high.The water which needs to treatment in the beer waste water treatment plant is 10000, regardless of the specified future development. Various target in the raw waste water is: the concentration of BOD is 1800 mg/L , the concentration of COD is 2200 mg/L , t

5、he concentration of SS is 120 mg/L . For the beer waste waters BOD is high, it could pollute the environment if drained before treatment, so it request the beer waste water which drained must be strictly treated to the beer industry standards for discharge of water pollutants （GB198212005） in the co

6、untry, which is as following: BOD 20 mg/L , COD 80 mg/L , SS 70 mg/L .The technological process of this design is:Beer waste water Screens/ The sewage lift pump Adjust traps Reaction tank of UASB Tank of CASSPap measuring tank Treatment water The engineering practice shows that the UASB + CASS combi

7、nation process on beer wastewater is a kind of effective treatment process, and the processing technology has the characteristic of compact structure simple, flexible operation control, impact resistant load, small amount of sludge, etc. Key words: beer waste water UASB CASS目录摘 要IABSTRACTII第1章 概述11.

8、1基本设计资料11.1.1设计题目11.1.2设计背景11.1.3基本资料11.2设计内容、原则21.2.1设计依据及规范21.2.2设计内容21.2.3设计原则3第2章 工艺方案论证、选择42.1水质分析42.1.1啤酒工业废水的来源及水质特征42.1.2 处理程度52.2工艺选择52.2.1方案对比52.2.2工艺流程72.2.3工艺说明8第3章 污水处理部分设计计算93.1格栅93.1.1设计说明93.1.2设计计算93.1.3计算草图113.2 提升泵113.2.1设计说明113.2.2设计计算123.3 调节沉淀池123.3.1设计说明123.3.2设计计算123.4 UASB反应器

9、173.4.1设计说明173.4.2反应器所需容积及主要尺寸的确定173.5 CASS反应池223.5.1设计参数223.5.2 设计计算233.5.3鼓风机房设计303.6 巴氏计量槽343.6.1 设计说明343.6.2设计参数343.6.3设计计算35第4章 污泥处理部分设计计算374.1处理量374.2 构筑物的设计计算374.2.1集泥井设计374.2.2污泥浓缩池374.2.3污泥提升泵房414.2.4污泥脱水间41第5章 厂区平面布置及高程布置435.1厂区平面布置435.1.1平面布置原则435.1.2平面布置445.2厂区高程布置465.2.1设计说明465.2.2高程布置原

10、则465.2.3水处理构筑物高程水力计算465.2.4污泥处理构筑物高程水力计算50第6章 设备及构筑物526.1设备及构筑物一览表52第7章 工程概算547.1 工程概算编制说明547.1.1 编制废水处理厂工程概、预算的基础资料547.1.2 工程造价分析547.2工程概算557.2.1 基本建设投资估算557.2.2 工器具购置费567.2.3 工程建设其他费用计算577.2.4 预备费用计算577.2.5运行费用57第8章 环境影响评价628.1环境质量标准与污染物排放标准628.1.1环境质量标准628.1.2污染物排放标准628.2项目建设和生产对环境的影响648.2.1大气污染源

11、648.2.2污废水648.2.3固体废弃物648.2.4噪声658.3 环境保护措施初步方案658.3.1大气环境治理658.3.2污废水治理658.3.3固体废弃物治理668.3.4噪声治理668.4安全措施668.5评价结论67结束语68致谢69参考文献70ContentsAbstract（in Chinese） . Abstract (in English)Chapter1summarize .11.1 Foundation design material11.1.1 Tile of design.11.1.2 Background of design.11.1.3 Basic mat

12、erial11.2 The content and principle.21.2.1 Design reference and standard.21.2.2 Content of design.21.2.3 Principle of design3Chapter 2 Demonstration and selection of technology .4 2.1 Water quality analyse.42.1.1 Beer industrial waste water resources and water quality analysis.42.1.2 Degree of treat

13、ment.52.2 selection of technology52.2.1 Program comparision.52.2.2 Technologicalprocess.72.2.3 Description of theprocess.8Chapter 3 Design calculation part of sewage treatment.9 3.1 Screens.9 3.1.1Designdescription.9 3.1.2 Design calculation.9 3.1.3 Calcuate draft11 3.2 Lift pump.11 3.2.1 Design des

14、cription11 3.2.2 Design calculation12 3.3 Adjust traps.12 3.3.1 Design description12 3.3.2 Design calculation12 3.4 Reaction tank of UASB.17 3.4.1 Design description17 3.4.2 Volume demand and main size of reactor17 3.5 Tank of CASS.22 3.5.1 Design parameters.22 3.5.2 Design calculation23 3.5.3 Blowe

15、r room design.30 3.6 Pap measuring tank.34 3.6.1 Design description34 3.6.2 Design parameters.34 3.6.3 Design calculation35Chapter 4 The sludge treatment part design calculation. .37 4.1. Handling capacity.37 4.2 Structures design calculation37 4.2.1 Mud collecting well design.37 4.2.2 Sludge concen

16、tration tank.37 4.2.3 Sludge pump room ascension.41 4.2.4 Between sludge dewatering.41Chapter 5 The factory layout and elevation layout .435.1 Factory layout .435.1.1 Layout principle .435.1.2 layout 445.2 Factory elevation layout .465.2.1 Design descriptions 465.2.2 Elevation layout principle 465.2

17、.3 Water treatment structures elevation hydraulic calculation .465.2.4 The sludge treatment structures elevation hydraulic calculation .50Chapter 6 Equipment and other structures 52Chapter 7 Engineering budget .547.1 Budgetary estimates state547.1.1 Prepare wastewater treatment plants is the basis o

18、f engineering, budget information .547.1.2 Engineering cost analysis .547.2 Engineering budge .557.2.1 Basic construction investment estimation 557.2.2 Instruments cost567.2.3 Engineering construction other expenses 577.2.4 Prepare cost calculation .577.2.5 Operation cost .57Chapter 8 Environmental

19、impact assessmen .628.1 Standards for environment quality and standards for discharge of water pollutants .628.1.1 Environment quality standards .628.1.2 Standards for discharge of water pollutants 628.2 Project construction and production of the impact on the environment .648.2.1 source of atmosphe

20、ric pollution 648.2.2 Unclean wastewater .648.2.3 Solid waste .648.2.4 noise .658.3 Environmental protection measures preliminary scheme.658.3.1 Atmospheric environmental management .658.3.2 Unclean wastewater treatment .658.3.3 Solid waste management .668.3.4 Noise control 668.4 Security measures 6

21、68.5 Evaluation conclusion .67conclusion .68Thanks .69References .7072第1章 概述1.1基本设计资料1.1.1设计题目木兰县金桥啤酒厂1万吨/天污水处理设施初步设计1.1.2设计背景啤酒废水中有机物含量较高，废水中含有较高浓度的蛋白质、脂肪、纤维、碳水化合物、废酵母、酒花残渣等有机无毒成分，排入天然水体后将消耗水中的溶解氧，即造成水体缺氧，还能促使水底沉积化合物的厌氧分解，产生臭气，恶化水质，因此，啤酒废水需要处理与利用1。木兰县金桥啤酒厂废水主要来自生产过程中的工艺废水，包括麦芽车间（浸麦废水）、糖化车间（糖化，过滤洗涤废

22、水）、发酵车间（发酵罐洗涤，过滤洗涤废水）、灌装车间（洗瓶，灭菌废水及瓶子破碎流出的啤酒）以及生产用冷却废水等。废水中有机物含量较高，CODcr含量为2200mg/L, BOD5/CODcr=082,可生化性较好。1.1.3基本资料1处理规模废水处理工程的设计规模，流量变化系数2.进水水质和处理要求处理后水质要求达到国家啤酒工业污染物排放标准（GB198212005），进水水质和排放标准见表1。表1-1 进水水质和排放标准项 目CODCr(mg/L)BOD5(mg/L)SS/(mg/L)PH值进水水质220012801206.58.5排放标准8020706.09.03气象资料哈尔滨市木兰县年平

23、均气温3.6。最冷月份是1月份，平均气温-24.8，最热月份是7月份，平均气温是28.0，年平均冻土深度为2.05m1.2设计内容、原则1.2.1设计依据及规范 有关设计文件和基础数据；1、国家啤酒工业污染物排放标准（GB198212005）；2、室外排水设计规范2005年修订（GB500142005）；3、建筑给水排水设计规范（GBJ1588）；4、给水排水设计手册（111册）。1.2.2设计内容1、根据企业的总体规划或现状与设计方案选择处理厂厂址；2、处理厂工艺流程设计说明；3、处理构筑物型式选型说明；4、处理构筑物或设施的设计计算；5、主要辅助构筑物设计计算；6、主要设备设计计算选择；7

24、、污水厂总体布置(平面或竖向)及厂区道路、绿化和管线综合布置；8、处理构筑物、主要辅助构筑物、非标设备设计图绘制；9、编制主要设备材料表。1.2.3设计原则1、严格执行有关环境保护的各项规定，使处理后的各项指标达到或优于国家啤酒工业污染物排放标准（GB198212005）；2、针对废水水质特点采用先进、合理、成熟、可靠的处理工艺和设备，最大可能的发挥投资效益，采用高效稳定的水处理设施和构筑物，尽可能的降低工程造价，同时结合企业的生产情况，对污水进行综合治理；3、工艺设计与设备选型能够在生产过程具较大的灵活性和调节余地，能适应水质水量的变化，确保出水水质稳定、达标排放；4、工艺运行过程中考虑操作

25、自动化，减少劳动强度，便于操作、维修；5、建筑构筑物布置合理，降低噪声，消除异味，改善周围环境。第2章 工艺方案论证、选择2.1水质分析2.1.1啤酒工业废水的来源及水质特征制造啤酒的原料为大麦、大米、酒花、酵母和特殊质量的水，酿造工艺一般可分为制麦和酿造两步生产过程。废水主要来自麦芽制作、酿酒与发酵、包装3 个工序，制麦浸渍废水主要含糖类、果胶等有机物, 其色度深, 水量较大, 极易腐败变质。该股废水与包装工序排出的冲洗水一同被称为啤酒厂的低浓度有机废水。酿造过程排出的废水主要是糖化锅洗涤水、麦槽贮存池底部流出的麦糟水及发酵罐洗涤水。这股废水污染物浓度高, 但水量较小,属高浓度有机废水2。啤

26、酒废水来源及水质特征见表2-1.表2-1生产啤酒的废水来源及水质特征废水来源水质特点糖化车间的糖化锅、煮沸锅、过滤槽等设备的洗涤废水高浓度有机废水，排水量相对较小，且非连续排放,时变化性大,水质非常不稳定。但是其污染负荷高,其主要成分包括糖类、果胶、糖化麦槽、啤酒花、酵母残渣、蛋白质、纤维素等有机物和少量无机物。发酵车间发酵罐、清酒罐及管道洗涤废水废水排放浓度相对较低,排放大且连续,水质相对稳定包装车间洗涤废水废水排放浓度较低,排放大而且连续,水质相对稳定锅炉烟尘处理废水含浮尘颗粒物较多2.1.2 处理程度表2- 进出水水质及处理程度COD(mg/L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)pH进

27、水220018001206.5-8.5出水80200.3, 属高浓度可生化有机废水, 故可采用生化处理方法。由于原水的BOD5 较高, 要求达到的处理效果也较高, 拟采用厌氧好氧的处理路线。厌氧法处理高浓度有机废水较经济, 既节能又可回收沼气。废水中难降解的CODCr经厌氧处理后转化为较易降解的CODCr,高分子有机物转化为低分子有机物, 但出水有机物浓度仍较高, 达不到排放标准。好氧生物处理法工艺成熟、稳定性好、出水水质较好。因此,采用厌氧好氧的处理路线较合理。适用于1万吨左右啤酒废水处理的工艺主要采用厌氧与好氧串联，如：UASB+CASS、UASB+接触氧化等3，以下是两种处理方法在啤酒废

28、水中的应用实例。(一)：黑龙江新三星集团公司啤酒厂位于黑龙江省尚志市一面坡镇， 距哈尔滨市东南154Km,年平均气温2.3。最冷月份是1月份，平均气温-20.3，最热月份是7月份，平均气温是21.6，年平均冻土深度为1.79m6。工程规模及处理程度：该啤酒厂目前生产能力为15万吨a ， 排放废水量6000考虑到将来产量还会提高， 因此设计排放废水量为8000设计进出水水质见表:广西某啤酒厂目前生产规模由原来的3 万t/ a发展到现在10 万t/ a废水处理工艺流程 ： 滤渣外运 废水 格栅 集水井 提升泵 预沉池 水解酸化池 外运 污泥脱水机 污泥浓缩池 污泥泵 SBR池 排水图2-1 三星啤

29、酒废水处理工艺流程图本厂的处理工艺中污染物处理程度较高，由于处理出水水质好而且稳定， 经过简单过滤消毒即可用于锅炉烟气的水膜除尘和冲洗车辆。本工程的缺点是： 碱的消耗量较大，主要原因是啤酒废水的碱度较低， 容易水解酸化， 必须额外加碱补充碱度，以防止UASB的酸化。然而该工程中需要两次提升，所需动力消耗较大。（二）广东的啤酒生产淡旺季明显，生产量受市场制约，废水排放不均衡。根据广东某啤酒厂废水处理负责部相关负责人统计，该厂的啤酒废水产量平均为60008000 td4。实测原水水质情况如表:表2-3啤酒废水指标CODrBOD5SSPH15002000100012002503506.48.5 沼气

30、回收利用集水池水力筛UASB反应池 细格栅处理工艺流程：粗格栅 啤酒废水 污泥脱水集泥池污泥浓缩池 压滤液回流 上清液回流CASS反应池污泥资源化利用 达标排放图2-2广东某啤酒厂废水处理工艺流程图将UASB和CASS两种处理单元进行组合，所形成的处理工艺突出了各自处理单元的优点，使处理流程简洁，节省了运行费用，而把UASB作为整个废水达标排放的一个预处理单元，在降低废水浓度的同时，可回收所产沼气作为能源利用。同时，由于大幅度减少了进入好氧处理阶段的有机物量，因此降低了好氧处理阶段的曝气能耗和剩余污泥产量，从而使整个废水处理过程的费用大幅度减少。采用该工艺既降低处理成本，又能产生经济效益和社会

31、效益5。UASB+CASS组合工艺处理啤酒废水试验表明，最佳工艺条件为：啤酒废水在调节沉淀池内停留时间为8h,UASB容积负荷为7.2，反应时间为15；CASS氧化池内容积负荷为0.55，处理后出水水质稳定。2.2.2工艺流程原水格栅调节沉淀池泵UASBCASS沼气储柜鼓风机房污泥浓缩池污泥脱水间泥饼外运压滤液上清液沼气出水曝气污泥脱水间污泥脱水间图2-3本设计啤酒废水处理工艺流程图2.2.3工艺说明1进水进入格栅，拦截漂浮物和悬浮物，防止沉淀，减轻后续处理设施负荷，保证污水处理系统的稳定运行，废水经过格栅进入栅后的污水提升泵，将废水提升至调节沉淀池。2从格栅间出来的废水进入调节池，均化水质水

32、量并进一步沉淀去除悬浮物。3废水进入UASB进行厌氧处理，大部分有机物在UASB反应器中降解，反应过程中产生的沼气经水封器、进入沼气储柜进行利用。. UASB的出水自流进入CASS进行好氧生物处理，进一步降解废水中的有机物。. 调节沉淀池、UASB、CASS等处理单元产生的污泥排入污泥浓缩池中进行处理。第3章 污水处理部分设计计算3.1格栅3.1.1设计说明格栅安装在废水渠道的进口处，用于拦截较大的悬浮物或漂浮物，防止堵塞水泵机组及管道阀门。同时，还可以减轻后续构筑物的处理负荷，用机械清渣，构为地下钢混结构。3.1.2设计计算（1）格栅的间隙数 个式中：设计最大水量（m3/s） 格栅倾角，取

33、格栅间隙宽度取 栅前水深，设为0.4 过栅流速，取，（一般）（2）栅槽宽度： 设栅条宽度，采用锐边矩形断面（3）进水渠道肩宽部分长度：设进水渠宽，其渐宽部分展开角度（4）栅槽于出水渠道连接处的渐窄部分长度 （5）通过格栅的水头损失设格栅断面为锐边矩形断面设计水头损失计算水头损失形状系数（6）栅后槽总高度 设栅前渠道超高 （7）栅槽总长度 （8）每日栅渣量在格栅间隙为20情况下，设栅渣量为1000污水产栅渣（格栅间隙，产栅渣量为）。因，所以采用机械清渣。3.1.3计算草图图3-1 格栅设计计算草图3.2 提升泵3.2.1设计说明污水提升泵选用潜污泵，放入格栅后过水渠中。 3.2.2设计计算 提升

34、流量：Q = 416.7m3/h 扬程：=提升最高水位+水泵水头损失= 6.62m选用150QW-210-7-7.5型潜污泵，它的作用是将格栅中的废水提升至调节池池中，设3台泵（2用1备）。提升泵参数：Q=210m3/h，H=7.5m，电动机功率为7.5kW，出水口径250mm，通过固体物最大直径100mm。安装尺寸：长970mm，宽425mm,高890mm。3.3 调节沉淀池3.3.1设计说明啤酒废水的水量和水质随时间的变化幅度较大。为了保证后续处理构筑物或设备的正常运行，需对废水的水量和水质进行调节6。3.3.2设计计算（1） 池子总表面积式中为表面负荷，取（2） 沉淀部分有效水深（3）

35、沉淀部分有效容积（4） 池长 设水平流速（5） 池子总宽度 （6） 池子个数设每个池子宽（个）（7） 校核长宽比 符合要求（8） 污泥部分需要的容积V 式中： （9） 每格池污泥所需容积 （10） 污泥斗容积 （11） 污泥斗以上梯形部分污泥容积 （12） 污泥斗和梯形部分污泥容积 设计满足要求（13） 池子总高度设超高为，则其中图3-2调节沉淀池简图（14） 进水穿孔花墙 进水采用配水渠道通过穿孔花墙进水，进水渠道宽0.5m，有效水深0.6m，穿孔花墙的开口面积为过水断面面积的20%左右，则过孔流速为 式中 穿孔花墙过孔流速（m/s）,一般采用0.050.15m/s 孔洞的宽度（m） 孔洞的

36、高度（m） 孔洞数量（个） 设计中取（15） 出水堰 沉淀池出水经过出水堰跌落进入出水渠道，然后汇入出水管道排走，出水堰采用矩形薄壁堰，自由跌落水头0.10.15m，掩上水深H为 式中 流量系数，一般采用0.45m 出水堰宽度（m） 出水堰水深（m） 出水堰后自由跌落采用0.15m，则出水堰水头损失为0.18(16)出水渠道沉淀池出水端设出水渠道，出水管与出水渠道连接，将污水送至反应器。出水槽宽度设为0.5m，出水渠道水深0.6m，高1.28m。（17）进水挡板、出水挡板 沉淀池设进水挡板和出水挡板，进水挡板距进水穿孔花墙0.5m，挡板高出水面0.2m，深入水下0.5m。出水挡板距出水堰0.3m，挡板高出水堰0.2m，射门如水下0.5m，在