毕业设计论文江西某啤酒厂废水处理毕业设计.doc

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1、目 录摘要 Abstract 第一篇 设计说明书第一章 概述 11.1 工程概况 11.2 水质、水量资料 1 1.2.1 建设规模 11.2.2 设计原水水质指标 11.2.3 设计出水水质指标 11.2.4 气象条件 11.2.5 站址概述 1第二章 工艺路线的确定及选择依据 22.1 处理方法比较 22.2 处理工艺路线的确定 3第三章 主要处理构筑物设计及设备型 4 3.1 格栅池 43.1.1 构筑物 43.1.2 主要设备 4 3.2 集水池 43.2.1 构筑物 43.2.2 主要设备 4 3.3 酸化调节池 53.3.1 构筑物 53.3.2 主要设备 5 3.4 UASB反应

2、器 6 3.5 CASS池 63.5.1 构筑物 63.5.2 主要设备 6 3.6 集泥井 73.6.1 构筑物 73.6.2 主要设备 7 3.7 污泥浓缩池 7 3.8 污泥脱水间 8 3.9 主要设备 8第四章 污水处理站总体布置 9 4.1 布置原则 9 4.2 管线设计 9 4.3 布置原则 104.4 高程布置 10第二篇 设计计算书第一章 啤酒废水处理构筑物设计与计算 12 1.1 格栅 121.1.1 设计说明 121.1.2 设计参数 121.1.3 设计计算 12 1.2 集水池 141.2.1 设计说明 141.2.2 设计参数 141.2.3 设计计算 14 1.3

3、泵房 151.3.1 设计说明 151.3.2 设计参数 151.3.3 设计计算 15 1.4 水力筛 161.4.1 设计说明 161.4.2 设计参数 161.4.3 设计计算 16 1.5 酸化调节池 161.5.1 设计说明 161.5.2 设计参数 171.5.3 设计计算 171.6 UASB反应池 181.6.1 设计说明 181.6.2 设计参数 181.6.3 设计计算 181.7 CASS反应池 261.7.1 设计说明 261.7.2 设计参数 261.7.3 设计计算 27第二章 污泥部分各处理构筑物设计与计算 35 2.1 集泥井 362.1.1 设计说明 362.

4、1.2 设计参数 362.1.3 设计计算 362.2 浓缩池 372.2.1 设计参数 372.2.2 设计计算 372.3 污泥脱水间 382.3.1 设计参数 382.3.2 工艺流程 382.3.3 设计计算 39第三章 构筑物的高程计算 413.1 污水构筑物高程计算 413.1.1 污水流经各处理构筑物水头损失 413.1.2 污水管渠水头损失计算表 413.1.3 高程确定 423.2 污泥高程计算 423.2.1 污泥管道水头损失 423.2.2 污泥处理构筑物的水头损失 433.2.3 污泥高程布置 43致谢 44参考文献 45附录 附录 英文原文 附录 英文翻译 摘 要啤酒

5、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。本设计为某啤酒废水处理设计。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5000,不考虑远期发展。原污水中各项指标为：BOD浓度为800mg/L ,COD浓度为1400mg/L ，SS浓度为350mg/L, Ph=610 。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二级排放标准,即：BOD 20mg/L ，COD 100 mg/L ，SS 70mg/L ，Ph=69。本文分析了啤酒生产中废水产生

6、的环节，污染物及主要污染来源，并从好氧、厌氧生物处理两方面来考虑了废水治理工艺，提出了UASB+CASS的组合工艺流程。可将废水COD由1400 mg/L降至50100 mg/L ，BOD从800mg/L降至20 mg/L以下，SS由350 mg/L降到70 mg/L以下，出水符合标准。本设计工艺流程为：啤酒废水 格栅 污水提升泵房 水力筛 调节池 UASB反应器 CASS池 处理水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，实践表明该组合工艺处理性能可靠，投资少，运行管理简单。为啤酒工业废水处理提供了一条可行途径。具有良好的经济效益、环境效益和社会效益。关键词： 啤

7、酒废水 UASB CASSAbstractWith the rapid development of brewery industry in China, more brewery wastewater is discharged, which endangers enviroment.This design is one beer waste water treatment. The degree of the design is in a preliminary phase. The main distinguishing feature of the beer waste water i

8、s that it contains the massive organic matters, so it belongs to the high concentration organic waste water, therefore its biochemical oxygen demand is also high.The water which needs to treatment in the beer waste water treatment plant is 5000, regardless of the specified future development. Variou

9、s target in the raw waste water is: the concentration of BOD is 800 mg/L , the concentration of COD is 1400 mg/L , the concentration of SS is 350 mg/L，and pH is 610 . For the beer waste waters BOD is high, it could pollute the environment if drained before treatment, so it request the beer waste wat

10、er which drained must be strictly treated to the two effluence standard in the country, which is as following: BOD 20 mg/L , COD 100 mg/L , SS 70 mg/L ,pH = 69 .This paper analyzes the generation processes of wastewater, the major contaminats and their major sources in beer production. It also intro

11、duces the primary biological processing techniques of aerobic and anaerobic treatment. According to the product scale of beer brewery, the main standard of draining waternatural materials, and so on, the main process technology of the beer waste water disposal station is defined as UASB + CASS .Prac

12、tice of project indicate, when COD of wastewater reduces from 1400mg/l to 50100mg/l, BOD reduces from 800mg/l to 20mg/l, SS reduces from 350mg/l to 70mg/l, so that drains out can reaches the Standard. The technological process of this design is:Beer waste water Screens The sewage lift pump house shu

13、ili shai Regulates tank Reaction tank of UASB Tank of CASS Treatment water This technology of wastewater treatment has many traits. Such as, well-knit structure, pithy quick control, lasting attacked, less sledge capacity. Practice indicates that the composed craft has reliable function, its investm

14、ent is little, and its running and management is uncomplicated.Key words: beer waste water, UASB, CASS第一篇 设计说明书第一章 概述1.1 工厂概况江西某啤酒有限责任公司位于江西省某市，其前身为江西某啤酒厂。该厂年产啤酒23万吨，全厂职工人数为500多人，是当地经济的支柱企业。随着企业的发展，资金及技术已成为企业发展的障碍。在国家和当地政府的支持下，北京某啤酒集团出资8000万元收购了吉安啤酒厂80%的股份，正式组成了江西某啤酒有限责任公司。公司成立后，计划将啤酒年产量由目前的23万吨扩建至1

15、0万吨，根据国家及当地政府对环境保护工作的要求，江西某啤酒有限责任公司对啤酒废水处理的处理工作十分重视，决定在工厂扩建的同时兴建处理规模为5000m3/d的废水处理站，来处理公司生产过程中产生的废水。1.2 水量、水质资料1.2.1 建设规模经建设方确认，本设计规模按日最大处理水量Q=5000m3/d 设计（包括处理站自用水排水量）。1.2.2 设计原水水质指标CODcr=1400mg/LBOD5=800 mg/LSS=350mg/LPH=6101.2.3 设计出水水质指标CODcr100 mg/LBOD520 mg/LSS70 mg/LPH=691.2.4 气象条件：（详见给水排水设计手册第

16、一册）1.2.5 站址概述：某市位于京九铁路线上，啤酒厂位于该市东南部，废水处理站在厂区的西北角，目前是一片空地，地势基本平坦。其北侧为厂区围墙，南侧为现有混凝土路，东南两侧为厂区。站址东西长约90米，南北长约60米，占地约5400平方米。污水管由站区南侧进入，由北侧排出。站区自然地面标高为76.4m，进厂污水管管径500mm,管底标高75.2m。处理站地面上部0.5米左右为杂填土，其下为粉质粘土及沙土，基底稳定性良好，地基承载力为280kpa以上，地下水位在地面以下23米，根据勘察资料，地下水无腐蚀性。第二章 工艺路线的确定及选择依据2.1 处理方法比较啤酒废水中大量的污染物是溶解性的糖类、

17、乙醇等，这些物质具有良好的生物可降解性，处理方法主要是生物氧化法。有以下几种常用方法处理啤酒废水。（一）好氧处理工艺啤酒废水处理主要采用好氧处理工艺，主要由普通活性污泥法、生物滤池法、接触氧化法和SBR法。传统的活性污泥法由于产泥量大，脱氮除磷能力差，操作技术要求严，目前已被其他工艺代替。近年来，SBR和氧化沟工艺得到了很大程度的发展和应用。SBR工艺具有以下优点：运行方式灵活，脱氮除磷效果好，工艺简单，自动化程度高，节省费用，反应推动力大，能有效防止丝状菌的膨胀。CASS工艺(循环式活性污泥法)是对SBR方法的改进。该工艺简单，占地面积小，投资较低；有机物去除率高，出水水质好，具有脱氮除磷的

18、功能，运行可靠，不易发生污泥膨胀，运行费用省。（二）水解好氧处理工艺水解酸化可以使啤酒废水中的大分子难降解有机物转变成为小分子易降解的有机物，出水的可生化性能得到改善，这使得好氧处理单元的停留时间小于传统的工艺。与此同时，悬浮物质被水解为可溶性物质，使污泥得到处理。水解反应工艺式一种预处理工艺，其后面可以采用各种好氧工艺，如活性污泥法、接触氧化法、氧化沟和SBR等。啤酒废水经水解酸化后进行接触氧化处理，具有显著的节能效果，COD/BOD值增大，废水的可生化性增加，可充分发挥后续好氧生物处理的作用，提高生物处理啤酒废水的效率。因此，比完全好氧处理经济一些。（三）厌氧好氧联合处理技术 厌氧处理技术

19、是一种有效去除有机污染物并使其碳化的技术，它将有机化合物转变为甲烷和二氧化碳。对处理中高浓度的废水，厌氧比好氧处理不仅运转费用低，而且可回收沼气；所需反应器体积更小；能耗低，约为好氧处理工艺的10%15%；产泥量少，约为好氧处理的10%15%；对营养物需求低；既可应用于小规模，也可应用大规模。厌氧法的缺点式不能去除氮、磷，出水往往不达标，因此常常需对厌氧处理后的废水进一步用好氧的方法进行处理，使出水达标。常用的厌氧反应器有UASB、AF、FASB等，UASB反应器与其他反应器相比有以下优点：沉降性能良好，不设沉淀池，无需污泥回流不填载体，构造简单节省造价由于消化产气作用，污泥上浮造成一定的搅拌

20、，因而不设搅拌设备污泥浓度和有机负荷高，停留时间短同时，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。（四）不同处理系统的技术经济分析不同处理方法的技术、经济特点比较，见表1-1。表1-1 不同处理方法的技术、经济特点比较处理方法主要技术、经济特点好氧工艺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

21、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。厌氧好氧工艺水解好氧技术节能效果显著，且BOD/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，产出颗粒污泥产品，由一定收益；操作要求严从表中可以看出厌氧好氧联合处理在啤酒废水处理方面有较大优点，故啤酒废水厌氧好氧处理技术是最好的选择。2.2 处理工艺路线的确定通过上述分析比较，本案选用厌氧好氧处理。其工艺流程如图1-1所示。 图1-1 啤酒废水处理工艺啤酒废水先经过中格栅去除大杂质后进入集水池，用污水泵将废水提升至水

22、力筛，然后进入调节池进行水质水量的调节。进入调节池前，根据在线PH计的PH值用计量泵将酸碱送入调节池，调节池的PH值在6.57.5之间。调节池中出来的水用泵连续送入UASB反应器进行厌氧消化，降低有机物浓度。厌氧处理过程中产生的沼气被收集到沼气柜。UASB反应器内的污水流入CASS池中进行好氧处理，而后达标出水。来自UASB反应器、CASS反应池的剩余污泥先收集到集泥井，在由污泥提升泵提升到污泥浓缩池内被浓缩，浓缩后进入污泥脱水机房，进一步降低污泥的含水率，实现污泥的减量化。污泥脱水后形成泥饼，装车外运处置。第三章 主要处理构筑物设计及选型3.1 格栅池3.1.1 构筑物功 能：放置机械格栅数

23、 量：1座结 构：砖混结构尺 寸：270030003000（H）mm3.1.2 主要设备机械格栅功 能：去除大颗粒悬浮物型 号：HF-500数 量：2台栅 宽：B=10mm栅 隙：b=15mm安装角度：= 60 电机功率：N=1.1kw3.2 集水池3.2.1 构筑物功 能：贮存废水数 量：1座结 构：钢筋砼结构尺 寸：58002000（H）mm3.2.2 主要设备废水提升泵功 能：提升废水进入酸化调节池型 号：100QW120-10-5.5数 量：3台（两用一备）流 量：Q=30L/s扬 程：H=10.0m功 率：N=5.5KW水力筛功 能：过滤废水中的细小悬浮物型 号：HS120数 量：3

24、台（二用一备）处理量：Q=100m3/h栅 隙：b=1.5mm3.3 酸化调节池3.3.1 构筑物功 能：调节并预酸化数 量：1座尺 寸：15000130006000（H）mm HRT：T=5.0h3.3.2主要设备 潜水搅拌机功 能：使废水混合均匀型 号：QJB7.5/6640/3-303/c/s推 力：990N数 量：1台功 率：N=7.5kw 配水泵功 能：UASB进水泵型 号：150QW1100-15-11数 量：3台（两用一备）流 量：Q=30L/s扬 程：H=15m功 率：N=11.0KW 加药装置设备类型：AHJ-I数 量：1套其中：a.酸输送泵数 量：1台型 号：CQF40-2

25、5-120F流 量：Q=6.3 m3/h扬 程：H=15.0m功 率：N=0.75kWb.碱贮罐 数 量：1台尺 寸：14001800(H)mm3.4 UASB反应器功 能：去除CODcr、BOD5、SS，产生沼气池 数：2座类 型：钢筋砼结构尺 寸：16000100006500（H）mm 1040m3容积负荷（Nv）为：4.5kgCOD/(m3d)去除率80附件： 水封功 能：保持UASB中气相一定压力数 量：2台尺 寸：5001200（H）mm 沼气贮罐尺 寸：7000H6000数 量：1台3.5 CASS池3.5.1 构筑物功 能：去除CODcr、BOD5、SS结 构：钢筋砼结构数 量：

26、2座 尺 寸：40000100005500（H）mmBOD污泥负荷（Ns）为：0.1kgBOD/MLSS 3.5.2 主要设备 鼓风机功 能：提供气源数 量：2台（一用一备）型 号：DG超小型离心鼓风机风 量：Q=50m3/min风 压：P=63.8Kpa功 率：N=75.0KW 盘式膜片曝气器功 能：充氧、搅拌数 量：423个型 号：QMZM-300氧利用率：35%59% 滗水器功 能：排上清液型 号：XBS300数 量：2台管 径：DN250排水量：Q=300m3/h功 率：N=1.5KW3.6 集泥井3.6.1 构筑物功 能：收集存储污泥数 量：1座结 构：砖混结构尺 寸：4000400

27、03500(H)mm3.6.2 主要设备污泥提升泵功 能：提升污泥进入浓缩池型 号：80QW50-10-3数 量：2台（一用一备）流 量：Q=14L/s扬 程：H=10.0m功率：N=3KW3.7 污泥浓缩池功 能：浓缩污泥数 量：1座结 构：钢筋砼结构尺 寸：570057005800(H)mm3.8 污泥脱水间 带式压滤机功 能：污泥脱水型 号：DYQ-1000数 量：1台滤带快度：1000mm电机功率：N=1.5kw配套设备：溶药搅拌机 ZJ-470 1台 N=2.2kw 加药泵 J-Z125/3.2 1台 N=0.75kw3.9 主要设备主要设备见表1-2。表1-2 主要设备一览表序号设

28、备名称型号、规格单位数量1机械格栅HF-300 栅隙15mm台22废水提升泵100QW120-10-5.5Q=30L/s H=10.0m N=5.5KW台33固定过滤机HS120台34潜水搅拌机QJB7.5/6640/3-303/c/sN=7.5KW台15配水泵150QW1100-15-11Q=30L/s H=15m N=11.0KW台36加药装置AHJ-I套17气水分离器5001800（H）mm台18水封器5001200（H）mm台29沼气贮罐7000H6000个110鼓风机DG超小型离心鼓风机N=75.0KW台211盘式膜片式曝气器QMZM-300根42312滗水器XBS300 N=1.5

29、KW台213污泥提升泵80QW50-10-3 N=3KW台214带式压滤机DYQ-1000套1第四章 污水处理站总体布置4.1 布置原则（1）处理站构（建）筑物的布置应紧凑，节约用地和便于管理。 池形的选择应考虑减少占地，利于构（建）筑物之间的协调； 构（建）筑物单体数量除按计算要求计算外，亦应利于相互间的协调和总图的协调。 构（建）筑物的布置除按工艺流程和进出水方向顺捷布置外，还应考虑与外界交通、气象、人居环境和发展规划的协调，做好功能划分和局部利用。（2）构（建）筑物之间的间距应按交通、管道敷设、基础工程和运行管理需要考虑。（3）管线布置尽量沿道路与构（建）筑物平行布置，便于施工与检修。（

30、4）做好建筑、道路、绿地与工艺构筑物的协调，做到即使生产运行安全方便，又使站区环境美观，向外界展现优美的形象。具体做好以下布置： 污水调节池和污泥浓缩池应与办公区或厂前区分离； 配电应靠近引入点或电耗大的构（建）筑物，并便于管理； 沼气系统的安全要求较高，应远离明火或人流、物流繁忙区域； 重力流管线应尽量避免迂回曲折。4.2 管线设计（1）污水管 进水管：原污水沟上截流闸板的设置和进站控制闸板的设计由啤酒厂完成。DN=500。 出水管： DN400钢管或铸铁管，q=60L/s,v=0.92m/s, i=0.006。 超越管：考虑运行故障或进水严重超过设计水量水质时废水的出路，在UASB之前设置

31、超越管，规格DN400铸铁管或陶瓷管，i=0.006。 溢流管：浓缩池上清液及脱水机压滤水含微生物有机质0.5%1.0%，需进一步处理，排入调节池。设置溢流管，DN150钢管，i=0.004。（2）污泥管UASB、CASS反应池污泥池均为重力排入集泥井，站区排泥管均选用DN200钢管，i = 0.02。集泥井至浓缩池，浓缩池排泥泵贮泥柜，贮泥柜至脱水机间均为压力输送污泥管。集泥井排泥管DN200，钢管，v=1.0m/s。浓缩池排泥管，贮泥柜排泥管，DN200，钢管，v=1.0m/s。（3）沼气管沼气管从UASB至水封罐为DN100钢管，从水封罐向气水分离器及沼气柜为DN150，钢管，沼气管道逆

32、坡向走管，i = 0.005。（4）给水管沿主干道设置供水干管200DN，镀锌钢管。引入污泥脱水机房供水支管DN50， 镀锌钢管。引入办公综合楼泵房及各地均匀为DN32，镀锌钢管。（5）雨水外排依靠路边坡排向厂区主干道雨水管。（6）管道埋深 压力管道 在车行道之下，埋深0.70.9m，不得不小于0.7m，在其他位置0.50.7m，不宜大于0.7m。 重力管道 由设计计算决定，但不宜小于0.7m（车行道下）和0.5m（一般市区）。4.3 布置特点平面布置特点：布置紧凑，构（建）筑物占地面积比例大。重点突出，运行及安全重点区域UASB放于站前部，引起注意，但未靠近厂区主干道。美化环境，集水井、调节

33、池侧面、污泥储存池设于站后部。4.4 高程布置污水处理工程的污水处理流程高程布置的主要任务是确定各处理构筑物和泵房的标高，确定处理构筑物之间连接管渠的尺寸及其标高；通过计算确定各部位的水面标高；从而使污水能够在处理构筑物之间顺畅的流动，保证污水处理工程的正常运行。污水处理工程的高程布置一般遵守如下原则：(1).认真计算管道沿程损失、局部损失、各处理构筑物、计量设备及联络管渠的水头损失；考虑最大时流量，事故流量的增加，并留有一定的余地；还应当考虑到当某座构筑物停止运行时，与其相邻的其余构筑物及其连接管渠能通过全部流量。(2).避免处理构筑物之间跌水等浪费水头的现象，充分利用地形高差，实现自流。(

34、3).在认真计算并留有余量的前提下，力求缩小全程水头损失及提升泵站的扬程，以降低运行费用。(4).需要排放的处理水，在常年大多数时间能够自流排入水体。注意排放水位不一定选取水体多年最高水位，因为其出现时间短，易造成常年水头浪费，而应选取经常出现的高水位作为排放水位，当水体水位高于设计排水位时，可进行短时间的提升排放。(5).应尽可能使污水处理工程的出水渠不受水体洪水的顶托，并能自流。处理装置及构筑物的水头损失(6).尽可能利用地形坡度，使污水按处理流程在构筑物之间能自流，尽量减少提升次数和水泵所需扬程。(7).协调好站区平面布置与各单体埋深，以免工程投资增大、施工困难和污水多次提升。(8).注

35、意污水流程和污泥流程的配合，尽量减少提升高度。(9).协调好单体构造设计与各构筑物埋深，便于正常排放，又利检修排空。第二篇 设计计算书第一章 啤酒废水处理构筑物设计与计算1.1 格栅1.1.1 设计说明格栅主要是拦截废水中的较大颗粒和漂浮物，以确保后续处理的顺利进行。1.1.2 设计参数设计流量Q = 5000m3/d = 208.33 m3/h =0.058m3/s ；栅条宽度S=10mm 栅条间隙d = 15mm 栅前水深h=0.4 m格栅安装角度= 60，栅前流速0.7 m/s ,过栅流速0.8m/s ；单位栅渣量W = 0.07m3/103 m3 废水 。 1.1.3 设计计算由于本设

36、计水量较少，故格栅直接安置于排水渠道中。格栅如图2-1。图1-1 格栅示意图1.1.3.1栅条间隙数式中： Q 设计流量，m3/s 格栅倾角，度b 栅条间隙，mh 栅前水深，mv 过栅流速，m/s , 取n = 12条。1.1.3.2 栅槽宽度 栅槽宽度一般比格栅宽0.20.3m，取0.3 m。 即栅槽宽为0.29+0.3=0.59 m ，取0.6 m。 1.1.3.3 进水渠道渐宽部分的长度 设进水渠道宽B1=0.5 m ，其渐宽部分展开角度1= 60 1.1.3.4 栅槽与出水渠道连接处的渐宽部分长度 1.1.3.5 通过格栅水头损失取k = 3 , = 1.79(栅条断面为圆形)，v = 0.8m/s ，则 h1 = 式中：k - 系数，水头损失增大倍数- 系数，与断面形状有关S - 格条宽度，md - 栅条净隙，mmv - 过栅流速，m/s- 格栅倾角，度h1 = = 0.088 m1.1.3.6 栅后槽总高度 设栅前渠道超高h2=0.3m H=h+h1+h2=0.4+0.088+0.3=0.7880.8m1