啤酒废水处理改造工程技术方案doc.docx
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啤酒废水处理改造工程技术方案doc
10000m3/d啤酒废水处理改造工程
技
术
方
案
1概述
1.1项目名称及建设规模
项目名称：
10000m3/d啤酒废水处理改造工程
建设规模：
10000m3/d
1.2设计依据
1.2.1设计依据文件
1、本工程设计的委托书；
2、本项目设计进水水质条件；
3、我司人员对项目现场情况的调查资料；
1.2.2设计相关规范、标准
1、《室外排水设计规范》（GB50014-2006）
2、《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）
3、《污水综合排放标准》（GB8978-1996）
4、《啤酒工业污染物排放标准》（GB19821-2005）
5、《建筑给水排水设计规范》（GB50015-2003）
6、《厂矿道路设计规范》（GBJ22-87）
7、《工业建筑防腐蚀设计规范》（GB50046-95）
8、《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）
9、《给水排水工程构筑物结构设计规范》（GB50069-2002）
10、《混凝土结构设计规范》（GB500010-2002）
11、《建筑抗震设计规范》（GB500011-2001）
12、《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）
13、《水工钢筋混凝土结构设计规范》（SDJ20-78）
14、《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）
15、《采暖通风及空气调节设计规范》（GB50019-2003）
16、《工业企业噪声控制设计规范》（GBJ87-85）
17、《10KV及以下变电所设计规范》（GB50053-94）
18、《工业与民用供配电系统设计规范》（GB50052-95）
19、《低压配电装置及线路设计规范》（GB50054-95）
20、《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》（GB50060-92）
21、《通用用电设计配电设计规范》（GB50055-93）
1.2.3设计原则
1、根据废水特点选择针对性处理工艺，确保出水达标排放，针对本工程啤酒废水有机物浓度高，可生化性较好的特点，采用厌氧结合好氧的生物处理工艺；
2、严格执行国家及地方的现行有关环保法规及经济技术政策，结合当地实际情况，因地制宜的进行本设计；
3、本设计保证处理水质达到处理出水要求的前提下，尽量做到节省投资，充分发挥废水处理工程的社会效益、经济效益和环境效益；
4、选择国内外技术先进、节能低耗、运行可靠的工艺和设备，主要设备从通过ISO14000体系认证的生产厂家选择，其他设备从通过IS09000体系认证的生产厂选择。
5、在保证出水水质达标的前提下，尽可能节省基建投资，降低运行管理费用，力求技术经济性最优化；
6、实现管理现代化，合理采用先进可靠的自动化控制系统，保证污水处理厂的安全运行，提高操作管理水平；
7、平面布置合理、紧凑，因地制宜，节省占地；
8、妥善处理、处置污水处理过程中产生的栅渣、污泥，避免产生二次污染；
9、构筑物设计及设备选型应充分考虑在生产运行中具有较大的灵活性、适应性和耐冲击负荷能力；
10、充分考虑系统配套的减震、防噪、消毒等措施，防止对环境的二次污染；
1.3设计范围
本方案主要工作内容：
1、污水处理站内的污水、污泥处理工程及辅助工程；
2、污水处理站区块内的管道、电气、仪表及自控等工程；
3、本次方案设计不包括以下内容：
进水至调节池、供电引入、自来水管道引入、消防管道引入、绿化等工程。
2工程规模与进出水水质
2.1工程规模
本工程处理规模为10000m3/d。
2.2进出水水质
本项目处理对象为啤酒废水，进水水质根据业主提供的水之资料确定，经污水处理站处理后出水执行《啤酒工业污染物排放标准》（GB19821-2005），具体进出水水质指标见表2-1。
表2-2废水进出水水质指标（单位:
mg/L，pH除外）
污染物名称
PH
SS
CODcr
BOD5
TP
NH3-N
进水指标
7~9
≤1200
≤3000
≤1500
≤14.6
≤60
排放标准
6~9
≤70
≤80
≤20
≤3
≤15
3污水处理工艺设计
3.1设计原则
1、严格执行国家及地方的现行有关环保法规及经济技术政策，结合项目实际情况，因地制宜的进行本设计；
2、在保证处理水质达到处理出水要求的前提下，尽量做到节省投资，充分发挥废水处理工程的社会效益、经济效益和环境效益；
3、技术先进性与达标可靠性相结合原则。
选用技术先进、工艺成熟稳妥、处理效率高、运行成本低、操作管理方便的污水处理工艺，确保出水达标排放；
4、采用较为先进的自动化控制系统，减轻劳动强度，降低处理成本，保证污水处理系统连续稳定运行；在满足达标排放的前提下，选用先进的节能设备，降低污水处理成本；
5、污水处理设施布置紧凑，工艺流程顺畅，节约用地面积；
6、充分考虑利用现有污水处理系统，以节约投资；
7、妥善处理、处置废水处理过程中产生的污泥，充分考虑系统配套的减震、防噪、节能等措施，避免产生二次污染。
3.2工艺选择
3.1.1废水来源及特性
啤酒生产的主要原料为麦芽、大米、酒花等，在生产过程中不加入有毒有害难降解的物质，因此生产废水中主要是粮食酿酒后的残留物，其主要成分为麦糟、酒花残渣、酵母菌残体、粗蛋白、糖类、氨基酸、醇、维生素、淀粉等，属于生物易降解的有机废水。
主要特征如下：
a.有机物浓度较高，B/C比较高，可生化性良好；
b.排放不均匀，水质、水量波动较大，要求处理系统必须有一定的可调性和抗冲击能力；
c.悬浮物含量较高，含有大量的麦皮、渣皮；
d.氮、磷含量较高，要求处理系统须有较好的脱氮除磷能力。
3.1.2处理工艺的选择
3.1.2.1污水处理
由于啤酒废水可生化性较好，有机物浓度高，目前国内外常见的处理方法为厌氧与好氧结合的生物处理法。
针对本项目的高浓度有机废水，本方案拟采用升流式厌氧污泥床反应器（UASB）作为厌氧处理工艺。
UASB反应器由污泥反应区、气液固三相分离器（包括沉淀区）和气室三部分组成。
在底部反应区内存留大量厌氧污泥，具有良好的沉淀性能和凝聚性能的污泥在下部形成污泥层。
要处理的污水从厌氧污泥床底部流入与污泥层中污泥进行混合接触，污泥中的微生物分解污水中的有机物，把它转化为沼气。
沼气以微小气泡形式不断放出，微小气泡在上升过程中，不断合并，逐渐形成较大的气泡，在污泥床上部由于沼气的搅动形成一个污泥浓度较稀薄的污泥和水一起上升进入三相分离器，沼气碰到分离器下部的反射板时，折向反射板的四周，然后穿过水层进入气室，集中在气室沼气，用导管导出，固液混合液经过反射进入三相分离器的沉淀区，污水中的污泥发生絮凝，颗粒逐渐增大，并在重力作用下沉降。
沉淀至斜壁上的污泥沿着斜壁滑回厌氧反应区内，使反应区内积累大量的污泥，与污泥分离后的处理出水从沉淀区溢流堰上部溢出，然后排出污泥床。
UASB处理工艺主要有以下特点：
1、UASB内污泥浓度高，平均污泥浓度为20~40gVSS/L；
2、有机负荷高，水力停留时间长，对高浓度有机废水处理效果好；
3、无混合搅拌设备，靠进水及发酵过程中产生的沼气的上升运动，使污泥床上部的污泥处于悬浮状态；
4、UASB内设三相分离器，通常不设沉淀池，被沉淀区分离出来的污泥重新回到污泥床反应区内，通常可以不设污泥回流设备。
在保证处理效果的前提下，结合项目实际情况，综合考虑工程投资、运行费用、安装操作复杂性等，本方案确定采用UASB作为厌氧生物处理工艺。
好氧生物处理工艺主要分为生物膜法和活性污泥法。
生物膜法具有单位体积内生物量大、对进水中污染物变化的适应能力较强、没有污泥膨胀等优点。
但缺点在于填料投资较大，出水水质各项指标偏高，对难以被生物降解的物质吸附能力较差，同时污泥沉降性能也较差。
活性污泥法是目前应用最为广泛的好氧处理工艺，其优点在于处理精度高于生物膜法，池内的污泥絮体可以吸附难以被生物降解的物质，并随剩余污泥排出，因此出水水质较好。
基于以上原因，啤酒废水好氧处理工艺宜采用活性污泥法。
3.1.2.2污泥处理
本工程污水处理工艺采用泥龄较长的生化处理工艺，污泥比较成熟、稳定，无需进行污泥消化处理，采用污泥浓缩、脱水便可，污泥处理工艺采用机械浓缩、压榨脱水的工艺。
3.1.2.3污泥处置
本工程污泥最终处置方式暂按卫生填埋考虑，待投产后对污泥进行检测，若能达到综合利用要求，则进行综合利用。
3.3处理工艺确定
根据章节3.2的内容，啤酒废水有机物浓度高、可生化性较好，主体工艺宜采用厌氧、好氧相结合的生化处理工艺，本方案具体处理工艺流程如图3-1。
图3-1处理工艺流程图
污水工艺流程说明：
1、啤酒生产废水经管道收集至集水井，集水井利用原有，前端格栅去除大颗粒悬浮物后经潜污泵提升至调节池。
2、废水在调节池内进行水质水量调节，调节池利用厂内原有三座SBR池改造，在调节水质水量的同时可起到废水预酸化的作用，提高后续厌氧处理系统的处理效果，调节池出水经泵提升至UASB厌氧生物反应器。
3、UASB反应器由污泥反应区、气液固三相分离器（包括沉淀区）和气室三部分组成。
污水从反应器底部布水系统流入与污泥层中污泥进行混合接触，利用污泥中的微生物分解污水中的大量有机物，把它转化为沼气。
沼气、污泥、污水通过三相分离器得以分离，处理出水从沉淀区溢流堰上部溢出，然后自流至A/O生化池。
A池内兼养微生物将废水中大分子有机物开链分解为小分子有机物，提高废水可生化性，然后在O池内利用微生物的降解、吸附作用去除大量的有机物，出水自流入二沉池进行泥水分离。
二沉池污泥回流至A池，利用微生物硝化-反硝化作用去除废水中氨氮。
4、二沉池出水进入中间水池，投加絮凝剂并搅拌后进入连续流砂过滤池，通过连续流砂过滤器进行过滤处理，去除废水中大部分的磷和悬浮物，保证最终出水水质达标。
连续流砂过滤器是一种集混凝、澄清、过滤为一体的高效过滤器，它不需停机反冲洗；采用单级滤料，无需级配，没有水力分布不均和初滤液等问题；不需要反冲洗水泵及其停机切换用电动、气动阀门；无需单设混凝、澄清池，无需混凝、澄清用机械设备。
因此占地面积更紧凑，运行费用更经济。
原水通过进水管进入过滤器内部，并经布水器均匀分配后上向逆流通过滤料层并外排。
在此过程中，原水被过滤，水中的污染物含量降低；同时石英砂滤料中污染物的含量增加，并且下层滤料层的污染物含量高于上层滤料。
位于过滤器中央的空气提升泵在空压机的作用下将底层的石英砂滤料提升至过滤器顶部的洗沙器中清洗。
砂粒清洗后返回滤床，同时将清洗所产生的污染物外排。
由于石英砂滤料在过滤器中呈自上而下的运动状态，对原水起搅拌作用，因此搅拌絮凝作用可在过滤器内完成。
过滤器内滤料清洁及时，可承受较高的进水污染物浓度。
连续流砂过滤器特殊的内部结构及其自身特点，使得混凝、澄清、过滤在同一个池体内全部完成。
5、过滤出水可达到出水水质标准，进入计量排放井达标排放。
污水工艺流程说明：
1、二沉池污泥大部分回流至生化池，剩余污泥经泵输送至污泥池。
2、经污泥池调节后的污泥用污泥泵输送至带式浓缩脱水一体机进行机械脱水。
干污泥经输送机送入污泥堆场，定期外运处置。
压滤出水自流至集水井。
3.4预期处理效果
预期处理效果详见表3-2。
表3-2预期处理效果表
指标
处理单元
pH
CODcr
（mg/L）
BOD5
（mg/L）
SS
（mg/L）
NH3-N
（mg/L）
总磷
（mg/L）
调节池出水
6~9
≤3000
≤1500
≤1200
≤60
≤15
UASB反应器
出水
8-9
≤600
≤150
≤240
≤42
≤12
去除率
/
80％
90％
80％
30%
20%
A/O生化池+二沉池
出水
8-9
≤90
≤15
≤80
≤15
≤9
去除率
/
85％
90％
67％
65%
30%
连续砂过滤系统
出水
6-8
≤76
≤15
≤20
≤15
≤3
去除率
/
15%
/
75%
/
70%
排放标准
6.0~9.0
≤80
≤20
≤70
≤15
≤3
4工程设计
4.1工艺设计
本工程主要处理建构筑物包括：
集水井、调节池、UASB反应器、A/O生化池、中间水池、连续砂过滤池、污泥池、风机房、加药间、污泥脱水机房、配电间。
1、集水井（构筑物利用原有，设备由业主按方案要求自行安装）
功能：
啤酒生产废水接入以供提升用
类型：
全地下式钢结构水池，内部设有细格栅。
规模：
10000m3/d
数量：
1座
设计流量：
Qmax=450m3/h
主要设备：
①潜污泵2台，1用1备，单泵流量Q=450m3/h，H=11m，N=22.0kW（包括配套提升导轨、偶合底座等）
②回转式格栅除污机1台，格栅宽度：
B=1.0m，栅条间距：
b=10mm，安装角度：
α=75°，工业高强度聚酯呢绒
③超声波液位计，探测深度5m，1套
2、调节池（利用原有三座SBR池改造）
功能：
调节废水水质水量
类型：
地上式钢结构水池
规模：
10000m3/d
停留时间：
10.0hr
数量：
3座
池体尺寸：
Φ20.0m×4.95m（h）
主要设备：
①超声波液位计，探测深度5m，1套
②提升泵，3台，2用1备，单泵流量Q=220m3/h，H=18m，N=18.5kW
③电磁流量计，4套
3、UASB反应器（新建）
功能：
利用厌氧微生物去除废水中有机物
类型：
地上式钢结构水池
规模：
10000m3/d
容积负荷：
5.0kgCOD/（m3·d）
数量：
4座
池体尺寸：
Φ12.0m×12.0m（h）
主要设备：
①循环泵，4台，单泵流量Q=450m3/h，H=11m，N=22.0kW
②布水系统，4套
③组合填料，Φ200，2700m3
④三相分离器，4套
⑤pH计，4套
⑥沼气收集系统，4套
⑦沼气处理系统（含水封器、气液分离器、脱硫塔、沼气储存罐、冷凝器、自动燃烧器、阻火器、自动燃烧平台等），1套
4、A/O生化池（新建）
功能：
去除废水中有机物和氨氮
类型：
地上式钢结构水池
规模：
10000m3/d
设计负荷：
0.08kgBOD5/（kgMLSS·d）
污泥浓度：
3500mg/L
供氧量：
6134kgO2/d
供气量：
150952m3/d
停留时间：
A池：
6.0hr
O池：
18.0hr
数量：
4座
池体尺寸：
Φ24.0m×6.0m（h）
主要设备：
①QJB3/6-1800/2-56/P型潜水搅拌机，12台，N=3.0KW
②QJB4/4-2500/2-42/P型潜水搅拌机，8台，N=4.0KW
③微孔曝气器，Φ215，4200套
④DO仪，2套
⑤混合液回流泵，4台，单泵流量Q=450m3/h，H=0.8m，N=5.5kW5、二沉池（新建）
功能：
泥水分离
类型：
幅流式沉淀池，地上式结构水池
规模：
10000m3/d
数量：
1座
设计表面负荷：
0.6m3/m2.h
池体尺寸：
Ф30.0×3.5（h）m
主要设备：
①ZBX-30周边传动刮泥机1台，水下部分不锈钢
②污泥回流泵2台，1用1备，单泵流量Q=450m3/h，H=11m，N=22.0kW
6、中间水池（新建）
功能：
贮存废水供提升用，并投加絮凝剂
类型：
地上式钢结构水池
规模：
10000m3/d
数量：
1座
设计停留时间：
0.5h
池体有效容积：
600m3
池体尺寸：
10.0m×8.0m×3.0m（h）
主要设备：
①立式污水泵2台，1用1备，单泵流量Q=450m3/h，H=11m，N=22.0kW
②搅拌系统，1套
7、连续砂过滤系统（新建）
功能：
去除废水中的悬浮物
类型：
地上式钢结构水池，内置连续砂过滤器
规模：
10000m3/d
滤速：
7.6m/h
数量：
1座
平面尺寸：
10.0m×9.0m×6.0m
主要设备：
①连续砂过滤器，DS6000B，10套
②石英砂滤料144m3，粒度：
Φ1.2-2.0mm，均匀系数：
≤1.5
③空气压缩机，2台，1用1备，Q=1.8m3/min，P=7.0bar，N=11.0kW
④压缩空气储罐，V=2m3，1套
⑤控制系统，1套
8、污泥池（利用原有曝气调节池改造）
功能：
储存污泥
类型：
地上式钢结构水池
数量：
1座
池体尺寸：
Φ18.0m×5.0m（h）
主要设备：
空气搅拌系统1套，非标
9、风机房（利用原有风机房）
功能：
用于放置风机
平面尺寸：
13.0m×6.0m×1F
结构：
砖混
主要设备：
①罗茨鼓风机3台，2用1备，单台风量：
Q=53.05m3/min，ΔP=0.06MPa，N=75kW
（备选风机：
上海华鼓离心风机3台，C50-1.6，N=75kW）
②电动葫芦，起重量3t，1套
10、加药间（新建）
功能：
用于放置加药系统
平面尺寸：
12.0m×6.0m×1F
结构：
砖混
主要设备：
①絮凝剂投加系统1套，N=4.5KW（非标，成套）
②营养剂投加系统1套，N=5.5KW（非标，成套）
11、脱水机房（新建一座，并利用原有污泥脱水系统）
功能：
降低污泥含水率，减少污泥体积，以便于污泥贮存、外运及污泥的综合利用
类型：
单层砖混结构
平面尺寸：
15.0m×6.0m×1F
主要设备：
①ZNDY1500带式浓缩脱水一体化机1套，处理能力30m3/h，N=2.2KW，配套污泥输送泵2台（5.5kW），滤带冲洗泵1台（5.5kW），空压机1台（2.2kW）
②絮凝剂制备及投加系统，N=3.7KW
③污泥输送机1套，N=5.5KW
④自动排泥斗，非标
12、配电间（利用原有配电间）
功能：
放置配电设备
类型：
单层砖混结构
平面尺寸：
6.6m×6.0m×1F
13、计量排放井
参照当地环保部门要求建造。
4.2土建设计
4.2.1建筑设计
1、建筑设计原则
1）贯彻“安全适用，经济美观、和谐统一”的设计原则，注重建筑实用性经济性，兼顾美观，并与厂区总体建筑风格统一。
2）采用砖混等结构形式，因地制宜，就地取材，优先利用地方材料和工业废料，降低基本建设资金。
3）优化选择厂房面积、跨度、柱距、高度，妥善处理建、构筑物的防水、防腐等技术问题。
4）本设计制图标准执行国标建筑制图标准GB/T50104-200和GB/T50001-2001房屋建筑制图标准。
5）本设计执行国家和本省的与本工程有关的各项设计技术规定和规范。
6）本设计采用计量单位除标高为米（m）外,其余均为毫米（mm）。
7）本设计所选用的有关建筑,装修材料和建筑配件，其物理,化学和力学等性能均应满足设计要求，其中有些材料还应保证外观质量。
8）本工程的初步设计均在建设单位认可的基础上进行的,如在设计过程中有较大变更或修改事项,需随时通报设计单位,通过双方协商解决。
4.2.2建筑物工程设计
本工程新建的建筑物有：
脱水机房、加药间。
（1）结构形式
本工程的建筑物均采用砖混结构。
（2）建筑材料
本工程的建筑物中的梁柱等均采用C25混凝土，钢筋采用HPB235、HRB335。
钢材、水泥、焊条、砖等主要材料均需要有出厂合格证及试验合格证，否则不得采用。
（3）房屋说明
本工程的建筑物中的墙面均需做滴水线，要求平直、整齐、光洁。
各个建筑物根据使用功能不同，层数、层高和门窗型号也不同，具体详见表4-1。
表4-1附属建筑物一览表
序号
建筑物名称
设计参数
层数
层高
门尺寸
窗户尺寸
层
m
mm
mm
1
脱水机房
1
5.5
2400×2700
1800×18001800×900
2
加药间
1
5.5
2400×2700
1800×18001800×900
（4）消防措施
本工程建筑物室内装修材料的选择必须符合防火的要求，根据实际情况，选取A1级不燃性材料或B1级难燃性材料。
同时，各建筑物室内应设置灭火器，灭火器的配置设计应符合现行国家标准《建筑灭火器配置设计规范》GB50140的有关规定。
（5）采光、通风措施
考虑到采光和通风的要求，本工程的各个建筑物都设有窗户，窗户有几种尺寸类型，分别为1800×1800mm、1800×900mm
4.2.3构筑物工程设计
所有构筑物均采用钢制结构。
4.2.5砌体工程设计
（1）墙体工程
①外墙采用粘土多孔砖砌筑。
②防水砂浆均为1：
2.5水泥砂浆内掺相当于水泥重量的3-5%的防水剂。
③凡窗洞宽度大于2.1米者需在窗台下一皮砖缝内配置2Φ6通长钢筋。
（2）楼地面工程
①地面做法：
（自上而下）30厚C20细石混泥土面层（加纯水泥浆）随捣随抹；100厚C15混凝土垫层；80厚碎石垫层；素土夯实。
②有可能积水的地面均设0.5%-1%的坡度坡向排水沟或地漏。
（3）屋面工程
①按国标《屋面工程技术规范》GB50345-2004的规定,本设计屋面为卷材防水屋面，屋面防水等级为Ⅲ级。
②屋面做法：
防水层：
SBS改性沥青防水卷材；保温层：
150厚水泥蛭石保温；找平层：
20厚1：
3水泥砂浆找平；结构层：
钢筋混凝土现浇板。
③天沟、檐沟纵向找坡做法除特别注明外均采用C15细石砼找坡，纵坡除注明外均为1%。
④屋面雨水管除注明外,均采用Ф100（UPVC）硬塑管，配套管件应齐全。
⑤室外窗台、窗顶、雨蓬、压顶、檐沟等底部应做流水坡或滴水线。
（4）门窗工程
①平开木门立樘与开启方向的粉刷面平齐，铝合金门窗均立樘墙中。
②门窗玻璃除特别注明外均按选用图集要求配齐，香槟色铝合金窗为90系列，采用白玻。
③所有门窗五金均按标准图集规定配齐，图集规定的门锁五金配件跟据有关厂商提供。
（5）装修工程
①装修材料的选用应满足防火规范的要求.所有木门,木装修及预埋木构件均须经防火、防蚁及防腐处理。
木门油漆刷一底二度调和漆,色彩待主体装修确定后再定。
②本设计抹灰质量的标准为中级,按标筋分层找平、修整、表面压光。
③室内墙，门洞口的阳角均应做1：
2水泥砂浆护角,高1.8米,护角每侧宽50毫米,
④面层用料和做法同所在部位的墙裙或墙面。
⑤内墙粉刷12厚1：
1：
6水泥石灰砂浆分层赶平，6厚1：
1：
6水泥石灰砂浆光面，白色乳胶漆二度,内墙腻子二度。
⑥楼梯间和室内踢脚线材料同相应楼地面材料.
⑦顶棚:
砼板底混合砂浆底抹面,砼接触面抹界面剂二道,白色乳胶漆二度,内墙腻子二度。
⑧外墙粉刷：
做法采用16厚1:
3水泥砂浆底,8厚1:
2.5水泥砂浆面。
（6）室外工程和其它
设计散水宽度600mm，沿长度方向每6米设一道伸缩缝，缝宽20，内填沥青胶泥。
4.3主要建构筑物及设备
4.3.1主要建构筑物
主要建构筑物详见表4-2。
表4-2主要建构筑物表
序号
名称及编号
规格
结构
单位
数量
一
构筑物
1
集水井（利用原有集水井）
钢结构
座
1
2
调节池（利用原有SBR池）
Ф20.0×4.95（m）
钢结构
座
3
3
UASB反应器（新建）
Ф12.0×12.0（m）
钢
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