CASS工艺处理啤酒废水设计方案.docx

1、CASS工艺处理啤酒废水设计方案CASS工艺处理啤酒废水设计方案 2008-05-30 啤酒生产通常以大麦和大米为原料,辅之以啤酒花和酵母,经较长时间的发酵酿造而成.啤酒废水主要来自麦芽车间（浸麦废水）、糖化车间（糖化、过滤洗涤废水）、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。 关键字：工艺 废水 方案 第1章第一章概述1.01一、综述啤酒生产通常以大麦和大米为原料,辅之以啤酒花和酵母,经较长时间的发酵酿造而成.啤酒废水主要来自麦芽车间（浸麦废水）、糖化车间（糖化、过滤洗涤废水）、发酵车间（发酵罐洗涤、过滤洗涤废水）、灌装车间（洗

2、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。部分车间的定期消毒和各车间的冲洗地面也要排除一些废水。此外，啤酒厂还排出一定数量的生活污水，如浴室、厨房、卫生间等排出的生活污水，一般也均排入厂区的排水系统。为了对废水进行综合治理，力求最高环境效益和经济效益，进一步加强我国的环境治理。哈啤集团镜泊湖啤酒有限公司领导非常重视环境问题，特委托北京志峰环保设备有限公司对该污水处理进行方案设计，处理过的水能达标排放。1.02三、工程概况哈啤集团镜泊湖啤酒有限公司年产11万吨啤酒，1.03四、设计依据1、污染物综合排放标准（GB8978-1996）；2、给水排水工程设计规范（GBJ15-88）；3

3、、室外排水设计规范（GBJ14-91）；4、低压配电设计规范(GB50054-95)5、建筑电气通用图集（92DQ）6、用户提供的有关数据；1.04五、设计原则1、技术先进成熟，运行稳定可靠、操作简单、维护方便、耐腐蚀、强度高；2、污水处理工程投资省、运行费用低、占地面积小、自动化程度高；3、污水处理工程不产生二次污染；4、考虑到当地比较寒冷，采用半地下式。1.05六、水质水量1设计水量根据用户提供的数据：最高日产700吨啤酒,依据我国啤酒厂的工艺及管理水平,酿造1吨啤酒的耗水量一般为15-25m3,外排的废水量为12-20m3,因此该工程的设计水量为:Q=10500t/d。2原水水质由于用户

4、没有提供确切的污水水质参数，所以设计按一般啤酒废水指标设计，即：啤酒废水水质指标 PH 水温（。C） COD （mg/L) BOD (mg/L) 碱度（以CaCO3计） (mg/L) SS (mg/L) TN(mg/L) TP (mg/L)5-616-301000-2500700-1500400-450300-60025-855-73、达标排放水质处理完的水外排，其排水水质标准依据当地环保部门的要求，按污染物综合排放标准（GB8978-1996）中一级标准排放设计。 项目出水BOD5(mg/l)30CODcr(mg/l)100SS(mg/l)70第2章第二章污水处理工艺方案2.01一、工艺流程

5、选择啤酒废水中所含的污染物质主要是有机污染物，其可生化性比较好，一般均宜于采用生物处理方法进行处理，以往常用的处理方法是好氧生物处理方法。今年来由于厌氧处理生物技术的发展，厌氧生物处理技术也逐渐在啤酒废水处理中推广应用。考虑到基建投资、运行管理费用、出水水质要求、操作管理难易、占地面积大小等多种因素，决定此方案采用CASS法。CASS法其反应池由预反应区和主反应区组成，因此，对难降解有机物的去除效果更好。进水过程是连续的，因此单个池子可独立运行；而中国设计师网R进水过程是间歇的，应用中一般要2个或2个以上池子交替使用。排水是由可升降的堰式滗水器完成的，随水面逐渐下降，均匀将处理后的清水排出，最

6、大限度降低了排水时水流对底部沉淀污泥的扰动。CASS法每个周期的排水量一般不超过池内总水量的1/3，而中国设计师网R则为3/4，所以，CASS法比中国设计师网R法的抗冲击能力更好。与传统活性污泥法相比，CASS法的优点是：建设费用低：省去了初次沉淀池、二次沉淀池及污泥回流设备，建设费用可节省10-25%。工艺流程短，占地面积少：污水厂主要构筑物为集水池、沉砂池、CASS曝气池、污泥池，而没有初次沉淀池、二次沉淀池，布局紧凑，占地面积可减少20-35%。运转费用省：由于曝气是周期性的，池内溶解氧的浓度也是变化的，沉淀阶段和排水阶段溶解氧降低，重新开始曝气时，氧的浓度梯度大，传递效率高，节能效果显

7、著，运转费用可节省10-25%。有机物去除率高，出水水质好：根据研究结果和工程应用情况，通过合理的设计和良好的管理，对城市污水，进水COD为400mg/L时，出水小于30mg/L以下。对可生物降解的工业废水，即使进水COD高达3000mg/L，出水仍能达到50mg/L左右。对一般的生物处理工艺，很难达到这样好的水质。所以，对CASS工艺，二级处理的投资，可达到三级处理的水质。管理简单，运行可靠：污水处理厂设备种类和数量较少，控制系统比较简单，工艺本身决定了不发生污泥膨胀。所以，系统管理简单，运行可靠。污泥产量低，污泥性质稳定。具有脱氮除磷功能。无异味。CASS工艺特点设备安装简便，施工周期短，

8、具有较好的耐水、防腐能力，设备使用寿命长；对原水的水质水量的变化有较强的适应能力，处理效果稳定，出水水质好；处理工艺在国内外处于先进水平，设备自动化程度高，可用微机进行操作和控制；整个工艺运转操作较为简单，维修方便，处理厂内不产生污染环境的臭气和蚊蝇；投资较省，处理成本低，工艺有推广应用价值。2.02二、工艺流程2.03三、工艺流程说明啤酒废水进入格栅池，在格栅的作用下去除大颗粒悬浮物和漂浮物后，自流入调节池。污水在调节池进行水量调节和均质，后由泵提升至CASS反应池，CASS工艺在运行时，分曝气、沉淀、排水三个阶段，这三个阶段一次在CASS反应池中周期性进行，故CASS反应池不需专设二沉池和

9、污泥回流系统。CASS反应池分为三个区即生物选择区、兼氧区和主反应区。生物选择区设置在CASS反应池前端，在厌氧或兼氧条件下运行；兼氧区不仅具有辅助厌氧或兼氧条件下运行的生物选择区，还对水质水量变化起缓冲作用，同时具有强化反硝化的作用。CASS反应池采用水下曝气机充氧，微生物得到足够的溶解氧并且和废水充分接触，废水中的可溶性有机污染物被吸附，并为微生物群体所分解，废水得到进一步净化。通过微生物的分解作用，去除水中的有机物，使出水满足排放要求。CASS反应池的污泥排至污泥池进行好氧消化，剩余污泥较少，采用离心脱水机脱水后外运。上清液回流到调节池中进行再处理。2.04四、主要构筑物简介及设计参数1

10、、格栅池污水中含有一定量较大粒径的悬浮物，为防止其对调节池中的污水提升泵产生影响、堵塞卡壳等，特设格栅池。污水通过格栅池自流进入调节池。格栅池设计参数：有效容积：220m3建筑容积：270m3材质：钢砼结构数量：1座格栅型号：HF=900栅宽：900mm净间隙：1mm安装角度：602、调节池该池是作为污水水量调节和均质的构筑物。由于生活污水排放具有时段不均匀性、时变化系数较大的特点，要使生化处理系统较均衡地运行，尽量减少其冲击负荷的影响，以达到理想的处理效果，则需设调节池，对污水水量进行调节并均质，使调节池污水提升泵始终按平均处理水量向生化系统供水。资料统计，调节池有效容积按6-8倍平均小时处

11、理量计算。内设预曝气系统，间歇瞬时供气，既可防止污泥沉淀，又可去除一部分有机物，曝气量为1.53.0m3/m2h。考虑到此啤酒厂水量变化大，故停留时间按8h计算。池内末端安装潜污泵8台，用于将水提升到CASS反应池，七用一备。设计参数：有效容积：3500m3停留时间：8h建筑容积：4200m3有效深度：4.5m材质：钢砼结构数量：1座污水提升泵型号：150WQ110-15-7.5流量：Q=110m3/h扬程：H=15m功率：N=7.5Kw数量：5台（4用1备）鼓风机鼓风机主要用于向调节池曝气。型号：3L42WC风量：Q=18.67m3/min功率：N=22Kw压力：4000mm数量：2台3、C

12、ASS反应池CASS反应池是污水处理的核心构筑物,污水中的大部分有机物在微生物的作用下得到氧化分解,污水达到排放要求后排出处理系统.该工艺是在序批式活性污泥法(中国设计师网R)的基础上发展的,反应池沿长度方向设计为两部分,前部分为生物选择区也称预反应区,后部分为主反应区,在主反应区后部安装了可升降的撇水装置,曝气、沉淀、排水等过程在同一池内周期循环运行，省去常规活性污泥法的二沉池和污泥回流系统。由于CASS池独特的运行方式，当进水水质变化时，可适当调整运行程序，在满足排放标准的前提下进一步降低成本。CASS池设计运行周期4h，其中曝气2.0h，沉淀1.0h，撇水0.5h，延时0.5h。CASS

13、池设计参数：（1）CASS池容积的计算：根据污泥负荷计算CASS池容积Ns=K2Sef/（kgBOD5/(kgMLSSd)）通过计算得知Ns=0.48kgCOD/(kgMLSSd)，则V=Q(S0-Se)/NsXf=10500(700-30)/(0.4830000.78)=6680m3CASS池设计参数为：有效容积：5600m3建筑容积：6720m3结构：半地下钢砼结构数量：1座核算水力停留时间HRT=5600/437.5=12.8hCASS池分4格，每格有效容积1400m3。CASS池每格分预反应区和主反应区，预反应区长度为6m，预反应区和主反应区之间设隔墙，下有连通洞12个，尺寸为1230

14、1230mm，按平均时流量计算过流速度v=40m/h。（2）CASS池需氧量的计算考虑到处理水量较大，CASS池分为4格，每个设置独立的曝气系统，因此总的需氧量如下：O2=a,Q(S0-Se)+b,VX=0.53（700-30）10500/1000+0.18856003=3729+3158=6887kg/d由于曝气时间占整个周期的一半，每天的曝气时间为12小时，则每小时充氧量为574kg/h，即需空气量为2760m3/h，因CASS池分为4格，每格均设置独立的曝气系统，应选择进气量为11.68m3/min的鼓风机4台，因此，本设计中选择5台（4用1备）3L42WC型三叶罗茨风机可满足设计要求。

15、因预反应区较小，曝气系统均设置在主反应区。4、滗水器CASS工艺的特点是程序工作制，它可依据进水及出水水质变化来调整工作程序，保证出水效果。滗水器是CASS工艺中的关键设备，本工程采用的滗水器克服了过去关键设备依靠进口的困难，降低了成本，为CASS工艺在我国推广应用创造了条件。每次撇水阶段开始时，滗水器以事先设定的速度首先由原始位置降到水面，然后随水面缓慢下降，下降过程为：下降10秒，静止撇水30秒，再下降10秒，静止撇水30秒,如此循环运行直至设计排水最低水位，上清液通过滗水器排出。滗水器排水均匀，不会扰动已沉淀的污泥层。滗水器上升过程是由低水位连续升至最高位置，即原始位置。滗水器在运行过程

16、中设有限位开关，保证滗水器在安全行程内工作。滗水器设计参数：型号：XBS-2000数量：4台功率：0.55KW5、污泥浓缩池CASS池的污泥用气提装置送至本池，污泥在污泥池内进行好氧消化，上清液回流至调节池进行再处理。由于剩余污泥很少，采用离心脱水机将污泥脱水后外运，滤液回流至调节池后在处理。污泥池设计参数:有效容积：40m3材质：钢砼结构建筑容积：50m3数量：1座污泥泵设计参数:型号：ISG50-160B流量：Q=13.5m3/h扬程：H=20.5m功率：N=1.5Kw6、离心脱水机选用浙江省丽水市三联环保机械设备有限公司生产的LWL450型离心脱水机，处理量为7-15m3/h。功率18.

17、5Kw，两台（一用一备）7、操作间用于放置风机、控制柜等。建筑面积：40m2材质：砖混结构第3章五、工程防冻措施1、由于机械格栅需间歇运行清理渣滓，污泥浓缩池也属间歇使用，因此将格栅池和污泥浓缩池建于室内，以防冰冻。2、将调节池设于处理站房之下，CASS池在满足自流排水的前提下设为半地下，尽量减少暴露在空气中的面积，以减少热量的散失。3、CASS池顶部加盖，池外壁增设保温材料进行保温。4、暴露在室外的各种管线必须保温，管中有可能存水的还要进行蒸汽伴热，以防冻结。该地区冬季气温太低，如室外水管不加伴热，尽管管道采取保温措施，管中的水处在流动状态，时间一长仍会从阀门或管壁粗糙处开始结冰，并逐渐向中

18、心发展，直至将整个管道全部冻实甚至冻裂。5、风机的吸风口处应有空气预热或机械除雪装置。冬季最冷月时，空气中的水蒸气会被冻成细小的冰晶，像雾一样。如果没有空气预热或机械除雪装置，冰晶就会粘附在风机的吸风口处形成雪垫，并越积越厚，若不及时清理就会造成风机吸入口阻力过大，导致风机电流增大，直至自动停机，影响处理工艺的正常运行。3.01六、电控系统废水处理系统自动化程度的高低直接决定了人员管理强度的大小，同时对运行费用的控制也非常重要。就啤酒废水的排放规律来分析，其周期性非常强，废水排放量集中在8：00-16：00，在0：00-8：00之间排放量很小，在间歇性较强的情况下，若机电设备控制科学，可大大降

19、低电耗、能耗，从而可有效地降低系统的运行费用。采用自动控制系统，主要控制内容如下：1.机械格栅：机械格栅可手动控制，也可自动运行。运行10分钟，停1-8小时，周期运行。为了便于维修,在机械格栅的前后安装自动启闭阀.2.污水提升泵和液位浮球：本系统中污水泵的运行受液位计控制。调节池中的水位处于高液位时水泵自动启动；处于低液位时水泵自动停止。3.风机：风机的运行与污水泵同步。风机每8小时交替运行一次，当运行风机故障时，备用风机自动切换。运行风机有灯光显示，控制系统可自动控制亦可手动控制。4.沉砂池采用全自动控制，根据泥量的多少自动排泥。刮泥机机根据泥量的多少自动刮泥。5.CASS工艺之所以在国外得

20、到广泛应用，得益于自动化技术发展及在污水处理工程中的应用。CASS工艺的特点是程序工作制，可根据进水及出水水质变化来调整工作程序，保证出水效果。本废水处理根据工艺流程和厂区设备分布情况，自动控制采用集散式分布系统。整套控制系统采用现场可编程控制（PLC）与微机集中控制相结合，在中央监控室设一台工控机和模拟显示屏。现场控制机可独立完成相应的参数设置（可自动或手动控制），中央控制机通过总线向现场控制机传输和数据采集，发现问题及时报警。该系统设计采用当今控制系统的主流形式一DCS系统，融计算机技术、控制技术与通讯技术为一体。下位机为可编程序控制器（PLC），担负现场控制、数据采集、工况运行的任务。上

21、位机为专用工业计算机，由该机实施对下位机的数据处理、调度、通讯和监控。同时，计算机屏幕显示工艺流程，监视系统及各设备的运行情况，且具有工艺运行数据的储存、分析、计算、记录打印等功能。在中央控制系统的控制下，实现了CASS工艺处理工程的曝气、沉淀、滗水、排泥等过程的实时控制。由于工艺及控制的要求，本设计配置了压力计、电磁流量计、液位计等仪器仪表，用以监测工艺过程，并通过这些仪器仪表的长期监测掌握工艺过程的各种规律，使污水处理工程的运行处于最佳状态。为了保证CASS工艺处理的正常运行，中央控制系统具有手动自动二种运行状态，所有设备也均有手动自动选择。系统还具有故障报警，还特别配置了夜间及节假日总值

22、班室电话报警功能，以对付紧急情况的发生。中央控制系统除选用17英寸CRT外，还设置了一块大屏幕的马赛克模拟显示屏，显示CASS工艺处理过程，以及各设备的运行状况，确保实时与直观。中央控制系统配置：（1）上位机P工业控制计算机17英寸显示器彩色喷墨打印机UPS电源（2）下位机PLC可编程序控制器壹套（3）大屏幕马赛克模拟显示屏（4）主控台及配套的电气开关箱、柜等（5）配套仪器仪表电磁流量计。安装于进水管道内，计量进水的瞬时值并自动累积进水总量，并送计算机系统作数据处理。压力计。安装于鼓风机出风总管道上；监测系统的压力情况。当系统的压力超常时，向中央控制系统报警，作应急处理。液位计。安装于CASS

23、反应池、污泥浓缩池,每池一只，监视反应池液位的变化，当反应池液位超常时，向中央控制系统报警，使污水处理系统进入非常周期运行。3.02六、工艺流程特点1、本工程主体采用钢砼结构，半地下式。2、该系统设备有全自控运行系统（需要时也可手动控制），性能可靠，维修方便，不用专人管理，只适时进行巡检保养即可。3、设备采用全封闭结构，而且设于地下，基本无噪声，无异味，不影响周围环境。4、整套系统可根据现场具体情况进行不同的设计，可达到最大的灵活性。5、CASS法工艺，技术先进，流程简单，处理效果稳定，抗冲击负荷能力强。6、本工艺采用CASS法工艺，容积负荷比较高，产泥量较少。第4章第三章项目投资预算4.01

24、1、土建部分 序号名称数量单位单价（元）金额（万元）备注1格栅池18m34500.81钢砼结构2调节池96m34504.32钢砼结构3A生化池36m34501.62钢砼结构4O生化池72m34503.24钢砼结构小计27.694.022、设备部分序号名称型号及规格单位数量单价(万元)总价(万元)备注1格栅B=400台15.55.52污水提升泵50WQ15-15-1.5Q=15m3/h H=15m台20.4070.814一用一备N=1.5kW3回流泵50WQ10-10-0.75Q=10m3/hH=10m台10.480.48N=0.75kW4风机3L21WCQ=2.91m3/min H=4m台21

25、.73.4一用一备N=4kW5中间提升泵ISG50-160BQ=10.5m3/h，H=22.5mN=18.5kW台20.541.08一用一备N=1.5kW6计量泵BB01台30.3711.17变频泵50GDL18-153Q=12.6m3/h，H=54mN=11kW台20.61.2N=15kW8微孔曝气器180套400.0240.969弹性填料150m3600.0241.4410曝气系统ABS管套12.62.611加药装置套12.52.5 12机械过滤器GJA-120台14.64.6包括石英砂滤料13活性碳过滤器GHTA-120台15.45.4包括活性炭滤料14填料支架套13.63.615电控系

26、统套12.0 2.016变频系统50GDL12-152套13.33.32台N=2.2kW17电线及线管套11.21.218管道阀门及其他套12.62.619防腐材料1.21.2小计54.9744.033、工程总投资序号名称费率价格（万元）1土建27.692设备54.9743小计（1）+（2）82.6644设计费（1+2）5%4.1345利润（2）3.5%1.9246安装调试费（2）10%5.9747小计（3+4+5+6）94.6768税金（7）3.44%3.2569总计（7+8）97.9334.044、主要经济技术指标1）处理水量：10m3/h2）总投资：97.933万元3）占地面积（总计）约：190m24）用电设备总功率（不包括变频系统）：20.75Kw（常用7Kw）第5章第四章工程效益分析5.01一、运行成本分析1、电费本污水处理系统设计处理水量为10m3/h，其运行成本分析如下：装机容量为20.75kW，运行容量为7kW，按照工业电价0.6元/度来计算E电费=0.6元/度7KWh10m3/h=0.42元/m32、人工费：本污水处理系统自动化程度高，系统运行只需一人兼职管理即可。则人工费为80