啤酒厂废水处理毕业设计.docx

1、啤酒厂废水处理毕业设计分类号 编号烟 台 大 学毕 业 论 文（设 计）某啤酒厂废水处理工程工艺设计The process design of a brewery wastewater treatment engineering 申请学位： 学士学位 院 系： 环境与材料工程学院专 业： 环境工程 * * * 学 号： * 指导老师： 赵 鸣（副教授） 2013年 5 月 16日烟台大学某啤酒厂废水处理工程工艺设计* * * * * * 2013年 5 月 16 日烟台大学 摘 要根据任务书的要求，本设计为某啤酒废水处理工程工艺设计，设计阶段为初步设计。含高有机污染物啤酒废水的存在，不仅导致环

2、境污染，而且还会减少啤酒生产原材料的利用率。因此需要采用适当方法处理。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设计处理水量为7500m3/d,不考虑远期发展。原污水中各项指标为：BOD1500mg/L,COD2600mg/L,SS=332450mg/L。因该废水BOD值较大,不经处理会对环境造成巨大污染，故要求处理后的出水水质为：BOD60mg/ L，COD100mg/ L，SS50mg/ L。经分析知该处理水质属易生物降解又无明显毒性的废水，通过查阅资料对比各种方法可采用两级处理以使出水达标。一级处理主要采用物理法，用来去除污水中的

3、悬浮物质和无机物。二级处理主要采用生物法,包括厌氧生物处理法中的UASB法和好氧生物处理法中的SBR法，可有效去除污水中的BOD、COD。本设计基本工艺流程为： 啤酒废水 格栅 调节池 UASB反应器 SBR池 消毒池 出水整个工艺具有总投资少，处理效果好，工艺简单，占地面积省，运行稳定，能耗少的优点。 关键词：啤酒废水，工艺设计，厌氧生物处理法，好氧生物处理法 AbstractThis design is one beer waste water treatment. The degree of the design is in a preliminary phase. The main d

4、istinguishing 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 its biochemical oxygen demand is also high.The water which needs to treatment in the beer waste water treatment plant is 7500m3/L, reg

5、ardless of the specified future development. Various target in the raw waste water is: the concentration of BOD is 1500mg/L, the concentration of COD is 2600mg/L, the concentration of SS is between 332 and 450mg/L. For the beer waste waters BOD is high, it could pollute the environment if drained be

6、fore treatment, so it request the beer waste water which drained must be strictly treated to the effluence standard which is as following: BOD60mg/ L, COD100mg/ L, SS50mg/ L.After the analysis, the quality of this processing water belongs to the waste water that easy biology degrade and not have the

7、 obvious poison, could use two levels of biological treatments to cause the water drained meet the designated standard. First level of processing mainly uses the physical methods, which removes the suspended matter and the inorganic substance in the sewage.Second levels of processing mainly uses the

8、 biology methods, consists of UASB of demand oxygen biology methods and SBR of anaerobic oxygen biology methods, which could remove BOD, COD in the waste water. The technological process of this design is:Beer waste water Screens Regulation tank Reaction tank of UASB Tank of SBR Disinfection pool Tr

9、eatment water The entire technological process have the characteristics of lower investment, good treatment effect, easy technology process，using small area, running steady, and consuming lower energy. Keywords: brewery wastewater, process planning，anaerobic biological treatment, aerobic biological

10、treatment method1 设计总论1.1 设计背景 啤酒是以优质的大麦和水为主要原料，以啤酒花为香料，经过麦芽制备、麦芽汁制备、发酵等工程而制成，含有丰富的营养物质以及二氧化碳等物质。改革开放以来，人民的生活水平明显得到大大的提高，我国的啤酒行业也快速发展，我国的啤酒年产量在连续九年名列世界第二后，2002年以2386.83万吨超过了美国的2200多万吨的产量，位居世界第一。但由于我国啤酒工业发展起步较晚，投资资费较低，对在生产中形成的废渣、废水的控制还不完善，由此而导致废水量较大。据有关部门测算，2002年全国啤酒废水排量高达2.7亿立方米，年排放COD约为2.9万吨；啤酒废水占全

11、国废水排放总量的1.3%，COD占全国工业废水中COD排放总量的0.5%。虽然啤酒生产的废水属有害而无毒性的废水，但由于每年生产100t啤酒，排放废水中BOD量相当于1.4万人的生活污水，生产每瓶啤酒排放的废水中BOD含量相当于1个人每天生活排放污水中BOD的量。随着我国啤酒工业的迅速发展，啤酒工业废水的排放量也相应增加，污染程度大大加重。因此只有有效合理的控制啤酒厂的废水，才能保证良好的经济效益、环境效益和社会效益。结台我国企业的实际情况，对啤酒废水的治理技术进行综合分析与探讨，研究先进合理的治理工艺在当前具有普遍的现实意义。1.2 城市环境条件1.2.1 地形该城市地处低山丘陵,中部地势相

12、对较为平坦，北部海岸线曲折多变，海拔高8.5米。1.2.2 气候受海洋影响较大，一年四季气候分明，冬季无严寒，夏季无酷暑。年平均气温12.5，极端最高气温为36.5，极端最低气温为13.8，月平均气温以8月份最高，一月份最低。由于受季风影响，降雨多集中在69月份，年平均降雨量359.6mm，平均蒸发量为1016.3mm，年平均相对湿度72.7%。 该地区全年主导风向为偏东北风，出现频率占33%，其次偏西风，频率21%，静风频率占15%。年平均风速为4.2m/s，最大风速25m/s。1.2.3 水文地下水位标高在67.5米。具体设计水位标高见表1.1。表1.1 海岸工程设计水位Table 1.1

13、 Design water level of coast project设计高水位设计低水位平均海水面3.001.052.001.2.4 厂址地质主要为远古代黑云母花岗岩和混合花岗岩，及中生代燕山期斑状花岗闪长岩及花岗岩。地震基本烈度为7级。工程地质良好，适宜于工程建设，厂区地形平坦，海拔高度8.5米，计算时按地面相对标高0.00m计。1.3 设计水量及水质 设计水量为Q=7500m3/d, 污水总变化系数=1.5; 进水水质：COD2600mg/L BOD1500mg/L SS=332450mg/L PH=49 水温92，BOD总去除率98。SBR处理工艺的特点是集生物降解和终沉排水等功能于

14、一体，该法与传统的连续式活性污泥法(CFS)相比，可省去沉淀池和污泥回流设施，具有运行稳定、净化效率高、耐冲击负荷、避免污泥膨胀、便于操作管理等特点。水解酸化法工艺流程如图2.5所示。 图2.2 UASB法工艺流程图Figure 2.2 UASB method process flow diagram图2.3 IC-CIRCOX法工艺流程图Figure 2.3 process flow diagram of IC-CIRCOX method图2.4 CASS法工艺流程图Figure 2.4 Process Flow Diagram of CASS method图2.5 水解酸化法工艺流程图Fi

15、gure 2.5 anaerobic process flow diagram 2.3 污水处理方案的确定啤酒废水的BOD/COD大，上述5个处理工艺方案的共同点是均以生物处理为主体，而且基本上均以前级为厌氧(水解酸化为主)处理，后级为好氧处理。他们的不同之处包括：一是第二级好氧生化处理分为生物接触氧化法(生物膜法)和活性污泥法(微生物呈悬浮状态)；在厌氧和好氧生物处理中，又分为成熟的传统方法(工艺1、2、4)和较新技术应用的方法(如工艺2中预处理用UASB，工艺3中IC和CIRCOX及工艺5中的CASS法)，它们的共同点是：啤酒废水(混合水)采用厌氧(水解酸化)生物处理与好氧生物处理相结合(

16、为主体)的处理工艺是成熟、可靠的工艺。综上所述，在以厌氧(水解酸化)与好氧为主体的处理工艺中，其污泥产量较少，但上述5个处理工艺中也有区别，处理工艺13在好氧生物处理后均设沉淀设施(工艺1和2为气浮池，工艺3为斜管沉淀池)；而处理工艺4和5，在好氧生物处理后不设沉淀池，污泥量很少，大多数内部消化，故污泥直接进入污泥浓缩池，进行污泥的处理与处置。从上述5个处理工艺分析，工艺I一3好氧生物处理采用的是生物膜法(前两个是生物接触氧化法，第三个CIRCOX反应器是好氧生物流化床原理发展而来，微生物黏附在细砂类载体物表面，形成生物膜)，生物膜要进行新、老更替，老的膜剥落后需要经沉淀后去除(当然同时也去除

17、悬浮物等)，故氧化(好氧)生物处理后要设沉淀设施。后两种好氧生物处理均属活性污泥法范畴，SBR集生物降解和终沉排水于一体，污泥浓缩在SBR池下面，省去了沉淀池；CASS反应池污泥用回流泵回流(循环式活性污泥法)，产泥少、污泥直接进污泥浓缩池，不设沉淀池。可见后两种工艺省去了沉淀设施，减少了沉淀池的造价和占地面积。可以这样说：好氧生物处理采用生物膜法，后面要设沉淀池，其处理工艺由生化和物化相结合；好氧生物处理采用SBR和CASS反应池的，后面可不设沉淀池，其处理工艺省去了物化处理，由单一的生化处理组成。通过对多种方案的综合比较，结合本次设计的实际的水量、水质，我最终确定采用UASB+SBR法来处

18、理啤酒废水。2.4 污水处理工艺流程图 污水处理工艺流程图如图2.6所示 : 图2.6 啤酒厂污水处理工艺流程图 Figure 2.6 brewery wastewater treatment process flow diagram 3污水处理构筑物设计与计算3.1 格栅的设计与计算3.1.1 设计说明格栅是由一组平行的金属栅条或筛网制成，一般安装在废水渠道、进水井的进口处，用以截留较大的悬浮物或漂浮物。除此之外，设置细格栅还可对水泵起保护作用，可减轻后续构筑物的处理负荷，并使各构筑物能够正常运行。3.1.2 设计参数 本设计采用细格栅： 栅条间隙d=10mm; 栅前水深 h=0.4m; 过

19、栅流速 v=0.6m/s; 安装倾角=60； 本次设计的设计流量为：Q=7500m3/d=312.5m3/h=0.087m3/s;3.1.3 设计计算格栅设计草图如图3.1所示： 图3.1 格栅设计草图 Figure 3.1 grille design sketch 3.1.3.1栅条间隙数(n) 式中： Q - 设计流量，m3/s - 格栅倾角，度 b - 栅条间隙，m h - 栅前水深，m v - 过栅流速，m/s 取n=34条3.1.3.2 栅槽宽度（B）在本次设计中，取栅条宽度S=0.01m，则栅槽宽度为:B=S（n-1）+=0.01(34-1)+0.0134=0.67m3.1.3.3

20、 进水渠道渐宽部分长度 设进水渠宽 B1=0.5m，其渐宽部分的展开角度为1=20 ,进水渠道内的流速为0.73m/s,则进水渠道渐宽部分的长度为： 3.1.3.4 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度 3.1.3.5 通过格栅的水头损失（h1） 设栅条断面为圆形断面，当迎水面为圆形时，形状系数 取1.83。 式中：k系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增大倍数，一般采用k=3. 通过格栅的水头损失一般为0.080.15m，为避免格栅前涌水，故将栅后槽下降h2 作为补偿。3.1.3.6 栅后槽总高度（H） 设栅前渠道超高h2=0.3m，则栅后槽的总高度为： 3.1.3.7 栅槽总长度（L） 3.1.

21、3.8 每日栅渣量（W）在格栅间隙为10mm的情况下，设每1000m3污水产0.09m3的栅渣量，则每日栅渣量为： 因为W0.2m3/d,所以宜采用机械清渣。3.1.4 格栅机的选型参照给水排水设计手册第11册，本工艺格栅选择XWB-系列背耙式细格栅除污机，其安装倾角为60，进水流速1.2m/s,水头损失19.6kPa,栅条净距715mm。3.2 调节池3.2.1设计说明 设计调节池主要是选择池型和确定其有效容积，然后计算其各部分的尺寸和搅拌设备。调节池有效容积的确定主要有停留时间法和累积曲线法两种方法。其中，停留时间法是当前国内应用最为普遍的方法，应用停留时间法的关键是确定适当的停留时间。在

22、本次毕业设计中，拟选用矩形调节池，它可以同时做到调节水量和水质。为避免在调节池中发生沉淀，需要对其进行搅拌，使其能够得到充分的混合，采用机械搅拌的方式。3.2.2 设计参数 设计流量Q = 7500m3/d = 312.5m3/h =0.087m3/s； 调节池停留时间T=8.0h 3.2.3 设计计算3.2.3.1调节池有效容积 V = QT =312.58 =2505.6m33.2.3.2 调节池水面面积调节池的有效水深取7.5米，超高0.5米。则 调节池面积为 A=V/H=2505.6/7.5=334.1m2 取池长L=28m,池宽B=A/L=334.1/2812m， 调节池的实际尺寸为：LBH=28128=2688m33.2.