寧海啤酒廠每日5000 m3廢水處理工藝設(shè)計(jì)【畢業(yè)論文】

1、<p>　　本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）</p><p>　　論文題目：寧海啤酒廠5000 m3/d廢水處理工藝設(shè)計(jì)</p><p>　　所在學(xué)院 生物與環(huán)境學(xué)院 </p><p>　　專業(yè)班級(jí) 環(huán)境工程 </p><p>　　學(xué)生姓名 學(xué)號(hào)

2、</p><p>　　指導(dǎo)教師 職稱 </p><p>　　完成日期 年 月 日摘 要</p><p>　　采用UASB+CASS組合工藝，對(duì)寧海啤酒廠廢水水處理方案進(jìn)行了工藝參數(shù)選擇和初步設(shè)計(jì)計(jì)算，確定了主要構(gòu)筑物尺寸和設(shè)備選型，對(duì)廠區(qū)進(jìn)行了平面布置和工藝流程布置，最后對(duì)工程進(jìn)

3、行了造價(jià)成本和運(yùn)行成本的經(jīng)濟(jì)核算。該工藝處理規(guī)模為5000m3/d，處理原水水質(zhì)為COD2500mg/L，BOD1200mg/L，SS800mg/L，pH5~7，處理后出水水質(zhì)為COD80mg/L，BOD20mg/L，SS70mg/L，pH=6~9，達(dá)到啤酒工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB19821—2005)。該工程造價(jià)成本為4461.8萬元，運(yùn)行成本為0.607元/m3。</p><p>　　關(guān)鍵詞：啤酒廢水處理；工

4、藝流程；設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　The techniques of UASB+CASS was applied for the brewery wastewater treatment process of Ning Hai Brewery. The primary design results were o

5、btained through calculation with the correct choice of process parameters. The structure of main constructions were determined and the main equipments were selected. The building plan of the design and the flow process c

6、hart were drafted according to the calculation results. The economic accounting of the whole project was analyzed respectively for the fabric</p><p>　　Key Words: Brewery wastewater treatment;Technological pr

7、ocess; Design and calculation目 錄</p><p><b>　　1. 前言1</b></p><p>　　2. 設(shè)計(jì)任務(wù)背景2</p><p>　　3．設(shè)計(jì)項(xiàng)目基本情況2</p><p>　　3.1 自然條件資料2</p><p>　　3.2 設(shè)計(jì)水量及水質(zhì)

8、2</p><p>　　3.3 排放標(biāo)準(zhǔn)及出水要求2</p><p>　　4. 設(shè)計(jì)依據(jù)和原則3</p><p>　　4.1 設(shè)計(jì)依據(jù)3</p><p>　　4.2 設(shè)計(jì)原則3</p><p>　　5．處理工藝流程的確定4</p><p>　　5.1 處理工藝分析4</p&g

9、t;<p>　　5.2 處理工藝流程的選擇5</p><p>　　5.3 工藝流程說明6</p><p><b>　　6．設(shè)計(jì)說明書6</b></p><p>　　6.1 格柵設(shè)計(jì)計(jì)算6</p><p>　　6.2 泵房設(shè)計(jì)計(jì)算8</p><p>　　6.3 調(diào)節(jié)沉淀池的計(jì)

10、算9</p><p>　　6.4 UASB池的計(jì)算11</p><p>　　6.4.1 反應(yīng)區(qū)11</p><p>　　6.4.2 三相分離器11</p><p>　　6.4.3 布水區(qū)12</p><p>　　6.4.4 出水區(qū)12</p><p>　　6.4.5 產(chǎn)氣量12&l

11、t;/p><p>　　6.4.6 剩余污泥排放13</p><p>　　6.5 CASS池的計(jì)算13</p><p>　　6.6 污泥濃縮池的計(jì)算16</p><p>　　6.7 脫水機(jī)房16</p><p>　　7．主要建筑物與設(shè)備17</p><p>　　7.1 主要建筑物17<

12、;/p><p>　　7.2 主要設(shè)備18</p><p><b>　　8．高程計(jì)算19</b></p><p>　　8.1 水頭損失計(jì)算19</p><p>　　8.2 高程確定19</p><p><b>　　9．經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)20</b></p><p

13、>　　9.1 工程投資估算20</p><p>　　9.1.1 土建造價(jià)20</p><p>　　9.1.2 設(shè)備造價(jià)20</p><p>　　9.1.3 工程總造價(jià)21</p><p>　　9.2 運(yùn)行費(fèi)用估算22</p><p><b>　　10．結(jié)論22</b></p

14、><p><b>　　參考文獻(xiàn)23</b></p><p><b>　　致 謝24</b></p><p>　　附錄3 CAD工程設(shè)計(jì)圖25</p><p><b>　　1. 前言</b></p><p>　　隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人民生活水平的提高，

15、啤酒的消費(fèi)量急劇增加。啤酒廠生產(chǎn)啤酒的過程用水量巨大，特別是釀酒、罐裝工藝階段大量使用新鮮水，繼而產(chǎn)生了大量的廢水。啤酒廢水含有較高濃度的有機(jī)物，無毒，COD含量高，且易腐敗，因而啤酒廢水的危害性很大，若未經(jīng)處理的廢水直接排入自然水體，會(huì)造成受納水體水質(zhì)惡化，自然降解的過程中會(huì)使水中的微生物大量繁殖，消耗自然水體中的溶解氧，從而造成水體缺氧，影響水生生物的生長(zhǎng)，最終導(dǎo)致水質(zhì)發(fā)黑變臭，嚴(yán)重污染環(huán)境。因此，啤酒廢水的工藝對(duì)環(huán)境有很重大的影響

16、。</p><p>　　“七五”以來，我國啤酒廢水逐漸形成了以生化為主，生化和物化相結(jié)合的處理工藝。生化法根據(jù)廢水的凈化原理不同大致可分為好氧法和厭氧法兩大類，好氧法、厭氧法及其他方法的不同組合就形成了多種啤酒廢水的處理技術(shù)。我國啤酒廠的噸酒耗水量一般為10~20t/ t啤酒, 部分廠家可達(dá)8~12t/ t啤酒，廢水排放量接近于耗水量的90%[1]。70年代荷蘭學(xué)者Lettinga發(fā)展了UASB反應(yīng)器[2]，隨后

17、又出現(xiàn)了厭氧顆粒污泥膨脹體(EGSB)及厭氧內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器(IC) [3]。厭氧工藝具有投資少、效率高、產(chǎn)泥量少、能有效回收能源等優(yōu)點(diǎn)，得到了迅速發(fā)展。然而厭氧反應(yīng)器的出水需要進(jìn)一步處理才能達(dá)標(biāo)，因而需添加好氧工藝作為后續(xù)處理單元，從目前的實(shí)施并運(yùn)行的情況看，好氧工藝在國內(nèi)應(yīng)用廣泛，常用的方法是活性污泥法及其改進(jìn)形式和生物接觸氧化法[4]。厭氧+好氧組合工藝在能源日益緊張的今天，越來越發(fā)揮出它的優(yōu)勢(shì)，將成為未來一段時(shí)間內(nèi)啤酒廢水處理的主要

18、方法之一。</p><p>　　啤酒廢水處理在達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)，還要考慮經(jīng)濟(jì)、能耗、技術(shù)等問題，從而達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)境效益的統(tǒng)一。本次設(shè)計(jì)通過對(duì)比現(xiàn)行的幾種啤酒廢水處理工藝，結(jié)合該啤酒廢水的特征及其他情況，選擇UASB+CASS處理工藝[5,6]。</p><p>　　在本次設(shè)計(jì)過程中簡(jiǎn)要介紹了該工藝的原理和工藝技術(shù)特點(diǎn)，對(duì)工藝流程、構(gòu)筑物參數(shù)選擇、工藝和設(shè)備設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)論述，并對(duì)

19、啤酒廢水處理工藝平面布置、高程布置設(shè)計(jì)以及工程概算分析作了簡(jiǎn)單概括。</p><p><b>　　2. 設(shè)計(jì)任務(wù)背景</b></p><p>　　寧海啤酒廠廢水日排放5000m3，啤酒廢水主要來自麥芽車間(浸麥廢水)，糖化車間(糖化，過濾洗滌廢水)，發(fā)酵車間(發(fā)酵罐洗滌，過濾洗滌廢水)，灌裝車間(洗瓶，滅菌廢水及瓶子破碎流出的啤酒)以及生產(chǎn)用冷卻廢水等。啤酒廢水的危害

20、性很大，若未經(jīng)處理的廢水直接排入自然水體，會(huì)造成受納水體水質(zhì)惡化，在自然降解的過程中使水中的微生物大量繁殖，消耗自然水體中的溶解氧，會(huì)造成水體缺氧，影響水生生物的生長(zhǎng)，最終導(dǎo)致水質(zhì)發(fā)黑變臭，嚴(yán)重污染環(huán)境。因而，啤酒廢水進(jìn)行有效的處理，達(dá)標(biāo)排放對(duì)生態(tài)有很重要的意義。</p><p>　　3．設(shè)計(jì)項(xiàng)目基本情況</p><p>　　3.1 自然條件資料</p><p>　

21、　寧海啤酒廠位于寧?？h東南西村東部，周邊都是廠房或農(nóng)田無居民區(qū)、醫(yī)院等敏感地區(qū)，周邊河道有塘河，鄰近東海，交通便利。該地區(qū)屬于平原，地勢(shì)平坦，啤酒廠廢水處理工藝地面標(biāo)高為0.0m。寧?？h屬亞熱帶季風(fēng)性濕潤(rùn)氣候區(qū)，常年以東南風(fēng)為主，氣候溫暖濕潤(rùn)，四季分明，日照充足，雨水充沛，年平均氣溫15.3~17°C，極端氣溫最高41.2°C，最低-10°C，年日照1900小時(shí)左右，平均相對(duì)濕度78%，年平均降水量1000

22、-1600mm，無霜期230天。</p><p>　　3.2 設(shè)計(jì)水量及水質(zhì)</p><p>　　日平均流量為5000m3/d，最大流量為6000 m3/d，變化系數(shù)為k=1.2。</p><p>　　進(jìn)水水質(zhì)平均值如下：COD≤2500mg/L、BOD5≤1200mg/L、SS≤800mg/L、pH=5~7。</p><p>　　3.3 排

23、放標(biāo)準(zhǔn)及出水要求</p><p>　　出水執(zhí)行《啤酒工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB19821—2005)。</p><p>　　出水水質(zhì)平均值：COD≤80mg/L、BOD5≤20mg/L、SS≤70mg/L、pH=6~9。</p><p>　　4. 設(shè)計(jì)依據(jù)和原則 </p><p><b>　　4.1 設(shè)計(jì)依據(jù)</b>&

24、lt;/p><p>　　(1)《中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法》；</p><p>　　(2)《給水排水工程設(shè)計(jì)與施工規(guī)范》；</p><p>　　(3)《啤酒工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB19821—2005)；</p><p>　　(4)《地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838—2002)；</p><p>　　(5)《室外排水設(shè)計(jì)

25、規(guī)范》(GBJ14—87)；</p><p>　　(6)《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50052—95)；</p><p>　　(7)其他相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范；</p><p><b>　　4.2 設(shè)計(jì)原則</b></p><p>　　(1)選擇合適的工藝，確保出水水質(zhì)達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。在現(xiàn)有的處理技術(shù)和經(jīng)濟(jì)條件下并結(jié)合當(dāng)?shù)氐木唧w情況

26、，選擇啤酒廢水處理工藝流程、構(gòu)筑物、主要設(shè)備等，使其能夠最大限度滿足啤酒廢水工藝的要求。</p><p>　　(2)設(shè)計(jì)時(shí)所采用的各項(xiàng)參數(shù)必須安全可靠。按工程的處理要求并認(rèn)真仔細(xì)分析各種因素，選擇合適的設(shè)計(jì)參數(shù)，設(shè)計(jì)過程中必須嚴(yán)格遵守現(xiàn)行的設(shè)計(jì)規(guī)范，并保證必要的安全系數(shù)。</p><p>　　(3)啤酒廢水工藝設(shè)計(jì)須符合經(jīng)濟(jì)要求。盡可能的采取有效措施來降低工程造價(jià)以及運(yùn)行管理費(fèi)用。<

27、/p><p>　　(4)啤酒廢水工藝設(shè)計(jì)須符合技術(shù)要求。在經(jīng)濟(jì)許可和運(yùn)行安全可靠的條件下，根據(jù)要求盡可能采用先進(jìn)的處理工藝，機(jī)械和自控技術(shù)。</p><p>　　(5)工藝布置應(yīng)符合平面布置和高程布置的原則。</p><p>　　(6)啤酒廢水工藝設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意近遠(yuǎn)期工程的結(jié)合，泵房等不宜分期建設(shè)的構(gòu)筑物，其土建部分應(yīng)一次性建成；為遠(yuǎn)期工程或今后的發(fā)展預(yù)留空地。</

28、p><p>　　5．處理工藝流程的確定</p><p>　　5.1 處理工藝分析</p><p>　　現(xiàn)今流行的啤酒廢水處理工藝主要有以下幾種：</p><p>　　(1) UASB+CASS工藝</p><p>　　該工藝是厭氧和好氧串聯(lián)的工藝，厭氧采用UASB工藝，廢水自下而上通過UASB，反應(yīng)器底部有一個(gè)高濃度、高活

29、性的污泥床，廢水中的大部分有機(jī)污染物在此間經(jīng)過厭氧發(fā)酵降解為甲烷和二氧化碳[6-8]。反應(yīng)器上部設(shè)有三相分離器，用以分離消化氣、消化液和污泥顆粒。UASB 負(fù)荷能力很大，適用于高濃度有機(jī)廢水的處理。UASB作為一個(gè)預(yù)處理單元，構(gòu)造簡(jiǎn)單、不易堵塞、耐沖擊負(fù)荷、便于操作運(yùn)行，在降低廢水濃度的同時(shí)，又可以回收沼氣，節(jié)約能源，有利于經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)境效益的統(tǒng)一。CASS工藝是在好氧生物處理中常用的活性污泥法SBR工藝的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的[7]。該工藝

30、工藝流程簡(jiǎn)單，占地面積小，投資較低，生化反應(yīng)推動(dòng)力大，沉淀效果好，運(yùn)行靈活，抗沖擊能力強(qiáng)，不易發(fā)生污泥膨脹，剩余污泥量小，性質(zhì)穩(wěn)定。因此UASB+CASS工藝可應(yīng)用于大型、中型及小型啤酒廢水處理工程，比SBR工藝適用范圍更廣泛。</p><p>　　(2) 水解酸化+SBR工藝</p><p>　　水解酸化能去除部分有機(jī)物，提高廢水的可生化性能，有利于后續(xù)的好氧段處理。好氧階段使用SBR工

31、藝，SBR法稱序批式活性污泥法，該工藝運(yùn)行操作由進(jìn)水、反應(yīng)、沉降、潷水、靜置五道工序組成，通過時(shí)間順序的控制完成污水的脫氮除磷。SBR工藝的特點(diǎn)[9]是工藝簡(jiǎn)單，不需要二沉池，污泥回流設(shè)備；耐水力沖擊負(fù)荷強(qiáng)；反應(yīng)推動(dòng)力大；污泥沉降性能好，靜置沉淀可得到低SS出水；運(yùn)行操作靈活；能夠用計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制，便于維護(hù)管理；處理構(gòu)筑物少，與活性污泥法比，占地面積小，運(yùn)行費(fèi)用較低。但該工藝也有不足之處，其設(shè)計(jì)過程復(fù)雜，維護(hù)要求高；間歇周期運(yùn)行對(duì)自動(dòng)化

32、控制要求較高；潷水設(shè)備的可靠性影響出水水質(zhì)穩(wěn)定性；幾道工序運(yùn)行操作時(shí)，很難準(zhǔn)確控制把握時(shí)間，因此很難使其維持在最佳運(yùn)行狀態(tài)。一般來說SBR工藝不適大型啤酒廢水處理工程。</p><p>　　(3) 生物接觸氧化+氣浮法</p><p>　　該工藝采用水解酸化作為生物接觸氧化的預(yù)處理，水解酸化菌通過新陳代謝作用使水中的固體物質(zhì)水解為溶解性物質(zhì)，減小有機(jī)物分子量，將大分子有機(jī)物降解為小分子有機(jī)

33、物。水解酸化能去除部分有機(jī)物，提高廢水的可生化性能，有利于后續(xù)的好氧段處理。生物接觸氧化法[10]是一種好氧生物膜法工藝，接觸氧化池內(nèi)設(shè)有填料，部分微生物以生物膜的形式固著生長(zhǎng)在填料表面，部分則是絮狀懸浮生長(zhǎng)于水中。該工藝兼有活性污泥法與生物濾池二者的特點(diǎn)。氣浮法是設(shè)法使水中產(chǎn)生大量的微氣泡，以形成水、氣及被去除物質(zhì)的三相混合體，在界面張力、氣泡上升浮力和靜水壓力差等多種力的共同作用下，去除SS。該組合工藝具有以下特點(diǎn)[4,10]：容積

34、負(fù)荷高，占地相對(duì)較小，抗沖擊負(fù)荷，可間歇運(yùn)行，生物種類多，活性生物量大，無污泥膨脹的問題，然而生物膜易堵塞，布水、曝氣不易均勻，易出現(xiàn)死區(qū)，填料的選用不當(dāng)會(huì)嚴(yán)重影響生物接觸氧化工藝的使用。因此，隨著技術(shù)的發(fā)展生物接觸氧化+氣浮法的應(yīng)用逐漸減少。</p><p>　　5.2 處理工藝流程的選擇</p><p>　　根據(jù)啤酒廠廢水的水量、水質(zhì)特征以及處理要求，選擇UASB+CASS工藝[7]為

35、寧海啤酒廠啤酒廢水處理工藝。工藝流程見圖1。</p><p>　　5.3 工藝流程說明</p><p>　　格柵：攔截原污水中較粗大的漂浮物和懸浮物來保護(hù)水泵防止后續(xù)構(gòu)筑物堵塞。選擇格柵時(shí)要考慮柵條寬和格柵間隙，因?yàn)樗鼈兪歉駯判阅艿臎Q定因素。</p><p>　　進(jìn)水泵房：利用潛水離心泵將污水從格柵提升到調(diào)節(jié)沉淀池入口，并控制水量的變化。泵站選泵時(shí)考慮因素：泵的總提

36、升能力按最大流量設(shè)計(jì)；盡量采用類型和口徑相同的泵，以便維修。</p><p>　　調(diào)節(jié)沉淀池：經(jīng)格柵處理的廢水進(jìn)入調(diào)節(jié)沉淀池，應(yīng)用沉淀作用去除廢水中懸浮物，防止管道、閥門等設(shè)施磨損和堵塞。同時(shí)對(duì)水量和水質(zhì)調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)廢水pH值、水溫，有預(yù)曝氣作用，還可用作事故排水。</p><p>　　UASB反應(yīng)器：主要由進(jìn)水配水系統(tǒng)，反應(yīng)區(qū)，三相分離器，氣室，處理水排出系統(tǒng)組成，集生物反應(yīng)與沉淀于一體，

37、結(jié)構(gòu)緊湊。高濃度有機(jī)物經(jīng)過厭氧發(fā)酵降解為甲烷和二氧化碳，消化氣自反應(yīng)器頂部導(dǎo)出，污泥顆粒自動(dòng)滑落沉降至反應(yīng)器底部的污泥床；消化液從澄清區(qū)出水。</p><p>　　CASS反應(yīng)池：前部為生物選擇區(qū)也稱預(yù)反應(yīng)區(qū)，后部為主反應(yīng)區(qū)。在主反應(yīng)區(qū)后部安裝了可升降的潷水裝置，實(shí)現(xiàn)了連續(xù)進(jìn)水間歇排水的周期循環(huán)運(yùn)行，集曝氣沉淀、排水于一體。CASS工藝是一個(gè)厭氧/缺氧/好氧交替運(yùn)行的過程，具有一定脫氮除磷效果，廢水以推流方式運(yùn)行

38、，而各反應(yīng)區(qū)則以完全混合的形式運(yùn)行以實(shí)現(xiàn)同步硝化—反硝化和生物除磷。</p><p>　　污泥濃縮池脫水間：剩余污泥從進(jìn)入濃縮池進(jìn)行污泥濃縮減小體積，濃縮后的污泥通過帶式壓濾機(jī)進(jìn)行脫水，泥餅含水率降至80%，脫水污泥外運(yùn)填埋。</p><p><b>　　6．設(shè)計(jì)說明書</b></p><p>　　6.1 格柵設(shè)計(jì)計(jì)算</p>&

39、lt;p>　　計(jì)算草圖如圖2所示：</p><p>　　(1)柵條的間隙數(shù)：</p><p>　　本次設(shè)計(jì)采取1座格柵，計(jì)算如下：</p><p>　　根據(jù)格柵間隙凈寬規(guī)格，取柵條間隙b=10mm；</p><p>　　設(shè)計(jì)參數(shù)：柵前水深h=0.5m；</p><p>　　設(shè)計(jì)流量Qmax=6000m3/d =2

40、50m3/h =0.0694m3/s；</p><p>　　根據(jù)《給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)》(第二版、第5冊(cè)) [11]，過柵流速的范圍為0.6~1.0m/s，格柵安裝傾斜角度為45°~75°，在此取v=0.9m/s，α=60°；則</p><p><b>　　(2)柵槽的寬度：</b></p><p>　　設(shè)計(jì)柵條寬度S

41、=0.01m，則</p><p><b>　　，取0.3m。</b></p><p>　　(3)進(jìn)水渠至柵槽間漸寬部分長(zhǎng)度：</p><p>　　設(shè)計(jì)進(jìn)水槽寬B1=0.08m，其漸寬部分展開的角度a1=30°，則：</p><p>　　(4)柵槽至出水渠間漸窄部分長(zhǎng)：</p><p>　

42、　(5)通過格柵的水頭損失：</p><p>　　設(shè)計(jì)采用銳邊矩形斷面柵條，形狀系數(shù)β=2.42；取截污后水頭損失增大倍數(shù)k=3，則</p><p>　　(6)柵后槽的總高度H：</p><p>　　設(shè)計(jì)柵前渠道超高h(yuǎn)1=0.3m，則</p><p>　　H=h+h1+h2=0.5+0.26+0.3=1.06m≈1.1m</p>

43、<p>　　(7)柵槽總長(zhǎng)度L：</p><p>　　(8)每日柵渣量W：</p><p>　　在柵條間隙為0.01m的條件下，設(shè)計(jì)柵渣量W1=0.09m3/103m3。</p><p>　　所以宜采用機(jī)械清渣。</p><p><b>　　(9)設(shè)備選型：</b></p><p>　

44、　根據(jù)計(jì)算及查《給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)》(第二版、第11冊(cè))[12]，選擇淄博顏山環(huán)保工程有限公司生產(chǎn)的型號(hào)為HG型回轉(zhuǎn)式格柵除污機(jī)，其具體參數(shù)見表1。</p><p>　　表1 HG型回轉(zhuǎn)式格柵除污機(jī)技術(shù)參數(shù)</p><p>　　6.2 泵房設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　廢水處理工藝采用矩形半地下合建式泵房。</p><p><b>

45、　　(1)集水間設(shè)計(jì)</b></p><p>　　泵站采取3臺(tái)泵(2用1備)每臺(tái)水泵的流量</p><p>　　集水間的容積，采用相當(dāng)于一臺(tái)泵10min的容量</p><p>　　有效水深H取2m,集水間的有效面積F：</p><p><b>　　，</b></p><p>　　集水間

46、寬：3.0m，尺寸(長(zhǎng)×寬×高)：4.0×3.0×2</p><p><b>　　(2)選泵</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)單泵流量35L/s，查《給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)》(第11冊(cè))[12]，選用150WQ-200-15-15型污水潛水泵，其性能、規(guī)格見表2。</p><p>　　表2 150WQ-20

47、0-15-15型污水潛水泵性能規(guī)格</p><p>　　6.3 調(diào)節(jié)沉淀池的計(jì)算</p><p>　　沉淀池是應(yīng)用沉淀作用去除水中懸浮物的一種構(gòu)筑物，按池內(nèi)流水方向可分為平流式沉淀池、輻流式沉淀池、豎流式沉淀池三種形式。平流沉淀池相比于其他2種沉淀池沉淀效果好，使用較廣泛，因此本次工程設(shè)計(jì)采用平流沉淀池。</p><p><b>　　(1)池長(zhǎng)L：<

48、/b></p><p>　　本次設(shè)計(jì)采取1座沉淀池，計(jì)算如下：</p><p>　　設(shè)計(jì)參數(shù)：水平流速v=3.5mm/s；</p><p>　　沉淀時(shí)間t=2.5h，則</p><p>　　L=vt×3.6=3.5×2.5×3.6=31.5m</p><p><b>　　(

49、2)池面積A：</b></p><p>　　設(shè)沉淀部分有效水深h2=3.0m，則</p><p><b>　　(3)池寬B：</b></p><p>　　(4)校核長(zhǎng)寬比、長(zhǎng)深比：</p><p><b>　　長(zhǎng)寬比：，符合要求</b></p><p><b

50、>　　長(zhǎng)深比：，符合要求</b></p><p>　　(5)污泥部分的容積V：</p><p>　　設(shè)T=2d，含水率ρ=96%，Co=280mg/L，去除率n=60%，r=1000kg/m3，則</p><p>　　(6)污泥斗的容積V1：</p><p>　　取污泥斗上邊長(zhǎng)d1=6.7m，下底邊長(zhǎng)d2=1.1m，傾角60

51、°，則</p><p><b>　　污泥斗高度</b></p><p><b>　　污泥斗容積</b></p><p>　　(7)污泥斗以上梯形部分的容積V2：</p><p>　　設(shè)坡度i=0.01，進(jìn)水堰長(zhǎng)度為0.5m，出水堰長(zhǎng)度為0.3m，則</p><p>

52、<b>　　斜坡高度</b></p><p>　　污泥斗以上梯形上底邊長(zhǎng)</p><p>　　污泥斗以上梯形部分容積</p><p>　　(8)可貯泥的總體積V3：</p><p><b>　　，所以可行</b></p><p>　　(9)池體總高度H：</p>

53、<p>　　設(shè)緩沖層高度h3=0.5m，超高h(yuǎn)1=0.3m，則</p><p>　　6.4 UASB池的計(jì)算</p><p>　　UASB池利用厭氧處理廢水，采用矩形UASB，三相分離器上下兩層折板型集氣罩組成，配水采用集氣管，出水采用三角堰。</p><p><b>　　6.4.1 反應(yīng)區(qū)</b></p><p

54、>　　(1)反應(yīng)區(qū)容積V：</p><p>　　取負(fù)荷q=6kgCOD/(m3·d)，則</p><p>　　設(shè)計(jì)采用4座UASB反應(yīng)器并聯(lián)運(yùn)行，則</p><p>　　每座UASB反應(yīng)器容積</p><p>　　每座UASB反應(yīng)器處理水量</p><p>　　(2)反應(yīng)區(qū)表面積A：</p>

55、<p>　　設(shè)反應(yīng)區(qū)高度h2=4.5m，則</p><p>　　，取反應(yīng)區(qū)長(zhǎng)為13.6m，寬為6.8m</p><p>　　(3)反應(yīng)區(qū)水力停留時(shí)間t：</p><p><b>　　設(shè)t=2h</b></p><p>　　(4)沉淀區(qū)表面負(fù)荷q：</p><p>　　設(shè)沉淀區(qū)面積為反

56、應(yīng)的水平面積，則</p><p><b>　　m3/m2·h</b></p><p>　　6.4.2 三相分離器</p><p>　　三相分離器具有分離氣、液、固三相的功能，主要包括沉淀區(qū)及分離器的設(shè)計(jì)。</p><p><b>　　(1)沉淀區(qū)：</b></p><p

57、><b>　　a．下部折板</b></p><p>　　取V1=1.8m/s，則，b=0.710m</p><p>　　根據(jù)幾何關(guān)系：6a+3b=13.8m 得a=0.778m</p><p>　　下部折板傾角60°，下部折板區(qū)高h(yuǎn)1</p><p><b>　　h1=0.348m</b&

58、gt;</p><p><b>　　b．上部折板</b></p><p>　　取V2=1.95m/s，則，</p><p>　　取上下折板重疊部分垂直距離為0.28m</p><p><b>　　根據(jù)幾何關(guān)系：</b></p><p><b>　　得</b&g

59、t;</p><p>　　上部折板傾角取55°，則上部折板高</p><p>　　(2)上部分離區(qū)高度：</p><p>　　設(shè)水力停留時(shí)間為t=2.0h，根據(jù)q=0.563m3/m2h，得</p><p>　　上部分離區(qū)高度h2=0.563×2.0=1.126m</p><p><b>

60、　　6.4.3 布水區(qū)</b></p><p>　　布水區(qū)采用穿孔管配水，每個(gè)UASB池配備10根d=50mm，長(zhǎng)6.8m的穿孔管，兩管間中心距為1.24m，穿孔管中心距反應(yīng)器底0.2m。</p><p>　　配水孔孔徑采用，孔距0.4m，共有配水孔169個(gè)，孔口向下45°，交錯(cuò)布設(shè)。</p><p><b>　　6.4.4 出水區(qū)&

61、lt;/b></p><p>　　出水區(qū)采用三角堰出水，出水渠寬0.2m，高0.2m，每個(gè)UASB池設(shè)6個(gè)出水渠，以保證出水均勻。</p><p><b>　　6.4.5 產(chǎn)氣量</b></p><p>　　UASB的COD去除率按80%計(jì)算，Y取0.04gVSS/gCOD，則</p><p>　　設(shè)CH4占沼氣體

62、積的51%，則沼氣體積</p><p>　　6.4.6 剩余污泥排放</p><p>　　剩余污泥排放選用4根d=200mm排放管，分別布置于底部距反應(yīng)區(qū)高度處。</p><p>　　6.5 CASS池的計(jì)算</p><p><b>　　(1)容積V：</b></p><p>　　設(shè)計(jì)參數(shù)：設(shè)計(jì)水

63、量Q=5000m3/d；</p><p>　　進(jìn)水BOD5濃度Sa=200 mg/L；</p><p>　　出水BOD5濃度Se=20 mg/L；</p><p>　　采用容積負(fù)荷法計(jì)算：</p><p>　　根據(jù)《給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)》(第二版、第5冊(cè))[11]，混合液MLSS污泥濃度Nw范圍為2.5~4.0 kg/m3，BOD5泥負(fù)荷Ne范圍

64、為0.05~0.2，混合液中揮發(fā)性懸浮固體濃度與總懸浮固體濃度的比值f一般為0.7~0.8，在此取Nw=3.5 kg/m3，Ne=0.08(kgBOD5/kgMLSS·d)，f=0.75；則</p><p><b>　　，取4300m3</b></p><p>　　設(shè)池子個(gè)數(shù)N1=4個(gè)，則單池的容積</p><p><b>

65、　　(2)外形尺寸：</b></p><p>　　設(shè)池內(nèi)最大水深H=4.0m，則</p><p><b>　　單池面積</b></p><p>　　運(yùn)行周期設(shè)計(jì)為4h，則一日內(nèi)循環(huán)的周期數(shù)N2=6</p><p>　　則池內(nèi)設(shè)計(jì)最高水位至潷水機(jī)排放最低水位之間的高度H1：</p><p&g

66、t;<b>　　，取0.8m</b></p><p>　　池內(nèi)混液污泥濃度設(shè)計(jì)為Nw=3.5 kg/m3</p><p>　　污泥體積指數(shù)SVI=150</p><p>　　則潷水結(jié)束時(shí)泥面高度H2：</p><p>　　H2=H×Nw×SVI×10-3=4.0×3.5×

67、150×10-3=2.1m。</p><p>　　撇水水位和泥面之間的安全距離H3：</p><p>　　H3=H-(Hl+H2)=4.0-(0.8+2.1)=1.1m</p><p>　　池子超高取H4=0.5m</p><p>　　則池總高度H0=H+0.5=4.5m</p><p>　　寬高比要求B:H

68、=1~2，長(zhǎng)寬比要求L:B=4~6</p><p>　　取寬B=7.5m，則長(zhǎng)</p><p><b>　　(3)選擇區(qū)容積：</b></p><p>　　設(shè)計(jì)在CASS池內(nèi)設(shè)兩道隔墻，按長(zhǎng)度方向分為厭氧區(qū)，兼氧區(qū)，好氧區(qū)，長(zhǎng)度比要求按1:5:30設(shè)計(jì)，分別為1.0m，5.0m，30.0m。</p><p>　　(4)連

69、通孔口尺寸：</p><p>　　在厭氧區(qū)和好氧區(qū)的隔墻底部設(shè)置連通孔，連通預(yù)反應(yīng)區(qū)與主反應(yīng)區(qū)水流，連通孔數(shù)的確定為N3=2，根據(jù)《給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)》(第二版、第5冊(cè))[11]，孔口流速v的范圍為20~50m/h，在此取v=40m/h，則孔口面積</p><p>　　孔的尺寸設(shè)計(jì)為：1.0m×0.8m</p><p><b>　　(5)需氧量計(jì)算

70、：</b></p><p>　　根據(jù)《環(huán)境工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)指南》[13]，活性污泥微生物對(duì)有機(jī)污染物氧化分解過程的需氧率，即活性污泥微生物每代謝1kgBOD所需氧量，取；活性污泥微生物通過內(nèi)源代謝的自身氧化過程的需氧率，即每kg活性污泥每天自身氧化所需氧量，取；經(jīng)活性污泥微生物代謝活動(dòng)被降解的有機(jī)污染物量，以BOD計(jì)，Sr=(200－20)×10-3；單位曝氣池容積內(nèi)的揮發(fā)性懸浮固體(MLV

71、SS)量，取Xv=2.5kg/m3，則</p><p>　　曝氣器設(shè)于池底，曝氣頭表面距池底0.2m，氧轉(zhuǎn)移效率EA=20%</p><p>　　O2max=1.2O2=103.2kg/h</p><p>　　單池最大需氧量O2max = O2max/4=25.8kg/h</p><p>　　最大時(shí)供氣量Gmax= </p>&

72、lt;p>　　參照《環(huán)境保護(hù)設(shè)備選用手冊(cè)》[14]，選用江蘇錫山市正清環(huán)保設(shè)備有限公司生產(chǎn)的可變微孔曝氣器。具體參數(shù)見表3。</p><p>　　表3 可變微孔曝氣器技術(shù)參數(shù)</p><p>　　取服務(wù)面積A=0.5 m3/h，每個(gè)池子所需可變微孔曝氣器為N=2025個(gè)</p><p>　　N總=2025×4=8100個(gè)</p>&l

73、t;p>　　(6)鼓風(fēng)機(jī)的選擇：</p><p>　　所需風(fēng)量為1720m3/h=28.67m3/min，選擇D-170羅茨鼓風(fēng)機(jī)，其具體技術(shù)參數(shù)見表4。</p><p>　　表4 D-170羅茨鼓風(fēng)機(jī)技術(shù)參數(shù)</p><p>　　本設(shè)計(jì)選擇4臺(tái)D-170羅茨鼓風(fēng)機(jī)，3用1備。</p><p>　　(7)排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)：</p&g

74、t;<p>　　為了保證每次換水水量及時(shí)排除以及排水裝置運(yùn)行需要，將排水口設(shè)在最低水位以下0.8m，最高水位以下1.4m處，設(shè)計(jì)池內(nèi)底埋深1.8m，則排水口相對(duì)地坪標(biāo)高為0.2m，最低水位相對(duì)地面標(biāo)高為1.0m。</p><p>　　單池每周期排水量為：7.5×36×0.8=216m3</p><p>　　排水時(shí)間設(shè)計(jì)為40min</p>&

75、lt;p>　　每池設(shè)一個(gè)潷水器，潷水器流量為：</p><p>　　選擇排水管管徑為DN200</p><p>　　6.6 污泥濃縮池的計(jì)算</p><p>　　污泥濃縮是降低污泥含水率、減少污泥體積的有效方法。污泥濃縮主要減縮污泥的間隙水。經(jīng)濃縮后的污泥近似糊狀，仍保持流動(dòng)性。</p><p>　　(1)濃縮池總面積A：</p&

76、gt;<p>　　本次設(shè)計(jì)采用1座污泥濃縮池，池型為：圓形輻流式</p><p>　　設(shè)計(jì)參數(shù)：設(shè)計(jì)流量Qw=500m3/d；污泥含水率99.5%；污泥濃度10g/L；濃縮后含水率97%；濃縮時(shí)間T=15h；濃縮池固體通量M=40kg/m2·d，則</p><p><b>　　(2)濃縮池直徑：</b></p><p>

77、<b>　　，取d=13m</b></p><p>　　(3)濃縮池工作部分高度h1：</p><p>　　(4)濃縮后剩余污泥量：</p><p>　　濃縮后污泥含水率97%</p><p><b>　　濃縮后污泥體積</b></p><p>　　(5)濃縮池污泥斗高度：&

78、lt;/p><p>　　設(shè)污泥斗夾角α=60°，泥斗上部直徑d1=2m；斗底d2=1m；</p><p>　　(6)濃縮池總高度：</p><p>　　超高h(yuǎn)2取0.5m；緩沖層h3=0.3m</p><p>　　取泥斗上方坡度i=0.05，所以錐體高度h4=</p><p>　　H=h1+h2+h3+h4+h5

79、=2.5+0.5+0.3+0.125+0.87=4.3m</p><p><b>　　6.7 脫水機(jī)房</b></p><p><b>　　(1)設(shè)計(jì)參數(shù)：</b></p><p>　　壓濾前污泥量Q0=83.3m3/d；脫水前污泥含水率P1=97%；</p><p>　　脫水后污泥含水率P2=80

80、%；</p><p>　　(2)脫水后污泥量：</p><p><b>　　脫水后污泥重量：</b></p><p><b>　　脫水后泥餅外運(yùn)</b></p><p><b>　　(3)設(shè)備選型：</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)選擇DY-500型帶

81、式壓濾機(jī)，其主要技術(shù)參數(shù)見表5。</p><p>　　表5 DY-500型帶式壓濾機(jī)的性能參數(shù)</p><p>　　本設(shè)計(jì)選用2臺(tái)帶式壓濾機(jī)，1用1備。</p><p>　　根據(jù)帶式壓濾機(jī)尺寸并結(jié)合實(shí)際情況設(shè)計(jì)脫水機(jī)房的尺寸，</p><p>　　脫水機(jī)房的尺寸大?。?0m×8m×5m。</p><p

82、>　　7．主要建筑物與設(shè)備</p><p><b>　　7.1 主要建筑物</b></p><p><b>　　主要建筑物見表6。</b></p><p>　　表6 主要建筑物一覽</p><p><b>　　7.2 主要設(shè)備</b></p><p&g

83、t;<b>　　主要設(shè)備見表7。</b></p><p>　　表7 主要設(shè)備一覽</p><p><b>　　8．高程計(jì)算</b></p><p>　　8.1 水頭損失計(jì)算</p><p>　　整個(gè)工藝流程中的水頭損失，可分為構(gòu)筑物的水頭損失和管道的水頭損失兩部分，本設(shè)計(jì)局部水頭損失水采用估算法，

84、其值等于沿程損失的50%。查閱《給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)》(第二版、第1冊(cè))[15]、《工程流體力學(xué)》[16] 以及《給水排水管道工程》[17]確定各構(gòu)筑物和管道的水頭損失，詳見表8。</p><p>　　表8 廢水工藝水頭損失計(jì)算表 </p><p><b>　　8.2 高程確定</b></p><p>　　工程的地面標(biāo)高為0m，各廢水處理構(gòu)筑物的

85、水面標(biāo)高和池底標(biāo)高見表9。</p><p>　　表9 各廢水處理構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)水面標(biāo)高及池底標(biāo)高</p><p><b>　　9．經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)</b></p><p>　　9.1 工程投資估算</p><p>　　9.1.1 土建造價(jià)</p><p>　　根據(jù)《給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)》(第二版、第10冊(cè))[

86、18]的預(yù)算及市場(chǎng)咨詢，各主要構(gòu)建(筑)物價(jià)格見表10。</p><p>　　表10 土建預(yù)算表 </p><p>　　9.1.2 設(shè)備造價(jià)</p><p>　　根據(jù)廠商提供及比較，確定各主要設(shè)備的價(jià)格見表11。</p><p>

87、　　表11 設(shè)備預(yù)算表 </p><p>　　9.1.3 工程總造價(jià)</p><p>　　根據(jù)表10、11的計(jì)算結(jié)果，其工程總

88、費(fèi)用匯總?cè)绫?2。</p><p>　　表12 工程總費(fèi)用清單</p><p>　　工程總投資：土建投資+設(shè)備投資+其它費(fèi)用=4461.8(萬元)</p><p>　　廢水處理工藝m3廢水投資：工程總投資/日處理廢水量=4461.8/0.5=8923.6(元/m3廢水)</p><p>　　9.2 運(yùn)行費(fèi)用估算</p><

89、;p><b>　　(1)人員編制</b></p><p>　　廢水處理工藝穩(wěn)定運(yùn)行后，設(shè)勞動(dòng)定員21人，其中行政人員4名，1名生產(chǎn)班長(zhǎng)，2名化驗(yàn)員，9名運(yùn)轉(zhuǎn)人員(3班運(yùn)轉(zhuǎn)，每班3人)，3名維修工，1名門衛(wèi)，1名清潔工。按90元/人·天計(jì)算，則有21人×90元/人·天=1890元/天。</p><p>　　人工費(fèi)=1890/5000=

90、0.378元/ m3廢水</p><p><b>　　(2)能耗(電費(fèi))</b></p><p>　　本工程中，能耗最大的為提升泵的電耗以及污泥回流泵的電耗，其次為CASS池的鼓風(fēng)機(jī)曝氣。根據(jù)表11估算廢水處理工藝一天的耗電量約為386.6kwh，按工業(yè)用電價(jià)1.4元/(kwh)計(jì)算，則：386.6kwh×1.4元/kw·h=514.3元。<

91、/p><p>　　能耗為758.8/5000=0.109元/ m3廢水</p><p><b>　　(3)藥劑費(fèi)</b></p><p>　　根據(jù)脫水機(jī)房的加藥量及市場(chǎng)上藥劑費(fèi)用，得每天的藥劑費(fèi)用為：0.12元/ m3廢水。</p><p>　　廢水處理工藝的運(yùn)行成本為：0.378+0.109+0.12=0.607元/ m3

92、廢水</p><p><b>　　10．結(jié)論</b></p><p>　　綜上所述，本工程設(shè)計(jì)采用的UASB+CASS廢水處理工藝是可行的，該組合工藝在國內(nèi)已有大批成功運(yùn)行的案例，工藝運(yùn)行操作經(jīng)驗(yàn)豐富。本設(shè)計(jì)以日平均5000m3/d的進(jìn)水流量合理設(shè)計(jì)各個(gè)構(gòu)筑物的大小尺寸，根據(jù)工藝流程和水平高程布置原則對(duì)其進(jìn)行合理有效的布局。根據(jù)水質(zhì)特征和廢水處理要求選擇合適的處理設(shè)備

93、。該啤酒廢水經(jīng)處理能夠大大降低水中有機(jī)物的含量，出水水質(zhì)執(zhí)行《啤酒工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB19821—2005)，使出水不會(huì)對(duì)受納水體造成污染，此外并且具有良好的環(huán)境效益和社會(huì)效益。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 靳軒.啤酒生產(chǎn)廢水處理工藝的選擇[J].今日科苑,2010,(17):112.</p><

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96、BR工藝處理啤酒廢水[J]. 河北化工,2006,29(3):59-60.</p><p>　　[8] 周蔚然.啤酒廢水處理站的工程設(shè)計(jì)[J]. 環(huán)境保護(hù)科學(xué), 2007,33(4):58-60.</p><p>　　[9] 陳溫亮,艾光華. UASB-SBR處理啤酒廢水[J].天津化工,2006,20(1):49-50.</p><p>　　[10] 李梅,劉艷菊

97、,張兆海.UASB+接觸氧化+SBR工藝在酒精廢水處理中的應(yīng)用[J]. 水處理技術(shù), 2007, 33(8):82-84.</p><p>　　[11] 中國市政工程西北設(shè)計(jì)研究院.給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)第五冊(cè)[M]. 北京:中國建筑工業(yè)出版社, 2002.</p><p>　　[12] 中國市政工程西北設(shè)計(jì)研究院.給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)第十一冊(cè)[M]. 北京:中國建筑工業(yè)出版社, 2002.<

98、/p><p>　　[13] 柴曉利,馮滄,黨小慶,等.環(huán)境工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)指南[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2008:63-69.</p><p>　　[14] 閃紅光. 環(huán)境保護(hù)設(shè)備選用手冊(cè)[M]. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版,2002.</p><p>　　[15] 中國市政工程西北設(shè)計(jì)研究院.給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)第一冊(cè)[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2002.</p

99、><p>　　[16] 禹華謙,莫乃榮,陳聰明.工程流體力學(xué)[M].北京:高等教育出版社,2009.</p><p>　　[17] 李良訓(xùn),許汝謙.給水排水管道工程[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2009.</p><p>　　[18] 中國市政工程西北設(shè)計(jì)研究院.給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)第十冊(cè)[M]. 北京:中國建筑工業(yè)出版社,2002.</p><p&

100、gt;<b>　　致 謝</b></p><p>　　畢業(yè)論文設(shè)計(jì)是對(duì)自己掌握和綜合運(yùn)用所學(xué)的專業(yè)知識(shí)能力的總評(píng)，也是對(duì)大學(xué)四年學(xué)習(xí)的總結(jié)。在羅老師精心指導(dǎo)下，通過幾個(gè)月的學(xué)習(xí)研究，并結(jié)合自己所學(xué)的專業(yè)理論知識(shí)和同類啤酒廢水處理的實(shí)例，我終于完成了自己的畢業(yè)設(shè)計(jì)。</p><p>　　在此我要感謝我的畢業(yè)設(shè)計(jì)導(dǎo)師——羅老師。無論是在論文設(shè)計(jì)階段還是在制作CAD圖過程

101、中，都給予了我莫大的幫助，我能夠順利完成自己的論文離不開她精心的輔導(dǎo)、細(xì)致的答疑解惑。這次的畢業(yè)論文設(shè)計(jì)使我受益匪淺，不僅鍛煉了我的設(shè)計(jì)能力和專業(yè)技能，還使我了解了眾多的新工藝和新發(fā)展思路，同時(shí)也培養(yǎng)了我的自主學(xué)習(xí)能力，提高了分析處理問題的能力。更重要的是讓我充分認(rèn)識(shí)到的耐心和堅(jiān)持不懈對(duì)成功的重要性。</p><p>　　最后，我要感謝我的母?！憬f里學(xué)院，為我提供了良好的生活環(huán)境，積極向上的學(xué)習(xí)氛圍，再一次