寧海啤酒廠每日5000 m3廢水處理工藝設(shè)計【畢業(yè)論文】

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

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

3、行了造價成本和運行成本的經(jīng)濟核算。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，達到啤酒工業(yè)污染物排放標準(GB19821—2005)。該工程造價成本為4461.8萬元，運行成本為0.607元/m3。</p><p>　　關(guān)鍵詞：啤酒廢水處理；工

4、藝流程；設(shè)計計算</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)計任務(wù)背景2</p><p>　　3．設(shè)計項目基本情況2</p><p>　　3.1 自然條件資料2</p><p>　　3.2 設(shè)計水量及水質(zhì)

8、2</p><p>　　3.3 排放標準及出水要求2</p><p>　　4. 設(shè)計依據(jù)和原則3</p><p>　　4.1 設(shè)計依據(jù)3</p><p>　　4.2 設(shè)計原則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)計說明書6</b></p><p>　　6.1 格柵設(shè)計計算6</p><p>　　6.2 泵房設(shè)計計算8</p><p>　　6.3 調(diào)節(jié)沉淀池的計

10、算9</p><p>　　6.4 UASB池的計算11</p><p>　　6.4.1 反應區(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池的計算13</p><p>　　6.6 污泥濃縮池的計算16</p><p>　　6.7 脫水機房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．高程計算19</b></p><p>　　8.1 水頭損失計算19</p><p>　　8.2 高程確定19</p><p><b>　　9．經(jīng)濟評價20</b></p><p

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

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

15、啤酒的消費量急劇增加。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，會造成受納水體水質(zhì)惡化，自然降解的過程中會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，最終導致水質(zhì)發(fā)黑變臭，嚴重污染環(huán)境。因此，啤酒廢水的工藝對環(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年代荷蘭學者Lettinga發(fā)展了UASB反應器[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，得到了迅速發(fā)展。然而厭氧反應器的出水需要進一步處理才能達標，因而需添加好氧工藝作為后續(xù)處理單元，從目前的實施并運行的情況看，好氧工藝在國內(nèi)應用廣泛，常用的方法是活性污泥法及其改進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，將成為未來一段時間內(nèi)啤酒廢水處理的主要

18、方法之一。</p><p>　　啤酒廢水處理在達到國家排放標準的同時，還要考慮經(jīng)濟、能耗、技術(shù)等問題，從而達到經(jīng)濟效益與環(huán)境效益的統(tǒng)一。本次設(shè)計通過對比現(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)計過程中簡要介紹了該工藝的原理和工藝技術(shù)特點，對工藝流程、構(gòu)筑物參數(shù)選擇、工藝和設(shè)備設(shè)計進行了詳細論述，并對

19、啤酒廢水處理工藝平面布置、高程布置設(shè)計以及工程概算分析作了簡單概括。</p><p><b>　　2. 設(shè)計任務(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，會造成水體缺氧，影響水生生物的生長，最終導致水質(zhì)發(fā)黑變臭，嚴重污染環(huán)境。因而，啤酒廢水進行有效的處理，達標排放對生態(tài)有很重要的意義。</p><p>　　3．設(shè)計項目基本情況</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，地勢平坦，啤酒廠廢水處理工藝地面標高為0.0m。寧?？h屬亞熱帶季風性濕潤氣候區(qū)，常年以東南風為主，氣候溫暖濕潤，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小時左右，平均相對濕度78%，年平均降水量1000

22、-1600mm，無霜期230天。</p><p>　　3.2 設(shè)計水量及水質(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、放標準及出水要求</p><p>　　出水執(zhí)行《啤酒工業(yè)污染物排放標準》(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)計依據(jù)和原則 </p><p><b>　　4.1 設(shè)計依據(jù)</b>&

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

25、規(guī)范》(GBJ14—87)；</p><p>　　(6)《供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》(GB50052—95)；</p><p>　　(7)其他相關(guān)設(shè)計規(guī)范；</p><p><b>　　4.2 設(shè)計原則</b></p><p>　　(1)選擇合適的工藝，確保出水水質(zhì)達到排放標準。在現(xiàn)有的處理技術(shù)和經(jīng)濟條件下并結(jié)合當?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)計時所采用的各項參數(shù)必須安全可靠。按工程的處理要求并認真仔細分析各種因素，選擇合適的設(shè)計參數(shù)，設(shè)計過程中必須嚴格遵守現(xiàn)行的設(shè)計規(guī)范，并保證必要的安全系數(shù)。</p><p>　　(3)啤酒廢水工藝設(shè)計須符合經(jīng)濟要求。盡可能的采取有效措施來降低工程造價以及運行管理費用。<

27、/p><p>　　(4)啤酒廢水工藝設(shè)計須符合技術(shù)要求。在經(jīng)濟許可和運行安全可靠的條件下，根據(jù)要求盡可能采用先進的處理工藝，機械和自控技術(shù)。</p><p>　　(5)工藝布置應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)計時應注意近遠期工程的結(jié)合，泵房等不宜分期建設(shè)的構(gòu)筑物，其土建部分應一次性建成；為遠期工程或今后的發(fā)展預留空地。</

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，反應器底部有一個高濃度、高活

29、性的污泥床，廢水中的大部分有機污染物在此間經(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 負荷能力很大，適用于高濃度有機廢水的處理。UASB作為一個預處理單元，構(gòu)造簡單、不易堵塞、耐沖擊負荷、便于操作運行，在降低廢水濃度的同時，又可以回收沼氣，節(jié)約能源，有利于經(jīng)濟效益與環(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、工藝流程簡單，占地面積小，投資較低，生化反應推動力大，沉淀效果好，運行靈活，抗沖擊能力強，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，該工藝運行操作由進水、反應、沉降、潷水、靜置五道工序組成，通過時間順序的控制完成污水的脫氮除磷。SBR工藝的特點[9]是工藝簡單，不需要二沉池，污泥回流設(shè)備；耐水力沖擊負荷強；反應推動力大；污泥沉降性能好，靜置沉淀可得到低SS出水；運行操作靈活；能夠用計算機自動控制，便于維護管理；處理構(gòu)筑物少，與活性污泥法比，占地面積小，運行費用較低。但該工藝也有不足之處，其設(shè)計過程復雜，維護要求高；間歇周期運行對自動化

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；幾道工序運行操作時，很難準確控制把握時間，因此很難使其維持在最佳運行狀態(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)，減小有機物分子量，將大分子有機物降解為小分子有機

33、物。水解酸化能去除部分有機物，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在填料表面，部分則是絮狀懸浮生長于水中。該工藝兼有活性污泥法與生物濾池二者的特點。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[4,10]：容積

34、負荷高，占地相對較小，抗沖擊負荷，可間歇運行，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)，填料的選用不當會嚴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水泵防止后續(xù)構(gòu)筑物堵塞。選擇格柵時要考慮柵條寬和格柵間隙，因為它們是格柵性能的決定因素。</p><p>　　進水泵房：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。泵站選泵時考慮因素：泵的總提

36、升能力按最大流量設(shè)計；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)格柵處理的廢水進入調(diào)節(jié)沉淀池，應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。同時對水量和水質(zhì)調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)廢水pH值、水溫，有預曝氣作用，還可用作事故排水。</p><p>　　UASB反應器：主要由進水配水系統(tǒng)，反應區(qū)，三相分離器，氣室，處理水排出系統(tǒng)組成，集生物反應與沉淀于一體，

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

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

39、lt;p>　　計算草圖如圖2所示：</p><p>　　(1)柵條的間隙數(shù)：</p><p>　　本次設(shè)計采取1座格柵，計算如下：</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)計參數(shù)：柵前水深h=0.5m；</p><p>　　設(shè)計流量Qmax=6000m3/d =2

40、50m3/h =0.0694m3/s；</p><p>　　根據(jù)《給水排水設(shè)計手冊》(第二版、第5冊) [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)計柵條寬度S

41、=0.01m，則</p><p><b>　　，取0.3m。</b></p><p>　　(3)進水渠至柵槽間漸寬部分長度：</p><p>　　設(shè)計進水槽寬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：</p><p>　

42、　(5)通過格柵的水頭損失：</p><p>　　設(shè)計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)計柵前渠道超高h1=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)計柵渣量W1=0.09m3/103m3。</p><p>　　所以宜采用機械清渣。</p><p><b>　　(9)設(shè)備選型：</b></p><p>　

44、　根據(jù)計算及查《給水排水設(shè)計手冊》(第二版、第11冊)[12]，選擇淄博顏山環(huán)保工程有限公司生產(chǎn)的型號為HG型回轉(zhuǎn)式格柵除污機，其具體參數(shù)見表1。</p><p>　　表1 HG型回轉(zhuǎn)式格柵除污機技術(shù)參數(shù)</p><p>　　6.2 泵房設(shè)計計算</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</b></p><p>　　泵站采取3臺泵(2用1備)每臺水泵的流量</p><p>　　集水間的容積，采用相當于一臺泵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×寬×高)：4.0×3.0×2</p><p><b>　　(2)選泵</b></p><p>　　本設(shè)計單泵流量35L/s，查《給水排水設(shè)計手冊》(第11冊)[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)沉淀池的計算</p><p>　　沉淀池是應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)計采用平流沉淀池。</p><p><b>　　(1)池長L：<

48、/b></p><p>　　本次設(shè)計采取1座沉淀池，計算如下：</p><p>　　設(shè)計參數(shù)：水平流速v=3.5mm/s；</p><p>　　沉淀時間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)校核長寬比、長深比：</p><p><b>　　長寬比：，符合要求</b></p><p><b

50、>　　長深比：，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d1=6.7m，下底邊長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，進水堰長度為0.5m，出水堰長度為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</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h1=0.3m，則</p><p>　　6.4 UASB池的計算</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 反應區(qū)</b></p><p

54、>　　(1)反應區(qū)容積V：</p><p>　　取負荷q=6kgCOD/(m3·d)，則</p><p>　　設(shè)計采用4座UASB反應器并聯(lián)運行，則</p><p>　　每座UASB反應器容積</p><p>　　每座UASB反應器處理水量</p><p>　　(2)反應區(qū)表面積A：</p>

55、<p>　　設(shè)反應區(qū)高度h2=4.5m，則</p><p>　　，取反應區(qū)長為13.6m，寬為6.8m</p><p>　　(3)反應區(qū)水力停留時間t：</p><p><b>　　設(shè)t=2h</b></p><p>　　(4)沉淀區(qū)表面負荷q：</p><p>　　設(shè)沉淀區(qū)面積為反

56、應的水平面積，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。</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h1</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UASB池配備10根d=50mm，長6.8m的穿孔管，兩管間中心距為1.24m，穿孔管中心距反應器底0.2m。</p><p>　　配水孔孔徑采用，孔距0.4m，共有配水孔169個，孔口向下45°，交錯布設(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UASB池設(shè)6個出水渠，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區(qū)高度處。</p><p>　　6.5 CASS池的計算</p><p><b>　　(1)容積V：</b></p><p>　　設(shè)計參數(shù)：設(shè)計水

63、量Q=5000m3/d；</p><p>　　進水BOD5濃度Sa=200 mg/L；</p><p>　　出水BOD5濃度Se=20 mg/L；</p><p>　　采用容積負荷法計算：</p><p>　　根據(jù)《給水排水設(shè)計手冊》(第二版、第5冊)[11]，混合液MLSS污泥濃度Nw范圍為2.5~4.0 kg/m3，BOD5泥負荷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)池子個數(shù)N1=4個，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>　　運行周期設(shè)計為4h，則一日內(nèi)循環(huán)的周期數(shù)N2=6</p><p>　　則池內(nèi)設(shè)計最高水位至潷水機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，長寬比要求L:B=4~6</p><p>　　取寬B=7.5m，則長</p><p><b>　　(3)選擇區(qū)容積：</b></p><p>　　設(shè)計在CASS池內(nèi)設(shè)兩道隔墻，按長度方向分為厭氧區(qū)，兼氧區(qū)，好氧區(qū)，長度比要求按1:5:30設(shè)計，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，連通預反應區(qū)與主反應區(qū)水流，連通孔數(shù)的確定為N3=2，根據(jù)《給水排水設(shè)計手冊》(第二版、第5冊)[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)計為：1.0m×0.8m</p><p><b>　　(5)需氧量計算

70、：</b></p><p>　　根據(jù)《環(huán)境工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計指南》[13]，活性污泥微生物對有機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，?。换钚晕勰辔⑸锿ㄟ^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，?。唤?jīng)活性污泥微生物代謝活動被降解的有機污染物量，以BOD計，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>　　最大時供氣量Gmax= </p>&

72、lt;p>　　參照《環(huán)境保護設(shè)備選用手冊》[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，每個池子所需可變微孔曝氣器為N=2025個</p><p>　　N總=2025×4=8100個</p>&l

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

74、t;<p>　　為了保證每次換水水量及時排除以及排水裝置運行需要，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)計池內(nèi)底埋深1.8m，則排水口相對地坪標高為0.2m，最低水位相對地面標高為1.0m。</p><p>　　單池每周期排水量為：7.5×36×0.8=216m3</p><p>　　排水時間設(shè)計為40min</p>&

75、lt;p>　　每池設(shè)一個潷水器，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，仍保持流動性。</p><p>　　(1)濃縮池總面積A：</p&

76、gt;<p>　　本次設(shè)計采用1座污泥濃縮池，池型為：圓形輻流式</p><p>　　設(shè)計參數(shù)：設(shè)計流量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h2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 脫水機房</b></p><p><b>　　(1)設(shè)計參數(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</b></p><p><b>　　(3)設(shè)備選型：</b></p><p>　　本設(shè)計選擇DY-500型帶

81、式壓濾機，其主要技術(shù)參數(shù)見表5。</p><p>　　表5 DY-500型帶式壓濾機的性能參數(shù)</p><p>　　本設(shè)計選用2臺帶式壓濾機，1用1備。</p><p>　　根據(jù)帶式壓濾機尺寸并結(jié)合實際情況設(shè)計脫水機房的尺寸，</p><p>　　脫水機房的尺寸大小：10m×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．高程計算</b></p><p>　　8.1 水頭損失計算</p><p>　　整個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)計手冊》(第二版、第1冊)[15]、《工程流體力學》[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算表 </p><p><b>　　8.2 高程確定</b></p><p>　　工程的地面標高為0m，各廢水處理構(gòu)筑物的

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

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

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

88、費用匯總?cè)绫?2。</p><p>　　表12 工程總費用清單</p><p>　　工程總投資：土建投資+設(shè)備投資+其它費用=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 運行費用估算</p><

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

90、0.378元/ m3廢水</p><p><b>　　(2)能耗(電費)</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池的鼓風機曝氣。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1.4元/(kwh)計算，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</b></p><p>　　根據(jù)脫水機房的加藥量及市場上藥劑費用，得每天的藥劑費用為：0.12元/ m3廢水。</p><p>　　廢水處理工藝的運行成本為：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)已有大批成功運行的案例，工藝運行操作經(jīng)驗豐富。本設(shè)計以日平均5000m3/d的進水流量合理設(shè)計各個構(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其進行合理有效的布局。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物的含量，出水水質(zhì)執(zhí)行《啤酒工業(yè)污染物排放標準》(GB19821—2005)，使出水不會對受納水體造成污染，此外并且具有良好的環(huán)境效益和社會效益。</p><p><b>　　參考文獻</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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100、gt;<b>　　致 謝</b></p><p>　　畢業(yè)論文設(shè)計是對自己掌握和綜合運用所學的專業(yè)知識能力的總評，也是對大學四年學習的總結(jié)。在羅老師精心指導下，通過幾個月的學習研究，并結(jié)合自己所學的專業(yè)理論知識和同類啤酒廢水處理的實例，我終于完成了自己的畢業(yè)設(shè)計。</p><p>　　在此我要感謝我的畢業(yè)設(shè)計導師——羅老師。無論是在論文設(shè)計階段還是在制作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、細致的答疑解惑。這次的畢業(yè)論文設(shè)計使我受益匪淺，不僅鍛煉了我的設(shè)計能力和專業(yè)技能，還使我了解了眾多的新工藝和新發(fā)展思路，同時也培養(yǎng)了我的自主學習能力，提高了分析處理問題的能力。更重要的是讓我充分認識到的耐心和堅持不懈對成功的重要性。</p><p>　　最后，我要感謝我的母?！憬f里學院，為我提供了良好的生活環(huán)境，積極向上的學習氛圍，再一次