某啤酒厂废水处理工艺设计 92页

'内蒙古科技大学本科生毕业设计说明书题目：某啤酒厂废水处理工艺设计学生姓名：学号：专业：环境工程班级：环境2010-2班指导教师：讲师83 内蒙古科技大学毕业设计说明书某啤酒厂废水处理工艺设计摘要随着改革开放不断深化和中国经济的飞速发展，在经济飞速发展下使人民的生活质量不断提升，人们对物质需求不断提高，其中啤酒的需求不断增长使啤酒工业得到了很好的发展。伴随着啤酒厂产量不断的提升，啤酒厂的规模也不断扩大。随之带来的环境问题也日渐突出，例如啤酒废水产量也随之不断增长。在对啤酒废水分析得知废水中具有很高的有机物浓度，BOD/COD很高[3]，可生化性很好。高浓度啤酒废水处理是目前全球各个国家共同研究的热点。通过多年对啤酒废水处理工业的不断改进，目前世界上所使用的常用方法为，上流式厌氧污泥床(UASB)和循环性活性污泥法（CASS)组合起来进行对啤酒废水处理[4]。本设计啤酒厂设计废水量6000m3/d，主要进水指标为COD:1200～2400mg/L；BOD：900～1200mg/L；SS:400~500mg/L。根据阅读相关资料和一些啤酒厂实际处理工艺，本设计选定主体工艺为：UASB+CASS生物反应池联合处理，使处理完的废水达到《啤酒工业污染物排放标准》（GB19821-2005）表1中啤酒企业的排放标准。在采用该工艺处理时在UASB池会产生沼气，本设计遵循循环利用和零污染排放的原则，对产生的沼气进行回收利用，沼气用于啤酒厂锅炉房的燃料从而达到节能减排的作用。关键词：啤酒废水;UASB;CASS83 内蒙古科技大学毕业设计说明书AbrewerywastewatertreatmentprocessdesignAbstractWiththecontinuousdeepeningofreformandopeningtotherapiddevelopmentofChina"seconomyundertherapideconomicgrowthtoimprovequalityoflifeforpeople,people"smaterialneedscontinuedtoincreasewithgrowingdemandforbeerbrewingindustrytothedevelopmentofgood,alongwiththeupgradingofplantfortheproductionofbeerbrewerieshavebeenexpanding.Isincreasinglyhighlightingtheattendantenvironmentalproblemssuchaswastewaterfrombreweryproductionhasalsoincreased.IntheanalysisofBrewerywastewaterwithaveryhighconcentrationoforganicmatterinwastewater,BOD/CODhighbiodegradabilityisverygood.HighconcentrationsofBrewerywastewatertreatmentisacommonresearchfocusinthevariouscountriesintheworldnow.Throughmanyyearsthegeneralmethodwhichintheworldusesatpresentforthebeerwastewaterprocessingindustryunceasingimprovementis,theupperreaches-liketireofmarchwhichoxygensludgebed(UASB)andcycleofoperationsactivesludgelaw(CASS)combinestobeerwastewaterprocessinThisdesignbrewerydesignscale6000m/d,enterswaterCOD:1200~2400mg/L,900~1200mg/LSS:400~500mg/Ltoactaccordingtothecorrelationdataandthecorrelationexperimentdesignatedthecraftis:Grill-pneumaticcontrolsedimentationpond--UASB--CASSenablesthewastewaterwhichprocessestoachieve"BeerIndustryPollutantEmissionsStandard"(GB19821-2005)table1beerenterprise"semissionsstandard.WhenusesthiscraftprocessingcanproducethemethaneintheUASBpond,thisdesigndeferencecirculationuseandthezeropollutionemissionsprinciplecomesoutthusthe83 内蒙古科技大学毕业设计说明书methanecarriesontherecyclinguse,themethaneusesinthebreweryboilerroomthefuelachievingtheenergyconservationreducesarowoffunction.Keywords:BreweryWastewater;UASB;CASS83 内蒙古科技大学毕业设计说明书目录某啤酒厂废水处理工艺设计I摘要IAbstractII第一章引言11.1设计概况11.1.1水文地质资料：11.1.2水量与水质资料11.1.3出水水质情况1第二章工艺选择确定的依据32.1工艺选择依据32.1.1好氧处理工艺32.1.2厌氧处理工艺42.2工艺的确定4第三章主要处理构筑物设计尺寸及机械设备选型73.1格栅间73.1.1构筑物73.1.2主要设备73.2集水池73.2.1构筑物73.2.2主要设备883 内蒙古科技大学毕业设计说明书3.3调节沉淀池83.3.1构筑物83.3.2主要设备83.4UASB反应器93.5CASS池103.5.1构筑物103.5.2主要设备103.6集泥井113.6.1构筑物113.6.2主要设备113.7污泥浓缩池113.8污泥脱水间123.9主要设备12第四章啤酒废水处理构筑物设计与计算144.1.格栅144.2集水池设计174.2.1设计说明174.2.2设计参数174.2.3设计计算184.3泵房的设计184.3.1设计说明184.3.2设计流量184.3.3设计计算1883 内蒙古科技大学毕业设计说明书4.4调节沉淀池设计计算194.4.1设计说明194.4.2设计参数194.4.3设计计算204.4.4pH调节224.5UASB设计计算234.5.1设计说明234.5.2设计参数234.5.3UASB反应器结构尺寸计算244.5.4反应器的形状与尺寸244.5.5三相分离器的设计254.5.7出水设计计算304.5.8沼气的收集计算314.5.9气液分离器的设计324.5.10沼气柜设计324.6CASS反应池设计计算324.6.1设计说明324.6.2设计参数334.6.3设计计算334.6.4CSAA反应池总容积及构造设计344.6.5污泥计算364.6.6曝气系统以及需氧量设计计算374.6.7供气计算3883 内蒙古科技大学毕业设计说明书4.7消毒池设计计算414.7.1设计说明414.7.2消毒剂的投加414.8啤酒废水污泥构筑物处理设计计算434.8.1集泥井434.8.2污泥浓缩池设计计算444.8.3脱水机房设计46第五章污水处理厂平面布置原则535.1布置原则545.2管线设计545.3布置特点565.4高程布置566.1经济分析总概57第七章总结与建议597.1总结597.2建议59参考文献61致谢62附录64英文文献：64…………………………………………………………………………………83 内蒙古科技大学毕业设计说明书第一章引言1.1设计概况1.1.1水文地质资料：1、该啤酒厂位于北温带季风型半湿润气候区，年平均降雨量600毫米，四季分明，光照充足，年平均气温12.3℃；1月份为全年最冷月，平均气温为-3.2℃；7月份为最热月，平均气温为25.6℃；春季升温迅速，秋季降温幅度大，无霜期为198天；常年主导风向为北风。2、地下水位在地表下9米，无侵蚀性。3、冻结深度为地表下0.5米。4、按地震烈度6级设防。1.1.2水量与水质资料1、设计水量：污水流量：6000m3/d2、原水水质：见表1.1表1.1原水水质表水质指标CODcr（mg/L）BOD5（mg/L）SS（mg/L）NH3-N（mg/L）TP（mg/L）pH（mg/L）浓度限值180011005003055～111.1.3出水水质情况出水水质：执行《啤酒工业污染物排放标准》（GB19821-2005）表1中啤酒企业的排放标准，其具体排放标准如下表1.2：83 内蒙古科技大学毕业设计说明书表1.2啤酒工业污染物排放标准水质指标CODcr（mg/L）BOD5（mg/L）SS（mg/L）NH3-N（mg/L）TP（mg/L）pH（mg/L）浓度限值≤80≤20≤70≤15≤36~91.2研究背景啤酒是当今风靡世界最流行的饮料之一，啤酒早在4500年前就在古埃及问世[9]，它略带有苦味，具有丰富营养所以被称为液体面包，早已被国际营养协会被公认为营养食品之一，近年来，随着社会不断的发展人们的生活水平不断提高，我国的啤酒消费量急剧增加，从1996到2001年的平均增速为7%左右，到了2004年中国啤酒成功超越美国成为世界第一大啤酒生产国和消费国，到2004年以后我国的啤酒增长进入一个平稳的增长期内基本维持在1.5%左右[6]。但是，我国的啤酒生产吨耗水量较大，一般为10~20t/t啤酒,部分厂家为8~12t/t啤酒，但是废水的排水率为90%左右[7]，啤酒废水中还有较高浓度的有机物，如未经处理直接排放到水体中会导致水体中的微生物大量繁殖，这样会使水体中的溶解氧含量降低，会导致水体中的鱼类大量死亡，和水质发黑变臭，从而严重污染环境。在啤酒生产过程中的废水主要来源有三方面：第一大量的冲洗水和冷却水，其中包括，麦汁冷却水和冷冻机冷却水，占总水量的70%左右。第二还有大量的有机废水，这些有机废水是生产过程中的有机物的流失给企业带来一定的经济损失和污染环境。第三洗瓶，和杀菌和冲洗水大部分来自包装车间，约占20%左右[8]。啤酒废水中主要污染物的成份是：醇类﹑氨基酸﹑糖类﹑啤酒花﹑维生素﹑蛋白质和包装车间少量的无机盐[10]。如果不经处理直接排放到自然水体里会对环境造成很大的影响。83 内蒙古科技大学毕业设计说明书第二章工艺选择确定的依据2.1工艺选择依据2.1.1好氧处理工艺在上世纪比80年代啤酒废水处理主要采用好氧处理技术，有活性污泥发，高负荷生物滤池和接触氧化法。（1)活性污泥法活性污泥法是中﹑低浓度的有机废水中使用最多，该法具有运行可靠﹑投资少和处理效果好的优点。根据安徽省扬州啤酒厂的参考数据可知，在一般情况下COD的进水为1000～1500mg/L，出水COD可降至50～100mg/L去除率高达90%以上。但是，极其产生污泥膨胀等现象，动了能耗高，占地面积大等缺点所以未能等到广泛的推广。（2)SBR工艺SBR可以通过间歇曝气可以使动力耗费得到明显的降低，同时废水处理的时间也短于普通的活性污泥法，SBR是一种改进型的活性污泥法它具有工艺简单造价低，运行灵活，脱氮除磷效果好等优点。在我国珠江啤酒厂资料可知COD的去除率可以达到96%以上。（3）氧化沟法氧化沟法师目前公认较为成功的活性污泥法具有以下优点①处理效果稳定出水水质好；②工艺流程简单﹑构筑物少﹑管理方便；③产泥量小，污泥性能稳定。但是该法污泥浓度高，污水停留时间长，基建投资较大。（4）CASS工艺CASS是一种循环式活性污泥法，CASS反应器由3个区域组成——生物选择区﹑83 内蒙古科技大学毕业设计说明书兼氧去和主反应区。目前有许多厂已经开始使用CASS工艺处理啤酒废水，CASS主要优点：可变容器的运行提高了对水质，水量的波动的适应性和运行操作的灵活性；良好的沉淀性能；有较为理想的脱氮除磷效果；工艺流程简单，土建和投资低；自动化程度高。2.1.2厌氧处理工艺厌氧生物处理是利用厌氧生物在无氧的情况下式有机物转换成无机物和少量的细胞物质，从而达到废水的处理和能源直接的转换。常见的厌氧处理技术有UASB，厌氧流化床，折板厌氧反应器等等。（1)UASBUASB是由污泥反应区﹑三相分离去和气室三部分组成。UASB因结构紧凑﹑处理量大﹑处理效果好﹑投资较少因此在啤酒业内得到了广泛的应用。其中UASB工艺在国内啤酒废水处理中的到广泛的应用，而且厌氧硝化工艺和啤酒酿造等相似，因此啤酒厂员工很容易掌握这项技术。（2）EGSBEGSB是UASB的一种改进工艺，通常比UASB的运行效果好，但是左剑恶等研究法EGSB反应器不适合处理含悬浮物的废水，而且EGSB对三相分离器的要求很高。2.2工艺的确定假如只使用好氧处理技术，其能耗会很高而且产泥量：假如只使用厌氧处理技术能产生沼气但是这样的处理效果不是很好。故厌氧——好氧联合处理是目前啤酒废水处理的主流技术。通过再三的权衡及工程实践证明，厌氧——好氧联合处理啤酒废水是据有良好的处理效果的，而且技术已经很成熟。通过上述的分析和比较，本案选用厌氧—好氧处理。其工艺流程如图2.1所示83 内蒙古科技大学毕业设计说明书沼气柜气水分离器水封灌酸碱罐消毒池UASBCASS调节池提升泵房房房集水池格栅进水集泥井脱水车间污泥浓缩池污泥外运图2.1啤酒废水处理工艺流程图工艺简介83 内蒙古科技大学毕业设计说明书啤酒废水由厂区的污水收集管线集中收集到总管道里由总管道输送到污水处理厂，到废水进入厂区的第一站为格栅在格栅里将大颗粒杂质去除后到集水池，在集水池使用污水泵将废水提升到调节沉淀池，在调节沉淀池上装有pH检测仪可以直接检测到pH的大小，然后自动调节里面的pH使pH调到合适的范围里。由调节沉淀池出来的水经管道直接到达UASB反应池在UASB反应池主要进行的是厌氧处理，在厌氧处理的过程中会产生沼气对沼气进行回收最后沼气回收用于锅炉燃料。UASB池的出水经过管道到达下一个构筑物中CASS池,其中在CASS池主要进行的是有氧呼吸在有氧呼吸过程中需要曝气，曝气是由鼓风机房经空气管线给池子源源不断的提供空气使废水在池内得到成分的曝气到达出去效果。废水经过CASS池流出到达最后一站消毒池在消毒池主要的作用是杀死污水中的带有病毒性细菌。在途经各个构筑物是会产生污泥，这些污泥经过污泥管线到达集泥井由污泥泵将泥打到污泥浓缩池在污泥浓缩池主要是进行物理沉淀降低污泥中的水分为下一个构筑物降低处理构筑物的体积。污泥的最后一站是污泥脱水机房在脱水机房里主要是降低泥中的水，最后由污泥压缩机将污泥压缩成泥饼经汽车运输到就近的垃圾填埋厂进行填埋。第三章主要处理构筑物设计尺寸及机械设备选型3.1格栅间3.1.1构筑物格栅间功能：放置机械格栅数量：1座结构：砖混结构尺寸：2700×3000×3000（H）mm3.1.2主要设备机械格栅功能：去除大颗粒悬浮物型号：数量：1台栅宽：栅隙：安装角度：电机功率:83 内蒙古科技大学毕业设计说明书3.2集水池3.2.1构筑物功能：贮存废水数量：1座结构：钢筋混凝土尺寸：3.2.2主要设备①污水提升泵功能：提升废水进入酸化调节池型号：100QW1120-10-5.5数量：3台（两用一备）流量：Q=30L/s扬程：H=10.0m功率：N=5.5KW3.3调节沉淀池3.3.1构筑物功能：主要去除和调节废水的数量：1座尺寸：HRT：3.3.2主要设备加药设备83 内蒙古科技大学毕业设计说明书设备类型：数量：1套其中：a.酸输送泵数量：1台型号：流量：扬程：功率：b.碱贮罐数量：1台3.4UASB反应器功能：去除COD,BOD.SS池数：3座类型：钢筋砼结构尺寸：容积负荷（）为：去除率：,附件：①气水分离器功能：主要进行对UASB出来的沼气进行干燥数量：台尺寸：83 内蒙古科技大学毕业设计说明书②沼气柜尺寸：数量：1台3.5CASS池3.5.1构筑物功能：主要对，，的去除结构：钢筋砼结构数量：2座尺寸：BOD污泥负荷（）为：3.5.2主要设备①鼓风机功能：提供气源数量：2台（一用一备）型号：DG离心鼓风机风量：风压：P=63.8Kpa功率：②盘式膜片曝气器功能：充氧、搅拌数量：型号：QMZM-30083 内蒙古科技大学毕业设计说明书氧利用率：35%～59%③滗水器功能：排上清液型号：数量：2台管径：DN350排水量：Q=300m3/h功率：N=1.5KW3.6集泥井3.6.1构筑物功能：收集存储污泥数量：1座结构：砖混结构尺寸：3.6.2主要设备污泥提升泵功能：提升污泥进入浓缩池型号：80QW50-10-3数量：2台（一用一备）流量：Q=14L/s扬程：H=10.0m功率：N=3KW83 内蒙古科技大学毕业设计说明书3.7污泥浓缩池功能：浓缩污泥数量：1座结构：钢筋砼结构尺寸：3.8污泥脱水间带式压滤机功能：污泥脱水型号：DYQ-1000数量：1台滤带快度：1000mm电机功率：N=1.5kw配套设备：溶药搅拌机ZJ-4701台N=2.2kw加药泵J-Z125/3.21台N=0.75kw3.9主要设备主要设备见表3.1。83 内蒙古科技大学毕业设计说明书表3.1主要设备一览表序号设备名称型号、规格单位数量1机械格栅HF-600栅隙15mm台12废水提升泵100QW120-10-5.5Q=30L/sH=10.0mN=5.5KW台33加药装置AHJ-I套14气液分离器φ500×1800（H）mm台15水封器φ500×1200（H）mm台26沼气贮罐Φ5000㎜×H6000㎜个17鼓风机DG型离心鼓风机N=80.0KW台28盘式膜片式曝气器QMZM-300根2889滗水器XBS—300N=1.5KW台210污泥提升泵80QW50-10-3N=3KW台211带式压滤机DYQ-1000套183 内蒙古科技大学毕业设计说明书第四章啤酒废水处理构筑物设计与计算4.1.格栅4.1.1设计说明污水中混有较大的悬浮物和漂浮物，为了防止水泵和处理构筑物的机械设备和管道被磨损或堵塞，使后续处理流程能顺利进行，在污水处理系统或水泵前，必须设置格栅。（1）设计参数设计流量Q=6000m3/d=250m3/h=0.069m3/s栅条宽度S=10mm，栅条间隙b=15mm，栅前水深为h=0.4m,格栅安装角度为α=60°，栅前流速为0.8m/s，过栅流速为0.9m/s.单位栅渣量W=0.07m³/10³m³（本设计水量较小故使格栅直接安装于排水渠道中）83 内蒙古科技大学毕业设计说明书图4.1格栅示意图（2）栅条间隙数（式4-1）式中：Q：设计流量，m/sα;格栅安装角度，度数b:栅条间隙，mh:栅前水深，mv：过栅流速，mn=15.45取整n取16根（3）栅槽宽度（式4-2）式中：B:栅槽的宽度，mS：栅条的宽度，mb:栅条的间隙，mn:栅条的间隙数，m栅槽宽度一般情况比格栅宽0.2m到0.3m本次设计取0.25m。83 内蒙古科技大学毕业设计说明书即栅槽宽度为0.39+0.25=0.54m,取整为0.6m。、（4）进水渠道渐宽部分的长度设进水渠道宽B1取0.45m，其渐宽角α1=200则：（5）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度为（6）栅头的水头损失本设计中栅条断面为锐边矩形断面，其阻力系数取K=3，β=2.42则（式4-3）式中k水头损失增大倍数k=3β:形状系数，β=2.42S:栅条宽度，mB:栅条间隙，mV:过栅流速，m/s：格栅倾角，度（式4-4）（7）栅后槽总高度设栅前渠道超高h2=0.3m.则，H=h+h1+h2=0.17+0.4+0.3=0.87≈0.9m（8）栅槽总长度83 内蒙古科技大学毕业设计说明书（式4-5）式中：L：栅槽总长度，mL1：进水渠道渐宽部分长度，mL2：栅渣与出水渠连接处的渐窄部分长度，mH1：栅前渠道深，m(H=h+h)（式4-6）（9）每日栅渣量栅渣量（m3/103m3)污水取0.1~1.0，中格栅用小值，细格栅用大值，则本次设计取W=0.07m3/103m3。(故采用机械排泥）表4.1选用HF-600型回转式格栅除污机性能规格表型号电机功率设备宽设备总高设备总宽沟宽沟深导流槽长安装长度HF-6001.10KW600mm600mm950mm680mm1600mm2000mm3000mm4.2集水池设计4.2.1设计说明83 内蒙古科技大学毕业设计说明书集水池是主要用来汇集将其输送到其它构筑物的小型贮水设备，设置集水池的作用主要是用来调节水量，贮存盈余，补充短缺，是生物池能在一天中均匀进水使其达到很好的处理效果保证水厂的正常运转。4.2.2设计参数Q=6000×1.3m3./d=325m3./h=0.090m3./s.4.2.3设计计算集水池的容量为大于一台泵5min的流量，设三台泵（两用一备用）每台泵的设计流量为泵的设计流量为Q=0.045m3./s。集水池的容积采用经验相当于一台泵30min中的容量。（式4-7）有效水深采用3.0m则集水池的池面积为其尺寸为5.5m×5.5m.4.2.4集水池的构造集水池内保证水流平稳，流态良好，不产旋流和滞留可在必要时间设置导流墙，水泵的吸水喇叭口按集水池中轴线对称布置，设置的原则为使每台泵吸水互不干扰，为了保证水流平稳，其流速控制到适合。4.3泵房的设计4.3.1设计说明泵房采用圆形泵房，集水池与泵房合建，集水池在泵房下面，采用全地下式。考虑三台水泵，其中一台备用。4.3.2设计流量设计流量取Q=90L/s，则一台泵的流量为45L/s。4.3.3设计计算83 内蒙古科技大学毕业设计说明书（1）选泵前总扬程估算废水经过格栅水头损失为0.2m，集水池最低水位与所需提升经常高水位之间的高差为：（2）出水管水头损失总出水管，选用管径，查表的,1000i=3.44,一根出水管，，选用管径DN200，v=0.97m/s,1000i=8.6，设管总长为40m，局部损失占沿程的30%，则总损失为：（3）水泵扬程泵站内管线水头损失假设为1.5m，考虑自由水头为1.0m,则水泵总扬程为：H=6.298+0.5+1.5+1.0=8.798m取9m。(4)选泵选择100QW120-10-5.5型污水泵三台，两用一备，其性能见表4.2表4.2150QW1100-15-11型污水泵性能流量30L/s电动机功率11KW扬程10m电动机电压380V转速1440r/min出口直径150㎜轴功率5.5KW泵重量280kg效率75.1%4.4调节沉淀池设计计算4.4.1设计说明83 内蒙古科技大学毕业设计说明书啤酒废水的水量和水质随时间的变化较大，为了保证后续处理构筑物或者设备的正常运行，需对废水的水量和水质进行调节，保证后续处理构筑物能进行平稳的运行先对其进行改造，使其具有良好的沉淀作用和使PH调节到一个合理的范围内。4.4.2设计参数水力停留时间T=6h设计流量Q=0.09污泥含水率表4.3调节沉淀池进水与出水的水质指标水质指标CODBODSS进水水质1800mg/L1100mg/L450mg/L去除率10%10%50%出水水质1620mg/L990mg/L225mg/L4.4.3设计计算（1）池子形状83 内蒙古科技大学毕业设计说明书图4.2调节沉淀池形状（2）池子的尺寸池子的有效容积V=QT=0.09×6×3600=325×6=1950m³取池子深为5.5m，其中超高为0.5m则有效水深h=5.0m.则池子的池面积为。（式4-8）取池子的厂为20m宽为20m,则池子的尺寸为L×B×H=20×20×5.5。（3）泥斗尺寸设调节沉淀池的污泥斗为四个每斗上口面积10.0m×10.0m，取泥斗底尺寸为1.0m×1.0m,污泥斗的倾角取60度（方形泥斗的倾角不低于60度。则污泥斗高度为（式4-9）（式4-10）式中：V:污泥斗容积m³h2:污泥斗高度，mS1:泥斗上口面积㎡S2泥斗下口面积㎡理论每日污泥量；（式4-11）式中：Q:设计流量m³/d83 内蒙古科技大学毕业设计说明书C0：进水悬浮物浓度kg/m³C1:出水悬浮物浓度kg/m³P0:污泥含水率由于W总>W符合设计要求所以采用机械式排泥发，其中泥斗的泥可以贮存约10天左右。4.4.4pH调节在调节池中需要设置一个自动pH监测仪并控制阀门的开启和闭合调节强酸和强碱灌，从尔达到调节池子中的酸碱使池子的酸碱度符合后面构筑物的酸碱度。（1)调节池的药剂估算本次设计的污水pH在5-11,当pH<7时取pH=5则需要来中和。当pH=5时，设酸为则，则废水中共有硝酸为4.91kg/d.将废水中的pH中和至7，则废水中的的浓度为此时的质量为。使用碱中和用药剂不能完全反应的变化系数为1.3。126564.86X解之得X=2.16kg/d1.3X=2.81kg/d当pH>7时取pH=11则需要用来中和。当pH=11时，设碱为则，则废水中共有氢氧化钠3.51kg/d.83 内蒙古科技大学毕业设计说明书将废水中的pH中和至7，则废水中的的浓度为此时的质量为。使用酸中和用药剂不能完全反应的变化系数为1.3。6340X3.47解之得X=5.47kg/d1.3X=7.11kg/d选用WA-05-1型加药设备该设备具有酸碱两用的功能。表4.4型加药设备规格型号投药方式外形尺寸（mm）电动机功率搅拌机计量泵微型计量泵2300*2000*26000.75KW0.09KW4.5UASB设计计算4.5.1设计说明USAB反应器主要由这几部分组成：进水系统，反应器的池体，三相分离器以及沼气收集和利用系统等。其中UASB的性能特点：工艺中一般不需要进行污泥回流使其运行费用很小。对于高浓度废水具有很强的处理效果。由于进气和进水均匀分布形成良好的搅拌作用无需进行搅拌具有。4.5.2设计参数设计流量表4.5UASB进水与出水水质指标83 内蒙古科技大学毕业设计说明书水质指标CODBODSS进水水质1620mg/L990mg/L225mg/L去除率80%80%30%出水水质324mg/L198mg/L157.5mg/L容积负荷Nv为，污泥的产率在本次设计中取.4.5.3UASB反应器结构尺寸计算UASB有效容积为V有效=（式4-12）式中：V有效：反应器的有效容积Q：设计流量S：进水COD浓度4.5.4反应器的形状与尺寸在本次设计采用矩形池子设计反应池座数为3座。设计反应池的有效水深为5.5米其中池子超高为0.5米，则池子的总高为6.0米。则池子的横截面积为：单池子的面积为：根据国内外的经验和工程实践和经济考量，矩形的UASB池子的长宽比在2:1较为合理。设池子的长为14米，所以宽为,取11m.单池子的截面积：所以单池子的总体积为。UASB池子的具体尺寸83 内蒙古科技大学毕业设计说明书水力停留时间（)及水力负荷。水力停留时间水力负荷校核，其中满足设计要求。4.5.5三相分离器的设计（1）设计说明三相分离器的主要做用是使固。液。气三相的分离，是有沉淀区，回流缝和气液分离器的设计构成的。h4bb2b1b3h2h1h3DCBAEV1V2图4-2三相分离器结构示意图（2）沉淀区的设计在进行沉淀区的设计主要考虑这几方面的沉淀区的面积和水深是主要考虑的问题，其面积取决于废水量和废水表面负荷。在本设计中采用沿着宽边为长设计5个集气罩来构成五个反应单元。所以三相分离器的厂为池子的宽为11米，则每个单元宽度。83 内蒙古科技大学毕业设计说明书在沉淀区说沉淀的面积为反应池的横截面积为。沉淀区的表面负荷为率。负荷设计要求。（3）回流缝的设计在三相分离器中主要是有上下三角形集气罩组成的。上下三角集气罩设计角度与水平面夹角为，其中干弦高度则（式4-13）式中：：为下三角集气罩底面的宽度，m：为下三角集气罩的垂直方向的高度，m：下三角集气罩与水平面的夹角，度所以相邻两个下集气罩之间的水平距离为：即下三角回流缝的面积为：式中：:为下三角回流缝的面积,㎡:为三相分离器的长度，m:为集气罩的个数。下三角集气罩的污泥回流缝中的混合液上升的流速的计算（式4-14）式中：:为下三角回流缝的面积,㎡83 内蒙古科技大学毕业设计说明书：为反应池的座数。符合设计规范。设上三角集气罩的下端与下三角集气罩的斜面之间的水平回流缝之间的宽度，所以上三角集气罩的回流缝的面积为三角集气罩的污泥回流缝中的混合液上升的流速的计算式中：:为下三角回流缝的面积,㎡符合设计规范。确定上下三角形集气罩的相对位置及尺寸。（4）气液分离器的设计计算取AB=0.4m,则（式4-15）（5）沼气效果的校核在确定三相分离器的基本尺寸的同时还需要相应的进行沼气的分离效果是否符合要求的验证，如果不满足需要对三相分离器进行尺寸的重新设计。83 内蒙古科技大学毕业设计说明书假设在此三相分离器出来的沼气气泡的直径为当在温度为度时，清水的动力粘滞系数为。在20度时水的密度，沼气的密度为，颗粒之间的碰撞系数为。根据粘度公式式中：：废水的动力粘滞系数（式4-16）由斯托克斯公式得：式中：:气泡的直径,:废水的密度,:沼气的密度,:碰撞系数,:废水的动力粘滞系数,（式4-17）将以上计算结果的AB与BC代入的与进行比较得到。则由上述结果满足要求，所以该三相分离器可以达到预期的处理效果，可以脱去大于直径为0.01以上的沼气气泡，所设计的三相分离器构筑可以达到良好的分离效果该设计是合理的也是成功的。(6）UASB的高和三相分离器的高度设计三相分离器的总高，83 内蒙古科技大学毕业设计说明书UASB的总高为H=6米，沉淀区高为2.5米，悬浮区高位1.5米，污泥区的高为1.5米，超高部分为0.5米。（7）UASB底部布水计算本次设计配水系统的设计采用穿孔管配水，其中进水管的直径为其中流速控制在左右，反应器需要设计10根的支管,其中，每个孔所服务的面积为。孔口朝下且宽管距池底为0.3米。图4-3UASB池布水示意图（8）布水孔计算一个设置布水孔个数为个采用不间断进水的方式出水流速设计为。则4.5.6排泥系统设计计算（1）UASB反应器的泥量计算83 内蒙古科技大学毕业设计说明书一般UASB的污泥主要是由微生物的呼吸所产生的，在微生物呼吸过程由污泥沉降室所沉降下来。当微生物进行厌氧呼吸产泥量取反应器的总产泥量由公式得：（式4-18）式中：:反应器的总的泥量,:厌氧微生物污泥产量，:进水COD浓度，:去除率,则，单池的产泥量为。当污泥中的含水率为97%时取。污泥的产量为。（式4-19）单池子排泥量为污泥龄。（2）排泥系统的设计在反应器底部设计出泥距离呢三相分离器的下三角集气罩下底面0.7米处设计出泥口，排泥的次数控制在一天一次这样便于操作和降低劳动量。4.5.7出水设计计算出水系统的目的是为了把沉淀区所沉淀下来的澄清水平稳的排到下一个构筑物中，出水是否均匀是决定于下一个构筑物处理的关键和对UASB的对水质的处理效果有着很大的关系。（1）出水槽的设计83 内蒙古科技大学毕业设计说明书对于每座反应池具有5个三相分离器所以需要设计相同数目的出水槽，出书槽的槽数为5，其中槽宽为0.4米。单个反应器的流量0.03设计在出水槽口的流速为出水槽水深为，即出水槽的尺寸为。（2）溢流堰的与出水渠的设计出水槽的溢流堰一共有15条每条长设计角度为的直角三角堰，其中堰高度为，宽为。反应器在沿池子的长边设置一条矩形的出水渠，使5条出水槽的水在此沿着出水渠出水，设计渠宽为。坡度为，则出水渠的流速为。则在水渠的末端的水深为m，由于出水渠的深度实在出水槽的深度为基础上设计的，则出水渠的深度为。(3)排水管的设计本设计采用的钢管进行排水，其中管子的充满度为，即管的流速为：4.5.8沼气的收集计算在UASB反应器主要是微生物的厌氧呼吸作用所产生的沼气，由国内外的经验可知沼气的产气效率为总产气率（式4-20）式中：设计流量进出水的COD浓度差83 内蒙古科技大学毕业设计说明书去除效率沼气的产气效率则每座池子的产气量为集气管由于每个集气罩具有两根管进行沼气收集则单池一共有十根管。每根管的最大气流量。取沼气支管的直径为，充满度为0.75.则流速为（式4-21）沼气管的收集总管的流量为：取沼气总管的直径为，设计充满度为0.65所以流速为4.5.9气液分离器的设计气液分离器主要作用是对沼气在这里进行干燥，选用的钢制气水分离器，在气水分离器的前端设计一个沼气净化装置和在气水分离器的出口装电子流量监测仪和压力表等。4.5.10沼气柜设计由计算可知UASB处理所每天产生的沼气量为，所以沼气柜的容积为所产生的气量的体积，则。该设计沼气柜采用300钢板水槽内轨湿式储气柜，其尺寸为米。4.6CASS反应池设计计算4.6.1设计说明83 内蒙古科技大学毕业设计说明书CASS工艺的前身是SBE该工艺是SBR工艺的一次很好改良后的一种工艺，其可变容器的运行提高了对与水质。水量波动的适应性和运行操作的灵活性；具有良好的沉淀性;有理想的脱氮除磷的效果；工艺流程简单，土建投资低，自动化程度很高，是污水处理厂自动化的一个很好的评判标准。4.6.2设计参数设计流量表4.6CASS池进水与出水水质指标水质指标COD()BOD（)SS()TP()进水水质198324157.5305去除率85%80%70%80%80%出水水质29.764.847.25614.6.3设计计算运行周期及时间式中：反应时间：充水比反应池的五日生化需氧量污泥负荷，反应池混合液悬浮固体平均浓度，沉淀时间，排水时间，83 内蒙古科技大学毕业设计说明书闲置时间，一个周期所需要的时间为：。每日周期数为4.6.4CSAA反应池总容积及构造设计（1）反应池的容积式中：:反应池的有效容积,:每个周期的进水量,：反应池进水五日生化需氧量,;反应池的五日生化需氧量污泥负荷,反应池内混合液悬浮固体平均浓度,:每个周期的反应时间,（2）反应器池子构造尺寸CASS反应池可以灵活调控水量且具有良好的沉淀性能，所以讲CASS设计成一个矩形池子池子一端进水一端出水。图4.4CASS池示意图83 内蒙古科技大学毕业设计说明书在CASS池子尺寸设计需要满足如下几个设计要求:,。所以取池子的有效水深为，，池子长为。即池子的尺寸为，池子的容积为，池子的单池面积为。CASS反应器是由3个区域组成——生物选择,兼氧区和主反应区，每个区域所占的比例为，，，这样可以达到双重效果既可以脱氮也可以除磷。则三个区域的尺寸长短为，，。（3）连通孔尺寸隔墙底部设计有连通孔主要作用是连接两个区域的水流，在本工程设计连通孔一共设，则连通孔面积为和通孔的高度（式4-22）式中::日处理水量,n:CASS池子座数:设计流速,:通孔个数:每天运行的周期数:CASS池子的池表面积,:预防应池长，83 内蒙古科技大学毕业设计说明书（式4-23）孔口在沿隔墙均匀的布置其孔口宽度不宜大于1米，取0.8米所以孔口的宽度为2.4米。4.6.5污泥计算（1）污泥COD负荷计算在本设计CASS池的去除率为。则每日去除量为。式中：：污泥负荷率，：日处理流量,:进出水COD的浓度差,：CASS池子座数:反应池混合液悬浮固体浓度.:主反应区池的体积,（式4-24）（2）产泥量及排泥系统CASS池的剩余污泥量其主要来源有这几方面主要是有氧微生物的新陈代谢所产生的，其次是少量的悬浮物沉淀形成。CASS池生物代谢产泥量为：式中：：剩余污泥量,:污泥产率系数,：设计流量，83 内蒙古科技大学毕业设计说明书：反应池进水BOD，：反应池出水BOD，：衰减系数，：反应池总容积，：反应池混合液挥发性悬浮液固体浓度，：进水悬浮液的污泥转化率：反应池进水悬浮液浓度，：反应池出水悬浮液浓度，（式4-25）假定排泥含水率为98%则排泥量为：（3）排泥系统每池池底向排泥坡度,池出水端池底设置一个的排泥坑其中排泥坑接排泥管的直径为.4.6.6曝气系统以及需氧量设计计算根据国内外对于CASS池子的运行经验当每千克COD微生物氧化的参数为，其微生物自身耗氧参数为则一个池子需氧量为：式中：:污水需氧量，:单池污水设计流量，:反应池进水COD,:反应池出水COD,:反应池混合液悬浮物固体浓度,:反应池单池容积,83 内蒙古科技大学毕业设计说明书则每小时耗氧量为:（式4-26）标准状态下污水需氧量：（式4-27）式中:：需氧量修正系数:标准状态下污水需氧量，污水需氧量，标准状态下清水中饱和氧浓度，混合液中总传氧系数与清水中传氧系数之比混合的饱和溶解氧系数与清水中饱和溶解氧与清水饱和溶解氧之比清水饱和溶解氧浓度，混合液剩余溶解氧，:设计水温，℃（式4-28）每小时供气量为：4.6.7供气计算温度为20℃和12.3℃在水中溶解氧饱和度分别为和83 内蒙古科技大学毕业设计说明书本设计采用微孔曝气设备在出口出的压强为：（1）标准状态下的供气量（式4-29）式中：：标准状态下的供气量，：标准状态下污水需氧量，：曝气设备的氧利用率，：曝气后反应池水面逸出气体中氧的体积百分比，每立方废水所需要的空气为每去除所耗的空气的量为：（2）布器设计计算CASS池的长宽尺寸分别为设曝气口252个，则每个曝气口的曝气量为。表4-7型号通气量服务面积氧利用率淹没深度供气量QMW3508235%-59%4-8米12.5从鼓风机房出来的一个空气主干管，在池子处分成14根空气支管每座池子分成7根，每座池子再分成28根空气小支管。83 内蒙古科技大学毕业设计说明书根据空气管流速与管径关系表查的，空气干管的流速为：，空气支管流速为，空气小支管流速为：。管径分别为，，。（3）鼓风机房供气压力计算曝气器的淹没深度为，空气压力可按下式计算通过校核估算空气值鼓风机供气压力采用选择曝气的风机曝气能力为。表4.8设计流量电动机形式TEFC压缩类型空气电动机功率74KW出口出压力电机压力389V轴功率80KW重量1.5t（4）CASS池液位控制CASS池子的有效水深为5.0米当一个周期结束排水完成时的最低水位设保护水深为0.5m，则污泥层的高度。保护水深的设置是为了避免当排水时对沉淀及排泥的影响，进水开始于结束由水位控制曝气水位。83 内蒙古科技大学毕业设计说明书表4.9型号流量（）堰长（m)总管管径(mm)滗水深度H（m）功率(KW)SXA-3003005350<2.50.554.7消毒池设计计算4.7.1设计说明污水经过前面构筑物的处理得到了良好的改善但是由于处理完的污水含有大量的细菌，这些细菌中还有一定的病原菌如果不进行处理直接排出会对环境造成伤害，所以在排放前需要进行消毒处理，经过多年的工程经验和预算本工程采用氯消毒。4.7.2消毒剂的投加加氯量计算达到《啤酒工业污染物排放标准》（GB19821-2005）表1所以采用液氯消毒，液氯的投加量为则每日的加氯量为：加氯设备液氯由真空转自加氯机加入，加氯机设计两台，采用一用一备。每小时的加氯量为设计中采用转子加氯机。本设计采用平流式消毒接触池消毒接触池容积（式4-30）式中——接触池单池容积，；——消毒接触时间，一般取。设计中取83 内蒙古科技大学毕业设计说明书1、消毒接触池表面积式中——消毒接触池有效水深，。设计中取2、消毒接触池池长式中——消毒接触池廊道总长，；——消毒接触池廊道单宽，。设计中取池高设计中取超高为：进水部分消毒接触池的进水管管径，。混合采用管道混合的方式，加氯管线直接接入消毒接触池进水管，为增强混合效果，加氯点后接的静态混合器。出水计算采用非淹没式矩形薄壁堰出流，设计堰宽为，计算为：出水管采用的管道将水直接排出，流速为。水厂出水管83 内蒙古科技大学毕业设计说明书采用重力铸铁管，流量为，管径为，流速为，坡度为‰。4.8啤酒废水污泥构筑物处理设计计算4.8.1集泥井（1）设计说明本设计各个构筑物采用间歇式的排泥方式每天只进行一次排泥，所有的泥都集中在集泥井然后将泥经污泥泵输送到下一个构筑物进行处理。（2）设计参数废水处理过程产生的污泥的来源以下几部分：调节沉淀池：，其中含水率为：。UASB反应池：，其中含水率为：。CASS反应池：，其中含水率为：。（3）设计计算考虑各构筑物为间歇排泥，每日总排泥量为设计取，需在1.5h内抽送完毕，集泥井容积确定为污泥泵提升流量的10min的体积，即。为了保证CASS排泥能按其运行规律进行，集泥井容积应外加。则集泥井总容积为。集泥井有效深度为3.0m，则集泥井的横截面积为：（式4-32）取集泥井的长宽尺寸为。集泥井采用全地下式，池底用混凝土浇筑盖子使用污泥泵输送到下一个构筑物中。83 内蒙古科技大学毕业设计说明书集泥井最高泥位为,最低泥位为池底标高为。进过校核计算浓缩池最高泥位为。则排泥泵抽升的所需净扬程为，污泥泵的安全水头为，管道的总损失为，则污泥泵的总扬程为。选择两台型潜污泵提升污泥（一用一备）。表4.1080QW50-10-3型潜污泵性能型号流量(m3/h)扬程（m）转速(r/min)电动机功率(kw)效率(%)出口直径（㎜）重量（kg）80QW50-10-350101430372.3801254.8.2污泥浓缩池设计计算（1）设计说明污泥浓缩是污泥处理处置的开端，污泥浓缩的主要目的是使污泥的体积变小，减少后续处理构筑物的规模和处理设备的容积。（2）设计参数废水处理过程产生的污泥的来源以下几部分：调节沉淀池：，其中含水率为：。UASB反应池：，其中含水率为：。CASS反应池：，其中含水率为：。则总污泥量为：设计取。由于污泥浓缩池浓缩混合污泥由经验得含水率为99.3%，固体浓度为，经过浓缩后含水率为97%即固体浓度为。83 内蒙古科技大学毕业设计说明书图4.5污泥浓缩池形状浓缩池面积A（式4-33）式中：A:浓缩池设计表面积，mQ:入流污泥量,：入流固体浓度,:固体通量,则：，所以池面积为浓缩池直径D：，取池子的直径为污泥浓缩池的高度（m):总高度：（式4-34）式中：水面超高，：浓缩池工作部分高度,：缓冲层高度,：池底坡产生的高度,83 内蒙古科技大学毕业设计说明书：泥斗部分高度,其中水面超高为0.5m.浓缩池工作部分高度：式中：:设计浓缩时间,t:池子面积,则缓冲层高度池底坡产生的高度，设则式中：：沉淀池的直径,m:泥斗上口直径,m（式4-35）泥斗部分高度为：则池子的总高为：。4.8.3脱水机房设计（1）设计参数设计泥量经污泥浓缩池浓缩后污泥含水率为；参数选取压滤时间取；设计污泥量Q=100m3/d；浓缩后污泥含水率为97%；83 内蒙古科技大学毕业设计说明书压滤后污泥含水率为75%。（2）工艺流程图4-6（3）设计计算污泥体积式中：Q：脱水后污泥量m3/dQ0：脱水前污泥量m3/dP1：脱水前含水率（%）P2：脱水后含水率（%）M：脱水后干污泥重量（kg/d）（式4-36）（式4-37）污泥经过脱水被压成了泥饼，泥饼经输送到泥饼堆放处最后通过汽车将泥饼运输到附近的垃圾填埋场进行填埋处理。(4）机型选取83 内蒙古科技大学毕业设计说明书选取DYQ-1000型带式压榨过滤机，其工作参数如表：表4.11DYQ-1000型带式压榨过滤机工作参数滤网电动机控制器型号最大冲洗耗水量(m3/h)(mm）冲洗压力（Mpa)气动部分输入压力（MPa）有效宽（mm)速度Kw/min型号功率（Kw）10000.4-4JZTY31-42.2JDIA-406≥0.40.5-1气动部分流量(m3/h)处理能力kg/h·m2泥饼含水率（%)外形尺寸（长X宽X高）（mm）重量（kg)0.8-2.550-50065-755050X1890X23654500（5）加药装置的设计根据模拟啤酒厂污水脱水站污泥絮凝剂脱水试验知，使用絮凝剂的投药量分别为：,，1.5‰--2.5‰。投药系统投按加聚丙烯酰胺考虑。设计投药量为2.0‰，则每日需药剂为：2000×2.0/1000=4kg需要纯度为的固体为4/0.9=4.4kg调配的絮凝剂溶液浓度为0.2%-0.4%,则溶液所需溶药灌最小容积为1550L。选择型折桨式搅拌机一台，其规格如下表83 内蒙古科技大学毕业设计说明书表4.120型折桨式搅拌机性能及及外形尺寸型号功率(kw)池形尺寸(㎜)桨叶距池底高（㎜）转速(r/min)长×宽高ZJ-4702.21200*12001100180130药液投加选用J-Z125/3.2型柱塞计量泵，其性能如表4-13。表4.13型柱塞计量泵性能型号流量(L/h)排出压力(MPa)泵速(次/min)电动机功率(KW)进、出口直径(㎜)重量(kg)J-Z125/3.21251251020.7515230计量泵占地尺寸为815㎜×715㎜，高为575㎜（不含基础）。4.9高程设计计算4.9.1污水构筑物高程计算（1）污水通过各个构筑的水头损失表4.14污水通过各个构筑物的水头损失一览表构筑物名称水头损失（m)构筑物名称水头损失（m）格栅0.2UASB0.8调节沉淀池0.3CASS0.6配水井0.3消毒池0.283 内蒙古科技大学毕业设计说明书表4.15污水管道水头损失一览表名称流量(L/S）管径（mm)坡度I(‰)流速V(m/s)管长(m)I·L出水-消毒池903503,440.95.60.02————0.22消毒池-CASS903503.440.941.20.140.720.060.8CASS-UASB903503.440.987.70.300.720.061.16UASB-调节沉淀池903503.440.912.10.0420.720.040.38调节沉淀池-泵房903503.440.98.880.03————0.03泵房-格栅903503.440.9————————0.2格栅-进水=0.2+0.03+0.38+1.16+0.8+0.22=2.79米（2）高程的确定83 内蒙古科技大学毕业设计说明书由于设计中没有给定详细的地理信息，根据结构合理性先确定首先确定消毒池的池底标高为-0.5米，然后根据各个构筑物的水头损失推算其他构筑物的水面标高和池底池顶标高。4.9.1.2高程的确定由于设计中没有给定详细的地理信息，根据结构合理性先确定首先确定消毒池的池底标高为-0.5米，然后根据各个构筑物的水头损失推算其他构筑物的水面标高和池底池顶标高。表4.16各处理构筑物的水面标高及池底标高构筑物名称池底标高（m)水面标高（m)构筑物名称池底标高（m)水面标高（m)进水管-1.05-0.70调节沉淀池-8.104.70格栅前-0.80UASB反应池3.90-1.60格栅后-1.00消毒池-0.50-2.50CASS-2.252.754.9.2污泥高程计算（1）污泥管道水头损失管道沿程损失（式4-38）管道局部损失式中：:污泥浓度系数:局部阻力系数D:污泥管管径，mL:管道长度,mv:管内流速,m/s83 内蒙古科技大学毕业设计说明书根据大量的实验数据知当污泥含水率为时，污泥浓度系数，污泥含水率为时，污泥浓度系数。详细的污水管道水头损失见表4.16。表4.17表污泥管道水头损失计算表管渠及构筑物名称流量（L/s）管渠设计参数水头损失（m）D(㎜)V(m/s)L(m)调节沉淀池——集泥井0.0161500.925.660.20.130.33UASB—集泥井0.00741500.91030.220.530.75CASS—集泥井0.01331500.9450.180.240.42集泥井—污泥浓缩池0.0372000.9210.320.280.6污泥浓缩—脱水机房2000.98——0.070.07（2）污泥处理构筑物的水头损失当污泥以重力流排出池体时，污泥处理构筑物的水头损失以各构筑物的出流水头计算，浓缩池一般取1.5m,CASS与UASB取1.2m，调节沉淀池取0.8m。（3）污泥高程布置从CASS——集泥井推得，集泥井水位2.70-0.37-1.2=1.13m从UASB——集泥井推得，集泥井水位5.00-0.56-1.2=3.24m从集泥井——浓缩池推得，浓缩池水位0.63-0.34-1.5=-1.21m集泥井液位确定为-0.50m，浓缩池液位确定为2.60m，中间加污泥提升泵房提升污泥。集泥井设在污泥提升泵房下部。83 内蒙古科技大学毕业设计说明书表4.18污泥处理各构筑物标高构筑物名称水面标高池底标高集泥井-0.50-3.5浓缩池2.60-2.1683 内蒙古科技大学毕业设计说明书第五章污水处理厂平面布置原则5.1布置原则（1）处理站构的筑物的布置应紧凑，节约用地和便于管理。①池形的选择和设计应考虑好与周边构筑的的协调性。②构筑物单体数量除按计算要求计算外，亦应利于相互间的协调和总图的协调。③构筑物的布置除按工艺流程和进出水方向顺捷布置外，还应考虑与外界交通、气象、人居环境和发展规划的协调，做好功能划分和局部利用。（2）构筑物之间的间距应按交通、管道敷设、基础工程和运行管理需要考虑。（3）管线布置尽量沿道路与构筑物平行布置，便于施工与检修。（4）做好建筑、道路、绿地与工艺构筑物的协调，做到即使生产运行安全方便，又使站区环境美观，向外界展现优美的形象。具体做好以下布置：①污水调节池和污泥浓缩池应与办公区或厂前区分离；②配电应靠近引入点或电耗大的构（建）筑物，并便于管理；③沼气系统的安全要求较高，应远离明火或人流、物流繁忙区域；④重力流管线应尽量避免迂回曲折。5.2管线设计（1）污水管①进水管：原污水沟上截流闸板的设置和进站控制闸板的设计由啤酒厂完成。DN=500㎜。②出水管：DN350钢管或铸铁管，q=60L/s,v=0.92m/s,i=0.006。83 内蒙古科技大学毕业设计说明书③超越管：考虑运行故障或进水严重超过设计水量水质时废水的出路，在泵房之前设置超越管，规格DN350铸铁管或陶瓷管，i=0.0034。④溢流管：浓缩池上清液及脱水机压滤水含微生物有机质0.5%～1.0%，需进一步处理，排入调节池。设置溢流管，DN150钢管，i=0.004。（2）污泥管UASB、CASS反应池污泥池均为重力排入集泥井，站区排泥管均选用DN200钢管，i=0.02。集泥井至浓缩池，浓缩池排泥泵贮泥柜，贮泥柜至脱水机间均为压力输送污泥管。集泥井排泥管DN200，钢管，v=1.0m/s。浓缩池排泥管，贮泥柜排泥管，DN200，钢管，v=1.0m/s。（3）沼气管沼气管从UASB至水封罐为DN100钢管，从水封罐向气水分离器及沼气柜为DN150，钢管，沼气管道逆坡向走管，i=0.005。（4）给水管沿主干道设置供水干管200DN，镀锌钢管。引入污泥脱水机房供水支管DN50，镀锌钢管。引入办公综合楼泵房及各地均匀为DN32，镀锌钢管。（5）雨水外排依靠路边坡排向厂区主干道雨水管。（6）管道埋深①压力管道在车行道之下，埋深0.7～0.9m，不得不小于0.7m，在其他位置0.5～0.7m，不宜大于0.7m。②重力管道由设计计算决定，但不宜小于0.7m（车行道下）和0.5m（一般市区）。83 内蒙古科技大学毕业设计说明书5.3布置特点平面布置特点：布置紧凑，构（建）筑物占地面积比例大。重点突出，运行及安全重点区域UASB放于站前部，引起注意，但未靠近厂区主干道。美化环境，集水井、调节池侧面、污泥储存池设于站后部。5.4高程布置污水处理工程的污水处理流程高程布置的主要任务是确定各处理构筑物和泵房的标高，确定处理构筑物之间连接管渠的尺寸及其标高；通过计算确定各部位的水面标高；从而使污水能够在处理构筑物之间顺畅的流动，保证污水处理工程的正常运行。污水处理工程的高程布置一般遵守如下原则：(1).认真计算管道沿程损失、局部损失、各处理构筑物、计量设备及联络管渠的水头损失；考虑最大时流量，事故流量的增加，并留有一定的余地；还应当考虑到当某座构筑物停止运行时，与其相邻的其余构筑物及其连接管渠能通过全部流量。83 内蒙古科技大学毕业设计说明书第六章污水处理厂经济分析6.1经济分析总概污水处理厂其主要有以下几个开资：职工工资，电费，管理费用，药品，其他支出。6.1.1运行费用的表6.1污水厂用电一览表名称每天运行时间（h)功率（KW)每天消耗的电能(千瓦时)HF-500机械格栅221.124.22台XA150/40B水泵22751650WA-05-1240.8319.92DG离心鼓风机248019202台XSA-300滗水器240.5513.2污泥提升泵236DYQ-1000压滤机21.53ZJ-470搅拌机22.24.4J-Z125/3.2搅拌机20.751.5其中照明用电为每天150度电则一天的总用电量为：每年按该厂运行天数为300天，每度电按0.7元计算一年运行所需要的电费为：元（2）职工工资全站定员个人为10人，管理人员为5人。平均员工工资为每人每月为3800元。则每年工资支出为：元83 内蒙古科技大学毕业设计说明书维护管理费用为每年：200000元每年药品费用为：650000元其他为：50000元则每年的运行费用为：764866.2+693000+650000+50000=2157866.2元。由于在UASB池会产生沼气这些沼气收集气来最后用于啤酒厂锅炉房使用每天所产生的沼气的体积为：，每立方米的沼气可以带来的利润为0.3元则一年的利润为291960元。则该啤酒厂的年运行费用为：2157866.2-291960=1865906.2元。83 内蒙古科技大学毕业设计说明书第七章总结与建议7.1总结该啤酒厂采用UASB+CASS工艺处理工艺高浓度的啤酒废水，其COD与BOD得到了很好的去吃效果，在UASB产生的沼气得以回收利用到达了零污染，改善了环境污染。本设计的到如下几个结论与建议：表7.1原水水质表项目检测值项目检测值SS400~500mg/LPH5～11COD1200～2400mg/LNH3-N30-50BOD900～1200mg/LTP5设计水量：污水流量：6000m3/d的污水处理厂经过处理后的废水的各个污水指标如下。表7.2出水水质表水质指标COD（mg/L)BOD（mg/L)SS（mg/L)TP（mg/L)进水水质18001100500305去除率98.3594.1%90.55%80%80%出水水质29.764.847.2561经过处理后可以《啤酒工业污染物排放标准》（GB19821-2005）表1中啤酒企业的排放标准，其具体指标如下：CODcr≤80mg/L﹑BOD5≤20mg/L﹑SS≤70mg/L﹑pH6~9该工艺适合用于小型的污水处理厂用于处理高浓度的废水和一些环境条件比较敏感的地区和高海拔缺水地区建设的低成本污水处理厂。7.2建议83 内蒙古科技大学毕业设计说明书在进行污水处理的过程中要达到处理的要求，需要在人员上使用有着实践经验的员工和计算机水平较高的员工，因为CASS工艺已经到达了全自动化的水平，和对UASB各个运行参数进行研究和分析，使UASB能在高效的情况下运行这样UASB既可以提高处理效果和提高沼气的产生，从而降低了处理费用。83 内蒙古科技大学毕业设计说明书参考文献[1]沈耀良,王宝贞.废水生物处理新技术理论与应用[M].北京：中国环境科学出版社,1999,(04)：33-37．[2]李科林.啤酒工业废水处理与利用技术研究进展[J].中南林学院学报，1999，(01)：71-72．[3]孙金融.啤酒生产废水综合治理和探讨[J].环境保护,1995,(11)：8-10．[4]何增耀,叶兆杰.农业环境科学概论[M].上海：上海科学技术出版社,1991,(03)：20-23．[5]史家梁,徐亚同,张圣章,等.环境微生物学[M].第二版（第一版省略）.华东师范大学出版社,2000,(05)：21-25．[6]闰庆松,杨本杰.啤酒废水的综合治理技术[J].重庆环境科学，1996，18(5)：33-35．[7]张统等.污水处理工艺及工程方案设计.北京：中国建筑工业出版社，2000.5[8]熊庆明,解庆林,丁昌福.UASB-SBR处理啤酒废水工艺控制.工业水处理,2002.05[9]张林生.水的深度处理与回用技术.北京：化学工业出版社.2004.2[10]沈淞涛,杨顺生,方发龙等.啤酒工业废水的来源与水质特点.西南交通大学环境科学与工程学院,成都61003183 内蒙古科技大学毕业设计说明书致谢本次毕业设计,使我对工程设计的内容和步骤有了更进一步的了解，从大体上讲,本次设计达到了预期的效果,达到了作为本科毕业生所应符合的要求。这次毕业设计使我深深地认识到:工科毕业生做设计工作所要求的严谨性,对于工程二字的沉重性,我开始意识到工程二字要求我们对专业知识有很深地了解,在熟练掌握专业知识的基础上灵活运用.本次设计为某啤酒废水处理，是一个真实性课题,在重新熟悉课本和认真查阅资料的基础上，并结合设计任务书的要求,我对本设计啤酒废水处理的工艺流程提出了多种方案，在反复的比较下，最终确定了一个最优方案。在这个过程中,我逐渐懂得了如何运用专业性眼光去看待问题,分析问题和解决问题。在工艺流程确定后,就开始了对所选构筑物的设计计算,通过老师的指导和自己的计算,我对污水处理中所用到的一些构筑物有了更深的认识,在高程的计算中自己遇到了不少问题,但在老师的精心指导和自己的努力下,最终问题都一一得到解决,也使自己对污水处理流程有了一个清晰的认识.这次毕业设计是自己四年所学知识的一个综合应用,是一次难得的学习机会,使自己受益匪浅.在设计中,对一些计算机软件也是一次很好的学习机会,主要是CAD和Word的使用,在以前的基础上,能够更加熟练地运用.因此,此毕业设计对本人是一个很好的锻炼,达到了对排水工程的一个比较深入地了解,是比较成功的毕业设计。83 内蒙古科技大学毕业设计说明书本次毕业设计是在姜老师的精心指导下由我独立完成的。本次毕业设计是我大学四年所学知识的回顾与总结。同时，通过该次毕业设计，我亦从指导老师处学到了许多的常规设计方法，设计思想，并懂得了在做设计中如何去查资料与应用资料。了解了本专业各方面的设计课题与设计方法，这次使我的知识面更加广阔与完整，使我收益非浅。可以这样说：在姜老师的耐心指导和自己的努力下，我完成了毕业设计应完成的任务，达到了毕业设计的教学要求。在这里，万分的感谢各位老师的辛勤栽培和其他同学的热情的帮助！但由于时间仓促及本人水平有限，本次设计中难免有各种错误与不足，还望各位老师批评指正与谅解。我将在以后的学习与工作中不断改正，不断吸取经验教训，不断完善自我，以感谢各位老师们四年的关心与教导。最后，祝各位老师万事如意，工作顺利！83 内蒙古科技大学毕业设计说明书附录英文文献：RECENTDEVELOPMENTSINBIOLOGICALTREATMENTOFBREWERYEFFLUENTABSTRACTDuringthelasttwodecadesthebrewingindustryhasshownincreasingawarenessforenvironmentalprotectionandtheneedofsustainableproductionprocesses.ImplementationofISO14001certificationandmorestringentenvironmentallegislationhavebeenimportantdriversforthebrewingindustrytoinvestinbiologicaleffluenttreatment.Theroleofbiologicaleffluenttreatmentisdiscussedwithspecialattentionisgiventocombinedanaerobic/aerobictreatment.Combininganaerobicpre-treatmentwithaerobicpost-treatmentintegratestheadvantagesofbothprocessesamongstwhichreducedenergyconsumption(netenergyproduction),reducedbiologicalsludgeproductionandlimitedspacerequirements,areofimportance.Thecombinationallowsforsignificantsavingsonoperationalcostsascomparedtocompleteaerobictreatmentwithoutcompromisingtherequireddischargestandards.Descriptors:breweryeffluent,biologicaltreatment,anaerobic,aerobicINTRODUCTIONThelast20yearsenvironmentalawarenessofthebrewingindustryhasgrownsignificantly.leadingtoincreasedinvestmentsinenvironmentalprotectionmeasures.Importantinternaldriversforthebrewingindustryareimplementationofenvironmentalmanagementsystems(EMS)likeISO14001aswellastheneedforconductingofbenchmarkstudiesfor83 内蒙古科技大学毕业设计说明书breweryprocessoptimalization.Knowledgeaboutenvironmentalemissions(e.g.effluentqualityandquantity)canbecomemanagementinformation,whichmayhelptoimprovetheefficiencyofin-plantbreweryprocesses(minimizeproductlosses,spillofwaterandenergy)6.Importantexternaldriversforenvironmentalinvestmentsarelocallegislationandenvironmentaltaxationsystems(dischargelevies).Theoverallresultisagrowinginterestwithinthebrewingindustryinenvironmentalpollutioncontrolssystems.Thispaperdescribesthemostimportant(biological)technologiesforpurificationofbreweryeffluent.Specialattentionisgiventotheroleofanaerobictreatmentinreducingwasteandnetproductionofenergyrichbiogas.BreweryeffluentcompositionThequalityandquantityofbreweryeffluentcanfluctuatesignificantlyasitdependsonvariousdifferentprocessesthattakeplacewithinthebrewery(rawmaterialhandling,wortpreparation,fermentation,filtration,CIP,packaging.etc).Theamountofwastewaterproducedisrelatedtothespecificwaterconsumption(expressedashlwater/hlbeerbrewed).Apartofthewaterisdisposedwiththebreweryby-productsandapartislostbyevaporation.Asaresultthewastewatertobeerratioisoften1.2-2hl/hllessthanthewatertobeerratio.Organiccomponentsinbreweryeffluent(expressedasCOD)aregenerallyeasilybiodegradableasthesemainlyconsistofsugars,solublestarch,ethanol,volatilefattyacids,etc.ThisisillustratedbytherelativelyhighBOD/CODratioof0.6-0.7.Thebrewerysolids(expressedasTSS)mainlyconsistofspentgrains,kieselguhr,wasteyeastand(‘hot’)trub.BreweryeffluentpHlevelsaremostlydeterminedbytheamountandtypeofchemicalsusedattheCIPunits(e.g.causticsoda,phosphoricacid,nitricacidetc).Nitrogenandphosphorouslevelsaremainlydependingonthehandlingofrawmaterialandtheamountofspentyeastpresentinthe83 内蒙古科技大学毕业设计说明书effluent.ElevatedphosphorouslevelscanalsobetheresultofphosphorouscontainingchemicalsusedintheCIPunit.Table1summarizessomeofthemostrelevantenvironmentalparameters.DischargerequirementsTheeffluentdischargelimitsabreweryhastocomplywithdependsonlocalenvironmentallegislation.Itisobviousthatincaseofdischargingtoamunicipalsewerdischargelimitsarelessstringentthanwhentheeffluentistobedischargedintoasensitivereceivingsurfacewaterbody(river,lakesea,etc).Removaloforganiccompounds(CODchemicaloxygendemand)fromthewastewaterisimportanttoavoidanaerobicconditionsinthereceivingwaters.Nutrientslikenitrogen(N)andphosphorous(P)shouldberemovedtoavoidalgaebloomdisturbingthereceivingwatersecosystem.Table2presentssomeindicativedischargelimitsasaregenerallyappliedintheEU(EUCouncilDirective1991)forreceivingsurfacewaterbodies.Actualdischargelimitsmightvaryforeachlocation,regionandcountry.BIOLOGICALEFFLUENTTREATMENTSYSTEMSAmongbiologicaltreatmentsystemsonecandistinguishbetweenanaerobic(withoutoxygen)andaerobic(withair/oxygensupply)processes.Anaerobictreatmentischaracterizedbybiologicalconversionoforganiccompounds(COD)intobiogas(mainlymethane70-85vol%andcarbondioxide15-30vol%withtracesofhydrogensulphide).Duringaerobictreatment(air)oxygenissuppliedtooxidizetheCODintocarbondioxideandwater.Bothbiologicalprocessesproducenewbiologicalbiomass(biosolids).Theoverallbasicreactionsare:Anaerobic:CODCH4+CO2+anaerobicbiomassAerobic:COD+O2CO2+H2O+aerobicbiomass83 内蒙古科技大学毕业设计说明书Table3presentsageneralcomparisonbetweenanaerobicandconventionalaerobicbiologicaltreatmentsystems(likeactivatedsludge).Incaseofeffluentdischargetoaseweranaerobictreatmentfollowedbyasimplepolishingstepcanbeanattractivealternativetoaerobictreatment.Thedevelopmentofnewhigh-ratereactorsapplyinghighhydraulicupflowvelocitiesallowsforselectivewashoutofbrewerysolids(kieselguhr,trub,yeast)whiletheretentionofbiologicalbiomassisassured1,8.Thisallowseffluentdischargesintoamunicipalsewerwithouthavingasludgedisposalissue.Incaseofdischargingtosurfacewaterbodies(e.g.rivers,lakesorsea)thebrewerymostlyhastocomplywithmorestringentlimitsthancanbeachievedbyanaerobictreatmentonly.Anaerobictreatmentshouldnotberegardedasasubstitutetoaerobictreatment,butcanbeusedinacomplementaryway.Whenusedasacombination,advantagesofbothprocessesareintegrated.Anaerobicpre-treatmentfollowedbyaerobicpost-treatmentwillresultinapositiveenergybalance,reducedsludgeproductionandspacesaving.Whendischargingintosurfacewaterbodies,anaerobicpre-treatmentcombinedwithsubsequentaerobicposttreatmentisconsideredtobetheprevailingsolution.AnaerobictreatmentSystemsForeffectivebiologicaltreatmentofindustrialeffluentahighbiologicaltreatmentcapacityisrequired.Thecapacityofbiologicaltreatmentsystemsisdeterminedbythe:-Biomassamount(concentration,volumeetc)andthe-BiomassactivityofthebiomassThehigherthebiomassamount(expressedaskgVS/m3)andbiomassactivity(expressedaskgCOD/kgVS.d)thehighertheconversionrateofthereactorsystem(kgCOD/d)willbe.Biologicaltreatmentsystemscanthereforebeclassifiedinthewaythesepromote:83 内蒙古科技大学毕业设计说明书-Biomassretention(tranquillity)-Biomass/wastewatercontact(mixing,turbulence)Anoverviewofanaerobictreatmentsystemsispresentedinfigure1.ThesimplestanaerobicsystemsaresocalledlagoonsandCSTRreactors(ContinuousStirredTankReactors).Asthesereactorshavenospecialsludgeretentionsystemthesludgeretentiontimeisequaltothehydraulicretentiontime.Asaresultthesuspendedbiomassconcentrationisverydiluteandconsequentlybiologicaltreatmentcapacityislimited.Thesesystemsaremainlyappliedassludgedigestersandhardlysuitablefortreatingwastewater.TheanaerobiccontactprocessisaCSTRwithanexternalseparationunittoreturnapartofthesludge.Mixingisdonebymeansofmechanicalagitatorsorbiogasblowers.Becauseoftheflocculentanddilutenatureoftheanaerobicsludgethesesystemsoperateatrelativelylowvolumetricloadingratesandarelesssuitableforlowconcentratedindustrialeffluentslikebreweryeffluent.Anaerobicfilters(AF)usecarriermaterialforsludgeretentiononwhichbiomassissupposedtogrow.Asfixationtothecarrierisoftenlimited,suspendedflocculentsludgestilllargelycontributestothecapacityofsuchreactors.Adrawbackofthissystemisthesusceptibilityforcloggingduetosolidsinthewastewatercausing‘short-circuiting’and‘dead’reactorzones7.Duringthelate1970’sananaerobicreactortypecalledtheUASB(UpflowAnaerobicSludgeBlanket)reactorwasdevelopedandfirstlyappliedbytheDutchsugarindustry.IntheUASBreactorthewastewaterflowinanupwardmodethroughadensebedofanaerobicsludge.Thissludgeismostlyofagranularnature(1-4mm)havingsuperiorsettling83 内蒙古科技大学毕业设计说明书characteristics(>50m/h).AtthetopoftheUASBreactorasocalledthree-phase-separatorseparatesthebiomassfromthebiogasandwastewater.In1984thefirsthighrateanaerobictreatmentplantwasforabrewerywasbuiltattheBavariabreweryandmaltingplantinTheNetherlands5.Before1984,Bavariaoperatedanaerobicactivatedtreatmentplant(typeCarrousel).Continuingproductionincreasesmadeitnecessarytoexpandthetreatmentplant’scapacityastheexistingaerobicplantwasnotabletocopewiththeincreasingpollutionloads.Apilottrialwasconductedtotestthebiodegradabilityofthisrelativelydilute(1200-1700mgCOD/l)andcold(17-24oC)wastewater.Aftersuccessfulpilottrialsafull-scaleanaerobicUASBreactorwasbuilttopre-treatthewastewaterreducingtheloadingtotheaerobictreatmentplant.ThereactorwasseededwithgranularsludgefromapapermillandpotatoprocessingplantachievingCODremovalefficienciesof75-80%atdesignloadswithintwomonthstime.Afterimplementationoftheanaerobicpre-treatmentthesettleabilityoftheaerobicbiomassdidimprovesignificantly,resultinginamorestableoperationwithhighhydrauliccapacity.CurrentlytheUASBreactorisworld’smostwidelyappliedanaerobicreactorsystemfortreatmentofbreweryeffluent.EventhoughtheUASBreactorsfulfilledtheirtaskverywellformanyyears,anewgenerationofreactorsstartedtobecomepopularinthebrewingindustryduringthelate1990’s,namelythehightowerreactorssuchasFB(FluidisedBed),theEGSB(ExpandedGranularSludgeBed)andtheIC(InternalCirculation)reactors.Whereasthefluidisedbedreactorusesfluidisedcarriermaterialforthebiomasstogrowon,EGSBandICreactorsusegranularanaerobicsludge,identicaltoUASBreactors.TheEGSBreactorisinfactaverticallystretchedversionoftheUASBreactor.UASB83 内蒙古科技大学毕业设计说明书reactorsarecommonlybuiltwithtankheightsof4.5-6.5m,whiletheheightofEGSBandICreactorsare12-16and16-24respectively,resultinginanevenmorereducedfoodprint.WhereastheEGSBliketheUASBreactorseparatesthebiomass,biogasandwastewaterina1-stepthree-phase-separatorintopofthereactor,theICreactorismoresophisticatedbyhavinga2-stagedreactordesignconsistingof“twoUASBreactorsontopofeachother”.ThelowerUASBreceivesextramixingbyaninternalcirculation,drivenbyitsowngasproduction.Whilethefirstseparatorremovesmostofthebiogas,turbulenceissignificantlyreduced,allowingthesecondseparatoreffectivelyseparatingtheanaerobicsludgefromthewastewater.TheloadingrateoftheICreactoristypicallytwiceashighastheUASBreactor(15-30kgCOD/m3.d).In1990theHeinekenbreweryinDenBosch,TheNetherlands,wasthefirstbreweryapplyingtheICreactortechnology8.WithinthebrewingindustrytheICreactorhasgainedanimportantmarketshareof41%overthelast5years.AerobictreatmentsystemsSimilarastoanaerobicreactorsystemsaerobicreactorsystemscanbeclassifiedinthewaythesereactorsarrangebiomassretentionandensureagoodcontactbetweentheaerobicbiomassandthewastewater.Figure4presentsaschematicoverviewofthemostwidelyappliedaerobiceffluenttreatmentsystems.Aerobiclagoonshavenospecialsludgeretentionsystemandnotcommonlyusedforthetreatmentofbreweryeffluentasthesesystemsdorequirelargeareasofland.Aslagoonstendtoaccumulatesolidovertheyears,thelagoonsrequiretobeemptiedafteraperiodoftime.Aerobicfixed-bedandmoving-bedreactorsusecarriermaterialforbiomasstogrowon.Thesesystemsdonotretaininletsuspendedsolidsandarethereforemostlyusedaspretreatment.Likewithanaerobicfilters,aerobicfixedbedreactorsaresusceptiblefor83 内蒙古科技大学毕业设计说明书cloggingduetosolidsinthewastewaterorgrowthofbiomass.Furthermoreifnoforcedaerationisappliedthesesystemsareknowntocausepossibleodouremissionsduetoinsufficientoxidation.Movingbedreactorsoftenhavearelativelyhighenergy-consumptionandsludgeproduction.Activatedsludgeisthemostfrequentandwidelyappliedaerobictechnologyforthetreatmentofindustrialeffluent.Thetechnologyisbasedonanaeratedreactorwithsuspendedflocculentaerobicsludge,mixedbyaeratorssupplyingthenecessaryoxygen.Besidescompressedairoroxygen,mechanicalaeratorssprayingthewaterintotheatmospherecanbeusedforoxygensupply.Anexternalgravityclarifierforsludgeseparationsubsequentlyfollowstheaeratedbasins.Thedecantedaerobicallypurifiedeffluentisdischarged,whilethesettledaerobicsludgeisreturnedtotheaerationbasin.Excessaerobicsludgeisoftendewateredandputtolandfill.Ifrequiredtheaerationtankset-upcanbemodifiedallowingfornitrogenremoval(nitrificationanddenitrification).Useofactivatedsludgesystemsallowsforeffluentdischargetoriversandlakes.Morerecentlyso-calledairlift-reactorshavebeendeveloped.Inanairlift-reactorthewater/sludgemixtureisintensivelycirculatedoverinternalcylinder(s)bymeansofanairliftcreatedbytheairsuppliedbycompressors.Whereastheactivatedsludgesystemoperateswithflocculentaerobicsludge(commonly3-6TSSg/l)theairliftreactoroperateswithhighlyconcentratedgranularaerobicsludge(20-40gTSS/l).Duetothesehighersludgeconcentrations,airliftreactorscanoperatewithmuchhighervolumetricloadingratesupto5-10kg/m3.d,whileconventionalactivatedsludgesystemscommonlyareloadedataround1-2kg/m3.d.Asaresultofthelongsludgeageofgranularsludgeinairlift-reactors,nitrification(oxidationoforganic-NandNH4tonitrate)isensured,achievingvaluesoflessthan10mg/lsoluble–N.Airlift-reactorswithanintegrateddenitrificationunit(convertingnitratetonitrogengas)have83 内蒙古科技大学毕业设计说明书beendevelopedandappliedonbreweryandmaltingeffluent3,4.Nitrogenconversionratesof1-2kgNH4-N/m3.dareobtained.Airlift-reactorsallowbrewerysolidstopasstroughthesystem,whileretainingthegranularbiomass.Noaccumulationofkieselguhr,spentgrainsorotherbreweryby-productsisobserved.Inordertomeetstringentdischargelimitsforsurfacewater,aDAF(DissolvedAirFlotationunit)canbeplacedaftertheairliftreactorallowingremovaloffinesuspendedsolidsasalsonitrogenandphosphorous.Thefirstairlift-reactor(typeCIRCOX®)inthebrewingindustrywasappliedattheGrolschbreweryinEnschedeintheNetherlandsin19961.AthistreatmentplanttheCircoxactsaspost-treatmentofanaerobiceffluentfromananaerobicICreactorensuringanodourfreedischargeintothemunicipalsewer.In1999thefirstdenitrifyingCircoxreactorwasappliedonbrewerywastewatertreatinganaerobicallypre-treatedeffluentfromananaerobicIC-reactor.TheeffluentfromtheCircoxissubsequentlytreatedinaDAFunitforenhancedremovalofsolidsandCOD.Similarsystemshavebeenappliedformaltingeffluent.ADVANTAGESOFANAEROBICTREATMENT–ACASESTUDYInthisparagraphatheoreticalcalculationexampleispresented.Itshouldbestatedthatthementioneddataareforindicativecomparisonpurposesonly.Thedataaresimplifiedandmightnotbeapplicableforotherbrewerieswithoutmodification.Theexampleisbasedonbrewerywithanannualbeerproductionof1,000,000hl,operating5days/week,havingawatertobeerratioof7hl/hland15%lossofwater,thewastewaterproductionisestimatedtobearound2000m3/d.ThewastewaterhasabiodegradableCODof3000mg/land250mg/lofinertsolids.Thewastewatertobeerratioiscalculatedtobeapproximately0.51m3/hlbeerandspecificCODproductionamountsapproximately1.53kgCOD/hlbeer.Theexampleiscalculatedforthecaseeffluentqualityhastocomplywithstringentsurfacereceivingwater83 内蒙古科技大学毕业设计说明书standards.Threealternativeeffluenttreatmentplantsareconsidered:(1)completeaerobictreatmentwithactivatedsludge,(2)combinedanaerobic/aerobicwithIC-reactorandactivatedsludgeand(3)combinedanaerobic/aerobicwithIC-reactor,CIRCOXairlift-reactorandDAF.Thecompleteaerobicwastewatertreatmentplant(activatedsludge)comprisesascreen(forsolidremoval),abuffertank,anaerationtank,aclarifier,asludgethickener,andasludgedewateringunit.Thecombinedanaerobic/aerobicplantcomprisesascreen,abuffertank,aconditioningtank,ananaerobicICreactor,anaerationtank,aclarifier,asludgethickenerandasludgedewateringunit.ThescopeoftheIC/CIRCOX/DAFoptionissimilartothecombinedanaerobic/aerobicalternative,howeverexchangingtheaerationtankforaCircoxairliftreactorandtheclarifierforaDAFunit.AsludgethickenerisnotrequiredasthesludgefromtheDAFisalreadyconcentrated(around10%).EnergyrequirementsandproductionBasedona100%removalefficiencyintheaerobictreatmentplantandanestimatedspecificenergyconsumptionforaerationof0.7kWh(2.52MJ)perkgCOD,thespecificaerationenergyconsumptionforthecompleteaerobicplantamounts1.53kgCOD/hlx0.7=1.07KWh/hl=3.9MJ/hlbeer.Correctedforresidualenergyrequirementsofthewastewatertreatmentplant(pumping,mixing,etc)ofaround0.7MJ/hlthetotalenergyrequirementisestimatedtobe4.6MJ/hl.AssumingaCODremovalefficiencyintheanaerobicreactorof80%,theaerationenergyofthecombinedanaerobic/aerobicoptionisonly20%ofthatofthe83 内蒙古科技大学毕业设计说明书completeaerobictreatmentplantamounting0.78MJ/hl.Correctedfortheresidualenergyconsumptionthetotalenergyconsumptionbecomesapproximately1.5MJ/hl.Calculatingwiththetheoreticalmaximummethane(CH4)productionof0.35Nm3methaneperkgCODremoved,themethaneproductionisestimatedtobe1.53kgCOD/hlx80%x0.35Nm3/kgCOD=0.43Nm3CH4perhlbeer.Calculatingwithacalorificheatvalueof32MJ/Nm3methane,thespecificenergyproductionthroughbiogasis0.43x32=13.8MJ/hlbeer.Thebiogasproducedcanbeusedforincinerationinsteamboilersasalsoforpowergenerationingasengines.Ifthebiogasisusedtoreplacefossilfuelenergyitcansaveupto8%ofamodernbrewery’senergyrequirement(around170MJ/hl).Table6presentstheenergysavingswhenapplyinganaerobictreatment.Itisclearthatwhenapplyinganaerobictreatmentapositiveenergybalance(netenergyproduction)isachieved.Anaerobiceffluenttreatmentcontributestoamoresustainableoverallbreweryoperation.SludgeproductionIngeneralaerobicplants(extendedaeration)liketheactivatedsludgesystemproducerelativelylargequantitiesofexcesssludgeofaround0.1-0.25kgTSperkgCODremoved.Excesssludgeproductionofanaerobicplantsusinggranularsludgegenerallyamountsonly0.01-0.03kgTSperkgCODremoved.Incaseof80%CODremovalefficiencyintheanaerobicsystemtheamountofbiosolidsproducedinthefollowingaerobicplantisreducedwithafactor5.Takingtheinertbrewerysolidsintoaccountcombinedanaerobic/aerobictreatmenthasreducedtotalsludgeproductionintheexampleof50%.Besidesthedecreaseinthebiosolidsquantity,thequalityoftheaerobicsludgeoftenimproves.Withanaerobicpre-treatmentlesseasilybiodegradablecarbohydratesarepresentintheaerobicreactorinlet.Asaresultthenumberoffilamentousbacteriacausingbulkingsludge83 内蒙古科技大学毕业设计说明书inactivatedsludgeplants,aresignificantlyreduced.Thisresultsinanimprovedsettleabilityoftheaerobicsludgeandconsequentlyamorestableandsecureoperationoftheactivatedsludgeplant.Finally,duetothehighermineralizationgradedewaterabilityofaerobicsludgefromactivatedsludgeplantsafteranaerobicpre-treatmentisoftenbetterthanwithoutanaerobicpre-treatment.Intheexampletheanaerobicgranularsludgeproductionisestimatedtobearound1,53kgCOD/hlx80%x0.02kgTS/kgCOD=0.02kgTS/hl.Whereasaerobicexcesssludgerequiresdewateringandisacostfactorregardinghandlinganddisposal,excesssludgefromanaerobicplantsusinggranularanaerobicsludgerequiresnofurtherhandlingandhasapositivecommercialvalue.Anaerobicsludgecanbestoredforaprolongedtimewithoutsignificantlossofactivity.Excessgranularanaerobicsludgecanthereforebestoredforsafetyback-upincaseofcalamities.SpacerequirementUsingcombinedanaerobic/aerobictreatment(IC+activatedsludge)insteadofcompleteaerobictreatmentalreadyresultsinanevensmalleroverallfootprintastheorganicCODloadafteranaerobictreatmentisalreadysignificantlyreducedaerationtankvolumecanbesmaller.ActivatedsludgeplantsandUASBreactorsarenowadaysbuiltinrectangularconcretebasinswithtankwallheightsof4-5and4-6,5mrespectively.AnaerobicICreactorsandaerobicCircoxreactorsareconstructedintallslendersteeltankswithheightsof16-24and10-18mrespectively.UsingtallsteeltanksforbufferandconditioningtanksincombinationwithICandCircoxallowsanevenfurtherreductionofthefoot-print1.Theuseoftallsteeltanksforbufferingandreactorsallowsverycompacteffluenttreatmentplantdesign,whichisextremelysuitableforconstructionforbreweriesinurbanareaswithlittlespaceavailable.Table883 内蒙古科技大学毕业设计说明书presentsindicativespacerequirementsofcompletewastewatertreatmentplantfordischargeintoreceivingwater.CONCLUSIONSAnaerobictreatmentisawidelyappliedmethodfortreatmentofbreweryeffluent.Combinedanaerobic/aerobictreatmentofbreweryeffluenthasimportantadvantagesovercompleteaerobictreatmentespeciallyregarding:apositiveenergybalance,reduced(bio)sludgeproductionandsignificantlowspacerequirements.Recentdevelopmentoftallslenderanaerobic(IC)andaerobic(airlift)reactorsallowsforextremecompacteffluenttreatmentplantdesignstillmeetingstringentrequirementofsurfacewaterquality.翻译：近期生物处理啤酒废水中的事态发展WDRIESSEN,TVEREIJKEN摘要Duringthelasttwodecadesthebrewingindustryhasshownincreasingawarenessfor在过去二十年的酝酿产业呈现出越来越意识environmentalprotectionandtheneedofsustainableproductionprocess环境保护和可持续生产流程需要。ImplementationofISO14001certificationandmorestringentenvironmentallegislatio实施ISO14001认证，更严格的环境立法havebeenimportantdriversforthebrewingindustrytoinvestinbiologicalefflu已在酝酿产业的重要驱动的投资在生物污水treatment治疗。Theroleofbiologicaleffluenttreatmentisdiscussedwithspecialattentio在治疗中的作用进行了讨论生物污水，特别注意isgiventocombinedanaerobic/aerobictreatment是考虑到联合厌氧/好氧处理。结合厌氧预处理withaerobicpost-treatmentintegratestheadvantagesofbothprocessesamongs好氧后处理集成这两个进程之间的优点whichreducedenergyconsumption(netenergyproduction),reducedbiologicalsludg从而减少了能源消耗（净能源生产），减少生物污泥productionandlimitedspacerequirements,areofimportance生产和有限空间要求，都具有重要意义。这种组合使forsignificantsavingsonoperationalcostsascomparedtocompleteaerobi大大节省了运营成本较完整的有氧treatmentwithoutcompromisingtherequireddischargestandards治疗不影响规定的排放标准。Descriptors主题词：breweryeffluent,biologicaltreatment,anaerobic,aerob啤酒废水，生物处理，厌氧，好氧啤酒废水的组成Thequalityandquantityofbreweryeffluentcanfluctuatesignificantlyasitdependson啤酒的质量和数量的污水，因为它可以大幅波动取决于variousdifferentprocessesthattakeplacewithinthebrewery(rawmaterialhandling,wort多方面的，不同的工艺处理的麦汁发生在啤酒厂（原料制备，发酵preparation,fermentation,filtration,CIP,packaging.，过滤，环丙沙星，包装etc).等）。废水量producedisrelatedtothespecificwaterconsumption(expressedashlwater/hlbeer83 内蒙古科技大学毕业设计说明书生产是关系到具体的耗水量（水表示的HL/氢氧啤酒brewed).酿制）。阿水的一部分，出售啤酒的产品通过和一部分是失去evaporation.蒸发。因此对啤酒废水的比例往往是1.2-2hl的水/氢氧小于beerratio.啤酒的比例。啤酒废水中的有机成分（化学需氧量表示）通常容易biodegradableasthesemainlyconsistofsugars,solublestarch,ethanol,volatilefattyacids,可生物降解的，因为这些主要是由糖酸，可溶性淀粉，酒精，挥发性脂肪酸，etc.ThisisillustratedbytherelativelyhighBOD/CODratioof0.6-0.7.等，这是说明了相对较高的BOD/COD的0.6-0.7比。啤酒厂固体(expressedasTSS)mainlyconsistofspentgrains,kieselguhr,wasteyeastand("hot")trub.（技术支持服务表示为），主要包括酒糟，硅藻土，废酵母和（"热"）trub。BreweryeffluentpHlevelsaremostlydeterminedbytheamountandtypeofchemicalsused啤酒废水的pH值大多取决于使用的数量和类型的化学品attheCIPunits(egcausticsoda,phosphoricacid,nitricacidetc).在总督察单位（如烧碱，磷酸，硝酸等）。氮，phosphorouslevelsaremainlydependingonthehandlingofrawmaterialandtheamountof磷水平主要取决于原料和材料处理金额spentyeastpresentintheeffluent.目前用于污水酵母英寸高架磷水平，也可以是结果含有磷化学品使用单位的总督察。放电要求Theeffluentdischargelimitsabreweryhastocomplywithdependsonlocalenvironmental污水排放限值的一个酿酒厂必须遵守取决于当地的环境legislation.立法。Itisobviousthatincaseofdischargingtoamunicipalsewerdischargelimitsare很明显的限制，排放的情况下履行了市政下水道是lessstringentthanwhentheeffluentistobedischargedintoasensitivereceivingsurface少即是严厉的，当污水被排入一个敏感的接收面waterbody(river,lakesea,etc).水体（河流，湖海等）。去除有机物（COD的化学需氧量demand)fromthewastewaterisimportanttoavoidanaerobicconditionsinthereceiving要求废水）从重要的是避免在无氧条件接收waters.水域。Nutrientslikenitrogen(N)andphosphorous(P)shouldberemovedtoavoidalgae如氮素（N）和磷（P）的，应删除，以避免藻类bloomdisturbingthereceivingwatersecosystem.开花受纳水体生态系统的干扰。Table2presentssomeindicativedischarge表二载列的一些指示放电limitsasaregenerallyappliedintheEU(EUCouncilDirective1991)forreceivingsurface限额一般适用于欧盟（欧盟理事会1991）的接收面waterbodies.水体。Actualdischargelimitsmightvaryforeachlocation,regionandcountry.实际排放限值为每个位置可能有所不同，地区和国家。生物废水处理系统在生物处理系统之一，能分辨厌氧（没有氧气）和好氧（带空气/氧气供应）的进程。厌氧处理的特点是生物转化的化学需氧量）有机化合物（成沼气（主要是甲烷70-85％第一卷和二氧化碳硫化氢15-30％的卷的痕迹）。在好氧处理（空气）氧气供给水氧化成二氧化碳和化学需氧量。这两种生物过程产生新的污泥）生物量。总的基本反应是：厌氧：化学需氧量甲烷+二氧化碳+厌氧生物。有氧：化学需氧量一氧化碳+好氧生物量83 内蒙古科技大学毕业设计说明书在放电的情况下到下水道的污水厌氧处理后由一个简单的抛光步骤可以是一个有吸引力的替代好氧处理。的速度开发新的高上流式反应器采用高水力速度允许选择性冲刷啤酒固体（硅藻土，trub，酵母），同时保留生物的生物量是有保证的。允许处置问题，而无需污泥污水排入市政下水道。在多数案件排放到地表水体（如河流，湖泊或海洋）啤酒hastocomplywithmorestringentlimitsthancanbeachievedbyanaerobictreatmentonly.要遵守更严格的限制只比治疗厌氧菌可以通过。Anaerobictreatmentshouldnotberegardedasasubstitutetoaerobictreatment,butcanbe厌氧处理，不应被视为替代治疗以有氧，但可usedinacomplementaryway.用在互补的方式。Whenusedasacombination,advantagesofbothprocesses当用作组合，优势的两个进程areintegrated.是集成的。厌氧预处理之后，好氧处理后，将导致positiveenergybalance,reducedsludgeproductionandspacesaving.积极的能量平衡，减少污泥产量，节省空间。Whendischarginginto当排入surfacewaterbodies,anaerobicpre-treatmentcombinedwithsubsequentaerobicpost-地表水体，厌氧预处理后加上后续好氧treatmentisconsideredtobetheprevailingsolution.治疗被认为是当时的解决方案。厌氧处理系统Foreffectivebiologicaltreatmentofindustrialeffluentahighbiologicaltreatmentcapacityis有效的生物量是工业污水处理一个很高的生物治疗required.要求。该系统的生物处理能力取决于：-Biomassamount(concentration,volumeetc)andthe-生物量（浓度，体积等）及-Biomassactivityofthebiomass-生物质的生物活性Thehigherthebiomassamount(expressedaskgVS/m3)andbiomassactivity(expressedas较高的生物量（VS/m3表示为公斤）和生物活性（表示为kgCOD/kgVS.d)thehighertheconversionrateofthereactorsystem(kgCOD/d)willbe.化学需氧量公斤/公斤VS.d）较高的转化率公斤COD的反应器系统（/d）。Biologicaltreatmentsystemscanthereforebeclassifiedinthewaythesepromote:生物处理系统，因此可以归入这些推广方式：Biomassretention(tranquillity)-生物质保留（安宁）-Biomass/wastewatercontact(mixing,turbulence)-生物质/废水接触（混合，湍流）最简单的厌氧系统是所谓的泻湖和CSTR反应器（连续StirredTankReactors).搅拌反应器）。Asthesereactorshavenospecialsludgeretentionsystemthesludge由于这些反应堆没有特别的固定系统，污泥污泥retentiontimeisequaltothehydraulicretentiontime.保留时间等于水力停留时间。Asaresultthesuspendedbiomass作为结果，悬浮微生物concentrationisverydiluteandconsequentlybiologicaltreatmentcapacityislimited.浓度很稀，因此生物处理能力是有限的。These这些systemsaremainlyappliedassludgedigestersandhardlysuitablefortreatingwastewater.系统主要用于沼气池的污泥和污水几乎适用于治疗。TheanaerobiccontactprocessisaCSTRwithanexternalseparationunittoreturnapartof厌氧接触过程是一个单位CSTR反应器与外部分离，返回部分thesludge.污泥。Mixingisdonebymeansofmechanicalagitatorsorbiogasblowers.混合方式是通过鼓风机机械搅拌器或沼气。Becauseof由于theflocculentanddilutenatureoftheanaerobicsludgethesesystemsoperateatrelatively稀释的絮状污泥和厌氧性质的运作这些系统在相对lowvolumetricloadingratesandarelesssuitableforlowconcentratedindustrialeffluentslike低容积负荷率，而且不太喜欢适合低浓度工业废水啤酒废水的方法。83 内蒙古科技大学毕业设计说明书厌氧过滤器（AF）的污泥停留载体材料的使用上应该是生物质togrow.增长Asfixationtothecarrierisoftenlimited,suspendedflocculentsludgestilllargely至于固定向承运人往往是有限的，暂停絮状污泥仍然在很大程度上contributestothecapacityofsuchreactors.有助于反应堆的能力等。此一系统的缺点是易感cloggingduetosolidsinthewastewatercausing"short-circuiting"and"dead"reactorzones因固体堵塞区废水造成的"短路"和"死"反应堆Duringthelate1970"sananaerobicreactortypecalledtheUASB(UpflowAnaerobicSludge在70年代末的一类称为厌氧UASB反应器（上流式厌氧污泥Blanket)reactorwasdevelopedandfirstlyappliedbytheDutchsugarindustry.毛毯）反应器的开发和行业应用首先由荷兰糖。IntheUASB在UASB反应reactorthewastewaterflowinanupwardmodethroughadensebedofanaerobicsludge.反应器的厌氧污泥床密集的废水流模式，通过在上升。Thissludgeismostlyofagranularnature(1-4mm)havingsuperiorsettlingcharacteristics(>这主要是污泥性质的颗粒（1-4毫米），具有优良的沉降性能（50m/h).50米/小时）。在顶部的UASB反应器所谓的三相分离器分离biomassfromthebiogasandwastewater.沼气和生物质的废水。1984年，第一次高厌氧处理厂wasforabrewerywasbuiltattheBavariabreweryandmaltingplantinTheNetherlands酿酒厂是一个建于巴伐利亚啤酒和荷兰啤酒工厂1984年以前，巴伐利亚经营一好氧活性处理厂（卡鲁塞尔型）。继续生产的增加使得有必要扩大污水处理厂的能力astheexistingaerobicplantwasnotabletocopewiththeincreasingpollutionloads.由于现有的有氧植物无法应付日益增加的污染负荷。Apilot飞行员trialwasconductedtotestthebiodegradabilityofthisrelativelydilute(1200-1700mgCOD/l)试验是测试这种生物降解性的比较稀（1200-1700mgCOD/升andcold(17-24冷（17-24oØC)wastewater.三）废水。Aftersuccessfulpilottrialsafull-scaleanaerobicUASB试点成功后审判全面厌氧UASBreactorwasbuilttopre-treatthewastewaterreducingtheloadingtotheaerobictreatment反应堆建成前减少了废水处理的好氧处理负荷plant.厂。Thereactorwasseededwithgranularsludgefromapapermillandpotatoprocessing该反应堆是接种颗粒污泥从一家造纸厂和土豆加工plantachievingCODremovalefficienciesof75-80%atdesignloadswithintwomonthstime.工厂达到设计荷载两个月的时间内COD去除率为75-80％。Afterimplementationoftheanaerobicpre-treatmentthesettleabilityoftheaerobicbiomass治疗后的厌氧实施前的生物质沉降的好氧didimprovesignificantly,resultinginamorestableoperationwithhighhydrauliccapacity.没有明显改善，产能高液压造成一个更稳定的运行。CurrentlytheUASBreactorisworld"smostwidelyappliedanaerobicreactorsystemforUASB反应器是目前世界上应用最广泛的厌氧反应器系统啤酒废水处理。EventhoughtheUASBreactorsfulfilledtheirtaskverywellformanyyears,anewgeneration即使UASB反应器完成他们的任务非常好多年，新的一代ofreactorsstartedtobecomepopularinthebrewingindustryduringthelate1990"s,namely作者的反应堆的酿造业在1990年年底开始成为流行，即扩大高塔式反应器颗粒污泥等的FB（流化床）中，EGSB反应（Bed)andtheIC(InternalCirculation)reactors.床）和IC（内循环）反应器。鉴于流化床反应器的使用fluidisedcarriermaterialforthebiomasstogrowon,EGSBandICreactorsusegranular生物流化床的载体材料上生长，EGSB反应器和IC反应器使用颗粒anaerobicsludge,identicaltoUASBreactors.厌氧污泥，UASB反应器完全相同。EGSB反应器是在UASB反应器的版本其实是一个垂直拉伸。UASBreactorsUASB反应器arecommonlybuiltwithtankheightsof4.5-6.5m,whiletheheightofEGSBandICreactors通常建有4.5-6.5米高度的坦克，而反应堆高度EGSB反应和ICare12-16and16-24respectively,resultinginanevenmorereducedfoodprint.分别是12-16和16-24，打印造成更加降低了粮食。WhereastheEGSBliketheUASBreactorseparatesthebiomass,biogasandwastewaterin而像UASB反应器EGSB反应分离的生物量，沼气和废水a1-stepthree-phase-separatorintopofthereactor,theICreactorismoresophisticatedby83 内蒙古科技大学毕业设计说明书1步三相反应器分离器在顶部时，IC反应器是由更复杂havinga2-stagedreactordesignconsistingof“twoUASBreactorsontopofeachother”.有2个阶段组成的反应堆设计“两个UASB反应器顶部的其他每个”。该lowerUASBreceivesextramixingbyaninternalcirculation,drivenbyitsowngasproduction.UASB反应器获得额外降低生产混合气体通过一个内部的循环，其驱动。Whilethefirstseparatorremovesmostofthebiogas,turbulenceissignificantlyreduced,虽然第一个分离器除去大部分的沼气，湍流明显减少，allowingthesecondseparatoreffectivelyseparatingtheanaerobicsludgefromthe从而有效地分离器分离，第二从厌氧污泥wastewater.废水。TheloadingrateoftheICreactoristypicallytwiceashighastheUASBreactor该IC反应器的负荷率通常高达两倍的UASB反应器(15-30kgCOD/m（15-30公斤的化学需氧量/米3三.d).四）。In1990theHeinekenbreweryinDenBosch,TheNetherlands,wasthe1990年，荷兰喜力啤酒在书斋博世，是firstbreweryapplyingtheICreactortechnology第一啤酒厂IC反应器技术的应用WithinthebrewingindustrytheICreactor在酿造业的IC反应器hasgainedanimportantmarketshareof41%overthelast5years(seeFigure2&3).已获得一个重要的市场份额为41％，累计过去5年。好氧处理系统Similarastoanaerobicreactorsystemsaerobicreactorsystemscanbeclassifiedintheway相似的厌氧好氧反应器系统路系统可以被归入thesereactorsarrangebiomassretentionandensureagoodcontactbetweentheaerobic保留这些反应堆安排和确保生物好氧接触良好biomassandthewastewater.生物量和废水。Figure4presentsaschematicoverviewofthemostwidely好氧污泥塘没有特殊的固定系统，而不是通常所用的treatmentofbreweryeffluentasthesesystemsdorequirelargeareasofland.啤酒废水的处理，因为这些系统都需要大面积的土地。Aslagoons由于泻湖tendtoaccumulatesolidovertheyears,thelagoonsrequiretobeemptiedafteraperiodof往往在积累多年坚实的泻湖要求成为清空后时期time.时间。Aerobicfixed-bedandmoving-bedreactorsusecarriermaterialforbiomasstogrowon.好氧固定床和移动床反应器的生物材料载体上生长。Thesesystemsdonotretaininletsuspendedsolidsandarethereforemostlyusedaspre-这些系统不保留进水悬浮物，因此大多用作前，treatment厌氧过滤器一样，好氧固定床反应器容易堵塞的duetosolidsinthewastewaterorgrowthofbiomass.由于废水中固体物质或增长。此外，如果是没有强制通风appliedthesesystemsareknowntocausepossibleodouremissionsduetoinsufficient应用这些系统是众所周知的原因可能由于没有足够的气味排放oxidation.氧化。Movingbedreactorsoftenhavearelativelyhighenergy-consumptionandsludge移动床反应器通常有一个相对较高的能量消耗和污泥生产。活性污泥法是最常见的和广泛应用好氧处理技术ofindustrialeffluent.工业污水。Thetechnologyisbasedonanaeratedreactorwithsuspended该技术是基于悬浮曝气反应器flocculentaerobicsludge,mixedbyaeratorssupplyingthenecessaryoxygen.好氧絮状污泥，必要时氧气混合曝气机供应。除了compressedairoroxygen,mechanicalaeratorssprayingthewaterintotheatmospherecan压缩的空气或氧气，大气中水进入曝气机械喷涂可beusedforoxygensupply.用于氧气供应。一种外部重力沉淀池污泥分离后followstheaeratedbasins.遵循气盆地。Thedecantedaerobicallypurifiedeffluentisdischarged,whilethe转自净化污水的好氧解除，而settledaerobicsludgeisreturnedtotheaerationbasin.解决好氧污泥返回到曝气池。Excessaerobicsludgeisoften好氧污泥往往是过剩dewateredandputtolandfill.脱水后，把垃圾填埋场。Ifrequiredtheaerationtankset-upcanbemodifiedallowingfor如果需要的曝气池设置允许可以修改脱氮（硝化和反硝化作用）。Useofactivatedsludgesystemsallowsfor使用活性污泥系统允许effluentdischargetoriversandlakes.污水排放到河流和湖泊。83 内蒙古科技大学毕业设计说明书最近所谓的空运反应器已经制定出来。在气升式反应器的water/sludgemixtureisintensivelycirculatedoverinternalcylinder(s)bymeansofanairlift水/污泥混合物正在加紧对内部传阅缸（s）的空运方式一createdbytheairsuppliedbycompressors.建立由压缩机提供的空气。Whereastheactivatedsludgesystemoperates而活性污泥系统运行withflocculentaerobicsludge(commonly3-6TSSg/l)theairliftreactoroperateswithhighly与好氧絮状污泥（通常3-6技术支持服务克/升）的空运反应堆运行高度concentratedgranularaerobicsludge(20-40gTSS/l).好氧颗粒污泥浓缩（20-40/升克TSS）规范。由于这些较高的污泥concentrations,airliftreactorscanoperatewithmuchhighervolumetricloadingratesupto5-浓度，空运反应堆可以操作高得多的容积负荷率可达5-10kg/m10公斤/米3研发，而传统的活性污泥系统通常被装载在大约1-2kg/m3.d.kg/m3.d。由于年龄的硝化作用的结果，长气升式污泥颗粒污泥反应器(oxidationoforganic-NandNH（氧化有机-N和NH4tonitrate)isensured,achievingvaluesoflessthan10mg/l为硝酸盐）的保障，实现毫克值小于10/升soluble–N.可溶性-N的。Airlift-reactorswithanintegrateddenitrificationunit(convertingnitratetonitrogen气升式反应器具有集成脱硝装置（转换硝酸盐氮gas)havebeendevelopedandappliedonbreweryandmaltingeffluent气）已制定和污水应用于啤酒厂和啤酒3,4.Nitrogen氮conversionratesof1-2kgNH4-N/m3.dareobtained.公斤NH4-N/m3.d转换率得到1-2。Airlift-reactorsallowbrewerysolidsto气升式反应器对固体允许啤酒厂passtroughthesystem,whileretainingthegranularbiomass.通过槽系统，同时保留了颗粒污泥。Noaccumulationofkieselguhr,硅藻土没有积累，spentgrainsorotherbreweryby-productsisobserved.用谷物或副产品的其他啤酒的观察。为了满足严格的排放limitsforsurfacewater,aDAF(DissolvedAirFlotationunit)canbeplacedaftertheairlift-水限制了表面，渔农处处长（溶气气浮装置）后，可放置在空运reactorallowingremovaloffinesuspendedsolidsasalsonitrogenandphosphorous反应器允许罚款悬浮物去除氮和磷的还Thefirstairlift-reactor(typeCIRCOX第一空运反应器（类型CIRCOX)inthebrewingindustrywasappliedattheGrolsch业）在酝酿了施加在贺尔喜breweryinEnschedeintheNetherlandsin1996啤酒厂于1996年在荷兰的恩斯赫德1AthistreatmentplanttheCircoxactsas在他处理厂的Circox作为post-treatmentofanaerobiceffluentfromananaerobicICreactorensuringanodourfree后废水厌氧处理从IC反应器厌氧确保一无异味dischargeintothemunicipalsewer.排入市政下水道。In1999thefirstdenitrifyingCircoxreactorwasappliedon1999年，第一反硝化反应器应用于Circoxbrewerywastewatertreatinganaerobicallypre-treatedeffluentfromananaerobicIC-reactor.啤酒废水厌氧处理前处理后的废水厌氧集成电路从反应器。TheeffluentfromtheCircoxissubsequentlytreatedinaDAFunitforenhancedremovalof该Circox污水处理从其后在DAF的单位加强拆除solidsandCOD.固体和化学需氧量。Similarsystemshavebeenappliedformaltingeffluent.类似的系统已用于啤酒废水。厌氧处理的优势-以无锡市为例Inthisparagraphatheoreticalcalculationexampleispresented.在这一段的理论计算实例。Itshouldbestatedthatthe应当指出，mentioneddataareforindicativecomparisonpurposesonly.上述数据是指示性比较之用。这些数据是简化和mightnotbeapplicableforotherbrewerieswithoutmodification.未必适用于不加修改其他啤酒厂。Theexampleisbasedonbrewerywithanannualbeerproductionof1,000,000hl,operating5这个例子是基于对啤酒一年度100万hl啤酒生产，经营5days/week,havingawatertobeerratioof7hl/hland15%lossofwater,thewastewater天/周，有水，啤酒废水的比例为7升/HL和15％的亏损水，productionisestimatedtobearound2000m3/d.产量估计在2000立方米/天一种可生物降解的废水COD的有of3000mg/land250mg/lofinertsolids.3000毫克/升和250mg/L的固体惰性。啤酒废水的比例计算为approximately0.51m3/hlbeerandspecificCODproductionamountsapproximately1.53kg约0.51m3/hl啤酒生产量和具体的化学需氧量约一点五三公斤COD/hlbeer.化学需氧量/氢氧啤酒。Theexampleiscalculatedforthecaseeffluentqualityhastocomplywith这个例子是质量计算的话污水必须符合stringentsurfacereceivingwaterstandards.地表水标准严格接收。83 内蒙古科技大学毕业设计说明书污水处理厂三个替代的考虑：(1)completeaerobictreatmentwithactivatedsludge,（1）完成与活性污泥好氧处理，(2)combinedanaerobic/aerobicwithIC-reactorandactivatedsludgeand（2）复合式厌氧/好氧与IC反应器和活性污泥(3)combinedanaerobic/aerobicwithIC-reactor,CIRCOXairlift-reactorandDAF（3）复合式厌氧/好氧与IC反应器，CIRCOX气升式反应器和DAF完整的好氧污水处理厂（活性污泥）包括一个屏幕（固体清除）,缓冲罐，一曝气池，沉淀池，污泥浓缩机，以及污泥脱水装置.合并后的厌氧/好氧厂由一个屏幕上，一个缓冲池，调节池,厌氧IC反应器，一曝气池，一池，污泥浓缩及污泥dewateringunit.脱水装置.选项范围的IC/CIRCOX/DAF也是类似复合式厌氧/好氧替代方案，但交流和澄清曝气池气升式反应器的Circox渔农处处长为一单位。污泥浓缩机不需要为气浮污泥已经从集中（约10％）。生产Energyrequirementsandproduction能源需求和生产Basedona100%removalefficiencyintheaerobictreatmentplantandanestimatedspecific基于对好氧处理厂100％的去除效率，估计在特定曝气曝气能耗的0.7化学需氧量，具体千瓦时（2.52兆焦耳）每公斤植物能源消费量为1.53kgCOD完整的有氧/氢氧×0.7=1.07千瓦时/氢氧=3.9兆焦耳/氢氧啤酒。纠正的废水剩余的能源需求理厂（抽水，混合等）约0.7兆焦耳/氢氧总能量需求估计为4.6兆焦耳/氢氧。假设曝气能量的COD的去除率在厌氧反应器的80％，联合厌氧/好氧选项只有20％，好氧处理，该完成植物达0.78兆焦耳/氢氧。消费剩余能量的经修正的总能量成为消费约1.5兆焦耳/氢氧。3methane,thespecificenergyproductionthroughbiogasis0.43x32=13.8MJ/hl沼气，沼气生产，通过具体的能源为0.43×32=13.8兆焦耳/氢氧啤酒。产生的沼气可用于焚烧锅炉的蒸汽动力也代燃气发动机。如果使用沼气，以取代化石燃料的能源可节省多达8％的现代化啤酒厂的能源需求（约170兆焦耳/HL）的。很显然，在申请厌氧治疗一个积极的能量平衡（净能源生产）的实现。厌氧出水治疗有助于建立一个更可持续的整体啤酒业务。83 内蒙古科技大学毕业设计说明书Energyrequirementsandproduction能源需求和生产Basedona100%removalefficiencyintheaerobictreatmentplantandanestimatedspecific基于对好氧处理厂100％的去除效率，估计在特定曝气曝气能耗的0.7化学需氧量，具体千瓦时（2.52兆焦耳）每公斤植物能源消费量1.53kgCOD完整的有氧/氢氧×0.7=1.07千瓦时/氢氧=3.9兆焦耳/氢氧啤酒。纠正的废水剩余的能源需求理厂（抽水，混合等）约0.7兆焦耳/氢氧总能量需求估计为4.6兆焦耳/氢氧。假设曝气能量的COD的去除率在厌氧反应器的80％，联合厌氧/好氧选项只有20％，好氧处理，该完成植物达0.78兆焦耳/氢氧。消费剩余能量的经修正的总能量成为消费约1.5兆焦耳/氢氧。3methane,thespecificenergyproductionthroughbiogasis0.43x32=13.8MJ/hl沼气，沼气生产，通过具体的能源为0.43×32=13.8兆焦耳/氢氧啤酒。产生的沼气可用于焚烧锅炉的蒸汽动力也代燃气发动机。如果使用沼气，以取代化石燃料的能源可节省多达8％的现代化啤酒厂的能源需求（约170兆焦耳/HL）的。Itisclearthatwhenapplyinganaero在申请厌氧治疗一个积极的能量平（净能源生产）的实现。厌氧出水治疗有助于建立一个更可持续的整体啤酒业务。污泥生产一般好氧活性污泥系统生产厂（延时曝气）像Ingeneralaerobicplants(extendedaeration)liketheactivatedsludgesystemproduce数量较大的TS剩余污泥为公斤左右0.1-0.25每公斤COD的去除。过量使用颗粒污泥污泥处理厂生产的厌氧一般只占0.01-0.03公斤的TS每公斤COD的去除。在效率案件80％的COD去除率在厌氧好氧系统中的植物量后产生的生物固体减少有一个因素。考虑到以固体惰性啤酒厂联合厌氧/好氧治疗已减少）总污泥看到生产中的例子，50％除了经常在减少污泥量，污泥的质量有氧improves.改善。厌氧预处理不存在易降解碳水化合物intheaerobicreactorinlet.在好氧反应器入口。其结果是造成细菌数量膨胀的丝状在活性污泥厂污泥，显着降低。这将导致一种改进好氧污泥的沉降，因此A和安全运行的更加稳定活性污泥厂。83 内蒙古科技大学毕业设计说明书最后，由于较高的矿化有氧级脱水厌氧污泥处理前从活性污泥处理厂后往往没有更好的比厌氧预处理。在这个例子中厌氧颗粒污泥的产量估计约为1,53公斤化学需氧量/氢氧×80％×0.02kgTS/kgCOD=0.02kgTS/氢氧。而好氧剩余污泥需要脱水和成本因素是关于处理和处置，剩余污泥厌氧颗粒污泥厌氧厂采用无需进一步处理，并一积极的商业价值。厌氧污泥可以保存一个活动的时间延长无重大损失。厌氧污泥颗粒过剩，因此可以储存安全备份的案件灾难。Spacerequirement所需空间Usingcombinedanaerobic/aerobictreatment(IC+activatedsludge)insteadofcomplete采用复合式厌氧/好氧处理（集成电路+活性污泥），而不是完整的aerobictreatmentalreadyresultsinanevensmalleroverallfootprintastheorganicCODload好氧处理结果足迹已经作为有机COD负荷在一个更小的总体厌氧处理后已大大减少曝气池体积可小。活性污泥处理厂和UASB反应器是当今内置矩形米混凝土罐壁高度分别盆地与4-5和4-6,5。厌氧反应器集成电路和有氧Circox反应堆建于身材修长的钢罐与16-24高地分别与10-18米。坦克的使用和空调的高钢罐中的缓冲区Circox结合脚IC和允许打印甚至进一步减少了缓冲和电抗器高层钢结构罐体允许非常紧凑的污水处理厂的设计，这是非常合适的啤酒厂在城市建设方面为小空间可用。CONCLUSIO结论Anaerobictreatmentisawidelyappliedmethodfortreatmentofbreweryeffluent.厌氧处理啤酒废水是一种应用广泛的治疗方法。Combinedanaerobic/aerobictreatmentofbreweryeffluenthasimportantadvantagesover复合式厌氧/好氧处理啤酒废水具有重要的优势超过完整的好氧处理，特别是关于：一个积极的能量平衡，减少（生物）污泥产量低空间要求和重要（Recentdevelopmentoftallslenderanaerobic(IC)andaerobic(airlift)reactorsallowsfor（（（99反应器的最新发展，身材修长厌氧（IC）和好氧允许空运）极端紧凑的污水处理厂的设计还能满足表面严格的要求水质。83 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