石家庄某啤酒厂8000m3d啤酒废水处理设计方案doc.docx

石家庄某啤酒厂8000m3d啤酒废水处理设计方案doc.docx

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石家庄某啤酒厂8000m3d啤酒废水处理设计方案doc

石家庄某啤酒有限责任公司

8000m3/d啤酒废水处理

设

计

方

案

河北某环境科技发展有限公司

2009年5月

1、工程概述

石家庄某啤酒有限责任公司是河北省大型啤酒骨干企业，该企业年生产20万吨啤酒，在2000年就已建成日处理废水能力4200m3/d污水处理站。

经处理站处理后的废水达到《污水综合排放标准》（GB8978-1996）中的二级排放标准。

为提高产品质量和市场占有率，公司计划将啤酒生产能力扩大到40万吨，日排水量8000吨，啤酒废水处理站需要新建，并要求处理后的废水达到《啤酒工业污染物排放标准》（GB19821-2005）的排放标准，以消除污染，保护环境，造福人民。

2、设计依据及原则

2.1设计依据

2.1.1《啤酒工业污染物排放标准》（GB19821-2005）

2.1.2《生活饮用水卫生标准》（GB5749-1985）

2.1.3《污水排入城市下水道水质标准》（GB3082-1999）

2.1.4《恶臭污染物排放标准》（GB14554－93）

2.1.5《室外排水设计规范》（GBJ14-87）

2.1.6《地表水环境质量标准》（GBZB1-1999）

2.1.7《城市噪音标准》（GB12348-1990）

2.1.8《给排水设计手册》

2.1.9厂家提供的污水处理设计文件要求

2.2设计原则

2.2.1贯彻执行国家环境保护政策，按照国家有关法规、规范及标准进行设计；

2.2.2工艺流程选择要充分考虑企业的自身情况，要根据进水水质和出水的要求，选择先进的处理工艺、处理效果稳定、可靠、操作管理简单、节能，利用现有场地考虑减少并能工程投资和运行费用低;

2.2.3先用国内先进、高效节能、性能可靠、运行管理方便的设备，提高自动化程度、减少维护工作量，减轻操作人员的劳动强度；

2.2.4设计中充分考虑防止二次污染，噪音低，无异味，不影响周围环境；

2.2.5废水处理站布置力求美观，布局合理，功能齐全。

在便于施工安装和维修的前提下，使处理构筑物尽量集中，布置紧凑，节约用地，保证有一定的绿化场地。

3、设计参数

3.1进水水量

根据厂方提出的数据，设计进水水量为8000m3/d，即335m3/h

3.2进水水质

根据厂方提供的数据，废水水质如下：

CODCr：

1174－2378mg/LBOD5：

1300-1500mg/L

SS：

265－564mg/L

3.3出水水质

根据厂方要求，生产废水经处理后达到《啤酒工业污染物排放标准》（GB19821-2005）的标准：

CODCr≤80mg/LBOD5≤20mg/L

SS≤70mg/LPH：

6－9

4、啤酒废水处理工艺设计

4.1工艺选择

啤酒废水属于高浓度有机废水，COD浓度高，但所含有机物生化性较好，BOD5/COD的比值一般均大于0.5，且不含其它有害或抑制微生物生长的物质，目前，国内同类企业均采用以生化为主的工艺进行处理，可取得较好的净化效果。

在采取的生化处理中，具体工艺路线可分为两类：

一是“厌氧＋好氧”工艺，二是“水解酸化＋好氧”工艺。

在以上工艺中，厌氧是处理高浓度有机废水的有效方法，目前应用广泛，特别是新型、高效厌氧反应器的开发利用，反应器的运行负荷及均化效果均有明显提高，另外厌氧处理还可以回收沼气作能源。

因此，采用厌氧法处理有机废水越来越受到国内外的重视。

但是由于厌氧发酵中产生的乙酸、CO2及氢被甲烷菌合成为甲烷气体。

最终废水中残存着一些难以生物降解物质，这些物质直接用好氧生物降解，水力停留时间再长（指工程上能承受的），也很难使废水的出水达到一级标准，随着排放标准的提高，单纯的厌氧加好氧工艺已经不能满足新的排放标准，有机污水在好氧生化处理前，先经生物水解（在兼性微生物作用下水解和酸化）处理，可使大分子有机污染物小分子化、非溶性有机物水解为溶解性物质、使难生物降解物质转化为易生物降解物质，提高污水的可生化性，为后续好氧处理创造良好的生化条件。

因而提高了整个污水站的COD、BOD5去除率。

水解酸化按其功能是提高废水可生化性的一种预处理手段，污染物通过水解由复杂的大分子变为生化性能较好的小分子。

因此本方案采用“预处理+厌氧+酸化水解+好氧”为主的处理工艺，取代现有的“水解——好氧”处理工艺。

厌氧选用先进的IC厌氧工艺，IC厌氧反应器是继UASB之后的一种新型厌氧反应器，其容积负荷可达到20KgCOD/m3.d以上，我们研发的IC反应器采用了旋流（EDDY）布水和旋流气、液分离技术，故又称为EIC厌氧反应器。

众所周知，厌氧消化速率取决于污泥浓度和传质性能。

产气负荷和水力负荷既是强化传质的重要因素，也是造成污泥流失的根本原因，在厌氧消化过程中，为了使污泥与有机物充分的混合与接触，需要较大的产气负荷和水力负荷，但另一方面，为了避免污泥流失，又必须将产气负荷和水力负荷控制在一定的水平，这一矛盾在EIC反应器上得到了较好的解决。

EIC反应器由于有了内循环装置，能把造成污泥抬长升和流失的沼气势能（高产气负荷）转变成能强化传质的水力搅拌的动能（高水力负荷），这即减轻了污泥流失，又强化了传质，正是由于内循环装置改变了“产气负荷”、“水力负荷”的作用方向，在高负荷下能避免污泥的流失，实现了“高负荷与污泥流失相分离”，从而使EIC具有较高的有机负荷。

所谓水解酸化，就是将废水中成分复杂的有机污染物在兼气菌的生化作用下，将大分子物质分解成小分子物质，进行“粗粮细作”，为微生物提供合适的营养物质，最大限度地利用其生化效果，提高废水的净化效率。

本池分为两格，各池内的微生物菌群不尽相同，对废水中有机物水解酸化的效果和途径不太一样，但水解酸化的目的是相同的。

本单元是处理工艺的技术关键之一，只有水解酸化的目的达到了，才能有效地保证微生物的高效去除效果。

此时的COD去除效率为30%左右。

好氧处理是生化处理的关键设施之一，好氧处理单元采用生物接触氧化法。

生物接触氧化与活性污泥法相比，单位体积的池容中有更多的生物量，所以处理效率高，耐各种冲击能力强，停留时间短，不会发生活性污泥法中容易出现的污泥膨胀问题，省去污泥回流系统，降低了运行费用，便于操作管理等优点。

4.2工艺流程

本设计工艺流程如下所示：

生产废水（350m3/h）

泵

风机泵

图２.３－１：

废水处理系统工艺流程框图

4.3工艺特点

4.3.1能减少动力消耗，降低处理成本。

为降低啤酒废水的处理成本，我国啤酒废水处理工艺经历了从“好氧——好氧”（两级好氧）到“水解——好氧”，再到“厌氧——好氧”的发展过程。

用厌氧方法去除等量的BOD所需的电耗只需好氧处理的1/8，故采用“厌氧——好氧”处理工艺动力消耗最少，处理成本最低。

4.3.2能减少耗氧处理负荷

厌氧处理啤酒废水COD去除率可达到80%，经厌氧处理后，进入好氧处理系统的COD只有未经厌氧处理时的1/4，从而为现有的好氧处理设施预留了充足的处理能力。

4.3.3可减少污泥处理费用

好氧污泥生成量大，而且不稳定，需要再处理。

而厌氧污泥生成量只有好氧污泥量的1/3，从而可以减少污泥处理费用。

厌氧污泥还可直接作有机肥，符合生态学要求。

4.3.4可生产沼气，充作能源

日处理8000吨COD为2300mg/l的啤酒废水，通过厌氧可产生沼气6000m3反应器/d，用于烧锅炉，每天可节省6吨原煤，用于发电，每天可发电1万kw.h。

4.3.5采用了先进的IC厌氧工艺

在啤酒废水厌氧处理中，大多采用UASB厌氧工艺，其容积有机负荷只能达到6kgCOD/m3d。

IC厌氧反应器内部有一个依靠自身产生的沼气来驱动的内循环系统。

这个内循环系统使IC反应器内既能保持较高的污泥浓度，又能通过提高水力负荷来提高传质速率。

故有机负荷可达到20kgCOD/m3d以上，处理效率很高，是UASB的3—4倍。

IC反应器的容积只需UASB的1/3—1/4。

除此之外，IC反应器还具有以下特点：

（1）、造价低，以处理等量的废水相比较，IC的造价只有UASB的65%；

（2）、占地面积少，占地面积只需UASB的1/3；

（3）、出水水质好，由于IC是在颗粒污泥条件下运行，厌氧出水中不含污泥。

故出水水质好，对好氧处理十分有利；

（4）、抗冲击负荷能力强，运行稳定，便于操作管理

5．处理设施与设备

5.1主要处理设施与设备

5.1.1预处理系统

由于在清洗回收酒瓶的过程中需要用过氧乙酸、过氧化锌和双氧水。

过氧乙酸易燃，具爆炸性，具强腐蚀性、强刺激性，可致人体灼伤。

对眼睛、皮肤、粘膜和上呼吸道有强烈刺激作用。

吸入后可引起喉、支气管的炎症、水肿、痉挛，化学性肺炎、肺水肿。

接触后可引起烧灼感、咳嗽、喘息、喉炎、气短、头痛、恶心和呕吐。

过氧化锌助燃，具刺激性。

对鼻、喉及呼吸道有刺激性，引起咳嗽和胸部不适。

特别是在少量水的润湿下，与可燃物的混合物在轻微的碰撞或摩擦下会燃烧。

遇低级醇和水起化学反应而分解。

急剧加热时可发生爆炸。

水溶液为碱性腐蚀液体。

对眼有刺激性。

口服引起恶心、呕吐。

且会影响后续的厌氧好氧处理，需做预处理。

过氧乙酸加入硫代硫酸钠生成单质硫，考虑格栅和微粒机处理。

过氧化锌在150℃时开始分解释放出氧气。

预处理池

有效容积：

96m3

①集水井

废水从生产车间排出后，先进入集水井。

集水井内安装带自清洗功能的机械格栅，以除去大块杂物，集水井内并安装1台液位计，并可产生高位报警，有效容积：

48m3。

机械格栅（e=20mm）

型号：

SGL-1000

数量：

1台

主要参数：

栅宽：

1.0m，栅间距：

20mm。

②调节池

废水停留时间为5.7小时，有效容积1920m³，内设加温池，起均衡水质（COD、BOD、温度、PH）和水量的作用。

废水从集水井泵入调节池前，先经过安装在调节池上方的旋转滤网，以除去细小悬浮物（麦皮、标签）和固形物（碎玻璃、砂子）而后流入调节池。

旋转滤机2台（e=5mm）

型号：

It-2-ROO

5.1.2厌氧处理系统

厌氧的负荷比较高，同时可以把一些大分子物质转化为小分子，对接下来的好氧阶段有好处，但由于厌氧的去除率不是很高，出水不能直接排放，一般不单独使用，与好氧处理系统配合使用。

进水COD：

2300mg/l

出水COD：

≤350mg/l

COD去除率：

〉85%

厌氧污泥产量：

400kg/d

沼气产量：

6000m³/d

采取IC厌氧工艺具有以下特点：

（1）处理技术先进，能确保达到排放标准。

（2）工程投资少，总投资只需474.75万元—538.05万元。

（3）占地面积小，无须增加新的建设用地。

（4）工程建设周期短。

（5）操作、管理方便。

采取UASB厌氧工艺具有以下特点：

与同类的UASB相比：

（1）容积有机负荷高，可以达到8公斤以上；

（2）能在颗粒污泥条件下运行，厌氧出水中不带污泥，出水水质好；

（3）占地面积小，造价低。

③调温池240m³

调温池对进入IC反应器的废水COD和温度进行调节，以保证其恒定，池内可配备蒸汽加热管，只需在水温低于28度以下时进行调温。

④IC厌氧反应器1600m³

IC反应器直径为10m，高度为20m，总容积为1600m³需1台，为严格控制IC的进水量，IC安装1台电磁流量计。

IC反应器必须在颗粒污泥条件下运行，IC需接种颗粒污泥350吨。

停留4.8小时。

IC进水泵2台

数量：

2台（1用1备）

流量：

Q=360m3/h

扬程：

H=26m

功率：

N=45kw

电磁流量计1台

5.1.3兼氧处理系统

酸化水解池：

内设组合填料.微孔曝气。

有效容积：

1080m3

停留3h

进水COD460mg/l

出水COD300mg/l

5.1.3好氧处理系统

经厌氧池处理后的啤酒废水，其可生化性已得到较大提高，水中难生物降解的有机物已水解为容易被生物降解的有机物。

在生物接触氧化池内，有机物会大幅度去除。

生物接触氧化池有如下特点：

（1）对污染物去除率高，抵抗污泥膨胀能力强，出水水质稳定可靠。

（2）生物接触氧化工艺实现了反应器污泥龄（SRT）和水力停留时间（HRT）的彻底分离，设计、操作大大简化。

（3）生物接触氧化工艺的截留作用避免了微生物的流失，生物反应器内可以保持高的污泥浓度，从而提高了体积负荷，降低了污泥负荷。

（4）由于污泥龄（SRT）很长，生物反应器又起到了污泥消化池的作用，从而显著减少了污泥产量，污泥处理费用。

（5）由于生物膜的截流作用，使污泥龄（SRT）延长，营造了有利于繁殖缓慢的微生物，如硝化细菌的生长环境，可以提高系统的硝化能力，同时有利于提高难降解大分子有机物的处理效率。

（6）生物接触氧化工艺的活性污泥不会随出水而流失，在运行中，活性污泥会随进入有机物浓度的变化而变化，并达到一种动态平衡，从而使系统具备了出水水质稳定和耐冲击负荷能力强的特点。

进水COD300mg/l

HRT5小时

容积负荷0.83kgCODm³/d

出水COD＜80mg/l

生物接触氧化池容积1620m3，采用钢筋砼结构，内设立体弹性填料，填料高度3.0m，池底布置曝气系统，曝气器采用曝气软管，以利防腐。

⑤接触氧化池1620m³，停留5h

罗茨风机

型号：

NSR200

数量：

2台，

气量：

47m³/min风压：

5m功率：

75KW

内设组合填料.微孔曝气。

⑥二沉池

有效容积：

480m³

生物接触氧化池中生物填料上的生物膜经过一段时间生长后将会不断老化脱落，不断更新。

脱落的生物膜随出水进入一沉池进行泥水分离，沉淀分离出的污泥部分利用气体回流器回流至生物接触氧化池中补充流失的污泥，剩余污泥进入污泥池。

选用竖流式斜管沉淀池，设气提回流器2台。

5.1.4污泥处理系统

⑦污泥浓缩池

有效容积：

240m³

每天从IC反应器中新生颗粒污泥约400kg。

接触氧化池产生好氧剩余污泥约250kg，共计650kg。

⑧加药系统

污泥机械脱水时需投加絮凝剂以改善污泥脱水性能，每天处理0.65吨干污泥需消耗絮凝剂PAC:

50kg、助凝剂PAM:

3kg（干粉）。

⑨带式污泥压滤机1台

浓缩污泥加入絮凝剂后送入带式压滤机浓缩脱水，压滤污泥含水量72%，每天产生污泥量2.3吨，该污泥可外运做肥料使用。

5.1.5沼气利用系统

⑩沼气稳压柜30m³

沼气可烧锅炉、发电或烘干酒糟，建一个30m³的沼气气柜，主要是起稳压作用。

本方案采用沼气发电工艺。

沼气利用设备：

沼气发电设备

六电气与自控仪表

6.1设计范围

本设计范围从污水处理站配电柜进户线接线点始，至污水处理站出水为止的全部电气、自控设计、室内照明及进户线设计。

6.2设计依据及执行标准

✧系统用电设备种类、负荷、控制需求资料及平面布置图。

✧系统运行自动控制需求

✧《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》（GB50058—92）

✧《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》（GB50062—92）

✧《低压配电设计规范》GB50054-95

✧《通用用电设备配电设计规范》GB50055-93

✧《建筑电气安装工程施工质量验收规范》GB50303-2000

✧《民用建筑电气设计规范》JGJ/T16-92

✧《供配电系统设计规范》GB50052-95

✧《自动化仪表安装工程质量检验评定标准》GBJ131-2001

6.3电气设计

6.3.1供电电源

本污水处理站负荷等级为三级，电源电压为220V/380V，三相五线制。

6.3.2用电负荷

用电设备为水泵、风机及板框压滤机等，用电电压为380伏，装机总容量为256kw，运行容量为136kw。

6.3.3电缆敷设

污水处理站内电缆敷设采用电缆桥架方式，桥架至设备穿管敷设。

6.3.4照明系统

仪表间（操作间）照度：

150LUX。

设备间照度:

100LUX。

污水处理站内应配备工作时间不小于20分钟的自带蓄电池的应急照明灯具，以备急需。

6.3.5防雷及接地

主配电柜进线处重复接地，接地电阻不大于10欧姆，站内电气设备正常不带电的金属外壳均进行可靠接地。

主接地线采用-40×4镀锌扁钢，接地支线采用-25×4镀锌扁钢，设备保护接地线采用-12×4镀锌扁钢，接地极采用长2.5米φ50mm镀锌钢管。

接地线连接采用焊接方式，并刷防腐漆。

6.4自控设计

污水站的自控系统主要是调节池污水提升泵的水位自控，设置了低液位自动停泵，中、高液位自动开泵，设备为自动附有手动控制备用，水泵、风机和消毒设备实现联动。

污水处理设备采用集中控制，能够完成以下功能：

a、实现对设备的自动控制与手动控制；

b、实现对设备的自动与手动控制的转换；

c、设备故障的声光报警。

七、供、排水说明

7.1给水

废水处理配药、设备间地面冲洗用水，操作工生活用水，由自来水提供。

用水量3m3/d左右，由厂区自来水管网提供，剩余压头不低于0.10MPa。

另外当废水水量不足时清水池由自来水补充。

7.2排水

废水处理站内生产、生活排水经排水收集系统收集后，自流至本废水处理站调节池，和厂区综合废水一并处理。

排水量（生活用水、地面冲洗水等）5m3/d。

在调节池前或一级提升泵后增加超越管线，当后续工艺发生重大事故时直接排入污水管网。

八、防腐涂漆措施

8.1管道防腐

a.所有钢管、钢管件及管道支架（不锈钢除外）涂漆前均需对外表面进行彻底处理，达到除锈Sa2.5级，除锈后钢材表面应无可见的油脂、污垢、氧化皮、铁锈和油漆层等附着物，任何残留的痕迹，应仅是点状或条状的轻微色斑。

b.埋地钢管外壁防腐采用环氧煤沥青涂料，底漆-面漆-玻璃布-面漆-玻璃布-面漆-面漆。

c.明敷钢管及管支架采用外涂环氧煤沥青底漆一道，环氧环氧煤沥青面漆二道。

d.明敷管道表面涂色环，区别管道输送的介质，应在不同介质的管道表面涂不同颜色的油漆或色环。

公称直径小于150mm的管道，色环宽度为30mm，间距为1.5—2m；公称直径150--300mm的管道，色环宽度为50mm，间距为2—2.5m；公称直径大于300mm的管道，色环宽度和间距适当加大。

双色环的两色环之间的距离等于色环的宽度。

e.管道的防腐必须先进行样品试验，试验时应邀请业主代表到场，并经业主代表确认合格后方可作防腐施工。

8.2固化剂的采用

a.当施工时平均气温10℃以上时采用常温快干固化剂，日平均气温接近0℃时，采用低温快干固化剂。

b.底漆、面漆与固化剂混合均匀后需放置30min，熟化后方能使用在25℃时，混合后须在8h内用完，在10℃时须在10h内用完，以免失效。

c.稀释剂用来调节底漆或面漆粘度，原则上对刚开桶的环氧煤沥青漆不添加稀释剂，只有在施工气温过低，油漆粘度增大，难涂刷时，才允许调入少量稀释剂，其重量不得超过油漆的3%。

8.3具体防腐施工方法应严格遵照产品说明进行操作，保证工程质量。

九．工程投资估算

9.1土建（地下）工程预算表

序号

名称

容积

单位

单价（万元）

总价（万元）

备注

1

预处理池

96

m3

0.08

7.68

2

集水池

48

m3

0.08

23.84

3

调节池

1920

m3

0.08

153.6

4

酸化水解池

1080

m3

0.08

86.40

5

接触氧化池

1620

m3

0.08

129.6

6

二沉池

960

m3

0.08

76.80

7

污泥浓缩池

240

m3

0.08

19.20

8

综合用房

300

M2

0.10

30.00

9

设备基础

10.00

10

零星土建

3.00

合计

530.12万元

9.2各种设备预算表

序号

设备名称

型号规格

单位

数量

单价（万元）

总价

（万元）

1

机械格栅

e=20㎜

台

1

10

10

2

微滤机

It－2－ROO

台

2

5

10

加药系统

套

2

5.5

11

3

蒸汽加温器

套

3

3.5

10.5

4

IC厌氧反应器

φ10mH=20m

座

1

500

500

5

提升泵

150DFWQN－435B

台

2

3

6.00

6

污水泵

250DFWQN－435B

台

1

8

8.00

7

罗茨风机

台

2

12

24

8

气体回流器

LT－60

台

2

2.4

4.8

9

高效生物填料

φ150×4

m3

3600

0.04

144

10

斜板填料

m3

240

0.06

14.4

11

微空曝气管

φ6.25

m

1800

0.03

54（含配料）

12

流量计

台

3

3

9

13

管道阀门

批

1

30

30

14

电控系统

套

1

10

10

15

填料架

套

1

50

50

16

带式脱水机

台

1

20

20

17

沼气罐

个

1

8

合计

923.7万元

9.3工程投资总汇表

序号

分项内容

总价（万元）

备注

1

土建费

530.12

2

设备费

923.70

3

设计费

70.29

4

管理、监理费

10

5

运输安装费

43.67

6

调试培训费

23.42

7

税费

96.67

总计

1697.87

说明：

本报价不含沼气发电部分报价。

颗粒污泥和活性污泥菌种由厂家负责购买，我们指定购买地方。

整个工程总投资为：

1697.87万元人民币，其中土建费用为530.12万元，设备费用923.70万元。

十．沼气利用效益分析

10.1烘干啤酒糟

10.1.1日生产费用

日产干糟40吨

（1）用电费用：

（按0.5元/度计算）。

136kw×0.6（用电系数）×24h×0.5元/度=979元/日

（2）原料费用：

（按湿糟90元/吨计算）。

40吨×4.2×90元/吨=15120元/日

（3）包装费用（按25kg/袋、0.7元/袋计算）：

40吨÷25kg/袋×0.7元/袋=1120元/日

（4）人工费用（按每日30元/人计算）：

每班需要4人，三班需要12人，

12人×30元=360元/日

（5）沼气费用：

不计

（6）蒸汽补充费用：

（按每吨蒸汽80元计算）。

日需补充蒸汽费用15吨×80元=1200元/日

（7）日生产投入费用总计：

18779元

10.1.2日销售收入（按燕京啤酒集团2006年平均销售价格1150元/吨计算）：

45T/日×1150元/T=51750元/日。

10.1.3日利润

销售收入-生产投入费=51750-18779=32971元/日

10.2沼气发电

10.2.1工程投资

（1）发电机组96万元

（2）稳压气柜1万元

（3）发电机房2万元

（4）其它5万元

合计：

104万元

十一．运行费用

11.1动力费：

136×0.5／8000=0.01元／m3

11.2药剂费：

50×3+3×25／8000=0.03元／m3

11.3运行费：

0.03+0.01=0.04元／m3