常州某啤酒废水处理设计的方案

1.1 概况

常州某啤酒有限公司计划建设年产20万吨啤酒生产设施。由于啤酒在生产过程中排出大量的有机废水，直接排放将造成对周围环境的严重污染。为贯彻执行“三同时”，保护环境，消除污染，常州某啤酒有限公司拟配套实施废水处理工程，对啤酒生产中排出的混合废水集中收集处理后达标排放，做到社会效益、经济效益、环境效益的统一。

1.2公司简介

安徽省某技术有限公司是一家以水处理业务为核心，集环保技术开发、应用及设备制造和工程总承包为一体的民营高新技术企业。公司由一批致力于环保事业的专家和经验丰富的工程技术人员组成，在膜处理及中、高浓度有机废水处理方面拥有多项达到国内先进水平的技术，并与国内多所大学、设计研究机构等建立了广泛的合作关系。在产品开发应用方面，公司与国外著名的反渗透膜制造商美国海德能公司、汽巴精化（中国）有限公司、比利时Biotim公司、西安交通大学、大连理工大学、机械部四院、中国市政工程华北设计研究院给排水设计研究所等建立了良好的合作关系，确保了公司技术的先进性和产品质量的可靠性。公司业务领域涉及环境工程、市政给排水及环境卫生工程等。在废水治理方面，本公司已完成各类工程逾百项。在废水处理的设计、施工、调试等方面，不仅有着丰富的工程实践经验，并依靠优良的施工质量和技术服务，与客户建立了良好的合作关系。

在啤酒废水处理方面，我公司一直非常关注国内外啤酒废水处理的技术动态，同时自身也非常重视该类废水处理技术的研究和开发工作。到目前为

止公司已完成十多项啤酒废水处理工程，包括某啤酒（安徽）有限公司蚌埠分公司、某啤酒（安徽）有限公司舒城分公司、某啤酒（安徽）有限公司六安分公司、古井雪地啤酒有限责任公司、重庆啤酒集团九华山啤酒有限公司、古泉啤酒有限责任公司、安徽皖啤酿造有限公司、庐江金太阳啤酒有限公司等啤酒废水处理工程，采用的处理工艺包括了水解-SBR、生物滤塔-兼气-ICEAS、UASB－CAST、UASB－氧化沟、UASB－生物接触氧化等多种工艺，且均达到国家标准及业主的要求。在贵公司废水处理工程的招标中，我公司本着质量第一、服务至上的原则积极参与。

2 设计依据和设计范围

2.1 设计依据

①常州某啤酒有限公司提供的邀请函和基本资料

②GB78-1996《污水综合排放标准》

③GB3096-93《城市区域环境噪声标准》

④国家现行的有关设计标准及规范

2.2设计范围

废水处理工程界区范围内工艺、土建、电气、仪表及给排水等专业的设计，但不包括处理站围墙、道路、绿化、规范化排污口等。

3 设计原则

1根据生产废水特点选择合理可行的处理工艺路线，做到工艺先进、技术可靠、操作方便、易于维护。

2

合理确定各工艺参数，并分析以确定最佳值。

3采用新材料、新产品以延长设备的使用寿命，关键设备考虑备用和应急，关键部件采用进口或ISO9001认证产品，以确保工程质量及投资效益。

4在保证处理效果的前提下，尽量减少占地面积，降低基建投资及日常运行费用。

4 建设规模

4.1废水来源

啤酒厂需处理的排水主要为糖化、发酵、罐装等车间所排的废液及设备、管道等洗涤水、地面冲洗水。排水中主要含有淀粉、蛋白质、酵母菌残体、酒花残渣、残余啤酒、少量酒精及洗涤用碱，属无毒有机废水。废水中主要污染指标为CODcr、BOD5、SS等，废水的BOD5/CODcr≈0.5～0.6，可生化性较好，易采用生化处理为主的工艺。

4.2建设规模

根据常州某啤酒有限公司提供的邀请函要求，该公司污水处理设计规模为5000m3/d。因此确定本废水处理工程设计日处理能力为5000m3/d,平均小时处理能力为210m3/h。

4.3设计进水水质

根据业主提供的数据，同时结合同类型废水统计资料，确定常州某啤酒有限公司设计进水水质指标如下：

CODcr：～2500mg/L

BOD5：～1625mg/L

SS：～540mg/L 

NH3-N：～15mg/L

PH：6～11

总磷：～2.5 mg/L

4.4排放标准

经处理后，出水水质指标需达到GB78-1996《污水综合排放标准》一级标准，具体指标为：

CODcr≤100 mg/L

BOD5≤20 mg/L

SS≤70 mg/L

NH3-N≤15mg/L

PH=6～9

总磷：≤0.5 mg/L

5 废水处理工艺、构筑物及设备

5.1处理工艺选择

废水处理工艺的选择与废水性质及进、出水水质要求密切相关。啤酒厂所排废水系由粮食为原料发酵形成的有机废水，废水中主要含有蛋白质和糖类等有机物，可生化性良好，故该类废水采用生化法处理工艺是恰当的。

我公司结合啤酒厂废水的特点及处理程度，推荐采用厌氧处理工艺。具体拟选用我公司获国家环保局重点实用技术的内回流UASB工艺，该工艺具有运行费用低、出水水质好、占地面积小及污泥量少等特点。

我公司在多家啤酒厂的废水处理中采用了以UASB为主体的处理工艺。

由于经厌氧消化后的废水CODcr仍超过排放标准，故常在厌氧处理后串接好氧生化工艺，好氧处理工艺是废水生化处理中最常用的处理方法。此次设计拟推荐采用连续进水、间歇排水的改良SBR工艺－ICEAS工艺，该工艺具有占地面积少、运行、管理、维护简单的特点且出水水质稳定。

5.2废水处理工艺流程

推荐的废水处理工艺流程见图1。

泵

酸化调节池

固液分离机

集水池

泵

泵

泵

回流水池

ICEAS

UASB

空气

带式压滤机

废水                                         达标排放

泵

厌氧污泥浓缩池

泵

好氧污泥浓缩池

栅渣

机械格栅

外售或

进入压滤机

泵

干泥外运

上清夜

图1  废水处理工艺流程框图

流程说明：来自厂区的生产废水及生活污水经管道收集流经旋转机械格栅去除颗粒杂物后，排入集水调节池，然后由废水提升泵送至固液分离机除去小颗粒杂质后流入废水予酸化池，池中设潜水搅拌机进行搅拌，在池内经予酸化过程后，其水质保持相对的稳定。5000m3/d的酸化调节池出水由泵提升至UASB反应器进行厌氧消化，维持反应器中水温在240C以上，PH在6～8.5左右，采用池底均匀布水方式使物料与厌氧颗粒污泥得以充分接触，经三相分离器分离后的厌氧消化液进入回流水池后，部分与未经UASB处理的予酸化出水混合后回流至UASB，部分排入ICEAS反应池处理,进入ICEAS池进行好氧生化处理，上清液通过滗水器达标外排。UASB剩余污泥排到厌氧污泥贮池贮存，可外售作为接种污泥，亦可由污泥泵送至污泥脱水机房，干泥外运，上清液及滤液回流至集水池。ICEAS池产生的剩余污泥定期排到好氧污泥浓缩池，浓缩后污泥由泵送至污泥脱水机房进行脱水，脱水后的干泥外运，浓缩池上清液及脱水后滤液回流至集水池。

5.3废水处理工艺参数

详见主要工艺设计参数一览表。

Q=5000m3/d

Q=210.0m3/h

废水→机械旋转格栅→集水调节池→泵→固定过滤机 →酸化调节池→泵→UASB→ 回流水池→ICEAS池→达标排放

详见主要工艺设计参数一览表

5.4主要处理构筑物设计及设备选型

5.4.1格栅池

1.构筑物

功能：放置机械格栅

数量：1座

结构：砖混结构

尺寸：3000×800×3000（H）mm

2.主要设备

①机械格栅

功能：去除大颗粒悬浮物

型号：HF-800

数量：1台

栅宽：B=800mm

栅隙：b=3.0mm

垂直安装高度：H=3.0m

    电机功率：N=1.5kw

5.4.2集水池

1.构筑物

功能：贮存废水

数量：1座

结构：钢筋砼结构

尺寸：14250×8000×4500（H）mm

HRT：T=2.0h

2.主要设备

①废水提升泵

功能：提升废水进入水解酸化池

型号：200WQ250-11-15

数量：2台（一用一备）

流量：Q=250m3/h

扬程：H=11.0m

功率：N=15.0KW

②固定过滤机

功能：过滤废水中的细小悬浮物

型号：GLG-200

数量：3台（二用一备）

处理量：Q=～140m3/h

栅隙：b=0.35mm

材质：栅网SUS304，其余Q235A

5.4.3酸化调节池

1.构筑物

功能：调节并预酸化

数量：1座

尺寸：14250×16000×6000（H）mm

    HRT：T=6.0h

2.主要设备

① 潜水搅拌机

功能：使废水混合均匀

型号：QJB7.5/6－0/3-303/c/s

推    力：990N

数量：1台

功率：N=7.5kw

② 配水泵

功能：UASB进水泵

型号：100WG

数量：3台（两用一备）

流量：Q=108.8m3/h

扬程：H=12.6m

功率：N=11.0KW

③ 加药装置

设备类型：AHJ-I

数    量：1套

其中：

a.酸输送泵

数    量：1台

型    号：CQF40-25-120F

流    量：Q=6.3 m3/h

扬    程：H=15.0m

功    率：N=0.75kW

b.碱贮罐  

数    量：1台

尺    寸：φ1400×1800(H)mm

5.4.4 UASB反应器

1.构筑物

功    能：去除CODcr、BOD5、SS，产生沼气

池    数：2座

类    型：钢筋砼结构

尺    寸：14250×18000×6000（H）mm    1539.0m3

容积负荷：LV=6.0KgCODCr/m3·d

CODCr去除率80％

附件：

① GLS三相分离器

功能：气、固、液分离，回流污泥

数量：36套

单组尺寸：2000×2150×1260（H）mm

② 水封

功能：保持UASB中气相一定压力

数量：2台

材质：Q235A

尺寸：φ520×1200（H）mm

③ 沼气贮罐

尺    寸：V有效=32.0m3

数    量：1台

5.4.5回流水池

1.构筑物

功能：贮存UASB出水

数量：1座

结构：钢筋砼结构

尺寸：1000×14250×6000（H）mm

2.主要设备

① 回流水泵

功能：出水回流

型号：100WG

数量：2台（一用一备）

流量：Q=108.8m3/h

扬程：H=12.6m

功率：N=11.0KW

5.4.6 ICEAS池

1.构筑物

功能：去除CODcr、BOD5、SS

结构：钢筋砼结构

数量：2座 

尺寸：6250×32000×3500（H）mm

容积负荷：LV=0.7KgCODCr/m3·d

2.主要设备

① 鼓风机

功能：提供气源

数量：3台（二用一备）

型号：SSR-150

风量：Q=18.43m3/min

风压：P=39.2Kpa

功率：N=22.0KW

② 微孔曝气管

功能：充氧、搅拌

数量：288根

型号：TUBE-600

单根长度：L=600mm

氧利用率：～15%

③ 滗水器

功能：排上清液

型号：AHX-3000

数量：2台

管径：DN250

排水量：Q=200～300m3/h

④ 排泥泵

功能：排ICEAS池剩余污泥

型号：50GW20-15-1.5

数量：2台

流量：Q=20.0m3/h

扬程：H=15.0m

功率：N=1.5KW

5.4.7好氧污泥浓缩池

1.构筑物

功能：浓缩污泥

数量：1座

结构：砖混结构

尺寸：4370×8000×3200(H)mm

2.主要设备

① 螺杆泵

功能：输送污泥至压滤机

型号：G35-1

数量：1台

流量：Q=8.0m3/h

压力：P=0.6MPa

功率：N=3.0KW

② 带式压滤机

功能：污泥脱水

型号：NDYQ-1000

数量：1台

滤带快度：1000mm

电机功率：N=1.5kw

配套设备：絮凝搅拌机    JBX-450  1台   N=0.75kw

          加药泵        20-160   1台   N=0.75kw

          溶药搅拌机    JBR-600  1台   N=1.1kw

5.4.8厌氧污泥浓缩池

1.构筑物

功能：浓缩污泥

数量：1座

结构：砖混结构

尺寸：4370×8000×3200(H)mm

2.主要设备

① 螺杆泵

功能：输送污泥至压滤机或外售

型号：G30-1

数量：1台

流量：Q=5.0m3/h

压力：P=0.6MPa

功率：N=2.2KW

5.5 配管设计

5.5.1设计范围

本废水处理装置界区范围内所有管道布置及材质。

5.5.2设计依据

根据国内同类废水处理用材情况进行选材，以便更好的满足工艺要求。

5.5.3管材选择

①设备间连接管采用焊接钢管

②加药管采用UPVC塑料管；

5.5.4管道连接

①UPVC管采用粘接或法兰连接；

②热浸镀锌钢管采用丝扣、焊接或法兰接；

③焊接钢管采用焊接或法兰接。

5.5.5法兰、管件的选择

①一般原则是与管道材质相同或相当；

②阀门形式以球阀或蝶阀为主。

5.5.6敷设方式

①进出装置区重力流管道一般采用埋地敷设（或地沟）；

②装置区内管道根据工艺要求进行敷设。

5.6 处理药剂选择及药耗

本废水处理工程所需投加药剂主要有NaOH及PAM。

①氢氧化钠起到碱性中和剂的作用，因废水予酸化后呈酸性，为确保UASB装置的稳定运行，尤其是在调试阶段，控制好PH值尤其重要。

NaOH溶液浓度一般为10～20%。

②PAM主要起絮凝剂作用，为污泥脱水使用。PAM溶液浓度为1～2‰，投加量为3‰。

5.7 污泥处置

经估算，本废水处理装置日产生污泥量约为2914.5KgDS/d，其中厌氧污泥约为76.0KgDS/d，好氧剩余活性污泥约为437.18 KgDS/d,经浓缩后污泥含水率可降至98%左右，经带式压滤机脱水后污泥含水率可降至70%～75%左右。脱水后污泥可送至垃圾填埋场填埋，切忌随意倾倒，以免产生二次污染。

5.8主要设备

表1主要设备一览表

详见附图。

6 土建工程

6.1工程地质状况

本工程方案设计时无地质报告，施工图阶段必须根据详细地质报告确定持力层地基承载力及基础埋深。

6.2耐火等级、地震烈度

本废水处理工程耐火等级为二类，抗震按七度设防。

6.3主要建筑物、构筑物

①格栅池为全地下式钢筋砼结构，一座，尺寸为：3.0×0.8×3.0（H）m3；

②集水池为全地下式钢筋砼结构，一座，尺寸为：14.25×8.0×4.5（H）m3；

③酸化调节池为半地上式钢筋砼结构，一座，尺寸为：14.25×16.0×6.0(H)m3；

④UASB反应池为半地上式钢筋砼结构，一座，尺寸为：14.25×18.0×6.0(H)m3；

⑤回流水池为半地上式钢筋砼结构，一座，尺寸为：14.25×1.0×6.0(H)m3；

⑥ICEAS池为半地上式钢筋砼结构，二座，单座尺寸为：6.25×32.0×3.5(H)m3；

⑦好氧污泥浓缩池为半地上式砖混结构，一座（2格），单格尺寸为：2.0×8.0×3.2(H)m3；

⑧厌氧污泥浓缩池为半地上式砖混结构，一座（2格），单格尺寸为：2.0×8.0×3.2(H)m3；

⑨综合间（配电、化验、风机房、脱水间）为全地上式砖混结构，一座，尺寸为：16.8×6.0m2。

6.4建筑材料

6.4.1混凝土：构筑物采用C25砼（内掺膨胀剂），抗渗标号S6，其余梁、板、柱等均采用C20砼。

6.4.2钢材：钢筋选用HPB235、HRB335钢，预埋件部分用A3钢。

6.4.3砌体：建筑物地下部分用M7.5水泥砂浆砌MU10砖，地上部分用M5混合砂浆砌MU10砖。

6.5工程施工

6.5.1本工程所有钢筋混凝土构筑物的梁、板、柱均采用现浇。

6.5.2构筑物地下部分的施工办法为大开挖施工，设基坑表面排水。

7电气及仪表

7.1电气设计

7.1.1供电电源及运行方式

本工程供电按三级负荷设计，单回路供电，电源电压为380/220V，总电缆采用架空或埋地方式从厂总变配电室引入废水处理装置配电室。

7.1.2用电负荷分布

本方案电气设备总装机容量为190.79KW，常用运行容量为121.79KW，具体负荷分布如下：

①本工程电能计量在总进线处采用有功电能计量。动力和照明均为生产用电，不设置照明计量。

②低压配电母线采用HR3型刀熔开关作短路保护，馈线采用空气断路器和热继电器作短路和过载保护。

7.1.4供配电设备选型

动力配电箱：JX（F）-10008（改）型低压配电柜。

7.1.5电力输送方式

配电为380/220V三相四线，电力输送全部采用电缆直接埋地。由配电室送至各用电、配电设备处。

7.1.6电气设备的控制方式及装置水平

整个废水处理装置除废水提升泵和配水泵设置自动和手动相结合的控制方式外，其余设备均只设置手动控制方式，电机全部采用全压启动。

7.1.7接地保护

所有不带电用电设备的金属外壳均采用接零保护并做重复接地，所有埋地电缆金属外皮及金属管网均与接地极焊接连接。接地电阻应小于4欧姆。

7.1.8照明

    ①室外照明

隔油沉砂池、集水池、酸化调节池、ICEAS池等室外水处理设施照明选用室外弯杆式防尘灯，专设灯柱，照度30LX；

②室内照明

配电间、风机房及污泥脱水间采用荧光灯照明，暗敷设线路，照度50～150LX

7.2仪表与自控

7.2.1设计原则

本工程仪表为保证工艺设备正常生产及安全运行，以及根据企业的实际情况，选用经济、安全、可靠产品。

7.2.2装备水平与控制方法

1.检测仪表采用就地显示；

2.工艺过程的主要检测项目；

各水泵出水管及各风机出气管的压力就地显示；

在集水池、调节池设置液位开关，根据高低液位自动控制提升泵及鼓风机、滗水器等的启停。

7.2.3仪表设置与选型

集水池机械格栅采用时间控制。

集水池潜污泵、调节池配水泵根据不同的水位段和开机累计时间由PLC自动选择开启设备，这样即可保证液位优先的原则，同时又能使每次开启使用时间最少的一台设备，从而有效提高备用设备的备用水平，水位开关选用UQK-612液位浮球干簧管式开关；

调节池设PH计一套，同时配PH自动控制模块，控制加酸、加碱计量泵的自动投加，使调节池的PH值控制在用户设定的范围内；

每组UASB反应池设进水流量计和回水电磁流量计各一套，排水泵设电磁流量计一套，同时UASB反应池回流水池各设PH计一套；温度计1套；分别对流量及PH、温度进行自动在线监测

7.2.4仪表供电

仪表用电源：～220V，50HZ，由配电柜引来。

7.2.5仪表接地

为了提高仪表工作的可靠性，抑制工业化现场的多种干扰，本工程另设一仪表接地极，对所有仪表进行重复接地。

8 人员编制及运行管理

本废水处理工程设生产操作及运行管理人员共4人。

9  项目建设进度计划

预计一期工程建设周期约为200天，其中：

10.1投资估算编制说明

10.1.1 工程规模及总投资额

本工程规划建设日处理废水量为5000m3的屠宰废水处理装置，处理工艺主体为水解酸化＋UASB+ICEAS工艺，工程总投资额为人民币365.42万元。

投资范围包括：废水处理装置界区范围内的各单项土建工程费用；设备、电气、仪表的采购、制作与安装；各种管道（线）安装工程费用及其它相配套的费用（不包括化验室仪器装置、围墙及道路绿化费用）。

10.1.2编制依据和计算原则

①《给水排水工程概预算与经济评价手册》 国家城市给排水工程技术研究中心       1993年12月。

 ② 土建工程

 a 各建（构）筑物均按天然地基考虑，没有计算地基特殊处理费。

 b 2000年《安徽省建筑工程预算定额单位估算表》。

 C 2000年《安徽省建筑安装工程费用定额》。

 ③ 设备及安装工程

 a主要通用设备均按现行出厂价或询价计算，采保费按3%计取。

 b非标设备、配管、安装费按我公司类似工程造价概算指标估算。

10.2 工程总投资估算

详见工程总投资估算表。

11 运行费用与主要技术经济指标

11.1 运行费用分析

A 电耗（电费按0.60元/度电计）

    E1=0.48×0.60=0.288元/m3(废水)

B 人工费（人工工资按每月800元计）

E2=4×800/30×5000=0.021元/m3(废水)

C 维修费（维修费率取1%）

E3=131.25×104×1%/300×5000=0.008元/m3(废水)

D 药剂费

估算药剂费用

E4=0.05元/m3(废水)

运行费用：E=E1+E2+E3+E4=0.288+0.021+0.008+0.05=0.367 元/m3(废水)

11.2 主要技术、经济指标

主要技术、经济指标详见下表。

主要技术、经济指标表

 项目

蒙城东升食品有限公司废水处理扩建工程平面布置图