合肥啤酒厂废水处理站设计陆正禹

住燕返巫乡合肥啤酒厂废水处理站设计陆正禹王凤芹张山民张光彩严月根钱募[提要〕合肥啤酒厂废水处理站一、二期工程规模分别为1800m丫d和4000m“/d。进水COD一150omg/L,BOD。一1100mg/L,采用UASB反应器一氧化沟处理工艺,出水(C)D镇150mg/IJ,BOD。镇60mgl/才,达到新扩改企业二级水体排放标准。一、概述啤酒生产过程中废水排放量很大,每生产h啤酒要产生12一25m3废水。其主要成分是淀粉、糖类、蛋白质、纤维素等有机物,一般COD为1000一2500mg/L,BOD:为800一150omgL/,属中等浓度有机废水。若不经处理直接排放,将严重污染自然水体,危及农业、渔业乃至人类的正常生活。合肥啤酒厂于1987年扩建后投产,形成年产啤酒5万t的生产能力,啤酒废水量为1800m丫d。根据该厂规划,近期将发展到年产啤酒10万t。废水量将达到40()om3/d,时变化系数K*~4.0,废水C()D=1500mg/L。B()D:一1100mgL/。这种废水未经处理直接排放,致使巢湖水系严重污染。而巢湖又是合肥市的供水水源。为此兴建废水处理站,使处理后的出水达到新扩改企业二级水体排放标准,即(C)D镇15omg/L,BODS簇60mg/L。二、主体工艺流程的确定1.UASB反应器常温下UASB反应器处理啤酒废水技术是国家七五攻关项目--一高浓度有机废水厌氧生物处理技术的子课题(75一59一。1一。劝,经几年的潜心研究,在颗粒污泥的培养、反应器的放大设计以及启动和运行条件方面,积累了许多经验。常温(16一25C)一日呈行的UASB反应器的主要特点是集厌氧消化与三相分离(沼气、污水和颗污泥的分离、于一体,结构紧凑;将接种的厌氧或好氧絮状污泥培养成沉降性能好、活性高的厌氧颗粒污泥;反应器的污泥层中微生物浓度高.容积负荷率大,水力停留时间短,耐冲击负荷能力强,运行稳定性好;既发挥了庆氧消化不需供氧的优点,又克服了传统厌氧消化反应器效率低、体积庞大以及中温厌氧消化反应器投资与运行费用高、操作管理较复杂的缺点。这项技术被国家科委列入科技成果重点推广计划,并在北京啤酒厂废水处理站中应用。为此合肥啤酒厂废水处理站也采用了这项技术。唆水超越管水水封罐罐罐气水分离器器图;上艺流程示意图给水排水排放1995No.7DOI:10.13789/j.cnki.wwe1964.1995.07.0042.氧化沟由于啤酒废水浓度较高,UASB处理出水达不到排放标准,需后接好氧处理。在工艺选择时曾对生物接触氧化、生物转盘和氧化沟三种方案作过比较。因合肥啤酒厂预留的污水处理站用地原为一块洼坑,面积较大,就决定采用基建投资和运行费用较低但占地面积最大的氧化沟工艺,其运行稳定,操作简单,剩余污泥量少而且稳定。本工程的工艺流程示意图见图硕硕乳乳乳乳乳乳妞妞妞妞妞妞妞妞妞妞JJJ③③③③}③③③③}}}}}}}}}}}}}}}}}...。夕}:::::::::::必必必必必必必必必必LLL三、总体考虑与分期建设合肥啤酒厂废水处理站是该厂的一部分,总体规划必须与全厂协调。处理站除净化及监测废水使之达标排放之外,回收的沼气输送到职工食堂和家属宿舍利用,利用处理站内剩余洼地修建池塘来养鱼,建(构)筑物间栽桃树、葡萄树等有经济效益植物,改善职工生活。在设计中还考虑了处理出水今后进行深度处理后回用的可能性和处理站环境的绿化,使处理站成为布局合理、技术先进、环境优美的厂区一景。本着上述原则,结合本工程的特点,在设计中主要考虑了以下三点:(l)在总体规划中充分留有发展的余地,以满足二期发展的需要。(2)各建筑物和构筑物设计规模不一,即综合楼、进水格栅、调节池、污泥处理构筑物和沼气柜按两期工程需要一次建成;水泵房、过滤机房土建按两期工程需要一次完成,但设备分期安装;UASB反应器、氧化沟、沉淀池和污泥回流泵房实行分期建设。(3)二期工程上马以后,需处理水量约为一期工程的2倍,再建的氧化沟和污泥回流泵房与一期工程相同,对称布置,考虑到UASB已建部分已经运行稳定,新建部分又有颗粒污泥接种,为充分发挥UASB高负荷的潜力,二期再建两座结构、尺寸相同的池子,布置在已建部分的西面,所以二期工程不必再进行设计。本工程的平面布置见图2。四、建筑物与构筑物基本尺寸及设计参数1.综合楼给水排水i,95No·7图2处理站的平面布置图1.综合楼、泵房、过滤机房、调节池2.加药间3.uAsB反应器4.氧化沟5.沉淀池6.螺旋泵房7.污泥泵房8.污泥浓缩池9.污泥干化场10.养鱼塘n.湿污泥池12.沼气柜综合楼主要由变配电、主控室、管理、化验及科学研究室等组成,是本废水处理站的管理中心,除负责监控废水处理站的运行外,还可负责全厂的环境监测。轴线尺寸为24x8m,地下两层为调节池、过滤机房和泵房。2.预处理构筑物(1)闸门井其作用是万一主体处理构筑物出事故事,关闭闸门井,废水直接从超越管排放,按二期4000m3d/规模设计,基本尺寸:1.5火1.5只3.Om。(2)格栅拦截较大的漂浮物,保护水泵及主体构筑物。格栅设在过滤机房内,设计规模为400om3/d,过栅流速0.85m/s。基本尺寸:1200x76omm,栅条宽lomm,间隙Zomm。(3)过滤机房去除较小的悬浮颗粒,按二期最高时水量4x4000m3d/设计。选用ZG一l型过滤机4台,一期按装3台(2用1备),二期再装l台。单台过滤能力200m,h/,电机型号Yso一4,功率0.75kw,转鼓转速18r/min,过滤面积5.42m2,滤网孔眼为60目,反冲水压力0.6kg/mZ。过滤机反冲泵soWG型2台(1用l备),Q=20一53m3/h,H=11·6~10·3m,n=144or/min,电机型号YlooLZ一4,功率3kw。过滤机房尺寸:13.8Xsm。(4)调节地按400om3/d设计,HRT=6h,平面尺寸:(17.4又8+6·6X4)mZ。3.泵房·15·按400Om丫d设计,水泵为半自灌式,采用4台4PW型污水泵,一期安装3台(1用2备),3台同开供循环调节池水之用,以防止沉淀物淤积于池底,此时UASB停止进水。4PW型污水泵Q=72一12om3/d,11=10.5~12m,电机型号Y16OM一6,功率7.skw,n=96Or/min。此外,设BGSO一20型管道泵1台.,将净化后出水抽至综合楼顶部水箱,作全厂绿化、道路浇洒及深度处理试验用水。BG50一2。管道泵Q一12.5m3/h,H一ZOm,,~280Or/min,N=1.Ikw,电机型号JOZ一22一2/T:,功率2.Zkw。泵房轴线尺寸:6.6x4m,_上面设控制室。.4厌氧处理UASB反应器是主体处理构筑物之一,有80%以上的COD在此降解,按一期水量lsoom,/d设计。进水COD150omg/L,BOD5lloomg/L,有机负荷4.skgCOD/(m3·d),厌氧消化温度16~25oC,COD去除率80%,BODS去除率85%,出水COD300mg/L,BOD5165mg/L,污泥产率0.lokgVSS/kgCOD(去除),沼气产率0.41m,/kgCOD(去除)。4座UASB反应器,每座尺寸5.4x5.4火5.sm,两座一列,两列之间为4m宽的管廊及沼气净化装置,管廊二层设1台4B一15A布水系统反冲泵,1台BG65一12型管道泵用于三相分离器消泡,底层管廊设YQX一5型作业面潜水泵1台,用于抽走集水坑内的积水。二期工程在西侧再建2座尺寸、结构相同的UASB,有机负荷提高到6kgCOD/(m3·d)。5.好氧处理(l)氧化沟也是主体处理构筑物之一,UASB处理后出水中剩余有机物在此被降解达标。按一期1800m3/’d设计,进水水质COD300mg/L,BOD5165mg/L,污泥负荷0·15kgB()DS/(kgMLSS·d),污泥浓度300Omg/IJ,灰分比0.7,出水BOD。33mg/L,COD120mg/I洲,污泥产率0.4kgVSS/kgBOD卜(去除)。设成双廊道总尺寸:30x10又3.sm。直径玉oOOmm,长度S000mm的转刷2台。二期工·IG.程按一期规模对称布置。(2)沉淀池按一期水量1800m丫d设计,污泥回流比100环,表面负荷1.Zm丫(mZ·h),HRT~Zh,设2座竖流沉淀池,采用水力排泥,每座基本尺寸:5.6义5.6x7.85m,二期工程对称布置。(3)螺旋泵房螺旋泵设在露天,电机上加盖罩,回流比100%,剩余污泥经螺旋泵提升后排至浓缩池(此部分只占回流量的0.88%),按一期水量设计(Q:一1800m丫d),采用LXB一400型螺旋泵2台(1用1备),Q一75m丫h,H=2.sm,N一.1skw,二期扩建对称布置。6.沼气回收水封罐、气水分离器及计量设备均设在UASB三层管廊上。每座池子设水封罐一个,DsooxZ000mm;气水分离器一个,Dsoo火Z000mm;采用400m,沼气柜一座,停留时间sh。每座UASB设沼气流量计1只,LLQ-40型,流量范围10~55m丫h。7.污泥处理与利用(l)厌氧污泥UASB的剩余污泥排至湿污泥池,按水量400Om“d/设计,湿污泥量一期为7.2m3/d,二期为16m“d/,贮存时间二期为17.76d,一期为39.sd,湿污泥尺寸7又7只4.35m,共设2座。(2)好氧污泥按废水量为400om3d/设计,湿污泥体积35.Zm丫d,设2·5XZ·5只4·gm污泥浓缩池2座,浓缩后污泥体积10.6m,d/(含水率由99.4%降至98%),浓缩污泥由IPN污泥泵抽至干化场。8.养鱼塘废水处理站布置了必要的建构筑物之后,剩余洼地围建养鱼塘,尺寸52又17m,有效水深1.gm。五、主要经济技术指标1.废水处理站人员编制共需人员15名,其中行政负责人、技术负责人和化验员各1名,生产操作人员12名(四班三运转编制)。2.装机容量及耗电量见表1。乘以1.2倍的安全系数,则一期工程耗电量为1138·5k6W·hd/,二期工程耗电量为1856.k6w·hd/。给水排水1995NO·7表1构构筑物物设备名称称型号号容量量一期运运备用用二期运运日工作作耗电量量名名称称称称(kw)))行台数数数行台数数时间(h)))(kwh/d)))一一一一一一一一一一期期二二期期泵泵房房进水泵泵4P士一M4+M:~0.127+0.35+0.083一0.25+o,25=O·56元/m3(废水)。目前本工程已经调试完毕,等待环保部门验收,有关生产试验方面的内容,将在另文专述。入`尹子r★作者通讯处:10。。84清华大学环境工程系收稿日期:1995一2一6毕睡r`气,口.3.废水处理成本(1)电费M,