1.前言
1.1设计概况
1.1.1设计主要内容
庐江啤酒厂所排放的生产污水采用“IC厌氧反应器+CASS”＋“混凝＋过滤”工艺处理进行工程设计，污水处理系统处理能力按4000m3/d考虑，出水达到《啤酒工业污染物排放标准》（GB19821-2005）一级标准，同时要求部分处理后（2000m3)的出水能达到回用标准，主要用于瓶子清洗等。
1.1.2设计水量及水质资料
1.设计水量：污水流量：4000m3/d
2.进水水质：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）
pH
浓度值300016005903～4
1.1.3出水水质
出水水质：执行《啤酒工业污染物排放标准》（GB19821-2005）表1中啤酒生产企业水污染物排放最高允许限值，排放标准如下表1.2：
水质指标
CODcr
（mg/L）
BOD5
（mg/L）
SS
（mg/L）
pH
浓度值≤80≤20≤706~9
1.2设计对象
1.2.1啤酒废水来源
啤酒生产主要以大麦和大米为原料，辅以啤酒花和鲜酵母，经长时间发酵酿造而成。啤酒废水主要来自麦芽车间（浸麦污水），糖化车间（糖化，过滤洗涤污水），发酵车间（发酵罐洗涤，过滤洗涤污水），灌装车间（洗瓶，灭菌污水及瓶子破碎流出的啤酒）以及冷却水和成品车间洗涤水，办公楼、食堂、浴室的生活污水等。
1.2.2啤酒废水处理方法
啤酒废水主要含糖类，醇类等有机物，有机物浓度较高，虽然无毒，但易于腐败，排入水体要消耗大量的溶解氧，对水体环境造成严重危害。
啤酒污水的水质和水量在不同季节有一定差别，处于高峰流量时的啤酒污水，有机物含量也处于高峰。啤酒污水的BOD/COD比达0.5以上，具有良好的生物可降解性能，处理方法主要选择生物氧化法。在生物氧化过程中，有些微生物如球衣细菌（俗称丝状菌）、酵母菌等虽能适应高有机碳、低N量的环境，由于球衣细菌、酵母菌等微生物体系大、密度小菌胶团细菌不能在活性污泥法的处理构筑物中正常生长，可先采用厌氧处理，降低污染负荷，再用好氧生物处理。
2.工艺流程的选择
2.1工艺选择依据
啤酒废水中大量的污染物是溶解性的糖类、乙醇等，这些物质具有良好的生物可降解性，处理方法主要是生物氧化法。有以下几种常用工艺处理啤酒废水：
（一）好氧处理工艺
啤酒废水处理主要采用好氧处理工艺，主要由普通活性污泥法、生物滤池法、接触氧化法和SBR法。
传统的活性污泥法由于产泥量大，脱氮除磷能力差，操作技术要求严，目前已被其他工艺代替。
SBR和氧化沟工艺得到了很大程度的发展和应用。SBR工艺具有以下优点：运行方式灵活，脱氮除磷效果好，工艺简单，自动化程度高，节省费用，反应推动力大，能有效防止丝状菌的膨胀。
CASS工艺(循环式活性污泥法)是对SBR方法的改进。该工艺简单，占地面积小，投资较低；有机物去除率高，出水水质好，具有脱氮除磷的功能，运行可靠，不易发生污泥膨胀，运行费用省。
（二）水解—好氧处理工艺
水解酸化可以使啤酒废水中的大分子难降解有机物转变成为小分子易降解的有机物，出水的可生化性能得到改善，使得好氧处理单元的停留时间小于传统的工艺。及此同时，悬浮物质被水解为可溶性物质，使污泥得到处理。
水解反应工艺式一种预处理工艺，其后面可以采用各种好氧工艺，如活性污泥法、接触氧化法、氧化沟和SBR等。啤酒废水经水解酸化后进行接触氧化处理，具有显著的节能效果，COD/BOD值增大，废水的可生化性增加，可充分发挥后续好氧生物处理的作用，提高生物处理啤酒废水的效率。因此，比完全好氧处理经济一些。
（三）厌氧—好氧联合处理技术
厌氧处理技术是一种有效去除有机污染物并使其碳化的技术，它将有机化合物转变为甲烷和二氧化碳。对处理中高浓度的废水，厌氧比好氧处理不仅运转费用低，而且可回收沼气；所需反应器体积更小；能耗低，约为好氧处理工艺的10%～15%；产泥量少，约为好氧处理的10%～15%；
对营养物需求低；既可应用于小规模，也可应用大规模。
厌氧法的缺点是不能去除氮、磷，出水往往不达标，因此常常需对厌氧处理后的废水进一步用好氧的方法进行处理，使出水达标。常用的厌氧反应器有UASB、AF、FASB等，UASB反应器及其他反应器相比有以下优点：
①沉降性能良好，不设沉淀池，无需污泥回流；
②不填载体，构造简单节省造价；
③由于消化产气作用，污泥上浮造成一定的搅拌，因而不设搅拌设备；
④污泥浓度和有机负荷高，停留时间短。
同时，由于大幅度减少了进入好氧处理阶段的有机物量，因此降低了好氧处理阶段的曝气能耗和剩余污泥产量，从而使整个废水处理过程的费用大幅度减少。
2.2工艺的确定
根据《酿造工业废水治理工程技术规范》（HJ575－2010）选择“厌氧生物处理—生物脱氮除磷处理—回用或排放”的分散及集中相结合的综合治理技术路线。厌氧生物处理工艺选择UASB厌氧反应器，好氧处理工艺选择CASS工艺，整体工艺流程如下：
工艺流程简介：
啤酒废水先经过中格栅去除大杂质后进入调节池，根据在线PH计的PH 值用计量泵将酸碱送入调节池，调节池的PH值在6～8之间。调节池中出来的水用泵连续送入UASB反应器进行厌氧消化，降低有机物浓度。厌氧处理过程中产生的沼气被收集到沼气储柜。UASB反应器内的污水流入
CASS反应池中进行好氧处理，达标出水部分排放，部分出水进入混凝池，投加混凝剂，混凝后进入沉淀池沉淀，沉淀池出水即可回用。来自UASB 反应器、CASS反应池的剩余污泥先收集到集泥井，再由污泥提升泵提升到污泥浓缩池内被浓缩，浓缩后进入污泥脱水机房，进一步降低污泥的含水率，实现污泥的减量化，污泥浓缩、脱水时的产生的污水泵至格栅间。污泥脱水后形成泥饼，装车外运处置。
2.3主要处理构筑物设计及选型
主要设备见表2-2。
表2-2 主要设备一览表
2.4污水处理站总体布置
2.4.1布置原则
（1）处理站构（建）筑物的布置应紧凑，节约用地和便于管理。
①池形的选择应考虑减少占地，利于构（建）筑物之间的协调；
②构（建）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（建）筑物的布置除按工艺流程和进出水方向顺捷布置外，还应考虑及外界交通、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（建）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及构（建）筑物平行布置，便于施工及检修。
（4）做好建筑、道路、绿地及工艺构筑物的协调，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及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。
2.4.2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： DN400钢管或铸铁管，q=60L/s,v=0.92m/s, i=0.006。
③超越管：考虑运行故障或进水严重超过设计水量水质时污水的出路，在UASB之前设置超越管，规格DN400铸铁管或陶瓷管，i=0.006。
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）。
2.4.3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。
2.4.4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，及其相邻的其余构筑物及其连接管渠能通过全部流量。
(2).避免处理构筑物之间跌水等浪费水头的现象，充分利用地形高差，实现自流。
(3).在认真计算并留有余量的前提下，力求缩小全程水头损失及提升泵站的扬程，以降低运行费用。
(4).需要排放的处理水，在常年大多数时间能够自流排入水体。注意排放水位不一定选取水体多年最高水位，因为其出现时间短，易造成常年水头浪费，而应选取经常出现的高水位作为排放水位，当水体水位高于设计排水位时，可进行短时间的提升排放。
(5).应尽可能使污水处理工程的出水渠不受水体洪水的顶托，并能自流。处理装置及构筑物的水头损失
(6).尽可能利用地形坡度，使污水按处理流程在构筑物之间能自流，尽量减少提升次数和水泵所需扬程。
(7).协调好站区平面布置及各单体埋深，以免工程投资增大、施工困难和污水多次提升。
(8).注意污水流程和污泥流程的配合，尽量减少提升高度。
(9).协调好单体构造设计及各构筑物埋深，便于正常排放，又利检修排空。