广东省祥德啤酒限公司环保工程设计方案——广东省祥德啤酒公司日处理4500吨生产废水处理站污泥处理
方案设计
水处理时会产生定量污泥目前处理啤酒废水产生啤酒污泥未利处置啤酒污泥机物含量高含水率较高性质稳定易腐化含定病菌微生物直接填埋会造成许环境问题啤酒生产原料麦芽等谷物产生污泥基没害物质利资源
次设计参考国外处理方法采重力浓缩厌氧消化作处理工艺构筑物啤酒污泥进行处理设计中污泥集泥池提升泵输送污泥浓缩池厌氧消化池调理池压滤机脱水处理污泥够减量化稳定化害化处置重金属含量病菌含量低农污泥污染物控制标准(GB42842018)中污泥农业利标准资源化处置
关键词：啤酒污泥厌氧消化土利
Environmental protection engineering design scheme of Xiangde Brewery Company of Guangdong Province—Sludge treatment scheme design of 4500 tons of production wastewater treatment station in Xiangde Brewery Company of Guangdong Province
Abstract
Recently with the development of domestic beer industry the consumption has also increased greatly but it also brought more pollution problemsBeer industry is a high water consumption industry the workshop in the production process is also accompanied by a large number of organic wastewater production wastewater treatment at the same time will also produce a certain amount of sludge At present the beer sludge from brewery wastewater treatment has not been well utilized and disposed ofBeer sludge has a high content of organic matter but its water content is high and its property is very unstable It is easy to rot and contains certain bacteria and microorganisms It will cause many environmental problems if it is directly used in landfill As the raw materials of beer production are mainly grains such as malt the sludge produced is basically free of harmful substances and can be well utilized
In this design gravity concentration and anaerobic digestion are used as the main structures to treat beer sludge after referring to the treatment methods at home and abroad In the design the sludge is delivered to the sludge concentration tank by the lift pump in the sludge collection tank After the sludge is dewatered in the anaerobic digestion tank conditioning tank and filter press the sludge can be reduced stabilized and harmless The content of heavy metals and bacteria is lower than the standard of sludge agricultural utilization in the control standard for agricultural sludge pollutants (gb42842018) and the sludge can be recycled
KeywordsBeer sludgeanaerobic digestionland use
目 录
1 前言 1
11 设计目意义 1
12 国外污泥处理处置现状 1
13 设计拟定解决问题 2
14 设计 2
15 设计初始资料 2
151 企业理位置 2
152生产流程概况 2
153设计流量 3
154 污泥量计算 4
2 工艺流程设计 6
21 工艺选择 6
211 啤酒污泥特性 6
212 污泥处理工艺选择 6
22 处理方案 8
23 污泥处理工艺说明 9
3 污泥处理工程设计 10
31 集泥池 10
32 污泥浓缩池 13
321 设计参数 13
322 浓缩池工艺计算 14
33 污泥厌氧消化池 17
331 设计参数 17
332 设计计算 18
333 搅拌装置计算 21
334 加热系统计算 23
335 消化池附属设施选型 29
34 污泥调理池 31
35 污泥脱水机房 33
36 工艺构筑物设备览 37
4 废水处理站总体布置 38
41 废水处理站面布置 38
42 废水处理站高程布置 39
421 高程布置求 39
422 污泥道水力计算 39
5 工程概预算 42
51 基建成概预算 42
52 废水处理成概预算 43
6 结 45
参考文献 46
谢 辞 48
附 录 49
1 前言
11 设计目意义
年啤酒行业发展迅速产量断增长年处理废水量增长处理废水时会产生定量污泥目前处理产生污泥未时合理处置成企业沉重负担寻找合适处理工艺污泥终具重意义方案目找条合适机污泥处置出路通系列工艺处理污泥够效处置
12 国外污泥处理处置现状
国外发达国家工业化进程较早具定济实力污水处理技术较先进处理水较污泥处置利国外已100余年历史[9]处理处置方式通常包括垃圾填埋农业利焚烧堆肥等方法国身情况相方法选择侧重日国土较口众处置焚烧占55次填埋占35土利占9占1左右美国效利包括直接施堆肥处理施等占达70国家污泥效利逐年增加时填埋焚烧例逐年断减欧洲国家实施污泥消纳层次化理效利优先焚烧焚烧优先填埋国侧重相数欧洲国家采方法土利填埋选择取决国政府相关法律法规污染源控制状况时国土面积农业发展状况关年污泥农标准逐步提高许国家希腊西班牙意利等农业利例直降低填埋例呈升趋势国家卢森堡英国丹麦等农业利例呈升趋势填埋呈降趋势[9]
着城镇化进程断发展国污水处理厂数量规模断增长根预算国城市污水处理厂年产生污泥量达4000万吨日产污泥量约95万吨[3]污泥产量持续增加预测2020年国污水处理厂产生污泥量达60009000万吨左右[3]
关国目前情况处发展阶段整体技术水较低设备发展较缓慢缺乏相关技术员污水处理厂着重视废水处理轻视污泥处理现象目前处置方法土利填埋焚烧等中土利约占4483填埋约占3103焚烧占345未处理约占1379[29]绝数污泥未合理效处置污泥二次污染成解决环境问题许污水处理厂没污泥处理做日常处理必组成部分前存问题污泥处理处置标准体系尚健全监体系够完善处理技术较落
目前国啤酒工厂处理废水产生污泥基填埋处置未处置利啤酒生产原料麦芽等谷物啤酒废水产生污泥基没害物质利资源
13 设计拟定解决问题
1寻找条合适机污泥处理工艺路线机污泥效处置
2构筑物通选择适类型方法考虑降低运行成耗
14 设计
1国家危险废物名录（201681）
2啤酒工业污染物排放标准（GB198212005）
3农污泥污染物控制标准（GB42842018）
4室外排水设计规范(GB500142006)（2016版）
5般工业固体废物贮存处置场污染控制标准（GB185992001）（2013年修改版）
15 设计初始资料
151 企业理位置
广东省祥德啤酒限公司位东莞市常镇深南路36号东边常东路西边金竹湾欢乐世界北边东深公路南部常立交莞深高速项目距东莞东火车站约3公里处理位置交通发达项目处理水达标排入石马河厂区南边河流支流段项目理位置图见图1示
图11 广东省祥德啤酒限公司项目理位置
152生产流程概况
广东省祥德啤酒限公司事啤酒生产年生产总值18万吨原料组成包括麦米生产流程概况图12示整体工艺传统原料处理车间＋糖化车间+发酵车间+灌装车间相时增设辅助工艺啤酒品质更优势更
图12 广东省祥德啤酒限公司生产流程图
153设计流量
1日处理废水流量Q
Q4500m3d1875m3h0052m3s52Ls
2污水流量总变化系数Kz
（11）
式中：Q —日处理废水流量52Ls
3设计流量QMAX
（12）
式中：Q —日处理废水流量4500m³d
KZ —污水流量总变化系数（11）175
154 污泥量计算
项目污泥产生啤酒废水处理工艺中初沉池UASB反应器CASS反应器
1 初沉池日排出污泥量
（13）
式中：QMAX —设计流量（12）7875m3d
C1 —进水SS浓度1674mgL
C0 —出水SS浓度87mgL
ρ—污泥含水率取96
γ —污泥密度取1000kgm3
2 UASB反应器日排出污泥量
（14）
式中：XW —UASB反应器产生污泥总量675kgSSd
ω —污泥含水率取98
ρ—污泥密度1000kgm3
3 CASS反应器日排出污泥量
（15）
式中：XW —CASS反应器产泥量198kgd
ω —污泥含水率取98
ρ—污泥密度1000kgm3
4 日排出污泥总量
（16）
式中：S沉 —初沉池日排出污泥量1583m³d
SU —UASB日排出污泥量3375m³d
SC —CASS日排出污泥量99m³d
2 工艺流程设计
21 工艺选择
211 啤酒污泥特性
般生活污泥工业污泥相啤酒废水处理产生剩余污泥中含丰富机质氮磷钾等元素元素起促进农作物生长发育作[7]污泥中重金属含量相较低远远低污泥农标准含水率较高稳定易腐化含定病菌微生物须进行必污泥处理成分含量分析重金属含量见表2122示
表21 啤酒污泥营养成分含量农家肥
类
养分含量（）
蛋白质
机质
N
P
K
啤酒污泥
239
353
22
086
041
纯猪粪
714
21
05
11
家禽粪
255
163
154
085
表22 啤酒污泥中重金属含量（mgkg干污泥）
项目
允许浓度（mgkg）
啤酒污泥均值
A级污泥
B级污泥
汞
3
15
117
镉
3
15
296
铬
500
1000
8889
铜
500
1500
12760
锌
1500
3000
16173
铅
300
1000
1864
镍
100
200
81
212 污泥处理工艺选择
2121 污泥浓缩工艺
常方法包括重力浓缩法离心浓缩法气浮浓缩法[2]具体特点见表23示
表23 浓缩方法较
方法
优点
缺点
重力浓缩
运行费低理简单操作力求高动力耗
占面积较某污泥工作稳定浓缩效果般
气浮浓缩
浓缩效果较理想运行效果稳定占面积油脂砂砾
运行费低离心浓缩重力浓缩高操作求高占面积
离心浓缩
需少量土取较高处理力适合场狭场合
求专离心机电耗操作员求较高费高
项目处理污泥初沉池污泥剩余活性污泥混合混合污泥沉降法处理混合污泥时效果较[15]综述方案采重力浓缩法进行浓缩处理
2122 污泥稳定化处理
机废水处理产生污泥含量机物污泥果未处理直接埋然界中泥中机物会然界微生物作持续分解腐化环境造成许影响需污泥进行必稳定化处理稳定化处理方式包括氧消化厌氧消化表24两种工艺较
表24 污泥稳定化工艺较
工艺
原理
优点
缺点
厌氧消化
氧缺氧环境利污泥中厌氧微生物群作机物碳水化合物脂肪等水解液化气化分解成稳定物质泥中病菌寄生虫卵杀灭达害化稳定化生物化学反应程
①机物降解率良
②气体利降低运行费
③应性广生物固体适合农
④处理病原体活性低
⑤需曝气运行耗费低
①求操作员技术熟练
②清液中富含CODBOD氨
③清洁困难
④初期投资较高等
氧消化
剩余污泥进行持续曝气段时间中生物细胞构成BOD机固体分解进降低挥发性悬浮固体含量种方法
①初期投资低
②控制操作简单
③厌氧消化相清液少消化时间短反应速度快
④会产生令厌恶臭味消化污泥量少等
①需长时间曝气运行耗运行费高
②回收沼气
③致病微生物寄生虫出较差
④固体率温度波动变化冬季效率较低
厌氧消化时实现减量化害化稳定化资源化处理求首先泥中机物消化分解污泥稳定易腐化第二通消化泥中部分病原微生物杀灭作机物分解害化处理第三污泥厌氧消化程中会产生量消化气甲烷气体收集起作源燃料加利资源化第四污泥消化泥中部分机氮转化氨氮提高污泥肥效然污泥减量化处理浓缩脱水机物厌氧消化分解转化成甲烷身种减量程
处理效果成耗考虑项目采厌氧消化处理工艺
2123 污泥终处置
目前国外污泥处理方法采焚烧填埋农业利三种方法［9］填埋处理成种方式中少需面积填埋场周围环境影响存渗滤液气味等问题处理焚烧减量化程度非常高没异味成高会产生污染性气体噪音辐射等污染问题资源化利特农业利污泥更效利变废宝污泥中重金属含量毒害物质含量限制污泥土利重素控制污泥中重金属害毒物质含量非常关键
啤酒污泥中含较机质氮磷钾等营养成分重金属含量低害化处理中病原微生物控制泥中微生物数量减少处理程中营养物质损耗处理完污泥作农肥料原料堆肥项目污泥处理工艺先浓缩处理减污泥体含水率通污泥厌氧消化污泥中病原微生物污泥害化处理消化污泥脱水前先调理池加药调理改善污泥脱水性终脱水机房进行污泥脱水进步降低污泥含水率脱水污泥达终处置求
22 处理方案
广东省祥德啤酒限公司污泥处理方案流程图21示：
图21 广东省祥德啤酒限公司污泥处理方案流程图
23 污泥处理工艺说明
集泥池：时贮存污水处理构筑物产生污泥
重力浓缩池：减污泥体积便续构筑物操作
污泥厌氧消化池：厌氧消化利兼性菌厌氧菌进行厌氧消化反应分解泥中机物质泥中病原微生物种处理工艺作污泥稳定降低机物含量暂分解
污泥调理池：调理改善污泥脱水性通改变污泥组织结构降低污泥阻减污泥黏性改善污泥脱水性
污泥脱水机房：通机械脱水方式进步降低污泥含水率脱水污泥具固体特征3 污泥处理工程设计
31 集泥池
污水处理站排放污泥间歇排放设计集泥池目暂存污泥调节作二起污水泵站集水池作污水处理构筑物产生污泥先排集泥池中贮存混合然通污泥提升泵池泥抽送污泥浓缩池集泥池设计简图见图31示
图31 集泥池计算草图
1集泥池效容积
集泥池容积般根污泥停留时间设计容积宜太太容易造成积泥
（31）
式中：Q —污泥进泥量（16）5948m³d
T —污泥集泥池中停留时间取4h
2集泥池底面积S
（32）
式中：V —集泥池效容积（31）10m³
h1 —效深度采3m
3集泥池边长a
设集泥池底面积正方形边长取19m （33）
校核集泥池效容积：V19×19×31083m³＞991m³符合求
4集泥池总高度H总
（34）
式中：h1 —效深度3m
h2 —超高取05m
集泥池尺寸：19m×19m×35m集泥池采全埋式需池顶加盖子
5提升泵选择
①扬程计算
（35）
式中：H1 —水头损失总包括程损失局部水头损失m[14]
H2 —泵出水水位设计水位高度差m
H3 —安全水头1015m设计采10m[14]
②选择泵时方面考虑泵提升力根输泥量确定泵流量需考虑泵扬程效率功率等方面综合设计选WQ型潜水式排污泵型号25WQ82211选两台（备）具体参数见表31示
表31 25WQ82211潜水式排污泵技术参数
型号
流量m³h
扬程m
口径mm
功率KW
转速rmin
25WQ82211
8
22
25
11
2900
6出泥设计
集泥池出泥污泥提升泵吸泥头通喇叭口吸泥集泥池浓缩池输泥设坡度001吸泥采径D150mm015m钢喇叭口直径泵吸泥15倍喇叭口直径：
d15D15×150225mm0225m
7搅拌机选型
防止污泥重力底部度堆积污泥混合更均匀需配置搅拌机根规模电耗造价等素进行选设计采两台QJBA节型潜水搅拌机技术参数见表32示
表32 QJBA40074015S型潜水搅拌机技术参数
型号
电机功率kwP
额定电流A
叶轮转速rmin
叶轮直径mm
推力N
重量kg
QJBA40074015S
154
37
740
400
600
7482
32 污泥浓缩池
设计采重力浓缩池进行浓缩处理工作方式间歇式池形采竖流式方案污泥产生量较池子容积较设置刮泥机浓缩池设置两两池子交工作时进泥
工作原理：工作时首先污泥放满整池子然停留段时间静置沉降沉降会分层进行浓缩
污泥浓缩池设计简图见图32示
图32 污泥浓缩池计算草图
321 设计参数
表33 污泥浓缩池设计参数[22]
序号
参数
符号
范围
取值
1
污泥固体负荷（固体通量）
M
30kg（㎡·d）60kg（㎡·d）
36kg（㎡·d）
2
浓缩停留时间
T
少10h超18h
12h
3
浓缩池数
n
2
4
缓层(清液)高度
h1
05m
5
污泥斗设计倾角
α
55°
55°
6
污泥斗口直径
D
2m
7
污泥斗口直径
D
4m
322 浓缩池工艺计算
1浓缩池截面积A
（36）
式中：Q —污泥量（16）5948m³d
M —污泥固体负荷36kg（㎡·d）
C —污泥固体浓度kgm³
（37）
式中：P1—进泥含水率97
r —污泥密度1000kgm3
取50㎡
2单浓缩池表面积A1
（38）
3浓缩池直径D
取57m （39）
4浓缩池工作部分高度h2
（310）
式中：T —浓缩停留时间12h
A —浓缩池面积（38）25㎡
5浓缩池高度
（311）
式中：h1 —缓层高度05m
h2 —工作部分高度（310）12m
h3 —超高03m
6浓缩污泥体积V2
（312）
式中：P1 —浓缩前含水率97
P2 —浓缩水率96
7污泥斗设计
①污泥斗需容积V
（313）
式中：V1 —污泥量5948m³d
t —两次排泥时间间隔8h
②污泥斗高度h4
（314）
式中： —污泥斗口直径4m
—污泥斗口直径2m
取15m
③污泥斗实际容积V
（315）
式中： —污泥斗高度（313）15m
—泥斗口面积㎡
—泥斗口面积㎡
33 污泥厌氧消化池
厌氧消化厌氧条件通兼性菌专性厌氧菌降解污泥中机污染物质消化池组成集气罩池盖池体椎体等部分池子附搅拌设备加温设备［16］次设计采两级消化级消化池设置加温搅拌装置二级消化池设置二级消化池利级消化池余温继续消化
图33 厌氧消化系统示意图
331 设计参数
表34 污泥厌氧消化池设计参数[22]
序号
参数
符号
范围
取值
1
消化池形式
椭圆形蛋形圆柱形
圆柱形
2
池顶盖形式
浮动式固定式
固定式
3
两级消化时间
112132
21
4
中温消化温度
TD
3335℃
35℃
5
消化时间
T
2530天
30天中级消化20天二级消化10天
6
消化池直径
D
635m
102m
7
集气罩直径
d1
12m
2m
8
集气罩高度
h1
12m
15m
9
池底椎体直径
d2
052m
2m
10
椎体倾角
α
15°30°
15°
11
消化分解率
Vd
4050
45
污泥厌氧消化池设计简图图34示
图34 污泥厌氧消化池计算草图
332 设计计算
1消化池容积V
（316）
式中：Q —日投入污泥量（312）4461m³d
VC —污泥龄级消化20d
2池容积V0
（317）
式中：N —消化池座数2座
池体容积两级消化时间相V1：V221级消化池总容积8922m3设2座单座池容积4461m3二级消化池容积4461m3设1座两级消化池形状构造相
3部分尺寸确定
①椎体高度h2
（318）
式中：α1 —椎体倾角15°
②消化池高度h3： （319）
③椎体高度h4
（320）
式中：α2 —椎体倾角15°
4部分容积计算：
①消化池总高度H
（321）
总高度圆柱直径：总高直径值0810符合设计求
②集气罩容积V1
（322）
③盖部分容积V2
（323）
④圆柱部分容积V3
（324）
⑤椎体容积V4
（325）
⑥消化池效容积V0
符合求
（326）
5部分表面积计算
①集气罩表面积F1
（327）
②池顶表面积F2
（328）
③池盖表面积F3
（329）
④池壁表面积F4
（330）
⑤池底表面积F5
（331）
6消化污泥量
①机物率
（332）
式中：t —消化时间30d
②消化污泥量V2
（333）
式中：V1 —消化前污泥量4461m³d
Vd —机物率（332）45
A —机物含量般采65
P1 —进泥含水率96
P2 —出泥含水率92
7产气量
污泥消化程中会产生沼气沼气作源燃料收齐利提供动力
①消化池降解污泥量
（334）
式中：X —消化池降解污泥量kgd
V1 —消化前污泥量4461m³d
Vd —机物率（332）45
A —机物含量般采65
P —污泥含水率96
②消化池产气量
（335）
式中：X —消化池降解污泥量（334）52194kgd
a —污泥沼气产率m3 kg污泥般采075110m3 kg污泥设计采095[17]
333 搅拌装置计算
厌氧消化通底物微生物进行反应池需保持搅拌充分混合搅拌时起时传递热量池体受热均匀减少浮渣生成等方面作
次设计采螺旋桨式机械搅拌原理池中央安装竖导流筒导流筒设螺旋桨螺旋桨通轴池顶驱动装置相连螺旋桨旋转时导流筒污泥提升造成循环搅拌［16］螺旋桨式搅拌机通竖两方推动污泥 效消浮渣层泡沫适锥底圆柱型消化池安全系数相较高
1螺旋桨搅拌污泥量q
（336）
式中：V0 —座消化池效容积（317）4461m³
m —设备安全系数般13设计采2
t —搅拌次需时间般25h设计采3h
2中心计算D
（337）
式中：q —螺旋桨搅拌污泥量（334）008m3s
c —中心流速般0304ms采03ms
3污泥流螺旋桨速度
（338）
（339）
式中：Vn —污泥流螺旋桨速度ms
F0 —螺旋桨效断面㎡
d —螺旋桨直径m通常dD01D中心直径
ζ —螺旋桨叶片占断面积系数般采025
4螺旋桨需功率N
（340）
式中：H —螺旋桨克服惯力水力阻抗需水头采10m［16］
η —搅拌机效率采08［16］
334 加热系统计算
（1）消化系统耗热量
座消化池日投入污泥量中温消化温度T035℃污泥年均温度20℃日均温度低15℃
1加热污泥耗热量
（341）
式中：Q1 —升高中温消化温度耗热量kJh
TD —中温消化温度35℃
TS —原温度℃
年均耗热量：
耗热量：
2消化池池体耗热量
（342）
式中：Q池 —池体外界散发热量kJh
F —池体表面积㎡
TA —外界介质温度℃
K —池体传热系数kJ(㎡·h·℃)
合理保温结构厚度［15］：
池盖K1≤293kJ(㎡·h·℃)
池壁K2≤251kJ(㎡·h·℃)(池外气)
池底K3≤188kJ(㎡·h·℃)(池外土层)
池外介质气时年均气温冬季室外低温度池外介质土壤时全年均气温冬季室外低温度
①池盖耗热量Q2
年均耗热量：
耗热量：
②池壁（面）耗热量Q3
消化池池身三分二面三分面：
年均耗热量：
耗热量：
③池壁（面）耗热量Q4
年均耗热量：
耗热量：
④池底耗热量Q5
年均耗热量：
耗热量：
⑤座消化池池体耗热量Q池
年均耗热量：
（343）
耗热量：
（344）
3热交换器耗热量Q6
热交换器耗热量计算般采前两项热损耗总510［15］次设计采10
（345）
（346）
4座消化池总耗热量QT
年均耗热量：
（347）
耗热量：
（348）
5消化系统总耗热量Q总
（349）
式中：n —级消化池数2座
（2）消化池保温设计
池体外侧应设置保温结构减少池热量损失节省耗设计固定盖式消化池池体结构采钢筋混凝土部分保温材料厚度δ
（350）
式中：λG —池体部钢筋混凝土热导率kJ(㎡·h·℃)
λn —保温材料热导率kJ(㎡·h·℃)部分建筑材料热工指标见表33示
K —部分传热系数允许值kJ(㎡·h·℃)
合理保温结构厚度［15］：
池盖K1≤293kJ(㎡·h·℃)
池壁K2≤251kJ(㎡·h·℃)(池外气)
池底K3≤188kJ(㎡·h·℃)(池外土壤)
δG —池子部分结构厚度mm
表 35 建筑材料热工指标
材料名称
容重r
（kgm³）
热导率λ
kJ(㎡·h·℃)
热容
kJ(kg·℃)
蓄热系数S
kJ(㎡·h·℃)
钢筋混凝土
2500
586
084
5609
聚氨酯硬质泡沫塑料
60
008
池体部分保温材料选择厚度表36示
表 36 保温材料选择
池体位置
保温材料
钢筋混凝土结构厚度mm
导热系数λ
kJ(㎡·h·℃)
池盖
聚氨酯硬质泡沫塑料
200
008
池壁（面）
聚氨酯硬质泡沫塑料
400
008
池壁（面）
土壤
400
419
池底
土壤
800
419
①池盖保温材料厚度：
②池壁(面)保温材料厚度：
③池壁(面)保温材料厚度：
④池底保温材料厚度：
池盖池壁厚度计算结果分25mm26mm池盖池壁均采26mm修正系数15结果采厚度50mm保温结构层示意图见图35示
图 35 消化池保温结构示意图
（3）热交换器计算
消化池加热方式池外加热池加热两种方式［15］加热热水者蒸汽通入池里面污泥进行加热种方法效率较低存足加维护困难较少外加热池子外边先污泥进行预加热然输送回消化池目前常方法泥水热交换器池外加热种方法设备置池外维护方便池外加热系统示意图见图36
图 36 加热系统示意图
1污泥循环量
消化系统采台热交换器应座消化池项目设两座级消化池需两台热交换器日新鲜污泥需回流污泥先进行混合进入热交换器新鲜污泥回流污泥1：2［15］
座消化池新鲜污泥量：
回流消化污泥量：
污泥循环总量：
（351）
2热交换器出口温度TS＇
已知新鲜污泥日均温度低15℃
新鲜污泥消化污泥混合温度：
（352）
热交换器出口温度：
（353）
式中：QTMAX —座消化池总耗热量kJh
QS —污泥循环总量（349）279m³d
3热水循环量QW
热交换器入口热水温度采TW85℃出水温度采TW＇75℃［15］
热水循环量量：
（354）
4热交换器径
热交换器分外通污泥径DN25mm外径35mm外通热水径DN50mm
污泥流速：
（15ms20ms间符合求）
（355）
5热交换器长度L
（356）
式中：△Tm —均温度数℃［15］
△T1 —热交换器入口污泥温度出口热水温度差值℃
△T2 —热交换器出口污泥温度入口热水温度差值℃
（357）
式中：QTMAX —污泥消化池耗热量kJh
D —外径011m
K —传热系数600kJ(㎡·h·℃)［15］
假设根热交换器长度5m交换器数量：
6锅炉计算
锅炉选常压热水热炉锅炉提供热水量GW：
（358）
式中：T4 —锅炉热水温度约95℃
T —锅炉供水温度15℃
r —水热容42kJ(kg·℃)
η —锅炉热效率采80
335 消化池附属设施选型
1污泥泵选择
①扬程计算：
（359）
②污泥泵台数应根消化池布置运转方式进行选定少两台设计采G251螺旋杆泵进泥两备性参数见表37示
表 37 G251螺杆泵性参数
型号
流量m³h
转速rmin
压力MPa
电机功率kW
进口法兰通径mm
出口法兰通径mm
G251
2
960
960
15
40
32
2搅拌机选择
根计算结果方案消化池选JBA型厌氧反应搅拌机起破液面硬壳减少反应池物料液体分层作通机械搅拌方式促进反应池循环流动效提高厌氧反应效率根技术求选型号JBA800搅拌机性参数见表38示
表38 JBA800型厌氧反应搅拌机性参数
型号
功率kw
转速
桨径mm
桨层
轴长mm
作范围mm
重量kg
JBA600
07555
1035
800
14
＜45
2100
145
34 污泥调理池
根机械脱水求污泥进行脱水前需做预处理污泥达机械脱水性质求设计采化学加药稳定法处理消化污泥排调理池通搅拌器搅拌混凝剂混合反应
1调理池结构设计
设调理池长25m宽25m高26m正方体型池子
调理池效容积：符合求
（360）
污泥面应电机保持安全距离设安全距离02m超高03m
调理池总高：
（361）
设计污泥调理池结构25m×25m×29m调理池采半式
2药剂投配
①调理剂加药
常污泥调理剂PAC（聚合氯化铝）PAM（聚丙烯酰胺）AlCl3FeCl3等次设计PAC絮凝剂般情况污泥中投加聚氯化铝量13kgt干泥项目拟定吨干泥投加2kgPAC絮凝剂
干泥量：
投加PAC量：
（362）
②H2SO4加药
设计方案中啤酒污泥pH69根污泥农标准pH需达558需加酸试剂进行pH调节设计选择投加H2SO4调节污泥pH
pH9调8日需H2SO4量：
（363）
3搅拌器选择
JBJ型桨式搅拌机适污水处理厂污泥池絮凝池投加混凝剂助凝剂进行搅拌污泥药剂发生充分絮凝反应作根技术求设计选型号JBJ1900型桨式搅拌机技术参数见表39
表39 JBJ1900型桨式搅拌机技术参数
型号
桨叶直径D mm
转速rmin
电机功率sskkkwkwkw
传动轴L mm
n×d mm
JBJ1900
900
35
11
1500
4×19
4投药设备
①投药设备选择
方案污泥调理池需投加两种药剂调节酸碱度采投药设备废水处理调节池加药系统根市面pH动调节系统装置选动加药系统YMDMY体化加药系统投加PAC絮凝剂采全动加药装置
②药罐试剂
（1）酸试剂：H2SO4
（2）絮凝剂：聚合氯化铝（PAC）
③工作原理
装置包括PLC控制系统溶药箱储药箱液位检测电力控制系统等等首先药剂料斗倒入预混器中加水进行混合然混合溶液进入溶药箱稀释混合设定浓度进行药剂配制配置溶液溶药箱进入储药箱储药箱液位处高液位时动停止配制储药箱处低液位时动开启配药程通设定PAC加药量系统根实际情况动调节加药量系统工作程属动化需手动进行
④具体参数
表 310 全动加药装置技术参数
型号
加药量Lh
药箱尺寸Φ×h
药箱容积
加药口径
功率W
占面积L×W×H
BJFJY01
02
460×790
01
DN10
90
620×620×1000
35 污泥脱水机房
设计采带式压滤机污泥进行脱水工作原理包括四阶段包括预处理重力脱水楔形区预压脱水高压脱水预处理前面调理池已进行加药处理改善脱水性质略步骤先污泥输送重力脱水滤带进行处理污泥中水然着滤带滚动滤带间距逐渐缩达楔形区进步挤压完楔形区达压滤区时已滤饼已基形成运行尾部高压区泥饼含水率降低带式压滤机动力耗少连续工作
1进泥泵选择
脱水设备进泥泵离心泵隔膜泵柱塞泵螺杆泵转子泵五种类型特点见表311
表311 类型进料泵特点
类型
特点
离心泵
污泥剪切力会破坏污泥絮凝体耐磨性差
隔膜泵
腐蚀介质加药系统介质剪切作
柱塞泵
价格昂贵压力求高情况板框厢式压滤机进料泵
螺杆泵
输送时够较保持污泥性质均匀输送介质保证絮体破坏获较良脱水效果
转子泵
螺杆泵设计点类似转子泵堵塞问题耗低占面积转子泵吸力低螺杆泵宜考虑吸性
通较污泥泵性设计选螺杆泵进行污泥输送较保持污泥性质设计选2台G型单螺杆泵型号性参数见表312示
表 312 G151单螺杆泵性参数
型号
流量m³h
转速rmin
压力MPa
电机功率kW
进口法兰通径mm
出口法兰通径mm
G151
06
960
06
055
25
25
2带式压滤机选型
①压滤机带宽B
（364）
式中：B —压滤机带宽m
K —压滤系数般01015采015［13］
P —进泥含水率92
Q —进泥量066m³h
②压滤机选择
根流量压滤机带宽选择型号DY1000型带式压榨滤机选2台备技术参数见表313
表313 DY1000型带式压榨滤机技术参数
型号
滤带宽度mm
处理量
m³h
功率
kW
洗水量
m³h
泥饼含水率
进泥含水率
外形尺寸mm
长
宽
高
DY1000
1000
058
15
≤7
7085
≤978
2980
1392
1980
3机房面设计
带式压滤机脱水机房面图设计包括求
①污泥进料线位置先布污泥进料泵带式压滤机污泥泥饼运输间门台压滤机排布置墙附布置脱水出泥口连接轴螺旋运送机
②带式压滤机墙体间距离宜15m电机局墙距离应符合规范1012m
③带式压滤机需配清洗水进行反洗清洗水量回水设置水备清洗水反洗水箱果厂区回水池水引道泵进行加压清洗
④脱水机房房顶标高般高设备2m
⑤配电间单独配置确认尺寸位置进泥泵带式压滤机螺旋输送机加药系统联动配现场控制箱中控室监控
设计参数：①带式压滤机尺寸（mm）：2980×1392×1980
②污泥泵尺寸（mm）：1010×160×150
③配电间尺寸（mm）：6000×5000
④储药间尺寸（mm）：4000×4000
⑤设备间间距（mm）：1000
⑥设备墙体间间距（mm）：1500
⑦泥饼外运间尺寸（mm）：5000×5000
脱水房宽度：取117m （365）
脱水房长度：取163m （366）
脱水房高度：H1980+20003980mm398m取4m
（367）
脱水机房尺寸：163m×117m×45m面布置图见图37
图37 脱水机房面布置图
4脱水体积
调理送脱水机房泥量1446m³d含水率92带式压滤机压滤污泥含水率75
①脱水体积：
（368）
式中： —进入污泥脱水机房污泥体积1446m³d
—脱水前污泥含水率92
—脱水污泥含水率75
②压滤污泥重量：
（369）
5污泥贮存
设计方案中广东省祥德啤酒公司处理机废水时产生污泥属般工业固体废物厂房仓库中设计间污泥贮存仓库暂时存放处理污泥
般工业固体废物贮存仓通常原：贮存仓禁止危险废物生活垃圾混入二仓需防止粉尘污染三避免某含水固废中渗滤液流出需仓划分区域设置围堰堤坝等设施四做防水措施避免雨水流入仓库周围应设置导流渠
方案设计建设间长8m宽4m高32m污泥贮存仓库占面积48㎡仓库容积1536m³仓库面砌高10cm水泥围堰面刷防渗漆围堰放卡板放置处理污泥污泥清运频率月清
36 工艺构筑物设备览
广东省祥德啤酒公司日处理4500吨生产废水处理站中污泥处理构筑物总结见表314示
表314 污泥处理构筑物总结表
名称
结构形式
尺寸（L×B×H（mm）
单位
数量
备注
集泥池
钢筋混凝土结构
19m×19m×35m
座
1
污泥浓缩池
钢筋混凝土结构
57m×57m×20m
座
2
污泥厌氧消化池
钢筋混凝土结构
102m×102m×88m
座
3
2座级消化池
1座二级消化池
污泥调理池
钢筋混凝土结构
25m×25m×29m
座
1
脱水机房
钢筋混凝土结构
163m×117m×4m
座
1
广东省祥德啤酒公司日处理4500吨生产废水处理站污泥处理构筑物附属设施型号数量总结见表315示
表315 附属设备总结表
位置
型号
数量
集泥池
QJBA40074015S型潜水搅拌机
2
25WQ82211潜水式排污泵
2
污泥厌氧消化池
G251单螺旋杆泵
3
JBA800搅拌机
1
热交换器
2
污泥调理池
JBJ1900型桨式搅拌机
1
BJY500动加药系统
1
脱水机房
G151单螺杆泵
2
DY1000型带式压榨滤机
2
4 废水处理站总体布置
41 废水处理站面布置
1面布置求
废水处理站面布置整废水处理区域构筑物设施位置进行布置容包括处理辅助构筑物辅助建筑物线道路等等[2]面布置合理性影响着日常理运行占面积设备维护维修周围环境状况等废水处理站面布置应遵循求：
①构筑物工艺流程序进行布置线应简短避免弯头等局部部件减少损失
②节省占面积方便日常理维护构筑物应该量紧凑布置
③厂区绿化面积约厂区总面积30合理布置协调周围环境文核心美化环境辅保护环境目
④气味噪音产生构筑物布置时应注意周围环境影响
⑤处理构筑物生产生活建筑物布置应保持距离明确功区划配置合理常办公建筑物等应布置夏季凤风方
⑥污泥处理构筑物防安全方便理应布置成单独组合
⑦厂道路布置应方便物品运输设备运输维修处理站应设达处理构筑物必通道构筑物建筑物设行道车行道相连
广东省祥德啤酒公司日处理4500吨废水处理站具体面布置图见附图2
2厂区总面布置
根厂区理位置形风河流位置厂区部分进行合理布设四部分包括综合楼生产车间废气处理区域废水处理区域广东省祥德啤酒公司厂区总面布置图见附图1
3辅助建筑物布置
废水处理站辅助建筑物办公楼宿舍仓库机修车间锅炉房值班室等废水处理系统中缺部分具体尺寸根处理站条件相关情况定广东省祥德啤酒公司日处理4500吨生产废水处理站辅助建筑物览见表41
表41 辅助建筑物览表
名称
外形尺寸（a×b）mm
数量
层数
备注
综合楼
40000×20000
1
5
①楼：展览厅值班室
②二楼行政办公室生产监控中心
③三楼：会议室资料室
④四五楼：化验室分析室天室
宿舍
30000×10000
1
4
层员工食堂二四层员工宿舍层10间宿舍单宿舍集体宿舍
锅炉房
10000×5000
1
1
—
仓库
25000×10000
1
1
仓库机修车间合建栋分两车间
警卫室
4000×2000
1
1
—
42 废水处理站高程布置
421 高程布置求
废水处理站高程布置处理构筑物进行标高标高包括池顶标高池底标高水面标高[2]高程布置求：
①计算构筑物间总水头损失总水头损失包括构筑物身水头损失程损失局部损失
②量采重力流减少提升降低电耗方便运行理
广东省祥德啤酒公司日处理4500吨废水处理站具体高程布置图见附图3
422 污泥道水力计算
1道设计概述
①道布置求畅利节约空间水头损失少道交叉量少影响通道道行路量短减少弯头路设计程中根道避畅避免弯头等需调整设备位置完善面图
②污泥线包括重力道压力道两种污泥远距离输送压力道污泥距离输送重力道重力道径200mm压力道径150mm[15]选压力道输泥时设计流速见表42示
表42 压力道设计流速
污泥含水率
设计流速 ms
污泥含水率
设计流速 ms
径150250mm
径150250mm
90
15
95
10
91
14
96
09
92
13
97
08
93
12
98
07
94
11
2污泥道输送水力计算
（41）
式中：L —道长度m
D —道直径m
v —流速ms
CH —Hassan Williamson系数具体值见表43
ε —局部阻力系数［15］
g —重力加速度ms2981
表43 污泥浓度CH值表
污泥浓度
CH值
污泥浓度
CH值
00
100
60
45
20
81
85
32
40
61
101
25
3道材料
次设计采PVC材种材抗腐蚀性强水力性性价高泛应
4局部设备览
表44 局部设备览表
段
特殊设备
局部阻力系数ε
UASB→集泥池
290°弯头
085
CASS→集泥池
290°弯头
085
集泥池→浓缩池
190°弯头
085
喇叭
01
渐扩
03
三通
0665
浓缩池→消化池
390°弯头
114
两三通
073
渐扩
03
渐缩
02
消化池→调理池
290°弯头
114
调理池→脱水机房
290°弯头
114
渐扩
03
渐缩
02
5段水力计算
表45 段水力计算览表
段
设计流量
径
mm
长度
m
流速
ms
i
局部损失m
程损失m
总阻力m
UASB→集泥池
688×104
200
15
138
001
008
036
044
初沉池→集泥池
688×104
200
10
138
001
041
041
CASS→集泥池
688×104
200
15
138
001
008
036
044
集泥池→浓缩池
688×104
150
13
08
001
006
020
026
浓缩池→级消化池
688×104
150
14
09
001
019
036
055
级消化池→二级消化池
688×104
150
8
09
001
003
021
024
二级消化池→调理池
688×104
150
3
09
001
009
025
034
调理池→脱水机房
688×104
150
6
13
001
024
101
125
6构筑物高程布置表表46示
表46 高程布置表
构筑物
液面标高m
进口标高m
池底标高m
池顶标高m
集泥池
250
200
550
200
污泥浓缩池
120
120
000
200
污泥厌氧消化池
340
340
280
600
污泥调理池
115
115
145
145
脱水机房
198
000
400
5 工程概预算
设计工程概预算分基建成概预算处理成概预算两方面
51 基建成概预算
项目选构筑物配套设备成表5152示
表51 污泥处理构筑物土建成预算
序号
设备
数量
建造成元
挖土成元
总价元
1
集泥池
1座
5070
370
5440
2
污泥浓缩池
2座
19170
0
19170
3
污泥厌氧消化池
3座
101100
10900
112000
4
污泥调理池
1座
6230
200
6430
5
污泥脱水机房
1座
60000
0
60000
合计元
191570
11470
203040
表52 污泥处理构筑物设备成预算
序号
设备
数量
单价元
总价元
1
QJBA40074015S型潜水搅拌机
2
2600
5200
2
25WQ82211潜水式排污泵
2
1500
3000
3
G251单螺旋杆泵
3
1600
4800
4
JBA800搅拌机
2
7000
7000
5
热交换器
2
2000
4000
6
JBJ1900型桨式搅拌机
1
3000
3000
7
BJY500动加药系统
1
20000
20000
8
G151单螺杆泵
2
1440
2880
9
DY1000型带式压榨滤机
2
80000
160000
合计元
215880
废水处理站总计基建投入费：418920+10170351435955元考虑设计费调试费运输费等预留30万费总计费：
52 废水处理成概预算
废水处理成包括员工工资费设备电费构筑物设备折旧费设备日常维护维修费处理药剂费
项目拟定招八名工作员负责维持废水处理系统日常运行维护理名厂长两名高级工程师三名普通员工两名实生组成工资分10000800055004000元月月工资费50000元根组员李划计算污水处理设备月电量合计月废水处理电量680825千瓦时构筑物附属设备电量费见表53示
表53 附属设备电成计算
序号
构筑物
设备
功率kw
工作
时长h
数量台
价格
元天
价格
元月
1
中格栅
HF500型回转式机械格栅清机
055
1503
1
662
19840
2
污水泵房
4PW型离心污水泵
30
2440
2
117120
35136
3
细格栅
HF700型回转式机械格栅清机
055
1641
1
723
21662
4
调节池
QJB10126203480S潜水搅拌器
10
4
1
32
960
YMDMY体化加药系统
08
4
1
256
768
5
流式沉淀池
HG4000吸泥机
275
792
2
3485
104544
6
CASS
XB100滗水器
037
2250
2
1332
39960
潜水式曝气机
22
293
8
41255
1237632
7
消毒池
UV3000PLUS灯
1389
025
24
6668
200016
8
集泥池
QJBA40074015S型潜水搅拌机
15
4
1
48
144
25WQ82211潜水式排污泵
11
12
1
1056
3168
9
厌氧消化池
G251单螺旋杆泵
15
08
1
096
288
JBA800搅拌机
11
24
2
4224
12672
10
污泥调理池
JBJ1900型桨式搅拌机
40
4
1
128
384
BJY500动加药系统
09
4
1
288
864
11
脱水机房
G151单螺杆泵
055
05
1
022
66
DY1000型带式压榨滤机
15
3
1
36
108
合计元
1815566
5446602
构筑折旧费10年计算月折旧费9674元设备折旧费5年计算月折旧费9460元
项目日常处理废水运行成预算见表54
表54 项目日常处理运行成概预算（月计算）
项目
数量量
单价
总价元
工费
8
50000元月
50000
废水处理电量
43279千瓦时月
08元千瓦时
54466
酸试剂
594kg月
25元kg
1485
絮凝剂
756kg月
75元kg
567
碱试剂
609kg月
25元kg
155
设备维护维修费
2000月
2000
设备折旧费
9460月
9460
构筑物折旧费
7174月
9674
合计元
127807
处理吨水价格
127807÷4500÷30095元吨
6 结
项目广东省祥德啤酒公司日处理4500吨生产废水处理站污泥处理方案设计设计容选择合适机污泥处理工艺针采工艺进行设计计算处理构筑物土建尺寸确定项运行参数然进行厂区面布置高程布置进行工程投资预算
参国外机污泥处理工艺次设计采重力浓缩厌氧消化作次工艺构筑物处理污泥污泥处理工艺：集泥池→重力浓缩池→污泥厌氧消化池→污泥调理池→脱水机房处理量5948m³d设计中污泥集泥池提升泵输送污泥浓缩池厌氧消化池降解污泥中机污染物进行杀菌减量接着调理池带式压滤机脱水处理处理污泥量116td啤酒污泥含丰富植物生长需养分害物质较少项目处理完污泥拟定农业土利处理污泥重金属含量病原微生物含量均低农污泥控制标准中土利标准pH达558范围符合污泥土利
项目工艺设计达预期处置效果污泥够减量化稳定化害化资源化处置综述次啤酒厂污泥处理工程设计行
参考文献
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附 录
附图 公司总面布置图
附图二 废水处理站面布置图
附图三 废水处理站高程布置图
附图1 公司总面布置图
附图2 废水处理站面布置图
附图3 废水处理站高程布置图
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广东省祥德啤酒限公司环保工程设计方案——广东省祥德啤酒公司日处理4500吨生产废水处理站污泥处理
方案设计
水处理时会产生定量污泥目前处理啤酒废水产生啤酒污泥未利处置啤酒污泥机物含量高含水率较高性质稳定易腐化含定病菌微生物直接填埋会造成许环境问题啤酒生产原料麦芽等谷物产生污泥基没害物质利资源
次设计参考国外处理方法采重力浓缩厌氧消化作处理工艺构筑物啤酒污泥进行处理设计中污泥集泥池提升泵输送污泥浓缩池厌氧消化池调理池压滤机脱水处理污泥够减量化稳定化害化处置重金属含量病菌含量低农污泥污染物控制标准(GB42842018)中污泥农业利标准资源化处置
关键词：啤酒污泥厌氧消化土利
Environmental protection engineering design scheme of Xiangde Brewery Company of Guangdong Province—Sludge treatment scheme design of 4500 tons of production wastewater treatment station in Xiangde Brewery Company of Guangdong Province
Abstract
Recently with the development of domestic beer industry the consumption has also increased greatly but it also brought more pollution problemsBeer industry is a high water consumption industry the workshop in the production process is also accompanied by a large number of organic wastewater production wastewater treatment at the same time will also produce a certain amount of sludge At present the beer sludge from brewery wastewater treatment has not been well utilized and disposed ofBeer sludge has a high content of organic matter but its water content is high and its property is very unstable It is easy to rot and contains certain bacteria and microorganisms It will cause many environmental problems if it is directly used in landfill As the raw materials of beer production are mainly grains such as malt the sludge produced is basically free of harmful substances and can be well utilized
In this design gravity concentration and anaerobic digestion are used as the main structures to treat beer sludge after referring to the treatment methods at home and abroad In the design the sludge is delivered to the sludge concentration tank by the lift pump in the sludge collection tank After the sludge is dewatered in the anaerobic digestion tank conditioning tank and filter press the sludge can be reduced stabilized and harmless The content of heavy metals and bacteria is lower than the standard of sludge agricultural utilization in the control standard for agricultural sludge pollutants (gb42842018) and the sludge can be recycled
KeywordsBeer sludgeanaerobic digestionland use
目 录
1 前言 1
11 设计目意义 1
12 国外污泥处理处置现状 1
13 设计拟定解决问题 2
14 设计 2
15 设计初始资料 2
151 企业理位置 2
152生产流程概况 2
153设计流量 3
154 污泥量计算 4
2 工艺流程设计 6
21 工艺选择 6
211 啤酒污泥特性 6
212 污泥处理工艺选择 6
22 处理方案 8
23 污泥处理工艺说明 9
3 污泥处理工程设计 10
31 集泥池 10
32 污泥浓缩池 13
321 设计参数 13
322 浓缩池工艺计算 14
33 污泥厌氧消化池 17
331 设计参数 17
332 设计计算 18
333 搅拌装置计算 21
334 加热系统计算 23
335 消化池附属设施选型 29
34 污泥调理池 31
35 污泥脱水机房 33
36 工艺构筑物设备览 37
4 废水处理站总体布置 38
41 废水处理站面布置 38
42 废水处理站高程布置 39
421 高程布置求 39
422 污泥道水力计算 39
5 工程概预算 42
51 基建成概预算 42
52 废水处理成概预算 43
6 结 45
参考文献 46
谢 辞 48
附 录 49
1 前言
11 设计目意义
年啤酒行业发展迅速产量断增长年处理废水量增长处理废水时会产生定量污泥目前处理产生污泥未时合理处置成企业沉重负担寻找合适处理工艺污泥终具重意义方案目找条合适机污泥处置出路通系列工艺处理污泥够效处置
12 国外污泥处理处置现状
国外发达国家工业化进程较早具定济实力污水处理技术较先进处理水较污泥处置利国外已100余年历史[9]处理处置方式通常包括垃圾填埋农业利焚烧堆肥等方法国身情况相方法选择侧重日国土较口众处置焚烧占55次填埋占35土利占9占1左右美国效利包括直接施堆肥处理施等占达70国家污泥效利逐年增加时填埋焚烧例逐年断减欧洲国家实施污泥消纳层次化理效利优先焚烧焚烧优先填埋国侧重相数欧洲国家采方法土利填埋选择取决国政府相关法律法规污染源控制状况时国土面积农业发展状况关年污泥农标准逐步提高许国家希腊西班牙意利等农业利例直降低填埋例呈升趋势国家卢森堡英国丹麦等农业利例呈升趋势填埋呈降趋势[9]
着城镇化进程断发展国污水处理厂数量规模断增长根预算国城市污水处理厂年产生污泥量达4000万吨日产污泥量约95万吨[3]污泥产量持续增加预测2020年国污水处理厂产生污泥量达60009000万吨左右[3]
关国目前情况处发展阶段整体技术水较低设备发展较缓慢缺乏相关技术员污水处理厂着重视废水处理轻视污泥处理现象目前处置方法土利填埋焚烧等中土利约占4483填埋约占3103焚烧占345未处理约占1379[29]绝数污泥未合理效处置污泥二次污染成解决环境问题许污水处理厂没污泥处理做日常处理必组成部分前存问题污泥处理处置标准体系尚健全监体系够完善处理技术较落
目前国啤酒工厂处理废水产生污泥基填埋处置未处置利啤酒生产原料麦芽等谷物啤酒废水产生污泥基没害物质利资源
13 设计拟定解决问题
1寻找条合适机污泥处理工艺路线机污泥效处置
2构筑物通选择适类型方法考虑降低运行成耗
14 设计
1国家危险废物名录（201681）
2啤酒工业污染物排放标准（GB198212005）
3农污泥污染物控制标准（GB42842018）
4室外排水设计规范(GB500142006)（2016版）
5般工业固体废物贮存处置场污染控制标准（GB185992001）（2013年修改版）
15 设计初始资料
151 企业理位置
广东省祥德啤酒限公司位东莞市常镇深南路36号东边常东路西边金竹湾欢乐世界北边东深公路南部常立交莞深高速项目距东莞东火车站约3公里处理位置交通发达项目处理水达标排入石马河厂区南边河流支流段项目理位置图见图1示
图11 广东省祥德啤酒限公司项目理位置
152生产流程概况
广东省祥德啤酒限公司事啤酒生产年生产总值18万吨原料组成包括麦米生产流程概况图12示整体工艺传统原料处理车间＋糖化车间+发酵车间+灌装车间相时增设辅助工艺啤酒品质更优势更
图12 广东省祥德啤酒限公司生产流程图
153设计流量
1日处理废水流量Q
Q4500m3d1875m3h0052m3s52Ls
2污水流量总变化系数Kz
（11）
式中：Q —日处理废水流量52Ls
3设计流量QMAX
（12）
式中：Q —日处理废水流量4500m³d
KZ —污水流量总变化系数（11）175
154 污泥量计算
项目污泥产生啤酒废水处理工艺中初沉池UASB反应器CASS反应器
1 初沉池日排出污泥量
（13）
式中：QMAX —设计流量（12）7875m3d
C1 —进水SS浓度1674mgL
C0 —出水SS浓度87mgL
ρ—污泥含水率取96
γ —污泥密度取1000kgm3
2 UASB反应器日排出污泥量
（14）
式中：XW —UASB反应器产生污泥总量675kgSSd
ω —污泥含水率取98
ρ—污泥密度1000kgm3
3 CASS反应器日排出污泥量
（15）
式中：XW —CASS反应器产泥量198kgd
ω —污泥含水率取98
ρ—污泥密度1000kgm3
4 日排出污泥总量
（16）
式中：S沉 —初沉池日排出污泥量1583m³d
SU —UASB日排出污泥量3375m³d
SC —CASS日排出污泥量99m³d
2 工艺流程设计
21 工艺选择
211 啤酒污泥特性
般生活污泥工业污泥相啤酒废水处理产生剩余污泥中含丰富机质氮磷钾等元素元素起促进农作物生长发育作[7]污泥中重金属含量相较低远远低污泥农标准含水率较高稳定易腐化含定病菌微生物须进行必污泥处理成分含量分析重金属含量见表2122示
表21 啤酒污泥营养成分含量农家肥
类
养分含量（）
蛋白质
机质
N
P
K
啤酒污泥
239
353
22
086
041
纯猪粪
714
21
05
11
家禽粪
255
163
154
085
表22 啤酒污泥中重金属含量（mgkg干污泥）
项目
允许浓度（mgkg）
啤酒污泥均值
A级污泥
B级污泥
汞
3
15
117
镉
3
15
296
铬
500
1000
8889
铜
500
1500
12760
锌
1500
3000
16173
铅
300
1000
1864
镍
100
200
81
212 污泥处理工艺选择
2121 污泥浓缩工艺
常方法包括重力浓缩法离心浓缩法气浮浓缩法[2]具体特点见表23示
表23 浓缩方法较
方法
优点
缺点
重力浓缩
运行费低理简单操作力求高动力耗
占面积较某污泥工作稳定浓缩效果般
气浮浓缩
浓缩效果较理想运行效果稳定占面积油脂砂砾
运行费低离心浓缩重力浓缩高操作求高占面积
离心浓缩
需少量土取较高处理力适合场狭场合
求专离心机电耗操作员求较高费高
项目处理污泥初沉池污泥剩余活性污泥混合混合污泥沉降法处理混合污泥时效果较[15]综述方案采重力浓缩法进行浓缩处理
2122 污泥稳定化处理
机废水处理产生污泥含量机物污泥果未处理直接埋然界中泥中机物会然界微生物作持续分解腐化环境造成许影响需污泥进行必稳定化处理稳定化处理方式包括氧消化厌氧消化表24两种工艺较
表24 污泥稳定化工艺较
工艺
原理
优点
缺点
厌氧消化
氧缺氧环境利污泥中厌氧微生物群作机物碳水化合物脂肪等水解液化气化分解成稳定物质泥中病菌寄生虫卵杀灭达害化稳定化生物化学反应程
①机物降解率良
②气体利降低运行费
③应性广生物固体适合农
④处理病原体活性低
⑤需曝气运行耗费低
①求操作员技术熟练
②清液中富含CODBOD氨
③清洁困难
④初期投资较高等
氧消化
剩余污泥进行持续曝气段时间中生物细胞构成BOD机固体分解进降低挥发性悬浮固体含量种方法
①初期投资低
②控制操作简单
③厌氧消化相清液少消化时间短反应速度快
④会产生令厌恶臭味消化污泥量少等
①需长时间曝气运行耗运行费高
②回收沼气
③致病微生物寄生虫出较差
④固体率温度波动变化冬季效率较低
厌氧消化时实现减量化害化稳定化资源化处理求首先泥中机物消化分解污泥稳定易腐化第二通消化泥中部分病原微生物杀灭作机物分解害化处理第三污泥厌氧消化程中会产生量消化气甲烷气体收集起作源燃料加利资源化第四污泥消化泥中部分机氮转化氨氮提高污泥肥效然污泥减量化处理浓缩脱水机物厌氧消化分解转化成甲烷身种减量程
处理效果成耗考虑项目采厌氧消化处理工艺
2123 污泥终处置
目前国外污泥处理方法采焚烧填埋农业利三种方法［9］填埋处理成种方式中少需面积填埋场周围环境影响存渗滤液气味等问题处理焚烧减量化程度非常高没异味成高会产生污染性气体噪音辐射等污染问题资源化利特农业利污泥更效利变废宝污泥中重金属含量毒害物质含量限制污泥土利重素控制污泥中重金属害毒物质含量非常关键
啤酒污泥中含较机质氮磷钾等营养成分重金属含量低害化处理中病原微生物控制泥中微生物数量减少处理程中营养物质损耗处理完污泥作农肥料原料堆肥项目污泥处理工艺先浓缩处理减污泥体含水率通污泥厌氧消化污泥中病原微生物污泥害化处理消化污泥脱水前先调理池加药调理改善污泥脱水性终脱水机房进行污泥脱水进步降低污泥含水率脱水污泥达终处置求
22 处理方案
广东省祥德啤酒限公司污泥处理方案流程图21示：
图21 广东省祥德啤酒限公司污泥处理方案流程图
23 污泥处理工艺说明
集泥池：时贮存污水处理构筑物产生污泥
重力浓缩池：减污泥体积便续构筑物操作
污泥厌氧消化池：厌氧消化利兼性菌厌氧菌进行厌氧消化反应分解泥中机物质泥中病原微生物种处理工艺作污泥稳定降低机物含量暂分解
污泥调理池：调理改善污泥脱水性通改变污泥组织结构降低污泥阻减污泥黏性改善污泥脱水性
污泥脱水机房：通机械脱水方式进步降低污泥含水率脱水污泥具固体特征3 污泥处理工程设计
31 集泥池
污水处理站排放污泥间歇排放设计集泥池目暂存污泥调节作二起污水泵站集水池作污水处理构筑物产生污泥先排集泥池中贮存混合然通污泥提升泵池泥抽送污泥浓缩池集泥池设计简图见图31示
图31 集泥池计算草图
1集泥池效容积
集泥池容积般根污泥停留时间设计容积宜太太容易造成积泥
（31）
式中：Q —污泥进泥量（16）5948m³d
T —污泥集泥池中停留时间取4h
2集泥池底面积S
（32）
式中：V —集泥池效容积（31）10m³
h1 —效深度采3m
3集泥池边长a
设集泥池底面积正方形边长取19m （33）
校核集泥池效容积：V19×19×31083m³＞991m³符合求
4集泥池总高度H总
（34）
式中：h1 —效深度3m
h2 —超高取05m
集泥池尺寸：19m×19m×35m集泥池采全埋式需池顶加盖子
5提升泵选择
①扬程计算
（35）
式中：H1 —水头损失总包括程损失局部水头损失m[14]
H2 —泵出水水位设计水位高度差m
H3 —安全水头1015m设计采10m[14]
②选择泵时方面考虑泵提升力根输泥量确定泵流量需考虑泵扬程效率功率等方面综合设计选WQ型潜水式排污泵型号25WQ82211选两台（备）具体参数见表31示
表31 25WQ82211潜水式排污泵技术参数
型号
流量m³h
扬程m
口径mm
功率KW
转速rmin
25WQ82211
8
22
25
11
2900
6出泥设计
集泥池出泥污泥提升泵吸泥头通喇叭口吸泥集泥池浓缩池输泥设坡度001吸泥采径D150mm015m钢喇叭口直径泵吸泥15倍喇叭口直径：
d15D15×150225mm0225m
7搅拌机选型
防止污泥重力底部度堆积污泥混合更均匀需配置搅拌机根规模电耗造价等素进行选设计采两台QJBA节型潜水搅拌机技术参数见表32示
表32 QJBA40074015S型潜水搅拌机技术参数
型号
电机功率kwP
额定电流A
叶轮转速rmin
叶轮直径mm
推力N
重量kg
QJBA40074015S
154
37
740
400
600
7482
32 污泥浓缩池
设计采重力浓缩池进行浓缩处理工作方式间歇式池形采竖流式方案污泥产生量较池子容积较设置刮泥机浓缩池设置两两池子交工作时进泥
工作原理：工作时首先污泥放满整池子然停留段时间静置沉降沉降会分层进行浓缩
污泥浓缩池设计简图见图32示
图32 污泥浓缩池计算草图
321 设计参数
表33 污泥浓缩池设计参数[22]
序号
参数
符号
范围
取值
1
污泥固体负荷（固体通量）
M
30kg（㎡·d）60kg（㎡·d）
36kg（㎡·d）
2
浓缩停留时间
T
少10h超18h
12h
3
浓缩池数
n
2
4
缓层(清液)高度
h1
05m
5
污泥斗设计倾角
α
55°
55°
6
污泥斗口直径
D
2m
7
污泥斗口直径
D
4m
322 浓缩池工艺计算
1浓缩池截面积A
（36）
式中：Q —污泥量（16）5948m³d
M —污泥固体负荷36kg（㎡·d）
C —污泥固体浓度kgm³
（37）
式中：P1—进泥含水率97
r —污泥密度1000kgm3
取50㎡
2单浓缩池表面积A1
（38）
3浓缩池直径D
取57m （39）
4浓缩池工作部分高度h2
（310）
式中：T —浓缩停留时间12h
A —浓缩池面积（38）25㎡
5浓缩池高度
（311）
式中：h1 —缓层高度05m
h2 —工作部分高度（310）12m
h3 —超高03m
6浓缩污泥体积V2
（312）
式中：P1 —浓缩前含水率97
P2 —浓缩水率96
7污泥斗设计
①污泥斗需容积V
（313）
式中：V1 —污泥量5948m³d
t —两次排泥时间间隔8h
②污泥斗高度h4
（314）
式中： —污泥斗口直径4m
—污泥斗口直径2m
取15m
③污泥斗实际容积V
（315）
式中： —污泥斗高度（313）15m
—泥斗口面积㎡
—泥斗口面积㎡
33 污泥厌氧消化池
厌氧消化厌氧条件通兼性菌专性厌氧菌降解污泥中机污染物质消化池组成集气罩池盖池体椎体等部分池子附搅拌设备加温设备［16］次设计采两级消化级消化池设置加温搅拌装置二级消化池设置二级消化池利级消化池余温继续消化
图33 厌氧消化系统示意图
331 设计参数
表34 污泥厌氧消化池设计参数[22]
序号
参数
符号
范围
取值
1
消化池形式
椭圆形蛋形圆柱形
圆柱形
2
池顶盖形式
浮动式固定式
固定式
3
两级消化时间
112132
21
4
中温消化温度
TD
3335℃
35℃
5
消化时间
T
2530天
30天中级消化20天二级消化10天
6
消化池直径
D
635m
102m
7
集气罩直径
d1
12m
2m
8
集气罩高度
h1
12m
15m
9
池底椎体直径
d2
052m
2m
10
椎体倾角
α
15°30°
15°
11
消化分解率
Vd
4050
45
污泥厌氧消化池设计简图图34示
图34 污泥厌氧消化池计算草图
332 设计计算
1消化池容积V
（316）
式中：Q —日投入污泥量（312）4461m³d
VC —污泥龄级消化20d
2池容积V0
（317）
式中：N —消化池座数2座
池体容积两级消化时间相V1：V221级消化池总容积8922m3设2座单座池容积4461m3二级消化池容积4461m3设1座两级消化池形状构造相
3部分尺寸确定
①椎体高度h2
（318）
式中：α1 —椎体倾角15°
②消化池高度h3： （319）
③椎体高度h4
（320）
式中：α2 —椎体倾角15°
4部分容积计算：
①消化池总高度H
（321）
总高度圆柱直径：总高直径值0810符合设计求
②集气罩容积V1
（322）
③盖部分容积V2
（323）
④圆柱部分容积V3
（324）
⑤椎体容积V4
（325）
⑥消化池效容积V0
符合求
（326）
5部分表面积计算
①集气罩表面积F1
（327）
②池顶表面积F2
（328）
③池盖表面积F3
（329）
④池壁表面积F4
（330）
⑤池底表面积F5
（331）
6消化污泥量
①机物率
（332）
式中：t —消化时间30d
②消化污泥量V2
（333）
式中：V1 —消化前污泥量4461m³d
Vd —机物率（332）45
A —机物含量般采65
P1 —进泥含水率96
P2 —出泥含水率92
7产气量
污泥消化程中会产生沼气沼气作源燃料收齐利提供动力
①消化池降解污泥量
（334）
式中：X —消化池降解污泥量kgd
V1 —消化前污泥量4461m³d
Vd —机物率（332）45
A —机物含量般采65
P —污泥含水率96
②消化池产气量
（335）
式中：X —消化池降解污泥量（334）52194kgd
a —污泥沼气产率m3 kg污泥般采075110m3 kg污泥设计采095[17]
333 搅拌装置计算
厌氧消化通底物微生物进行反应池需保持搅拌充分混合搅拌时起时传递热量池体受热均匀减少浮渣生成等方面作
次设计采螺旋桨式机械搅拌原理池中央安装竖导流筒导流筒设螺旋桨螺旋桨通轴池顶驱动装置相连螺旋桨旋转时导流筒污泥提升造成循环搅拌［16］螺旋桨式搅拌机通竖两方推动污泥 效消浮渣层泡沫适锥底圆柱型消化池安全系数相较高
1螺旋桨搅拌污泥量q
（336）
式中：V0 —座消化池效容积（317）4461m³
m —设备安全系数般13设计采2
t —搅拌次需时间般25h设计采3h
2中心计算D
（337）
式中：q —螺旋桨搅拌污泥量（334）008m3s
c —中心流速般0304ms采03ms
3污泥流螺旋桨速度
（338）
（339）
式中：Vn —污泥流螺旋桨速度ms
F0 —螺旋桨效断面㎡
d —螺旋桨直径m通常dD01D中心直径
ζ —螺旋桨叶片占断面积系数般采025
4螺旋桨需功率N
（340）
式中：H —螺旋桨克服惯力水力阻抗需水头采10m［16］
η —搅拌机效率采08［16］
334 加热系统计算
（1）消化系统耗热量
座消化池日投入污泥量中温消化温度T035℃污泥年均温度20℃日均温度低15℃
1加热污泥耗热量
（341）
式中：Q1 —升高中温消化温度耗热量kJh
TD —中温消化温度35℃
TS —原温度℃
年均耗热量：
耗热量：
2消化池池体耗热量
（342）
式中：Q池 —池体外界散发热量kJh
F —池体表面积㎡
TA —外界介质温度℃
K —池体传热系数kJ(㎡·h·℃)
合理保温结构厚度［15］：
池盖K1≤293kJ(㎡·h·℃)
池壁K2≤251kJ(㎡·h·℃)(池外气)
池底K3≤188kJ(㎡·h·℃)(池外土层)
池外介质气时年均气温冬季室外低温度池外介质土壤时全年均气温冬季室外低温度
①池盖耗热量Q2
年均耗热量：
耗热量：
②池壁（面）耗热量Q3
消化池池身三分二面三分面：
年均耗热量：
耗热量：
③池壁（面）耗热量Q4
年均耗热量：
耗热量：
④池底耗热量Q5
年均耗热量：
耗热量：
⑤座消化池池体耗热量Q池
年均耗热量：
（343）
耗热量：
（344）
3热交换器耗热量Q6
热交换器耗热量计算般采前两项热损耗总510［15］次设计采10
（345）
（346）
4座消化池总耗热量QT
年均耗热量：
（347）
耗热量：
（348）
5消化系统总耗热量Q总
（349）
式中：n —级消化池数2座
（2）消化池保温设计
池体外侧应设置保温结构减少池热量损失节省耗设计固定盖式消化池池体结构采钢筋混凝土部分保温材料厚度δ
（350）
式中：λG —池体部钢筋混凝土热导率kJ(㎡·h·℃)
λn —保温材料热导率kJ(㎡·h·℃)部分建筑材料热工指标见表33示
K —部分传热系数允许值kJ(㎡·h·℃)
合理保温结构厚度［15］：
池盖K1≤293kJ(㎡·h·℃)
池壁K2≤251kJ(㎡·h·℃)(池外气)
池底K3≤188kJ(㎡·h·℃)(池外土壤)
δG —池子部分结构厚度mm
表 35 建筑材料热工指标
材料名称
容重r
（kgm³）
热导率λ
kJ(㎡·h·℃)
热容
kJ(kg·℃)
蓄热系数S
kJ(㎡·h·℃)
钢筋混凝土
2500
586
084
5609
聚氨酯硬质泡沫塑料
60
008
池体部分保温材料选择厚度表36示
表 36 保温材料选择
池体位置
保温材料
钢筋混凝土结构厚度mm
导热系数λ
kJ(㎡·h·℃)
池盖
聚氨酯硬质泡沫塑料
200
008
池壁（面）
聚氨酯硬质泡沫塑料
400
008
池壁（面）
土壤
400
419
池底
土壤
800
419
①池盖保温材料厚度：
②池壁(面)保温材料厚度：
③池壁(面)保温材料厚度：
④池底保温材料厚度：
池盖池壁厚度计算结果分25mm26mm池盖池壁均采26mm修正系数15结果采厚度50mm保温结构层示意图见图35示
图 35 消化池保温结构示意图
（3）热交换器计算
消化池加热方式池外加热池加热两种方式［15］加热热水者蒸汽通入池里面污泥进行加热种方法效率较低存足加维护困难较少外加热池子外边先污泥进行预加热然输送回消化池目前常方法泥水热交换器池外加热种方法设备置池外维护方便池外加热系统示意图见图36
图 36 加热系统示意图
1污泥循环量
消化系统采台热交换器应座消化池项目设两座级消化池需两台热交换器日新鲜污泥需回流污泥先进行混合进入热交换器新鲜污泥回流污泥1：2［15］
座消化池新鲜污泥量：
回流消化污泥量：
污泥循环总量：
（351）
2热交换器出口温度TS＇
已知新鲜污泥日均温度低15℃
新鲜污泥消化污泥混合温度：
（352）
热交换器出口温度：
（353）
式中：QTMAX —座消化池总耗热量kJh
QS —污泥循环总量（349）279m³d
3热水循环量QW
热交换器入口热水温度采TW85℃出水温度采TW＇75℃［15］
热水循环量量：
（354）
4热交换器径
热交换器分外通污泥径DN25mm外径35mm外通热水径DN50mm
污泥流速：
（15ms20ms间符合求）
（355）
5热交换器长度L
（356）
式中：△Tm —均温度数℃［15］
△T1 —热交换器入口污泥温度出口热水温度差值℃
△T2 —热交换器出口污泥温度入口热水温度差值℃
（357）
式中：QTMAX —污泥消化池耗热量kJh
D —外径011m
K —传热系数600kJ(㎡·h·℃)［15］
假设根热交换器长度5m交换器数量：
6锅炉计算
锅炉选常压热水热炉锅炉提供热水量GW：
（358）
式中：T4 —锅炉热水温度约95℃
T —锅炉供水温度15℃
r —水热容42kJ(kg·℃)
η —锅炉热效率采80
335 消化池附属设施选型
1污泥泵选择
①扬程计算：
（359）
②污泥泵台数应根消化池布置运转方式进行选定少两台设计采G251螺旋杆泵进泥两备性参数见表37示
表 37 G251螺杆泵性参数
型号
流量m³h
转速rmin
压力MPa
电机功率kW
进口法兰通径mm
出口法兰通径mm
G251
2
960
960
15
40
32
2搅拌机选择
根计算结果方案消化池选JBA型厌氧反应搅拌机起破液面硬壳减少反应池物料液体分层作通机械搅拌方式促进反应池循环流动效提高厌氧反应效率根技术求选型号JBA800搅拌机性参数见表38示
表38 JBA800型厌氧反应搅拌机性参数
型号
功率kw
转速
桨径mm
桨层
轴长mm
作范围mm
重量kg
JBA600
07555
1035
800
14
＜45
2100
145
34 污泥调理池
根机械脱水求污泥进行脱水前需做预处理污泥达机械脱水性质求设计采化学加药稳定法处理消化污泥排调理池通搅拌器搅拌混凝剂混合反应
1调理池结构设计
设调理池长25m宽25m高26m正方体型池子
调理池效容积：符合求
（360）
污泥面应电机保持安全距离设安全距离02m超高03m
调理池总高：
（361）
设计污泥调理池结构25m×25m×29m调理池采半式
2药剂投配
①调理剂加药
常污泥调理剂PAC（聚合氯化铝）PAM（聚丙烯酰胺）AlCl3FeCl3等次设计PAC絮凝剂般情况污泥中投加聚氯化铝量13kgt干泥项目拟定吨干泥投加2kgPAC絮凝剂
干泥量：
投加PAC量：
（362）
②H2SO4加药
设计方案中啤酒污泥pH69根污泥农标准pH需达558需加酸试剂进行pH调节设计选择投加H2SO4调节污泥pH
pH9调8日需H2SO4量：
（363）
3搅拌器选择
JBJ型桨式搅拌机适污水处理厂污泥池絮凝池投加混凝剂助凝剂进行搅拌污泥药剂发生充分絮凝反应作根技术求设计选型号JBJ1900型桨式搅拌机技术参数见表39
表39 JBJ1900型桨式搅拌机技术参数
型号
桨叶直径D mm
转速rmin
电机功率sskkkwkwkw
传动轴L mm
n×d mm
JBJ1900
900
35
11
1500
4×19
4投药设备
①投药设备选择
方案污泥调理池需投加两种药剂调节酸碱度采投药设备废水处理调节池加药系统根市面pH动调节系统装置选动加药系统YMDMY体化加药系统投加PAC絮凝剂采全动加药装置
②药罐试剂
（1）酸试剂：H2SO4
（2）絮凝剂：聚合氯化铝（PAC）
③工作原理
装置包括PLC控制系统溶药箱储药箱液位检测电力控制系统等等首先药剂料斗倒入预混器中加水进行混合然混合溶液进入溶药箱稀释混合设定浓度进行药剂配制配置溶液溶药箱进入储药箱储药箱液位处高液位时动停止配制储药箱处低液位时动开启配药程通设定PAC加药量系统根实际情况动调节加药量系统工作程属动化需手动进行
④具体参数
表 310 全动加药装置技术参数
型号
加药量Lh
药箱尺寸Φ×h
药箱容积
加药口径
功率W
占面积L×W×H
BJFJY01
02
460×790
01
DN10
90
620×620×1000
35 污泥脱水机房
设计采带式压滤机污泥进行脱水工作原理包括四阶段包括预处理重力脱水楔形区预压脱水高压脱水预处理前面调理池已进行加药处理改善脱水性质略步骤先污泥输送重力脱水滤带进行处理污泥中水然着滤带滚动滤带间距逐渐缩达楔形区进步挤压完楔形区达压滤区时已滤饼已基形成运行尾部高压区泥饼含水率降低带式压滤机动力耗少连续工作
1进泥泵选择
脱水设备进泥泵离心泵隔膜泵柱塞泵螺杆泵转子泵五种类型特点见表311
表311 类型进料泵特点
类型
特点
离心泵
污泥剪切力会破坏污泥絮凝体耐磨性差
隔膜泵
腐蚀介质加药系统介质剪切作
柱塞泵
价格昂贵压力求高情况板框厢式压滤机进料泵
螺杆泵
输送时够较保持污泥性质均匀输送介质保证絮体破坏获较良脱水效果
转子泵
螺杆泵设计点类似转子泵堵塞问题耗低占面积转子泵吸力低螺杆泵宜考虑吸性
通较污泥泵性设计选螺杆泵进行污泥输送较保持污泥性质设计选2台G型单螺杆泵型号性参数见表312示
表 312 G151单螺杆泵性参数
型号
流量m³h
转速rmin
压力MPa
电机功率kW
进口法兰通径mm
出口法兰通径mm
G151
06
960
06
055
25
25
2带式压滤机选型
①压滤机带宽B
（364）
式中：B —压滤机带宽m
K —压滤系数般01015采015［13］
P —进泥含水率92
Q —进泥量066m³h
②压滤机选择
根流量压滤机带宽选择型号DY1000型带式压榨滤机选2台备技术参数见表313
表313 DY1000型带式压榨滤机技术参数
型号
滤带宽度mm
处理量
m³h
功率
kW
洗水量
m³h
泥饼含水率
进泥含水率
外形尺寸mm
长
宽
高
DY1000
1000
058
15
≤7
7085
≤978
2980
1392
1980
3机房面设计
带式压滤机脱水机房面图设计包括求
①污泥进料线位置先布污泥进料泵带式压滤机污泥泥饼运输间门台压滤机排布置墙附布置脱水出泥口连接轴螺旋运送机
②带式压滤机墙体间距离宜15m电机局墙距离应符合规范1012m
③带式压滤机需配清洗水进行反洗清洗水量回水设置水备清洗水反洗水箱果厂区回水池水引道泵进行加压清洗
④脱水机房房顶标高般高设备2m
⑤配电间单独配置确认尺寸位置进泥泵带式压滤机螺旋输送机加药系统联动配现场控制箱中控室监控
设计参数：①带式压滤机尺寸（mm）：2980×1392×1980
②污泥泵尺寸（mm）：1010×160×150
③配电间尺寸（mm）：6000×5000
④储药间尺寸（mm）：4000×4000
⑤设备间间距（mm）：1000
⑥设备墙体间间距（mm）：1500
⑦泥饼外运间尺寸（mm）：5000×5000
脱水房宽度：取117m （365）
脱水房长度：取163m （366）
脱水房高度：H1980+20003980mm398m取4m
（367）
脱水机房尺寸：163m×117m×45m面布置图见图37
图37 脱水机房面布置图
4脱水体积
调理送脱水机房泥量1446m³d含水率92带式压滤机压滤污泥含水率75
①脱水体积：
（368）
式中： —进入污泥脱水机房污泥体积1446m³d
—脱水前污泥含水率92
—脱水污泥含水率75
②压滤污泥重量：
（369）
5污泥贮存
设计方案中广东省祥德啤酒公司处理机废水时产生污泥属般工业固体废物厂房仓库中设计间污泥贮存仓库暂时存放处理污泥
般工业固体废物贮存仓通常原：贮存仓禁止危险废物生活垃圾混入二仓需防止粉尘污染三避免某含水固废中渗滤液流出需仓划分区域设置围堰堤坝等设施四做防水措施避免雨水流入仓库周围应设置导流渠
方案设计建设间长8m宽4m高32m污泥贮存仓库占面积48㎡仓库容积1536m³仓库面砌高10cm水泥围堰面刷防渗漆围堰放卡板放置处理污泥污泥清运频率月清
36 工艺构筑物设备览
广东省祥德啤酒公司日处理4500吨生产废水处理站中污泥处理构筑物总结见表314示
表314 污泥处理构筑物总结表
名称
结构形式
尺寸（L×B×H（mm）
单位
数量
备注
集泥池
钢筋混凝土结构
19m×19m×35m
座
1
污泥浓缩池
钢筋混凝土结构
57m×57m×20m
座
2
污泥厌氧消化池
钢筋混凝土结构
102m×102m×88m
座
3
2座级消化池
1座二级消化池
污泥调理池
钢筋混凝土结构
25m×25m×29m
座
1
脱水机房
钢筋混凝土结构
163m×117m×4m
座
1
广东省祥德啤酒公司日处理4500吨生产废水处理站污泥处理构筑物附属设施型号数量总结见表315示
表315 附属设备总结表
位置
型号
数量
集泥池
QJBA40074015S型潜水搅拌机
2
25WQ82211潜水式排污泵
2
污泥厌氧消化池
G251单螺旋杆泵
3
JBA800搅拌机
1
热交换器
2
污泥调理池
JBJ1900型桨式搅拌机
1
BJY500动加药系统
1
脱水机房
G151单螺杆泵
2
DY1000型带式压榨滤机
2
4 废水处理站总体布置
41 废水处理站面布置
1面布置求
废水处理站面布置整废水处理区域构筑物设施位置进行布置容包括处理辅助构筑物辅助建筑物线道路等等[2]面布置合理性影响着日常理运行占面积设备维护维修周围环境状况等废水处理站面布置应遵循求：
①构筑物工艺流程序进行布置线应简短避免弯头等局部部件减少损失
②节省占面积方便日常理维护构筑物应该量紧凑布置
③厂区绿化面积约厂区总面积30合理布置协调周围环境文核心美化环境辅保护环境目
④气味噪音产生构筑物布置时应注意周围环境影响
⑤处理构筑物生产生活建筑物布置应保持距离明确功区划配置合理常办公建筑物等应布置夏季凤风方
⑥污泥处理构筑物防安全方便理应布置成单独组合
⑦厂道路布置应方便物品运输设备运输维修处理站应设达处理构筑物必通道构筑物建筑物设行道车行道相连
广东省祥德啤酒公司日处理4500吨废水处理站具体面布置图见附图2
2厂区总面布置
根厂区理位置形风河流位置厂区部分进行合理布设四部分包括综合楼生产车间废气处理区域废水处理区域广东省祥德啤酒公司厂区总面布置图见附图1
3辅助建筑物布置
废水处理站辅助建筑物办公楼宿舍仓库机修车间锅炉房值班室等废水处理系统中缺部分具体尺寸根处理站条件相关情况定广东省祥德啤酒公司日处理4500吨生产废水处理站辅助建筑物览见表41
表41 辅助建筑物览表
名称
外形尺寸（a×b）mm
数量
层数
备注
综合楼
40000×20000
1
5
①楼：展览厅值班室
②二楼行政办公室生产监控中心
③三楼：会议室资料室
④四五楼：化验室分析室天室
宿舍
30000×10000
1
4
层员工食堂二四层员工宿舍层10间宿舍单宿舍集体宿舍
锅炉房
10000×5000
1
1
—
仓库
25000×10000
1
1
仓库机修车间合建栋分两车间
警卫室
4000×2000
1
1
—
42 废水处理站高程布置
421 高程布置求
废水处理站高程布置处理构筑物进行标高标高包括池顶标高池底标高水面标高[2]高程布置求：
①计算构筑物间总水头损失总水头损失包括构筑物身水头损失程损失局部损失
②量采重力流减少提升降低电耗方便运行理
广东省祥德啤酒公司日处理4500吨废水处理站具体高程布置图见附图3
422 污泥道水力计算
1道设计概述
①道布置求畅利节约空间水头损失少道交叉量少影响通道道行路量短减少弯头路设计程中根道避畅避免弯头等需调整设备位置完善面图
②污泥线包括重力道压力道两种污泥远距离输送压力道污泥距离输送重力道重力道径200mm压力道径150mm[15]选压力道输泥时设计流速见表42示
表42 压力道设计流速
污泥含水率
设计流速 ms
污泥含水率
设计流速 ms
径150250mm
径150250mm
90
15
95
10
91
14
96
09
92
13
97
08
93
12
98
07
94
11
2污泥道输送水力计算
（41）
式中：L —道长度m
D —道直径m
v —流速ms
CH —Hassan Williamson系数具体值见表43
ε —局部阻力系数［15］
g —重力加速度ms2981
表43 污泥浓度CH值表
污泥浓度
CH值
污泥浓度
CH值
00
100
60
45
20
81
85
32
40
61
101
25
3道材料
次设计采PVC材种材抗腐蚀性强水力性性价高泛应
4局部设备览
表44 局部设备览表
段
特殊设备
局部阻力系数ε
UASB→集泥池
290°弯头
085
CASS→集泥池
290°弯头
085
集泥池→浓缩池
190°弯头
085
喇叭
01
渐扩
03
三通
0665
浓缩池→消化池
390°弯头
114
两三通
073
渐扩
03
渐缩
02
消化池→调理池
290°弯头
114
调理池→脱水机房
290°弯头
114
渐扩
03
渐缩
02
5段水力计算
表45 段水力计算览表
段
设计流量
径
mm
长度
m
流速
ms
i
局部损失m
程损失m
总阻力m
UASB→集泥池
688×104
200
15
138
001
008
036
044
初沉池→集泥池
688×104
200
10
138
001
041
041
CASS→集泥池
688×104
200
15
138
001
008
036
044
集泥池→浓缩池
688×104
150
13
08
001
006
020
026
浓缩池→级消化池
688×104
150
14
09
001
019
036
055
级消化池→二级消化池
688×104
150
8
09
001
003
021
024
二级消化池→调理池
688×104
150
3
09
001
009
025
034
调理池→脱水机房
688×104
150
6
13
001
024
101
125
6构筑物高程布置表表46示
表46 高程布置表
构筑物
液面标高m
进口标高m
池底标高m
池顶标高m
集泥池
250
200
550
200
污泥浓缩池
120
120
000
200
污泥厌氧消化池
340
340
280
600
污泥调理池
115
115
145
145
脱水机房
198
000
400
5 工程概预算
设计工程概预算分基建成概预算处理成概预算两方面
51 基建成概预算
项目选构筑物配套设备成表5152示
表51 污泥处理构筑物土建成预算
序号
设备
数量
建造成元
挖土成元
总价元
1
集泥池
1座
5070
370
5440
2
污泥浓缩池
2座
19170
0
19170
3
污泥厌氧消化池
3座
101100
10900
112000
4
污泥调理池
1座
6230
200
6430
5
污泥脱水机房
1座
60000
0
60000
合计元
191570
11470
203040
表52 污泥处理构筑物设备成预算
序号
设备
数量
单价元
总价元
1
QJBA40074015S型潜水搅拌机
2
2600
5200
2
25WQ82211潜水式排污泵
2
1500
3000
3
G251单螺旋杆泵
3
1600
4800
4
JBA800搅拌机
2
7000
7000
5
热交换器
2
2000
4000
6
JBJ1900型桨式搅拌机
1
3000
3000
7
BJY500动加药系统
1
20000
20000
8
G151单螺杆泵
2
1440
2880
9
DY1000型带式压榨滤机
2
80000
160000
合计元
215880
废水处理站总计基建投入费：418920+10170351435955元考虑设计费调试费运输费等预留30万费总计费：
52 废水处理成概预算
废水处理成包括员工工资费设备电费构筑物设备折旧费设备日常维护维修费处理药剂费
项目拟定招八名工作员负责维持废水处理系统日常运行维护理名厂长两名高级工程师三名普通员工两名实生组成工资分10000800055004000元月月工资费50000元根组员李划计算污水处理设备月电量合计月废水处理电量680825千瓦时构筑物附属设备电量费见表53示
表53 附属设备电成计算
序号
构筑物
设备
功率kw
工作
时长h
数量台
价格
元天
价格
元月
1
中格栅
HF500型回转式机械格栅清机
055
1503
1
662
19840
2
污水泵房
4PW型离心污水泵
30
2440
2
117120
35136
3
细格栅
HF700型回转式机械格栅清机
055
1641
1
723
21662
4
调节池
QJB10126203480S潜水搅拌器
10
4
1
32
960
YMDMY体化加药系统
08
4
1
256
768
5
流式沉淀池
HG4000吸泥机
275
792
2
3485
104544
6
CASS
XB100滗水器
037
2250
2
1332
39960
潜水式曝气机
22
293
8
41255
1237632
7
消毒池
UV3000PLUS灯
1389
025
24
6668
200016
8
集泥池
QJBA40074015S型潜水搅拌机
15
4
1
48
144
25WQ82211潜水式排污泵
11
12
1
1056
3168
9
厌氧消化池
G251单螺旋杆泵
15
08
1
096
288
JBA800搅拌机
11
24
2
4224
12672
10
污泥调理池
JBJ1900型桨式搅拌机
40
4
1
128
384
BJY500动加药系统
09
4
1
288
864
11
脱水机房
G151单螺杆泵
055
05
1
022
66
DY1000型带式压榨滤机
15
3
1
36
108
合计元
1815566
5446602
构筑折旧费10年计算月折旧费9674元设备折旧费5年计算月折旧费9460元
项目日常处理废水运行成预算见表54
表54 项目日常处理运行成概预算（月计算）
项目
数量量
单价
总价元
工费
8
50000元月
50000
废水处理电量
43279千瓦时月
08元千瓦时
54466
酸试剂
594kg月
25元kg
1485
絮凝剂
756kg月
75元kg
567
碱试剂
609kg月
25元kg
155
设备维护维修费
2000月
2000
设备折旧费
9460月
9460
构筑物折旧费
7174月
9674
合计元
127807
处理吨水价格
127807÷4500÷30095元吨
6 结
项目广东省祥德啤酒公司日处理4500吨生产废水处理站污泥处理方案设计设计容选择合适机污泥处理工艺针采工艺进行设计计算处理构筑物土建尺寸确定项运行参数然进行厂区面布置高程布置进行工程投资预算
参国外机污泥处理工艺次设计采重力浓缩厌氧消化作次工艺构筑物处理污泥污泥处理工艺：集泥池→重力浓缩池→污泥厌氧消化池→污泥调理池→脱水机房处理量5948m³d设计中污泥集泥池提升泵输送污泥浓缩池厌氧消化池降解污泥中机污染物进行杀菌减量接着调理池带式压滤机脱水处理处理污泥量116td啤酒污泥含丰富植物生长需养分害物质较少项目处理完污泥拟定农业土利处理污泥重金属含量病原微生物含量均低农污泥控制标准中土利标准pH达558范围符合污泥土利
项目工艺设计达预期处置效果污泥够减量化稳定化害化资源化处置综述次啤酒厂污泥处理工程设计行
参考文献
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附 录
附图 公司总面布置图
附图二 废水处理站面布置图
附图三 废水处理站高程布置图
附图1 公司总面布置图
附图2 废水处理站面布置图
附图3 废水处理站高程布置图
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