内蒙古乌兰浩特啤酒厂
废水处理工程
方案设计说明书
（修改稿）
工程设计研究有限责任公司
目 录
1 总论………………………………………………………3
2 设计依据与指导思想……………………………………5
3 废水处理工艺……………………………………………7
4 公用工程…………………………………………………20
5 工程投资…………………………………………………24
6 废水处理站运行费用……………………………………26
7 人员培训与要求…………………………………………27
8工程效益与经济指标……………………………………28
9 公司承诺………………………………………………..29
乌兰浩特啤酒厂位于内蒙古自治区乌兰浩特市，该厂年产废水约20万吨（合548m3/d），高峰期日产废水约715吨（每年5、6、7月份），淡季时日产废水约286吨。目前，该厂所产废水未经处理，直接排放，对当地水体造成了一定污染。该厂根据政府对环境污染限期治理工作计划的精神，拟对本厂的啤酒废水进行治理，根据排污情况，计划建一废水处理站。利用技术先进，操作、维护、管理简单、运行稳定的处理系统消除污染，保护环境，使排水达标。
北京晓清环保集团是集科研、设计、生产制造、安装调试、售后服务五位一体的环保高科技企业，是我国较早从事环境治理工程的集团公司，已完成的工程涉及环境工程、给水、排水工程、康体桑拿等领域。其中环境工程项目包括：化工废水、轻工废水、造纸废水、医药废水、食品酿造废水、机械加工废水、油漆涂料废水、煤炭加工废水等。几年来先后完成各种规模的工程总计500余项，全部顺利竣工，达到设计要求。通过各有关部门组织的验收工作，得到各建设单位一致肯定和高度评价。公司现有员工三百余人，拥有一流的设计院和环保设备加工基地，在全国拥有十六家专业性分公司和办事处，并且与众多国内、国际同行有着密切的合作关系。
在啤酒生产废水治理工程方面，我公司先后承担过近十余项工程，其中较大的有广西的桂林漓泉啤酒厂废水处理改造工程，安徽的淮南啤酒厂废水处理工程，河南的濮阳啤酒厂废水处理工程，尤其是全国啤酒生产龙头企业北京燕京啤酒厂生产废水处理工程，我公司从方案、可行性研究报告、初步设计和施工图各环节都按时、高质量地完成，并创造了啤酒行业废水处理单位废水量处理总投资最节省的新记录，得到燕京啤酒厂和当地环保部门的高度赞扬，也为今后从事啤酒行业废水处理工程积累了更丰富的工程经验。
在乌兰浩特啤酒厂废水处理工程的建设中，我公司愿意真诚参与，贡献我们的技术和力量。
2 设计依据和指导思想
2.1设计依据
2.1.1《污水综合排放标准》（GB8978-96）；
2.1.2《给水排水设计规范》；
2.1.3（86）国环字第003号“建设项目环境保护管理办法”；
2.1.4（87）国环字第002号“建设项目环境保护设计规定”；
2.1.5《室外排水设计规范》(GBJ14-87)及其他相关规范；
2.1.6 工程设计收费标准；
2.1.7 乌兰浩特啤酒厂提供的污废水水质水量资料；
2.1.8 序批式活性污泥法设计指南（日本1990年主编）。
2.2 设计指导思想
2.2.1 严格执行环境保护的各项规定，确保经处理后废水的排放水质达到环保局的有关排放标准。
2.2.2 本照技术先进，运行可靠，操作管理简单的原则选择处理工艺，使先进性和可靠性有机地结合起来。
2.2.3 主要设备国产化，采用目前国内成熟先进技术，尽量降低工程基建投资和运行费用。
2.2.4平面布置和工程设计时，结合厂区现状，布局力求紧凑、简洁，工艺流程合理通畅，尽可能缩短建、构筑物间的管路距离，建筑物与附属物尽可能合建以节省占地。
2.2.5废水处理厂应尽量使操作运行与维护管理简单方便。
2.2.6严格执行国家有关设计规范、标准，重视消防、安全工作。
2.3设计范围
内蒙古乌兰浩特啤酒厂啤酒废水处理设施为新建工程，拟在现有规划用地处进行，废水经管道收集后输送至废水处理站进行处理。本技术方案不考虑收集和输送系统的费用。
本技术方案包括废水处理站界区内治理工艺、土建工程、管道工程、设备及安装工程、电气工程、自控工程、站内给水排水工程及消防。
废水及给水进口从废水处理站界区边线开始计算，动力线从废水处理站配电柜进线开始，排水至废水处理站界区边线止。
3 废水处理工艺
3.1 废水处理规模及水质
3.1.1 废水处理规模
根据乌兰浩特啤酒厂提供的资料，该厂年产污水约20万吨，高峰期日产污水约715吨，淡季时日产污水约286吨。因此确定乌兰浩特啤酒厂的污水处理规模为550 m3/d，时变化系数按1.3考虑。
3.1.2 废水水质
根据内蒙古乌兰浩特啤酒厂提供的资料。并结合国内啤酒厂家废水的统计数据，确定废水处理站的进水设计水质指标如下：
CODcr = 1000mg/l BOD5=540mg/l SS=500mg/l
PH = 6.4-12 T=20-30℃
3.2 废水处理要求
根据内蒙古乌兰浩特啤酒厂提出的要求，废水经处理后应达到国家GB8978－1996中第二类污染物最高允许排放标准中的二级标准，具体指标为：
COD£150mg/l BOD5£ 30 mg/l
SS £150mg/l pH 6 - 9
3.3工艺流程选择与确定
啤酒废水污染物主要来源于原料浸渍时浸出物，副产品及浸出物中间产品和啤酒的漏损，其成份主要是淀粉、糖类、醇类、酯类、有机酸等低分子溶解性有机物。这些有机物均容易被微生物所降解，无毒，其可生化性BOD5/COD大于0.5，属易生化有机废水，易采用生化处理工艺。目前国内啤酒行业废水主要是采用纯厌氧+好氧、厌氧前段(水解酸化段)+好氧的处理工艺。其中好氧处理有好氧塘、活性污泥法、接触氧化法、生物滤池、生物转盘、Captor法等多种形式，而厌氧处理主要有厌氧塘、厌氧滤池、普通厌氧池、厌氧接触反应器、UASB等。生化处理依靠微生物自身的代谢能力，将水中的污染物最终氧化分解为CO2和水，达到清洁水质的目的。
因啤酒废水中高分子有机物含量较高，单纯采用好氧处理法不能将大分子有机物充分降解，因此，需在好氧处理前增加预处理，预处理通常采用纯厌氧（UASB）或厌氧前段水解酸化。
考虑到废水COD浓度只有1000mg/L，故应采用以好氧生物处理为主，以水解酸化生物处理为预处理的废水治理工艺。为了减少处理系统能耗和减少占地,拟采用我公司在现有先进成熟厌氧、好氧生物处理工艺基础上开发出来的水解酸化+SBR处理工艺。
水解酸化处理是在大量水解细菌的作用下来使有机物大分子变成小分子碳水化合物降解为有机脂肪酸，将不溶性有机物水解为溶解性物质，同时在产酸菌的协同作用下将大分子物质、难于生物降解物质转化为易于生物降解的小分子物质，重新释放到液体中，在较高的水利负荷下随水流出系统。
在厌氧工艺中，厌氧降解有机物的过程分为四个阶段：第一阶段--水解阶段，固体物质降解为溶解性的物质，大分子物质降解为小分子物质；第二阶段--产酸阶段（酸化阶段），碳水化合物降解为脂肪酸，主要是醋酸、丁酸合丙酸。由于水解和产酸菌世代期短，往往以分钟和小时计，因此，这一降解过程是很迅速的。而且由于水解和产酸进行的较快，难于把他们分开；第三阶段--酸性衰退，有机酸和溶解的含氮化合物分解成氮、胺和少量的CO2、N2、CH4、H2，在此阶段中，由于产氮细菌的活动使氨态氮浓度增加，氧化还原电势或电位降低，PH上升，PH的变化为甲烷创造了适宜的条件，酸性衰退阶段的副产物还有H2S吲哚、粪臭素、和硫醇。由此可见，使厌氧发酵带有不良气味的过程时发生在第三阶段；第四阶段--产甲烷阶段，由甲烷菌把有机酸转化为沼气。对于乳品废水（主要污染物为蛋白质）的生物降解，在这四个阶段中，产甲烷阶段是限速阶段。因此为了提高废水的生化降解速度，同时为了避免和减少生化反应带来的不良气味，我们有必要将生化反应控制在第一、二阶段。这就是水解酸化工艺在处理乳品废水方面的优势。
在水解酸化过程中，溶解性BOD、COD的去除率虽然从表面上讲很低，但是由于颗粒有机物发生水解增加了系统中溶解性有机物的浓度，因此，溶解性BOD、COD去除率实际很高。去除的这一部分有机物以CO2、CH4和菌体增量这三种形式存在于水和泥中。
综上所述，水解酸化反应器集沉淀、吸附、生物絮凝、生物降解功能于一体。有机物在水解反应池中的去除包括了物理、化学和生物化学在内的综合反应过程。水解酸化处理工艺由于不产生甲烷，不需要密封、搅拌、加温、收集沼气等，加之操作简单、池容小（反应速度快）、投资省，目前越来越多应用在工业废水处理上。
SBR(Sequencing Batch Reactor)处理工艺即为序批式好氧生物处理工艺的简称。SBR反应器是目前国际上较为先进的生物处理工艺，1971年美国印第安纳州Notre Dame大学的欧文等人描述和定义了SBR反应器。由于污水处理自动化的实现，给它的发展带来了强大的推动力，获得了美国、加拿大、澳大利亚、日本、法国、德国等国家的广泛重视，并给予了联邦财政资助。其流程简单，运行管理方便，耐冲击负荷能力强，处理效果好。
SBR反应池去除有机物的机理在充氧时与普通活性污泥法相同。不同点是，其在运行时，进水、反应、沉淀、排水及空载五个工序，依次在同一SBR反应池中周期性运行，故SBR反应池不需专设二沉池和污泥回流系统，因此可减少占地，降低造价，运行管理简单，系统启动运行及污泥培养及驯化均比较容易。
SBR反应器运行方式可以根据有机物种类的不同进行调整，可以在单池内实现活性污泥法、A/O工艺、A2/O工艺等不同工艺，因此可以极方便地脱氮除磷。另外，通过调整SBR反应器单池的运行周期和整体的进水时序和排水时序，可以适应废水水量和水质的波动，也就是可以适应高峰流量的排水，通过变换运行周期来保证出水水质，这正是SBR反应器多种运行方式可以耐受高强度冲击负荷的特征。因此，利用SBR反应池可以在同一个周期内通过调节曝气量以改变运行方式，极大限度地提高有机物去除率，保证较好的出水水质。尤其是对于一些难降解物质，可以在SBR反应池中通过缺氧—好氧的循环作用得到去除。由于SBR反应器通过缺氧—好氧或缺氧—好氧—缺氧—好氧等运行可以极其方便地按A/O或A2/O运行，污泥浓度高，污泥龄长。因此，对氨氮和磷有良好的去除效果。由于SBR反应器单个反应池的运行周期均大于接触氧化反应池的水力停留时间，因此，可以在反应池内培养出生长缓慢、世代时间较长的硝化细菌，从而提高废水中氨氮的去除。废水中磷的含量相对较低，大部分可转化为微生物细胞的原生质，其余部分可通过磷细菌去除。
SBR反应器在好氧运行时，由于有大量的硝化菌，进行硝化作用：
硝化菌
NH4＋＋1.382O2＋1.982HCO3－
0.982NO2－＋0.018C5H7O2N＋1.036H2O＋1.891H2CO3
NO2－＋0.003NH4＋＋0.01H2CO3＋0.003HCO3－＋0.488O2
硝化菌
0.003C5H7O2N＋NO3－
而在缺氧运行时，污泥中有大量的兼性反硝化菌，进行反硝化反应：
反硝化菌
NO3－＋[H]