啤酒廢水設計方案培訓講義-文庫吧在線文庫

　　

【正文】 濃度的有機污染物，是該市的污染大戶。該公司按三班制方式生產，每天從生產車間集中排出無規律排放廢水。2 水質水量和處理要求 原水水質 原水中包括生產污水與生活污水，生產污水為其生產能力的25倍，那就是1噸啤酒產生25噸的生產污水。工業廢水主要含糖類，醇類等有機物，有機物濃度較高，雖然無毒，但易于腐敗，排入水體要消耗大量的溶解氧，對水體環境造成嚴重危害。目前國內的啤酒廠工業廢水的污水處理工藝，都是以生物化學方法為中心的處理系統。以下列舉好氧和厭氧處理方法的各種工藝的處理效果及其優缺點： 好氧生物處理 好氧生物處理是在氧氣充足的條件下，利用好氧微生物的生命活動氧化啤酒廢水中的有 機物，其產物是二氧化碳、水及能量（釋放于水中）。活性污泥法處理啤酒廢水的缺點是動力消耗大，處理中常出現污泥膨脹。 深井曝氣法：為了提高曝氣過程中氧的利用率，節省能耗，加拿大安大略省的巴利啤酒廠［6］、我國的上海啤酒廠和北京五星啤酒廠［2］ 均采用深井曝氣法(超深水曝氣)處理啤酒廢水。 生物接觸氧化法：是在微生物固著生長的同時，加以人工曝氣。它主要由盤片、氧化槽、轉動軸和驅動裝置等部分組成，依靠盤片的轉動來實現廢水與盤上生物膜的接觸和充氧。 厭氧生物處理包括多種方法，但以升流式厭氧污泥床（UASB）技術在啤酒廢水的治理方面應用最為成熟。研究表明［4,15］，在 UASB啟動階段，保持進水堿度不低于1000 mg/l對于顆粒污泥的培養和反應器在高負荷下的良好運行十分必要。同時，經水解反應后溶解性COD比例大幅度增加，有利于微生物對基質的攝取，在微生物的代謝過程中減少了一個重要環節，這將加速有機物的降解，為后續生物處理創造更為有利的條件。由于增加了厭氧處理單元，該工藝的處理效果非常好。水解酸化不僅能去除部分有機污染物，而且提高了廢水的可生化性，有益于后續的好氧生物接觸氧化處理。因此，在設計采用水解酸化處理懸浮物濃度高的污水時，可增設污泥斗的數量以便及時排除沉淀污泥。 在調試運行過程中，生物接觸氧化池中生物膜脫落、氣泡直徑變大(曝氣方式為微孔曝氣)、出水渾濁、處理效果惡化的現象時有發生。 （4） 內循環UASB反應器＋氧化溝工藝處理啤酒廢水：此工藝采用厭氧和好氧相串聯的方式，厭氧采用內循環UASB技術，好氧處理用地有一處狹長形池塘，為了降低土建費用，因地制宜，采用氧化溝工藝。UASB反應器的出水水質一般都比較穩定，在回流系統的作用下重新回到配水系統。同時，由于大幅度減少了進入好氧處理階段的有機物量，因此降低了好氧處理階段的曝氣能耗和剩余污泥產量，從而使整個廢水處理過程的費用大幅度減少。同原工藝相比較，每天實際節約1 500～2 500 m3廢水的處理費用， 萬元/a。 第二階段為水解酸化階段，水解、產酸階段的產物主要為小分子有機物，可生物降解性一般較好。濾液送到細格柵池子進行處理。 污泥處理經濃縮池濃縮后，脫水外運。 (3) 好氧反應器：方案一為接觸氧化池，大部分的有機物在這里被降解，考慮到出水水質的要求，停留時間較長；方案二為SBR反應器，周期設為8h，進水時攪拌不曝氣，曝氣后有2小時的攪拌時間用來去除N、P。 ；但是從總體費用上看，方案一的占地面積比方案二大，而且方案二每年收集的沼氣可以為公司節省8萬元左右的開支；所以從經濟角度與長遠角度看：方案二優于比方案一。對污水進行混合同時可以預防池底沉淀；調節池與格柵合建，格柵槽后出水口跟調節池進水口連接，出水口設出水槽，出經過泵送入UASB反應池。反應器尺寸為：4*65 水力停留時間（HRT）和水力負荷率（Vr） HRT=（440/2200）24=（取5h）Vr=Q/A=2200/（24120）= m3/（m2單個反應器中設4根直徑為75mm的支管，每根管上有3個配水孔，=2 m2，孔口向下。三相分離器單元結構示意圖如下：三相分離器的長度為B=6m，每個單元寬度為6/2=，其中沉淀區長B1=5m，寬度b=2m，集氣罩頂寬度a=，沉淀室底部進水口寬度b1=1m。Υ=70176。+BDsin20176。 ，前面計算中已經設有1540m3/d廢水通過進水縫進入沉淀區，則三相分離器的進水縫縱截面總面積為： S進水縫=Q進水縫/ν=1540/24= 總共有8組（16條）進水縫，每條進水縫縱截面積 S進水縫′=進水縫寬度ι2= S進水縫′/5=，應滿足ι2與ι1級數相當，且ι2設計ι2=，則進水縫中水流速度 ν= Q進水縫/ S進水縫=1540/（24285）= m/h 滿足設計要求， Δh=ι2/cosα=176。 F/M=ΔS*Q/M=（）2200/5752= gkBOD5/kgSS*d （3）產泥量的計算 ，則產泥量為： ΔX=XQSr=2200= kgVSS/d 式中 Q設計處理量，m3/d Sr去除的COD濃度，kgCOD/ m3 設VSS/SS=，則 ΔX′=污泥含水率P為98%，因含水率大于95%，去ρs=1000kg/ m3 則污泥產量為Qs=ΔX′/ρs（1P）=274/1000（）= m3/d ，與放空管共用，放空管排向調節池，接點前設人工閥一個。三角堰，堰高50mm，堰口寬100mm，則堰口水面寬度b′=50mm ，設計溢流負荷為f=*s。 設計其水封有效水深h為三相分離器沉淀區水深h2+氣室液面下水深h2′，令h2′為h3/2，因為集氣口與最高液面等高，所以不必考慮浮渣堵塞集氣口的問題，h=+++。 （4）給排水 在UASB反應器布置區設置一根DN100供水管補水，沖洗及排空時使用。====445m3=180。采用DN150的鋼管作為主管，支管采用DN100的鋼管。令SBR池每天排泥一次，排泥量為=135 m3/d （3）潷水器設計 每個池子的進水量即潷水量，每個池子設潷水器一臺，共4臺，采用機械旋轉潷水器，潷水器參數為300 m3/h（排水的實際時間為30分鐘，剩余30分鐘為閑置時間，在這個時間段可以進行設備維修或者污泥的充氧），=。 取上清液排出管管內流速為V=管徑D==（取管徑75mm） （5）集泥井設計： 在兩濃縮池外公壁合建一集泥井，集泥井設計容積為單個周期內所排泥量的一半， m3，4m，,。液壓壓緊為自動保壓時，壓緊力是由電接點壓力表控制的，將壓力表的上限指針和下限指針設定在工藝要求的數值，當壓緊力達到壓力表的上限時，電源切斷，油泵停止供電，由于油路系統可能產生的內漏和外漏造成壓緊力下降，當降到壓力表下限指針時，電源接通，油泵開始供油，壓力達到上限時，電源切斷，油泵停止供油，這樣循環以達到過濾物料的過程中保證壓緊力的效果。東郊污水廠在進風廊道內兩側整個截面設有若干2 m多長的吸音板塊，空氣從板塊間通過，降低了噪聲。 通過綜合控制會使整個鼓風系統噪聲減弱，達到規范的要求。 ．管線布置 （1）應設超越管線，當出現故障時，可直接排入水體。 (2) 泵位及安裝 由于進水流量較小，且選用2臺水泵同時工作，所以選用小體積的潛污泵進行污水提升。主干寬4m，次干道寬3m，有40%以上的綠化。因此，鼓風機選型時宜選擇水冷式。 （3）隔振 振動是噪聲的主要起源，風機組的振動會產生低頻噪聲，故減輕機器振動是控制噪聲的治本辦法。 鼓風機的噪聲對污水處理廠的環境影響非常嚴重，噪聲的輻射主要通過風機本體，進、出風管和連接風道。壓濾機進水口設一壓力控制器，當壓力過高時可自動停止氣動泵氣路，從而停止進泥。 間歇式污泥濃縮池 . 設計參數 進泥濃度：10g/L 污泥含水率P1＝％，污泥總流量:Qω=135m3/d=設計濃縮后含水率P2=％ 污泥固體負荷：qs=45kgSS/() 污泥濃縮時間：T=18h . 設計計算 （1）濃縮池池體計算： 設2座公壁合建的正方形池子，每座濃縮池所需表面積 A= = = 30 m2 ，則表面積A= m2 水力負荷 u===()= m3/()有效水深 h1=uT== 取h1= 濃縮池有效容積 V1=Ah1== m3（符合） （）。+= mH2O。====134 m3Vmin＞Vx，符合要求 （4）校核周期進水量 周期進水量應滿足下式： Q0＜(1)V=(1)x445= m3， Q0=185m3，符合要求 單座反應池尺寸的確定 SBR的有效水深取5m， SBR的面積為：445/5=89m2 設SBR的長寬比約為2:1，則SBR的池寬為7m，池長為14m SBR反應池最低水位為：260/(714)= m SBR反應池的污泥高度為：134/(714)= m 可見，SBR最低水位與污泥泥位之間的距離為：=，符合要求。 基本參數的設定 項 目單 位參數值BOD污泥負荷LskgBOD/kgMLSS三相分離器底1m以下的位置內，延池壁高度上設置取樣管6根，高度方向各管相距1m。 出水渠寬ba=。 出水系統的設計計算 （1）溢流堰設計計算 為了保持出水均勻，沉淀區的出水系統通常采用出水渠，一般每個單元三相分離器沉淀區設一條出水渠，出水渠每隔一定距離設三角出水堰。= 三相分離器與UASB高度設計 三相分離器總高h=h2+h3+h4+h5=+++= 取超高為h1= 則H=++=10m。= m 條件校核： 設能分離氣泡的最小直徑為dg=，常溫下清水運動黏滯系數r=102cm2/s，廢水密度ρ1=，氣體密度ρg=103g/cm3，氣泡碰撞系數β=，則 有斯托克斯公式：νN=βg（ρ1ρg）dg2/18μ 可以求得氣泡上升速度為： νN=981（103）102=驗證： νN/νM=MN/MB=可見νN/νM MN/MB 合理。=2cos30176。之間；；集氣罩頂以上的覆蓋水深h2=；沉淀區斜面的高度h3=。 空塔水流速度uk=Q/S=（符合要求） 空塔氣流速度 ug=Q△Coηr/S=（2）/120=（符合要求）式中 ηCOD的去除率，去80%。方向，每個出水孔的服務面積一般為24 m2。d)：參數： 取值： COD(mg/L) 進水1200，出水400 反應溫度/176。 單位柵渣量ω1= 設計計算 （1）柵條數柵條間隙數n===（取n=13）（2）格柵寬度 柵槽有效寬度B2=s（n1）+en=(131)+=經計算，由于流量過小，造成格柵難以實現， 則代入上式，可得柵條間隙數n=41（3）進水槽寬，為了保障水流速度，施工時將進水槽下方建窄以避免水流過慢影響格柵的正常運行，且水流不易繞過格柵直接進入調節池。 TP、TN的去除 項目水解好氧處理UASB好氧處理Q=2200m3/d 進水TN=35mg/l TP=10mg/l水解酸化池（300∶5∶1）UASB反應器（250∶5∶1）去除BOD350mg/l1020mg/l去除N mg/l去除P出水TN mg/l出水TP接觸氧化池（100∶5∶1）SBR反應器（除磷SBR）去除BOD830mg/l160 mg/l去除N（加N肥）60%去除P85%出水TN≤5mg/l （達標排放）≤（達標排放）出水TP≤（達標排放）≤（達標排放）由上表可以看出兩個工藝流程對N、P的去除均能達到排放標準，方案二的出水水質比方案一的較好 工藝方案的經濟比較 根據這兩套流程的處理工藝，選擇合理的工藝設計參數，對兩個流程進行工藝計算和工程投資及運行費用計算，分別說明如下： 流程上的土建費用 水解好氧工藝的土建費用見下表 序號構筑物名稱有效容積/m3數量/個土建費用/元1調節池55012475002水解酸化池37011665003接觸氧化池108017329104二沉池28511710005儲泥池331162006污泥濃縮池901585007脫水機房2401960008鼓風機房3001120000合計1608610UASB+SBR工藝的土建費用見下表 序號構筑物名稱規格m3數量/個土建費用/元1調節沉淀池55012475002UASB44013740003SBR44548195504污泥濃縮池1637505脫水機房2401960006鼓風機房100140000合計1640800 水解氧化工藝的設備費用見下表 序號名稱單位數量估算備 注1格柵臺3330002用1備2潛污泵臺2400001用1備3鼓風機套2400001用1備4曝氣頭個144774005熱交換器臺2500006水下攪拌器臺4100007室內自動化設備個11000008潷水器套42400009自動化監控系統臺110000010水封罐臺1300011沼氣收集器14000012帶式壓濾機6500013閥與管道10000014合計898400UASB+SBR的設備費用見下表