啤酒廢水設(shè)計(jì)方案培訓(xùn)講義(留存版)

　　

【正文】 氧濃度，以滿足中、高濃度廢水中微生物和有機(jī)物氧化分解的需要。顆粒污泥的形成是厭氧細(xì)菌群不斷繁殖、積累的結(jié)果，較多的污泥負(fù)荷有利于細(xì)菌獲得充足的營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)，故對(duì)顆粒污泥的形成和發(fā)展具有決定性的促進(jìn)作用；適當(dāng)高的水力負(fù)荷將產(chǎn)生污泥的水力篩選，淘汰沉降性能差的絮體污泥而留下沉降性能好的污泥，同時(shí)產(chǎn)生剪切力 ，使污泥不斷旋轉(zhuǎn)，有利于絲狀菌互相纏繞成球。 酸化—SBR法處理啤酒廢水受進(jìn)水堿度和反應(yīng)溫度的影響，最佳溫度是24℃，最佳堿度范圍是500～750mg/L。由于該廢水中懸浮物濃度較高，因而池內(nèi)污泥產(chǎn)量很大，而原工藝僅在水解酸化池前端設(shè)計(jì)了污泥斗，所以池子的后部很快就淤滿了污泥。正確的處理措施應(yīng)是減小曝氣量，待脫落的生物膜隨水流 流出后再逐漸增加曝氣量使溶解氧濃度恢復(fù)到原有水平，若水溫適宜則2～3 d后生物膜就可恢復(fù)正常。 此處理工藝主要有以下特點(diǎn)：①實(shí)踐證明，采用內(nèi)循環(huán)UASB反應(yīng)器＋氧化溝工藝處理啤酒廢水是可行的，其運(yùn)行結(jié)果表明CODCr總?cè)コ矢哌_(dá)95％以上。 由上可看出比較經(jīng)典的是傳統(tǒng)的水解酸化+接觸氧化法與先進(jìn)的UASB+SBR工藝法。 方案二流程圖： 方案二的流程說明： 第一階段為預(yù)處理階段，格柵+調(diào)節(jié)池后，出水用泵直接打到水解酸化池，污水經(jīng)格柵去除較大的雜質(zhì)，經(jīng)調(diào)節(jié)池后，水質(zhì)水量得到均化。 TP、TN的去除 項(xiàng)目水解好氧處理UASB好氧處理Q=2200m3/d 進(jìn)水TN=35mg/l TP=10mg/l水解酸化池（300∶5∶1）UASB反應(yīng)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(yīng)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(dá)標(biāo)排放）≤（達(dá)標(biāo)排放）出水TP≤（達(dá)標(biāo)排放）≤（達(dá)標(biāo)排放）由上表可以看出兩個(gè)工藝流程對(duì)N、P的去除均能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，方案二的出水水質(zhì)比方案一的較好 工藝方案的經(jīng)濟(jì)比較 根據(jù)這兩套流程的處理工藝，選擇合理的工藝設(shè)計(jì)參數(shù)，對(duì)兩個(gè)流程進(jìn)行工藝計(jì)算和工程投資及運(yùn)行費(fèi)用計(jì)算，分別說明如下： 流程上的土建費(fèi)用 水解好氧工藝的土建費(fèi)用見下表 序號(hào)構(gòu)筑物名稱有效容積/m3數(shù)量/個(gè)土建費(fèi)用/元1調(diào)節(jié)池55012475002水解酸化池37011665003接觸氧化池108017329104二沉池28511710005儲(chǔ)泥池331162006污泥濃縮池901585007脫水機(jī)房2401960008鼓風(fēng)機(jī)房3001120000合計(jì)1608610UASB+SBR工藝的土建費(fèi)用見下表 序號(hào)構(gòu)筑物名稱規(guī)格m3數(shù)量/個(gè)土建費(fèi)用/元1調(diào)節(jié)沉淀池55012475002UASB44013740003SBR44548195504污泥濃縮池1637505脫水機(jī)房2401960006鼓風(fēng)機(jī)房100140000合計(jì)1640800 水解氧化工藝的設(shè)備費(fèi)用見下表 序號(hào)名稱單位數(shù)量估算備 注1格柵臺(tái)3330002用1備2潛污泵臺(tái)2400001用1備3鼓風(fēng)機(jī)套2400001用1備4曝氣頭個(gè)144774005熱交換器臺(tái)2500006水下攪拌器臺(tái)4100007室內(nèi)自動(dòng)化設(shè)備個(gè)11000008潷水器套42400009自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)臺(tái)110000010水封罐臺(tái)1300011沼氣收集器14000012帶式壓濾機(jī)6500013閥與管道10000014合計(jì)898400UASB+SBR的設(shè)備費(fèi)用見下表 序號(hào) 名稱 單位 數(shù)量 估算 備 注 1 格柵 臺(tái) 3 33000 2用1備 2 潛污泵 臺(tái) 2 40000 1用1備 3 鼓風(fēng)機(jī) 套 2 40000 1用1備 4 曝氣頭 個(gè) 144 77400 5 熱交換器 臺(tái) 2 50000 6 水下攪拌器 臺(tái) 4 10000 7 室內(nèi)自動(dòng)化設(shè)備 個(gè) 1 100000 8 潷水器 套 4 240000 9 自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng) 臺(tái) 1 100000 10 水封罐 臺(tái) 1 3000 11 沼氣收集器 1 40000 12 帶式壓濾機(jī) 65000 13 閥與管道 100000 14 合計(jì) 898400 該建設(shè)費(fèi)用只包括土建、設(shè)備、安裝費(fèi)用，而不含場(chǎng)地費(fèi)用。d)：參數(shù)： 取值： COD(mg/L) 進(jìn)水1200，出水400 反應(yīng)溫度/176。 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%。=2cos30176。= 三相分離器與UASB高度設(shè)計(jì) 三相分離器總高h(yuǎn)=h2+h3+h4+h5=+++= 取超高為h1= 則H=++=10m。 出水渠寬ba=。 基本參數(shù)的設(shè)定 項(xiàng) 目單 位參數(shù)值BOD污泥負(fù)荷LskgBOD/kgMLSS+= mH2O。壓濾機(jī)進(jìn)水口設(shè)一壓力控制器，當(dāng)壓力過高時(shí)可自動(dòng)停止氣動(dòng)泵氣路，從而停止進(jìn)泥。 （3）隔振 振動(dòng)是噪聲的主要起源，風(fēng)機(jī)組的振動(dòng)會(huì)產(chǎn)生低頻噪聲，故減輕機(jī)器振動(dòng)是控制噪聲的治本辦法。主干寬4m，次干道寬3m，有40%以上的綠化。 ．管線布置 （1）應(yīng)設(shè)超越管線，當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，可直接排入水體。東郊污水廠在進(jìn)風(fēng)廊道內(nèi)兩側(cè)整個(gè)截面設(shè)有若干2 m多長(zhǎng)的吸音板塊，空氣從板塊間通過，降低了噪聲。 取上清液排出管管內(nèi)流速為V=管徑D==（取管徑75mm） （5）集泥井設(shè)計(jì)： 在兩濃縮池外公壁合建一集泥井，集泥井設(shè)計(jì)容積為單個(gè)周期內(nèi)所排泥量的一半， m3，4m，,。采用DN150的鋼管作為主管，支管采用DN100的鋼管。 （4）給排水 在UASB反應(yīng)器布置區(qū)設(shè)置一根DN100供水管補(bǔ)水，沖洗及排空時(shí)使用。三角堰，堰高50mm，堰口寬100mm，則堰口水面寬度b′=50mm ，設(shè)計(jì)溢流負(fù)荷為f=*s。 ，前面計(jì)算中已經(jīng)設(shè)有1540m3/d廢水通過進(jìn)水縫進(jìn)入沉淀區(qū)，則三相分離器的進(jìn)水縫縱截面總面積為： S進(jìn)水縫=Q進(jìn)水縫/ν=1540/24= 總共有8組（16條）進(jìn)水縫，每條進(jìn)水縫縱截面積 S進(jìn)水縫′=進(jìn)水縫寬度ι2= S進(jìn)水縫′/5=，應(yīng)滿足ι2與ι1級(jí)數(shù)相當(dāng)，且ι2設(shè)計(jì)ι2=，則進(jìn)水縫中水流速度 ν= Q進(jìn)水縫/ S進(jìn)水縫=1540/（24285）= m/h 滿足設(shè)計(jì)要求， Δh=ι2/cosα=176。Υ=70176。單個(gè)反應(yīng)器中設(shè)4根直徑為75mm的支管，每根管上有3個(gè)配水孔，=2 m2，孔口向下。對(duì)污水進(jìn)行混合同時(shí)可以預(yù)防池底沉淀；調(diào)節(jié)池與格柵合建，格柵槽后出水口跟調(diào)節(jié)池進(jìn)水口連接，出水口設(shè)出水槽，出經(jīng)過泵送入U(xiǎn)ASB反應(yīng)池。 (3) 好氧反應(yīng)器：方案一為接觸氧化池，大部分的有機(jī)物在這里被降解，考慮到出水水質(zhì)的要求，停留時(shí)間較長(zhǎng)；方案二為SBR反應(yīng)器，周期設(shè)為8h，進(jìn)水時(shí)攪拌不曝氣，曝氣后有2小時(shí)的攪拌時(shí)間用來去除N、P。濾液送到細(xì)格柵池子進(jìn)行處理。同原工藝相比較，每天實(shí)際節(jié)約1 500～2 500 m3廢水的處理費(fèi)用， 萬元/a。UASB反應(yīng)器的出水水質(zhì)一般都比較穩(wěn)定，在回流系統(tǒng)的作用下重新回到配水系統(tǒng)。 在調(diào)試運(yùn)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(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。水解酸化不僅能去除部分有機(jī)污染物，而且提高了廢水的可生化性，有益于后續(xù)的好氧生物接觸氧化處理。同時(shí)，經(jīng)水解反應(yīng)后溶解性COD比例大幅度增加，有利于微生物對(duì)基質(zhì)的攝取，在微生物的代謝過程中減少了一個(gè)重要環(huán)節(jié)，這將加速有機(jī)物的降解，為后續(xù)生物處理創(chuàng)造更為有利的條件。 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(shù)在啤酒廢水的治理方面應(yīng)用最為成熟。 生物接觸氧化法：是在微生物固著生長(zhǎng)的同時(shí)，加以人工曝氣。活性污泥法處理啤酒廢水的缺點(diǎn)是動(dòng)力消耗大，處理中常出現(xiàn)污泥膨脹。目前國(guó)內(nèi)的啤酒廠工業(yè)廢水的污水處理工藝，都是以生物化學(xué)方法為中心的處理系統(tǒng)。2 水質(zhì)水量和處理要求 原水水質(zhì) 原水中包括生產(chǎn)污水與生活污水，生產(chǎn)污水為其生產(chǎn)能力的25倍，那就是1噸啤酒產(chǎn)生25噸的生產(chǎn)污水。其生產(chǎn)過程中排放量為生產(chǎn)量的25倍，污水含有高濃度的有機(jī)污染物，是該市的污染大戶。選擇較嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，廢水處理系統(tǒng)的最終排放執(zhí)行《啤酒工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB198212005）一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。隨著改革開放的發(fā)展，90年代初完整的厭氧技術(shù)也在國(guó)內(nèi)啤酒、飲料行業(yè)得到應(yīng)用。例如，珠江啤酒廠引進(jìn)比利時(shí)SBR專利技術(shù)，廢水處理時(shí)間僅需19～20 h ,比普通活性污泥法縮短10～11 h，CODcr的去除率也在96%以上［3］。結(jié)果表明，當(dāng)容積負(fù)荷≤1 ,停留時(shí)間為3～4 h時(shí)，COD和BOD平均去除率分別達(dá)到 %% 。此外，一定的進(jìn)水堿度也是顆粒污泥形成的必要條件，因?yàn)閰捬跎锏纳L(zhǎng)要求適當(dāng)高的堿度，例如：～。視原水水質(zhì)情況，如堿度不足，采取預(yù)調(diào)堿度方法進(jìn)行本工藝處理；若溫度差別不大，運(yùn)行參數(shù)可不做調(diào)整，若溫度差別較大，視具體情況而定。另外，隨著微生物量的增加在軟性生物填料的中間部位形成了污泥團(tuán)，使得傳質(zhì)面積減小。 因此當(dāng)采用此工藝處理啤酒廢水時(shí)要遵循下列要求：①采用水解酸化作為預(yù)處理工序時(shí)應(yīng)考慮懸浮物去除措施。②由于采用的是內(nèi)循環(huán)UASB反應(yīng)器和氧化溝工藝串聯(lián)組合的方式，可根據(jù)啤酒生產(chǎn)的季節(jié)性、水質(zhì)和水量的情況調(diào)整UASB反應(yīng)器或氧化詢處理運(yùn)行組合，以便進(jìn)一步降低運(yùn)行費(fèi)用。2個(gè)工藝各有其優(yōu)缺點(diǎn)，差異也較大，現(xiàn)將這兩個(gè)工藝方法進(jìn)行比較，從中選取適用的一個(gè)作為該啤酒廠污水處理的實(shí)際方案。 第二階段為厭氧生化階段，UASB具有容積負(fù)荷高,運(yùn)行成本低,占地面積小,污泥最少,設(shè)備簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn),是高濃度有機(jī)廢水前處理的有效處理方法,并且UASB已經(jīng)在傳統(tǒng)形式的基礎(chǔ)上進(jìn)行改造,形成了多種更高效和方便的厭氧發(fā)生器。因任務(wù)書中有規(guī)定場(chǎng)地范圍為2000m2。C 25 反應(yīng)區(qū)有效深度h1/m 空塔水流速度u/(m/h) ≤空塔沼氣上升速度ug/(m/h) ≤污泥層高度/m — 沼氣產(chǎn)率/（m3/ kgCOD（去除）） 污泥產(chǎn)率/（kg TSS/kgCOD（去除）） UASB反應(yīng)器的有效容積V有效：V有效=Q（CoCe）/Nv=2200x(1200400)x103/4=440(m3)式中 Q設(shè)計(jì)處理量，2200m3/d；Co，Ce進(jìn)出水COD的濃度，mg/l；NvCOD容積負(fù)荷，kgCOD/（m3 *d）。r沼氣產(chǎn)率，m3/ kgCOD （4）布水器配水壓力計(jì)算 H4=h1+h2+h3 ，其中布水器配水壓力其中布水器配水壓力最大淹沒水深h1=；UASB反應(yīng)器水頭損失h2= mH2O；布水器布水所需自由水頭h3= mH2O，則H4= mH2O。= m BD=AD=AB/2cos20176。合理。則渠口附近水深 ha=（）= m 考慮渠深應(yīng)以出水槽槽口為基準(zhǔn)計(jì)算，所以出水渠渠深 ha=+= （3）出水管設(shè)計(jì)計(jì)算 ，選用DN200鋼管排水。d污泥濃度（MLSS）Xg/L污泥產(chǎn)率YkgVSS/kgBOD5污泥含磷率kgTP/kgVSS需氧量O2kgO2/kgBOD5水力停留時(shí)間HRT總處理效率ηh%8h其中厭氧段2h90(BOD5)%85(TP) SBR周期的設(shè)計(jì) 原始數(shù)據(jù)項(xiàng)目CODBODTP進(jìn)水水質(zhì)(mg/L)400180去除率(%)859085出水水質(zhì)(mg/L)6020污泥負(fù)荷率：(kg MLSS*d) 污泥濃度和SVI：污泥濃度采用3000mgMLSS/L；污泥體積系數(shù)SVT采用100 反應(yīng)周期數(shù)：SBR周期數(shù)采用T=8h，反應(yīng)器1d內(nèi)周期數(shù)：n=24/8=3 周期內(nèi)的時(shí)間分配 反應(yīng)池?cái)?shù)N=4 進(jìn)水時(shí)間：T/N=8/4=2h 攪拌時(shí)間： 反應(yīng)時(shí)間： 靜沉?xí)r間： 排水檢修時(shí)間：1h 周期進(jìn)水量： 180。 鼓風(fēng)機(jī)房出來的空氣供氣干管，在相鄰兩SBR池的隔墻上設(shè)兩根供氣支管，為兩SBR供氣。 壓濾機(jī)簡(jiǎn)介 板框壓濾機(jī)作為固液分離設(shè)備，應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)已有悠久歷史，它具有分離效果好、適應(yīng)性廣，特別對(duì)于粘細(xì)物料的分離