【正文】 了形式各樣、特點(diǎn)各異的厭氧處理工藝，目前厭氧反應(yīng)器主要有厭氧濾器(AF)、厭氧流化床反應(yīng)器(AFBR)、上流式厭氧污泥床反應(yīng)器(UASB)、膨脹顆粒污泥床反應(yīng)器(EGSB)和內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器(IC)這幾種反應(yīng)器形式。而高濃度有機(jī)污水的處理較多采用UASB、EGSB和IC反應(yīng)器。其中UASB的應(yīng)用最為廣泛。UASB是厭氧反應(yīng)器的第二代產(chǎn)品，也是目前應(yīng)用最廣泛最成熟的厭氧反應(yīng)器。它屬于懸浮生長(zhǎng)型的生物反應(yīng)器，由反應(yīng)區(qū)、沉淀區(qū)和氣室三部分組成。UASB工藝近年來(lái)在國(guó)外發(fā)展很快，在國(guó)內(nèi)也己有生產(chǎn)性規(guī)模裝置，該工藝既節(jié)約能源，基至可回收能量，又解決環(huán)境污染問(wèn)題，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。 好氧處理工藝 八十年代國(guó)內(nèi)主要采用好氧法，即傳統(tǒng)的活性污泥法和生物膜法，具有工藝技術(shù)成熟，易啟動(dòng)等特點(diǎn)；但占地面積大，曝氣耗能，運(yùn)行費(fèi)用高，污泥產(chǎn)量大，對(duì)啤酒廢水水質(zhì)、水量變化的適應(yīng)性較差等缺點(diǎn)。近年來(lái)在傳統(tǒng)活性污泥法基礎(chǔ)上，引入了一些新工藝，如射流活性污泥法、生物接觸氧化法、SBR(序批活性污泥法)工藝等。但好氧法有運(yùn)行管理費(fèi)用高、占地大、一次性投資費(fèi)用高，需充氧設(shè)備，噪聲大，設(shè)備龐大冬季保溫困難，還有曝氣耗能、產(chǎn)泥量大的缺點(diǎn)。 厭氧好氧處理工藝在實(shí)際應(yīng)用中，單獨(dú)的好氧法或厭氧法都不能滿足啤酒廢水的處理要求，只有把二者結(jié)合起來(lái)。組成串聯(lián)工藝，才能取長(zhǎng)補(bǔ)短，使其在水處理中發(fā)揮更大的作用。在串聯(lián)工藝中，厭氧法作啤酒廢水的預(yù)處理，厭氧反應(yīng)可在常溫下進(jìn)行，不需額外加熱；好氧法作后處理，便可充分發(fā)揮二種處理方法的優(yōu)點(diǎn)。這種組合工藝在技術(shù)上可行，經(jīng)濟(jì)上合理，不失為一種有效的廢水處理方法。 設(shè)計(jì)任務(wù)表11 設(shè)計(jì)的進(jìn)水水質(zhì)及水量廢水名稱(chēng)廢水水量（m3/d）廢水水質(zhì)(mg/L，pH值、溫度除外)CODcrBOD5SSpH值溫度(℃)啤酒廢水800025001100550～≤40出水滿足《啤酒工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 198212005)要求，見(jiàn)表12。 表12 設(shè)計(jì)的出水水質(zhì)及水量廢水名稱(chēng)廢水水量（m3/d）廢水水質(zhì)(mg/L，pH值、溫度除外)CODcrBOD5SSpH值溫度(℃)啤酒廢水8000802070～≤40 設(shè)計(jì)工藝的確定近年來(lái)，厭氧處理技術(shù)得到很快發(fā)展，常用的先進(jìn)技術(shù)有厭氧接觸工藝、上流式厭氧污泥床和厭氧過(guò)濾器。 厭氧接觸法屬于傳統(tǒng)厭氧消化技術(shù)的發(fā)展。它采用完全混合式消化反應(yīng)器，適合于處理含懸浮固體很高的廢水，預(yù)處理要求低，一需要設(shè)置池內(nèi)完全混合攪拌，池外還要設(shè)消化液沉淀池。本設(shè)計(jì)處理對(duì)象為較好生化處理的廢水。為提高處理效率，節(jié)省工程投資和占地，因此不宜采用厭氧接觸法。上流式厭氧污泥床（UASB），屬采用了滯留型厭氧生物處理技術(shù)，在底部有污泥床，依據(jù)進(jìn)水與污泥的高效接觸提供高的去除率，依靠頂部的三相分離器，進(jìn)行氣、液、固分離，能使污泥維持在污泥床內(nèi)而很少流失。因而生物污泥停留時(shí)間長(zhǎng)，處理效率高，適合于處理較易生化降解，CODCr和SS濃度均較高的廢水。 厭氧過(guò)濾器采用附著型厭氧生物處理技術(shù)，在反應(yīng)器內(nèi)充填一部填料，使生物污泥附著在填料上生長(zhǎng)，不易隨出水流失，且填料對(duì)于改善水流均勻性有益，并起到—定過(guò)濾截留作用。但反應(yīng)器內(nèi)填料易發(fā)生堵塞現(xiàn)象，因此不適合處理有機(jī)物濃度過(guò)高的廢水，且要求進(jìn)水SS濃度應(yīng)較低，—般要求SS200mg/L。盡管厭氧過(guò)濾器抗沖擊負(fù)荷能力大，處理效率亦高，但不適合本次設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)(SS濃度較高)。綜合以上分析，結(jié)合類(lèi)似工程資料，本設(shè)計(jì)厭氧處理裝置采用UASB。 有機(jī)廢水經(jīng)厭氧處理，出水的BOD5/CODCr會(huì)降低，出水可生化性較原污水差。采用一般好氧生物處理方法(活性污泥法和生物膜法)，處理厭氧處理出水，其CODCr去除率約只有60％，而處理同等濃度的原有機(jī)廢水，CODCr可達(dá)80％。盡管采用生物膜法處理效果可能會(huì)稍好，但難以適應(yīng)BOD5大于250mg/L的來(lái)水。近年來(lái)開(kāi)發(fā)了一些處理此類(lèi)廢水(進(jìn)水濃度較高，可生化性較差，不易生化降解)的工藝技術(shù)，如AB法活性污泥工藝、氧化溝活性污泥法、SBR法等。這些方法均能對(duì)不易生化降解有機(jī)廢水或厭氧處理出水有較好的處理效果。 以上三種好氧方法中，SBR法具有特別顯著的特點(diǎn)：首先由于采用間歇運(yùn)行，運(yùn)行周期每一階段有適應(yīng)基質(zhì)特征的優(yōu)勢(shì)菌群存在；污泥不斷內(nèi)循環(huán)，排泥量少，生物固體平均停留時(shí)間長(zhǎng)；沉淀和排水時(shí)水流處于靜止?fàn)顟B(tài)，故處理效果優(yōu)于一般活性污泥法。其次由于進(jìn)水、曝氣、沉淀、排水等工序在一個(gè)池內(nèi)進(jìn)行，省去了沉淀池和污泥回流設(shè)施，故而其工程投資和占地面積均小于一般活性污泥法。綜合以上分析，本設(shè)計(jì)好氧處理采用SBR工藝。工藝流程見(jiàn)圖12。圖12 工藝流程圖2 處理構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)計(jì)算 格柵格柵主要是攔截廢水中的較大顆粒和漂浮物，以確保后續(xù)處理的順利進(jìn)行。 本設(shè)計(jì)處理生產(chǎn)廢水，盡管SS含量不低，但較大漂浮物及較大顆粒少，格柵攔截的污染物不多，故選用人工清渣方式。 柵條寬度S=，柵條間隙e=，格柵安裝傾角α=60176。，便于除渣操作。最大設(shè)計(jì)污水量Qmax= 8000m3/d=污水渠斷面尺寸為600mm600mm設(shè)柵前水深h=，過(guò)柵流速υ= 柵條間隙數(shù) ===24 柵槽寬度 B=S（n－1)+en+=（24－1）+30+= 連接處長(zhǎng)度 設(shè)漸寬部分展開(kāi)角α1=30，進(jìn)水渠道漸寬部分長(zhǎng)度===柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長(zhǎng)度=== 通過(guò)格柵的水頭損失 =k （21） =ξsinα （22） ξ=β （23） 式中 h1——設(shè)計(jì)水頭損失，m h0——計(jì)算水頭損失，m g ——重力加速度，m/s k ——格柵受污物堵塞時(shí)水頭損失增大倍數(shù)，采用3 ξ——阻力系數(shù)，設(shè)柵條斷面為銳邊矩形斷面，β==k=βsinαk=sin603= 格柵高度設(shè)柵前渠道超高h(yuǎn)2= H=h+h1+h2=++= 柵前槽高 H1=h+h2=+= 柵槽總長(zhǎng) L=++++=++++= 每日柵渣量 W= （24） 式中 W1——柵渣量，m3/10m3污水，W== 調(diào)節(jié)池啤酒廢水的水量和水質(zhì)隨變化幅度較大，為了保證后續(xù)處理構(gòu)筑物或設(shè)備的正常運(yùn)行，需對(duì)廢水的水量和水質(zhì)進(jìn)行調(diào)節(jié)，由于調(diào)節(jié)池內(nèi)不安裝工藝設(shè)備或管道，考慮土建結(jié)構(gòu)可靠性高時(shí)，故障少，只設(shè)一個(gè)調(diào)節(jié)池。調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)周期T=調(diào)節(jié)池容積V=TQh=7416. 6=2900m3取調(diào)節(jié)池有效水深h=6m，備用構(gòu)筑物超高0．5m，調(diào)節(jié)池規(guī)格 22m22m， V有=3200m3 調(diào)節(jié)池設(shè)污泥斗四個(gè)，每斗上口面積11m11m，泥斗傾角。泥斗容積 =（++）==泥斗容積共V=4=調(diào)節(jié)池設(shè)計(jì)計(jì)算見(jiàn)圖21。圖21 調(diào)節(jié)池工藝圖調(diào)節(jié)池每日沉淀污泥重為W=55040％8000=g=濕污泥體積約為V=(設(shè)污泥密度為1t/)泥斗可存約三天污泥。 提升泵污水泵總提升能力按Qmax考慮，即Qmax=，選三臺(tái)泵。提升選用泵KRT k100—315／232u型潛水泵，流量為230m3/h，共三臺(tái)，兩用一備，電壓380V，泵重54kg。 UASB的設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)所處理啤酒生產(chǎn)廢水，屬高濃度有機(jī)廢水，生物降解性好，UASB反應(yīng)器作為處理工藝的主體，擬按下列參數(shù)設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)流量8000m3/d，進(jìn)水濃度CODCr2500mg/L，CODCr去除率85%容積負(fù)荷 NV=(m3d)(按常溫23℃)產(chǎn)氣率 r=污泥產(chǎn)率 X= UASB總?cè)莘e計(jì)算V= （25） 式中Q——設(shè)計(jì)處理流量，m3/d Sr——去除的有機(jī)污染物濃度，kg/m3 Nv——容積負(fù)荷，kgCOD/(m3d) V==選用4個(gè)池子，每個(gè)池子的體積為 Vi=V/4=,，每個(gè)池子的所占面積為A=Vi/H= 直徑D為D=，實(shí)際取D=12m ,每個(gè)反應(yīng)器水量Qi=2000m3 水力停留時(shí)間t=Vi/Qi24= 水力負(fù)荷約為q=（m2d）（m2d)，基本符合要求。 三相分離器構(gòu)造設(shè)計(jì) UASB的重要構(gòu)造是指反應(yīng)器內(nèi)三相分離器的構(gòu)造，三相分離器的沒(méi)計(jì)直接影響氣、液、固三相在反應(yīng)器內(nèi)的分離效果和反應(yīng)器的處理效果。對(duì)污泥床的正常運(yùn)行和獲得良好的出水水質(zhì)起著十分重要的作用，根據(jù)已有的研究和工程經(jīng)驗(yàn)，三相分離器應(yīng)滿足以下幾點(diǎn)要求：① 混合液進(jìn)入沉淀區(qū)之前，必須將其中的氣泡予以脫出，防止氣泡進(jìn)入沉淀區(qū)影響沉淀；② （m2h）以下，進(jìn)入沉淀區(qū)前，；③ 沉降斜板傾角不應(yīng)小于50176。，使沉泥不在