【正文】 隨剩余污泥排出，因此出水水質可以達到較高的標準，是一種可以做到近乎徹底的處理工藝。傳統(tǒng)的活性污泥法缺點是需要的處理池容積較大，適應不同污染物種類突然改變的能力較弱，污泥膨脹現象出現幾率較高。針對啤酒廢水特點，從廢水處理的可行性角度出發(fā)，采用間歇式活性污泥工藝(即SBR工藝)的改進型處理工藝——循環(huán)式活性污泥法(Circle Activity Sludge System)，即CASS)，作為好氧處理系統(tǒng)的主工藝較好。CASS工藝是目前國際上最先進的一種間歇運行的活性污泥法工藝，能滿足各種嚴格的出水水質要求。在CASS工藝中，活性污泥過程按曝氣和非曝氣階段不斷重復進行。在曝氣階段完成生物降解過程，在非曝氣階段主要是完成泥水分離過程和撇水過程。CASS工藝最重要的特征是不設獨立的沉淀池和刮泥系統(tǒng)，始終保持在一個池子中進行生物反應和泥水分離，因而能節(jié)約大量基建投資和運行費用。CASS工藝具有如下優(yōu)點：通過改變曝氣時間能較好地緩沖進水水量和水質的波動；處理效果好，排出的剩余污泥穩(wěn)定化程度高，量少；能同時進行有機物的降解、硝化和反硝化以及生物除磷過程，在不增加投資和運行能耗的條件下，能達到深度處理的目的；自動化程度高、工藝簡單、維修方便，人力費用低；無需設置二沉池和回流污泥系統(tǒng)，所需機械設備少；能有效避免絲狀菌繁殖，防止污泥膨脹。綜上所述，采取厭養(yǎng)+好氧工藝處理啤酒廢水，反應器選擇UASB+CASS為主要設施。 工藝流程圖+好氧工藝具體流程 流程主要構筑物介紹因為排入污水處理廠的污水中含有一定量較大的懸浮物或漂浮物，所以在處理系統(tǒng)之前設置格柵，以截留這些較大的懸浮物或漂浮物，防止堵塞后續(xù)處理系統(tǒng)的管理、孔口和損壞輔助設施。格柵可以根據格柵條的凈間隙不同而分為粗格柵、中格柵以及細格柵，分別用于截留不同粒徑的雜物而設計，也可以根據柵渣量的大小二選擇不同的清渣方式，可采用人工清渣或機械清渣。本設計采用中先采用粗格柵進行隔渣，去除較大的懸浮物；由于UASB反應器對進水懸浮物濃度要求較高，進水經粗格柵后再通過細格柵，進一步截留懸浮物，以使進水懸浮物濃度達到要求。由于柵渣量較大，采用機械清渣方式。由于廢水排放過程中廢水量及排入雜質的不均勻性，使得廢水的流量或濃度在晝夜內有較大范圍的變化。為使處理構筑物正常穩(wěn)定工作，不受廢水高峰流量及濃度變化的影響，利用調節(jié)池來調節(jié)水量和水質。此外，酸性廢水和堿性廢水可以在調節(jié)池內中和；短期排出的高溫廢水也可通過調節(jié)以平衡水溫。一般調節(jié)池的形式有對角線出水調節(jié)和折流調節(jié)池兩種。由于啤酒廢水的排放具有一定的波動性，為了避免排水的不均勻性對后續(xù)處理系統(tǒng)造成較大的沖擊負荷，保證生物處理系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，采用調節(jié)池均衡廢水的水質和水量，調節(jié)池內廢水通過水泵提升進入后續(xù)厭氧生物處理工序。 UASB反應器UASB反應器是一種高效低能耗的廢水處理工藝。UASB反應器是荷蘭學者Lettinga教授在70年代中期開發(fā)的，其裝置主要由污泥床區(qū)、污泥懸浮區(qū)和沉降區(qū)三部分組成。廢水由泵輸送進入，自下而上經過反應器。在UASB底部安裝精心設計的布水系統(tǒng)，廢水通過布水系統(tǒng)均勻分布于反應器底部平面，避免出現短流現象，使廢水中的有機物與反應器內污泥床區(qū)充分接觸混合，從而在反應器內創(chuàng)造一個良好的生物環(huán)境。通過精心調試和培養(yǎng)，可較易形成性能優(yōu)越，比活性高的顆粒污泥。顆粒污泥具有很好的物理結構，且生物組成合理，對廢水中有機物從酸化至甲烷化平衡完成，使系統(tǒng)運行負荷高且不易發(fā)生酸化現象。廢水經反應器內生物降解，產生大量沼氣(主要成分為CH4)，帶動廢水與顆粒污泥一起向上運動。在UASB反應器頂部沉降區(qū)設置固、液、氣三相分離器，利用水、氣、固三相物質在重力、浮力作用下出現的不同運動方式，通過精心設計計算和多年研究得到的專有技術，準確安裝的三相分離系統(tǒng)將反應器中的污泥、污水和沼氣很好的分離。污泥脫氣后在重力作用下回到污泥床區(qū)，從而最大限度地滯留反應器內的厭氧微生物量。沼氣通過集氣罩收集后送出反應器。污水經出水堰收集后排出反應器，流入下一個處理工藝單元。UASB反應器的另一個特點是能在其污泥床區(qū)形成沉降性能優(yōu)越，比活性很高的顆粒污泥。由于顆粒污泥良好的沉降性能，大幅度降低了厭氧微生物被沖出反應器的量，從而使整個反應器內的厭氧微生物濃度較別的反應器高，提高了反應器的效能。另一方面由于顆粒污泥的形成，大大地加強了厭氧細菌的種間氫轉移，提高了污泥的活性，從而也提高了反應器的效能。UASB反應器產生的剩余顆粒污泥經濃縮后進行機械脫水，產生的沼氣經收集后再作處理。 CASS反應器循環(huán)活性污泥系統(tǒng)簡稱為CASS(Cyclic ActivatedSludge System)工藝，是一種在SBR工藝和氧化溝技術的基礎上開發(fā)出的新工藝。CASS池是系統(tǒng)的核心。污水中的大部分污染物在此降解、去除。它將生物反應過程和泥水分離過程集中在同一個池內進行。CASS反應池分為生物選擇區(qū)、兼氧區(qū)和好氧區(qū)。選擇區(qū)的基本功能是防止污泥膨脹，污水中溶解性有機物能夠通過酶反應而被污泥顆粒吸附除去，回流泥中的硝酸鹽可在該選擇區(qū)內得以反硝化；在兼氧區(qū)內，有微量曝氣，基本處于缺氧狀態(tài)，有機物在此區(qū)內得到初步降解，同時也可除去部分硝態(tài)氮；好氧區(qū)為曝氣區(qū)，主要進行硝化和降解有機物，同時也進行硝化反硝化過程。CASS池是一個間歇反應器，在此反應器內不斷重復地進行曝氣與非曝氣過程。污水按一定周期和階段得到處理，每一循環(huán)有下列各個階段組成：進水/曝氣/污泥回流階段——完成生物降解過程；非曝氣/沉淀階段——實現泥水分離；潷水/剩余污泥排除階段——排出上清液；閑置階段——恢復活性污泥活性。上述各階段組成一個循環(huán)操作周期，根據污水水量和濃度，它的運轉方式可采取6周期/天、4周期/天、3周期/天的形式，每周期運行時間分別為8小時。循環(huán)過程中，首先進行充水、曝氣和污泥回流，CASS池內的水位隨進水而由初始的設計最低水位逐漸上升至最高設計水位。當經過一定時間曝氣與混合后停止曝氣，在靜止的條件下使活性污泥絮凝并進行泥水分離。沉淀結束后通過移動堰表面潷水器排出上清液并使水位恢復至設計最低水位，然后重復運行。為保證系統(tǒng)在最佳條件下運行，必須定時排泥，排出剩余污泥的過程一般在沉淀結束后進行，污泥濃度可高達10g/L，所排出的剩余污泥量要比傳統(tǒng)的活性污泥處理工藝少得多。 污泥濃縮工藝污泥濃縮、脫水、干化的作用是去除污泥中的大量水分，從而縮小其體積，減輕其重量。經過脫水、干化處理，污泥含水率能從96%左右降到60～80%左右，其體積降為原體積的1/10～1/5，有利于運輸和處置。污泥濃縮的方法主要有重力濃縮法、氣浮濃縮法和離心濃縮法。重力濃縮法由于其貯存污泥能力強、操作要求不高、運行費用低以及動力消耗小的優(yōu)點，而且適用于濃縮初次沉淀池污泥和活性污泥的混合污泥，因此應用范圍廣。本處理工藝采用重力濃縮法對污泥進行預處理，濃縮后污泥進行脫水，上清液回流至調節(jié)池。目前多數國家普遍采用的脫水機械為板框壓濾機、帶式壓濾機和離心脫水機，對污泥的自然干化多采用干化床。污泥干化占地較大，在占地受限制的條件下不宜采用。而污泥機械脫水中板框壓濾機由于過濾能力低、勞動強度大、操作管理復雜等因素，也不是理想選擇。帶式壓濾機具有能連續(xù)或間歇生產，及其操作管理簡單、附屬設施較少等優(yōu)點，在國內外廣泛應用。該啤酒廢水處理過程中產生的污泥經濃縮后污泥含水率仍然很高、體積較大，不宜直接外排，故采用帶式壓濾機進行機械脫水以使污泥含水率降低至75%～80%，脫水后污泥外運，濾出液回流至調節(jié)池。11廣東工業(yè)大學環(huán)境工程專業(yè)畢業(yè)設計 3構筑物設計計算3 構筑物設計計算 格柵 設計說明用以截留較大的懸浮物和漂浮物，以減輕后續(xù)處理構筑物的處理負荷，并使提升設備等正常運行，起到保護水泵的作用。提升水泵房選用潛水泵，為減少渣量，格柵柵條間隙選擇5mm，并設手動粗格柵一臺備用。設計流量：平均流量Qd＝4000m3/d＝167m3/h＝ 根據工程資料，流量變化系數Kz取2，最大流量Qmax＝KzQd＝24000m3/d＝8000m3/d＝334 m3/h＝設計參數：柵條間隙b＝＝5mm，過柵流速v＝，安裝傾角60176。，柵前水深h＝，格柵數N＝1 格柵計算明渠寬度B1，m進水采用明渠，明渠數N1＝1，明渠內的有效水深h=，水的流速v1＝明渠寬度B1＝＝＝取B1＝柵條間隙數n，柵前水深h＝，過柵流速v＝n＝＝＝62（條）柵槽有效寬度B，m～。 采用Φ10圓鋼為柵條，即S＝。B＝S(n－1)＋en＝(621)＋62+＝進水渠道漸寬部位長度L1,mL1＝＝= 1m柵槽與出水渠連接處的漸寬部分長度L2，mL2＝＝1=過柵水頭損失h1＝Kβsinα＝3sin60176。＝柵前槽總高度H1，m 格柵前渠道超高取h2＝柵前槽高H1＝h＋h1＝＋＝柵后槽總高H，m 柵后槽總高H＝h＋h1＋h2＝＋＋＝ 格柵總建筑長度L，mL＝L1＋L2＋＋＋＝1＋＋＋＋＝ 格柵圖組 集水井 設計說明集水井位于粗格柵后，按最大流量設計，并內置潛水污水泵。集水井尺寸：LBH＝5m5m3m集水井部分埋入地下，池中部局部設置夾層和樓梯。 細格柵位于調節(jié)池前，污水由集水井內的潛水污水泵加壓送往調節(jié)池前，先經細格柵，防除啤酒廢水中含有的大量細小懸浮物（如谷殼、麥粒等）后，再入調節(jié)池。選用反切式旋轉細格柵，額定流量Q＝50L/s,選用兩臺（一用一備）。選用RFG1522型旋轉細格柵，： RFG1522型旋轉細格柵技術參數型號柵筒尺寸轉速（rpm）沖洗水（m3/hMPa）柵條間距（mm）電機功率（kw）重量（kg）RFG152215002200512600 調節(jié)池 設計說明調節(jié)出主要目的是調節(jié)水量與勻和水質，消除污水的流量和水質在時間上的不均勻性，保證不給后續(xù)流程帶來不必要的沖擊負荷，使整個處理設施持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)揮處理效率。 設計參數調節(jié)池調節(jié)周期T＝4h，有效容積V＝TQ＝4167＝668m3有效水深h＝調節(jié)池尺寸LBH＝17m10m4m 污泥斗設計計算調節(jié)池設污泥斗四個，5m，下口面積（）m2，泥斗傾角45176。，每個泥斗容積：Vi＝污泥斗容積共V＝4Vi＝232調節(jié)池每日沉淀污泥重W＝400040％400＝濕污泥體積約為 調節(jié)池圖組