【文章內(nèi)容簡介】 內(nèi)循環(huán) 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(lián)的方式，厭氧采用內(nèi)循環(huán) UASB 技術(shù)，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。本處理工藝的關(guān)鍵設備是 UASB 反應器。該反應器是利用厭氧微生物降解廢水中的有機物，其主體分為配水系統(tǒng)，反應區(qū)，氣、液、固三相分離系統(tǒng)，沼氣收集系統(tǒng)四個部分。厭氧微生物對水質(zhì)的要求不 像 好氧微生物那么寬，最佳 pH 為 － ，最佳溫度為35℃ － 40℃ ，而本工程的啤酒廢水水質(zhì)超出了這個范圍。這就要求廢水進入 UASB反應器之前必需進行酸度和溫度的調(diào)節(jié)。這無形中增加了電器。儀表專業(yè)的設備投資和設計難度。 內(nèi)循環(huán) UASB 技術(shù)是在普通 UASB 技術(shù)的基礎(chǔ)上增加一套內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)，它包 括回流水池及回流水泵。 UASB 反應器的出水水質(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)。這樣一來能提高 UASB 反應器對進水水溫、 pH 值和 COD 濃度的適應能力，只需在 UASB 反應器進水前對其 pH 和溫度做一粗調(diào)即可。 UASB 反應器采用環(huán)狀穿孔管配水，通過三相分離器出水，并在三相分離器的上方增加側(cè)向流絮凝反應沉淀器，它由玻璃鋼板成 60176。安裝而成，能在最大程度上截留三相分離出水中的顆粒污泥。 此處理工藝主要有以下特點： ① 實踐證明，采用內(nèi)循環(huán) UASB 反應器＋氧化溝工藝處理啤酒廢水是可行的，其運行結(jié)果表明 COD 總?cè)コ矢哌_ 95％以上。 ② 由于采用的是內(nèi)循環(huán) UASB 反應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 反應器或 氧化溝 處理運行組合，以便進一步降蘇州科技學院天平學院本科生畢業(yè)設計 14 低運行費用。 內(nèi)循環(huán) UASB 反應器＋ SBR 工藝處理啤酒廢水 UASB+SBR 法處理啤酒廢水： 本處理工藝主要包括 UASB 反應器和 SBR 反應器。將 UASB 和 SBR 兩種處理單元進行組合，所形成的處理工藝突出了各自處理單元的優(yōu)點，使處理流程簡潔，節(jié)省了運行費用，而把 UASB 作為整個廢水達標排放的一個預處理單元，在降低廢水濃 度的同時，可回收所產(chǎn)沼氣作為能源利用。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(chǎn)量，從而使整個廢水處理過程的費用大幅度減少。采用該工藝既降低處理成本，又能產(chǎn)生經(jīng)濟效益。并且 UASB 池正常運行后，每天產(chǎn)生大量的沼氣，將其回收作為熱風爐的燃料，可供飼料烘干使用。 UASB 去除 COD 達 7500kg/d，以沼氣產(chǎn)率為 ，UASB 產(chǎn)氣量 為 3500m3/d(甲烷含量為 55%～ 65%)。沼氣的熱值約為 22680kJ/m3，煤的熱值為 21000kJ/t 計算，則 1m3 沼氣的熱值相當于 1kg 原煤，這樣可節(jié)煤約 4t/d 左右，年收益約為 萬元。 UASB+SBR 法處理工藝與水解酸化 +SBR 處理工藝相比有以下優(yōu)點： ① 節(jié)約廢水處理費用。 UASB 取代原水解酸化池作為整個廢水達標排放的一個預處理單元，削減了全部進水 COD 的 75%，從而降低后續(xù) SBR 池的處理負荷，使 SBR 池在廢水處理量增加的情況下，運行周期同樣為 12h，廢水也能達標排放。也就是說，耗電量并沒有隨廢水處理量的增加而增加。同原工藝相比較，每天實際節(jié)約 1500～ 2500m3 廢水的處理費用，節(jié)約能耗約 萬元 /年 。 ② 節(jié)約污泥處理費用。廢水經(jīng)過 UASB 處理后， 75%的有機物被去除，使 SBR 處理負荷大大降低，產(chǎn)泥量相應減少。水解酸化+SBR 處理工藝計算，產(chǎn)泥量達 17t/d(產(chǎn)泥率為 污泥 /kg COD，污泥含水率為80%)， UASB+SBR 法處理工藝產(chǎn)泥量只有 5t/d(含 水率為 80%左右 )只有水解酸化+SBR 處理工藝的 1/3，污泥處理費用大大減少，節(jié)約污泥處理費用約為 20/年 。 選取 UASB+CASS 工藝的依據(jù) 通過對上述工藝的對比分析， UASB+SBR 工藝比較具有經(jīng)濟競爭力，而且處 理出水水質(zhì)穩(wěn)定。 CASS 是 SBR 的改進工藝，他的處 理效果和前者一樣，但是具有更強的抗沖擊性和操作靈活性，具有厭氧 缺氧 好氧 (AAO)工藝特征和間歇循環(huán)式工藝蘇州科技學院天平學院本科生畢業(yè)設計 15 運行方式 SBR 的變型工藝。 CASS 工藝的主要特點有： (1)工藝簡單穩(wěn)定可靠 .操作維修方便，無需進行大量污泥回流； (2)運行周期靈活可變，耐沖擊負荷能力強； (3)能同時實現(xiàn)硝化 /反硝化以去除污水中總氮，處理效率高，出水水質(zhì)好； (4)池中設有吸附選擇區(qū)，故無污泥膨脹，剩余污泥產(chǎn)生量少； (5)在同一池內(nèi)進行污染物降解和泥水分離過程，無需設置初沉池和一沉池 ，初期投資低 .故運行費用少，占地面積小； (6)整套系統(tǒng)可實現(xiàn)自動控制，節(jié)省人工費用 (7)組合簡單方便分階段施工。 總而言之 ， 周期循環(huán)活性污泥 CASS 污水處理工藝是目前國內(nèi)外公認的先進的污水處理工藝，其具有投資省、運行管理方便、可分期建設等特點，適合我國國情，近年來在我國已得到廣泛應用?？傃b備部工程設計研究總院環(huán)保中心，對 CASS 工藝的引進是從 1994 年開始的，技術(shù)人員經(jīng)過實驗室小試、中試、及工程實際應用，深入研究了 CASS 工藝的反應機理、污染物去除規(guī)律，在工程設計、調(diào)試運行管理等方面具有自己的特色。工程實際 應用表明，該工藝比常規(guī)活性污泥法節(jié)省，占地面積20%~35%，節(jié)省建設費用 10%~25%，節(jié)省運轉(zhuǎn)費用 10%~25%，二級處理的投資，可達到三級處理的出水水質(zhì)，目前該工藝的配套深水設備及自控系統(tǒng)已經(jīng)完善。 UASB+CASS 工藝流程圖 圖為 UASBCASS 處理工藝流程圖 廢水 格柵 調(diào)節(jié)池 污泥濃縮池 UASB 池 CASS 池 排放 污泥泵 提升泵 污泥脫水間 泥餅外運 濾液回流 沼氣柜 鼓風機房 蘇州科技學院天平學院本科生畢業(yè)設計 16 4 處理構(gòu)筑物設計及選型 格柵 池 構(gòu)筑物 功能：放置格柵 數(shù)量： 1 座 結(jié)構(gòu)：磚混結(jié)構(gòu) 尺 寸： 主要設備 機械格柵 功能：去除大顆粒懸浮物 型號： GH800 鏈式旋轉(zhuǎn)格柵除污機 數(shù)量： 1 臺 柵寬： B=800mm 柵隙： b=500mm 安裝高度： 電機功率： N= 調(diào)節(jié)池 構(gòu)筑物 功能：使廢水混合均勻，均質(zhì)均量 數(shù)量： 1 座 結(jié)構(gòu)：鋼筋混凝土 尺寸： 主要設備 潛水攪拌機 蘇州科技學院天平學院本科生畢業(yè)設計 17 功能：混合廢水 型號： ZJ700 折槳式攪拌機 數(shù)量： 2 臺 電機功率 ： 3kw 提升泵房 構(gòu)筑物 功能：放置提升泵 數(shù)量： 1 座 結(jié)構(gòu)：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu) 尺寸： 主要設備 離心式雜質(zhì)泵 功能： 數(shù)量： 2 臺（一用一備） 流量： 210m3/h 揚程： 功率： 11kw UASB 反應器 構(gòu)筑物 功能：去除 COD、 BOD SS，產(chǎn)生沼氣 數(shù)量： 2 座 類型：鋼筋混凝土 尺寸： 主要設備 a．水封 蘇州科技學院天平學院本科生畢業(yè)設計 18 功能：保持 UASB 中氣相一定壓力 數(shù)量： 2 臺 尺寸： b．沼氣貯柜 功能：貯存沼氣 數(shù)量： 1 座 尺寸： CASS 反應器 構(gòu)筑物 功 能：去除 COD、 BOD、 SS 結(jié) 構(gòu)：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu) 數(shù) 量： 4 座 尺 寸： 主要設備 a．鼓風機 功能：提供氣源 數(shù)量： 2 臺（一備一用） 型號： DG 超小型離心鼓風機 風 量： Q=50m3/min 風 壓： P= 功 率： N= b． 膜片式微孔 曝氣器 功能： 充氧攪拌 數(shù)量： 6144 個 型號： YMB 型微孔曝氣器 蘇州科技學院天平學院本科生畢業(yè)設計 19 氧利用率： ~% c．潷水器 功能：排上清液 數(shù)量： 4 臺（一備一用） 型號： XBS100 管徑： DN150 排水量： 100m3/h 功率： N= 潷水高度： 2~5m 污泥濃縮池 構(gòu)筑物 污泥濃縮池 功 能：濃縮污泥 數(shù) 量： 1 座 結(jié) 構(gòu)：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu) 尺 寸： 污泥脫水間 構(gòu)筑物 功能：污泥脫水 數(shù)量： 1 座 結(jié)構(gòu)：鋼筋混凝土 尺寸： 主要設備 帶式壓濾機 功能：污泥脫水 蘇州科技學院天平學院本科生畢業(yè)設計 20 型號： DYD1000 型帶式壓榨過濾機 數(shù)量： 1 臺 功率： 5 污水處理構(gòu)筑物設計計算 格柵 設計參數(shù) 設計流量 Q = 5000m3/d = ； 取用中格柵，柵條間隙 d = 20mm ； 格柵安裝角度α = 60176。，柵前流速 m/s ,過柵流速 ； 單位柵渣量 W = 。 設計計算 a．柵條間隙數(shù)（ n） b．柵槽有效寬度 （ B） 設計采用 圓鋼為柵條，即 S= 蘇州科技學院天平學院本科生畢業(yè)設計 21 B=S（ n1） +en=(121)+12= c．進水渠道漸寬部分長度 設進水渠道內(nèi)的流速為 176。 e．柵槽總高度 (H) 取柵前渠道超高 h2=，柵前槽高 H1=h+h2=， H=h+h1+h2=++= f．柵槽總長度（ L） g．柵渣量：設柵渣量為每 1000m3污水中產(chǎn) m3， Kz =， 則 ： 采用機械清渣，根據(jù)柵槽寬度 B 選型為 GH800 型鏈式旋轉(zhuǎn)格柵除污泥機。 GH－ 800 型鏈式旋轉(zhuǎn)格柵除污泥機 格柵寬度 800mm 有效柵寬 500 設備總寬 1090mm 電動機功率 ～ 有效間隙 20mm 安裝角度 60～ 80176。 蘇州科技學院天平學院本科生畢業(yè)設計 22 調(diào)節(jié)池 設計參數(shù) 水力停留時間 T = 5h ； 設計流量 Q = 5000m3/d = ； 設計計算 有容積為： V = QT = 5= m3 取池子總高度 H=5m,其中超高 ,有效水深 h=，則池面積為： A = V/h = 525/5 = 105 m3 池長取 L = 16 m ,池寬取 B = 15 m ， 則池子總尺寸為： LBH = 16155 選用設備性能 ZJ－ 700 型折槳式攪拌機 型號 ZJ－ 700 揚程 1500m 轉(zhuǎn)速 85 轉(zhuǎn) /秒 電動機功率 生產(chǎn)廠 揚州天雨給排水設備有限公司 UASB 反應池 設計參數(shù) 設計參數(shù)選取如下： 容積負荷（ Nv）為： 10kgCOD/(m3 d) ； 污泥產(chǎn)率為： ； 產(chǎn)氣率為： 。 設計水質(zhì) UASB 反應器進出水水質(zhì)指標如 下表 蘇州科技學院天平學院本科生畢業(yè)設計 23 UASB 反應器進出水水質(zhì)指標 ： 水質(zhì)指標 COD BOD SS 進水水質(zhì) (mg/l) 2500 1500 300 去除率（ %） 80 85 60 出水水質(zhì) (mg/l) 500 225 120 設計水量 Q = 5000 m3/d = m3/h = m3/s 設計計算 a、反 應器容積計算 UASB 有效容積為： 式中： V 有效 反應器有效容積 ， m3 Q 設計流量 ， m3/d S0 進水有機物濃量 ， kgCOD/m3 Nv 容積負荷 ， kgCOD/(m3 d) 根據(jù)經(jīng)驗， UASB 最經(jīng)濟的高度一般在 4～ 6 米之間，并且大多數(shù)情況下，這也是系統(tǒng)最優(yōu)的運行范圍。取 h = m， 則 ： 采用 2 座相同的 UASB 反應器 ， 則 ： A1=125m2 采用 共合 壁建 方式， 建 造四邊行池比 建造 圓形池經(jīng)濟，有關(guān)資料顯示，當長寬比在 2： 1 左右時，基建投資最省。取長 L = 16 m，寬 B = 8 m，則實際橫截面積為：A2 = L B = 168 = 128 m2 蘇州科技學院天平學院本科生畢業(yè)設計 24 =，故符合設計要求。 b 、三相分離器設計 三相分離器設計計算草圖見圖： （ 1） 設計說明 三相分離器要具有氣、液、固三相分離的功能。 三相分離器的設計主要包括沉淀區(qū)、回流縫、氣 液分離器的設計。 （ 2） 沉淀區(qū)的設計 三