【導讀】啤酒工業(yè)在我國迅猛發(fā)展的同時，排出了大量的啤酒污水，給環(huán)境造成了極大的威脅。啤酒污水處理廠的處理水量為7000dm/3,不考慮遠期發(fā)展。原污水中各項指標為：BOD. 放標準,即：BOD≤20mg/L，COD≤100mg/L，SS≤70mg/L，Ph=6～9。物處理兩方面來考慮了污水治理工藝，提出了UASB+CASS的組合工藝流程。由1400mg/L降至50～100mg/L，BOD從800mg/L降至20mg/L以下，SS由350mg/L. 該處理工藝具有結(jié)構(gòu)緊湊簡潔，運行控制靈活，抗沖擊負荷，污泥量小等特點。酒工業(yè)污水處理提供了一條可行途徑。具有良好的經(jīng)濟效益、環(huán)境效益和社會效益。

　　

【正文】 流速度為 。 渠口附近水深 mux a ??? 以出水槽槽口為基準計算，出水 渠渠深： +=，離出水渠渠口最遠的出水槽到渠口的距離為 米，出水渠長為 +=，出水渠尺寸為 ，向渠口坡度 。 ④ UASB 排水管設計計算 選用 DN250 鋼管排水，充滿度為 ，管內(nèi)水流速度為 324 2 8 1 0 0 .9 5 /0 .6 0 .2 5v m s?????? (6)沼氣收集系統(tǒng)設計計算 北京理工大學 23 1. 沼氣產(chǎn)量計算 沼氣主要產(chǎn)生厭氧階段，設計產(chǎn)氣率取 3 /m kgCOD 。 ①總產(chǎn)氣量 30 . 4 5 0 0 0 1 . 4 0 . 8 2 2 4 0 /oG r Q C E m h? ? ? ? ? ? 每個 UASB 反應器的產(chǎn)氣量 32240 1120 /22i GG m h? ? ? ②集氣管 每個集氣罩的沼氣用一根集氣管收集，單個池子共有 13 根集氣管。 每根集氣管內(nèi)最大氣流量 331120 1 .0 1 0 /2 4 3 6 0 0 1 3 ms?? ? ??? 據(jù)資料，集氣室沼氣出氣管最小直徑 d=100mm,取 100 ㎜ . ③沼氣主管 每池 13 根集氣管先通到一根單池主管，然后再匯入兩池沼氣主管。采用鋼管，單池沼氣主管管道坡度為 %. 單池沼氣主管內(nèi)最大氣流量 31120 0 .0 1 3 /2 4 3 6 0 0iq m s??? 取 D=150 ㎜，充滿度為 ，則流速為 0 .0 1 3 4 0 .9 2 /0 .8 0 .1 5v m s?????? ④ 兩池沼氣最大氣流量為 32240 6 /24 3600q m s??? 取 DN=250 ㎜，充滿度為 ；流速為 20. 02 6 4 0. 88 /0. 25 0. 6v m s? ????? 2. 水封灌設計 水封灌主要是用來控制三相分離氣的集氣室中氣液兩相界面高度的，因為當液面太高或波動時，浮渣或浮沫可能會引起出氣管的 堵塞或使氣體部分進入沉降室，同時兼有有排泥和排除冷凝水作用。 ① 水封高度 10H H H?? 式中： H0———— 反應器至貯氣罐的壓頭損失和貯氣罐內(nèi)的壓頭 為保證安全取貯氣罐內(nèi)壓頭，集氣罩中出氣氣壓最大 H1 取 2m H2O，貯氣罐內(nèi)壓強 H0為 400 ㎜ H2O。 ②水封灌 水封高度取 m，水封灌面積一般為進氣管面積的 4倍，則 北京理工大學 24 2 2 2114 0 .2 5 4 0 .1 9 644S d m??? ? ? ? ? ? 水封灌直 徑取 。 3. 氣水分離器 氣水分離器起到對沼氣干燥的作用，選用φ 500 ㎜ H1800 ㎜鋼制氣水分離器一個，氣水分離器中預裝鋼絲填料，在氣水分離器前設置過濾器以凈化沼氣，在分離器出氣管上裝設流量計及壓力表。 4. 沼氣柜容積確定 由上述計算可知該處理站日產(chǎn)沼氣 2240 3m ， 則沼氣柜容積應為 3h 產(chǎn)氣量的體積確定，即 32 2 4 0 / 2 4 3 2 8 0V q t m? ? ? ?。 設計選用 300 鋼板水槽內(nèi)導軌濕式儲氣柜，尺寸為 φ 7000 ㎜ H6000 ㎜。 設計說明 CASS 工藝是 SBR 工藝的發(fā)展，其前身是 ICEAS，由預反應區(qū)和主反應區(qū)組成。預反應區(qū)控制在缺氧狀態(tài)，因此提高了對難降解有機物的去除效果，與傳統(tǒng)的活性污泥法相比，有以下優(yōu)點： ? 建設費用低，省去了初沉池、二沉池及污泥回流設備。 ? 運行費用低，節(jié)能效果顯著。 ? 有機物去除率高，出水水質(zhì)好，具有良好的脫氮除磷功能。 ? 管理簡單，運行可靠，不易發(fā)生污泥膨脹。 ? 污泥產(chǎn)量低，性質(zhì)穩(wěn)定，便于進一步處理與處置。 設計參數(shù) 設計流量 Q = 5000m3/d = m3/h =； 進水 COD=280mg/L ，去除率為 85% ； BOD 污泥負荷（ Ns）為： ㎏ MLSS； 混合液污泥濃度為： X=4000mg/L ； 充水比為： ； 進水 BOD= 160 mg/L，去除率為 90%。 設計計算 (1)運行周期及時間的確定 1. 曝氣時間 北京理工大學 25 024 24 0. 32 16 0 3. 51 40. 1 35 00asSt h hNX? ??? ? ? ?? 式中： ? ———— 充水比 0S ———— 進水 BOD 值， mg/l； sN ———— BOD 污泥負荷， kgBOD/㎏ MLSS； X———— 混合液污泥濃度， mg/L。 2. 沉淀時間 。s Ht u???? 4 1 . 2 6 4 1 . 2 64 . 6 1 0 4 . 6 1 0 3 5 0 0 1 . 5 7 /u X m s??? ? ? ? ? ? ? 設曝氣池水深 H = 5m，緩沖層高度 ? = m，沉淀時間為 ： 0. 32 5 0. 5 1. 33 1. 51. 57s Ht h hu??? ? ?? ? ? ? 3. 運行周期 T 設排水時間 td=,運行周期為 4 1 . 5 0 . 5 6a s dt t t t h? ? ? ? ? ? ? 每日周期數(shù)： N= 24/6=4 (2)反應池的容積及構(gòu)造 1. 反應池容積 單池容積為 35000 19 53 .1 250. 32 2 4i QVmnN ?? ? ??? 反應池總?cè)莘e為 32 2 19 53 .1 25 39 06 .2 5iV V m? ? ? ? 式中： N———— 周期數(shù)； iV ———— 單池容積； V ———— 總?cè)莘e； n ———— 池數(shù)，本設計中采用 2個 CASS 池； ? ———— 充水比。 北京理工大學 26 2. CASS 反應池的構(gòu)造尺寸 CASS 反應池為滿足運行靈活和設備安裝需要，設計為長方形，一端為進水區(qū)，另一端為出水區(qū)。如圖 34 所示為 CASS 池構(gòu)造。 圖 34 CASS 池結(jié)構(gòu)示意圖 據(jù)資料， B： H=1～ 2， L： B=4～ 6，取 B=10m,L=40 m。所以 iV =40 10 5=2020 m3 單池面積 22020 4005ii VSmH? ? ? CASS 池沿長度方向設一道隔墻，將池體分為預反應區(qū)和主反應區(qū)兩部分，靠近進水端為CASS 池容積的 10%左右的預反應區(qū)，作為兼氧吸附區(qū)和生物選擇區(qū)，另一部分為主反應區(qū)。 根據(jù)資料，預反應區(qū)長 L1=（ ～ ） L，取 L1=8 m。 3. 連通口尺寸 隔墻底部設連通孔，連通兩區(qū)水流，設連通孔的個數(shù) 39。n 為 3個。 連通孔孔口面積 A1為： 1 1 139。 124 QA B L Hn n U U??? ? ? ? ???? ? ??? 1 QH nNA? 式中： Q ———— 每天處理水量， dm/3 ； n ———— CASS 池子個數(shù) ； U ———— 設計流水速度，本設計中 U = 50 m/h ； N ———— 一 日內(nèi)運行周期數(shù) ； A ———— CASS 池子的面積， 2m ； 1A ———— 連通孔孔口面積，㎡ ； 北京理工大學 27 1L ———— 預反應區(qū)池長， m ； 1H ———— 池內(nèi)設計最高水位至潷水機排放最低水位之間的高度， m ； B——— — 反應池寬， m 。 1H = m 21 50 00 110 8 1. 6 2. 5124 2 3 50 50Am??? ? ? ? ? ???? ? ??? 孔口沿隔墻均勻布置，孔口寬度不宜高于 ，故取 ，則寬為 。 (3)污泥 COD 負荷計算 由預計 COD 去除率得其 COD 去除量為： 280 85 % 23 8 /mg L?? 則每日去除的 COD 值為： 5000 2381000? = 1190 kg/d sN = UQSnXV 式中 ： Q ———— 每天處理水量 ， dm/3 SU ———— 進水 COD 濃度與出水濃度之差 ， mg/L n ———— CASS 池子個數(shù) X———— 設計污泥濃度 ， mg/L V———— 主反應區(qū)池體積 ， 3m sN = 5000 2382 3500 1600??? = /( . )kgCO D kgM LSS d (4)產(chǎn)泥量及排泥系統(tǒng) 1. CASS 池產(chǎn)泥量 CASS 池的剩余污泥主要來自微生物代謝的增值污泥，還有很少部分由進水懸浮物沉淀形成。 CASS 池生物代謝產(chǎn)泥量為： rss rrrr QSNbaNQSbSQaVXbSQaX ）（ ????????????? 北京理工大學 28 式中： a ———— 微生物代謝增系數(shù)， kgVSS/kgCOD b ———— 微生物自身氧化率， 1/d 根 據(jù) 啤 酒污 水 性質(zhì) ，參 考 類似 經(jīng) 驗數(shù) 據(jù) ，設 計 a= ， b= ，則 有 ：. 83 50 00 0. 23 8 44 6. 79 / k g d? ? ? ? ? ?（ ） （ ） 假定排泥含水率為 98%，則排泥量為： ? ? 333 4 4 6 . 7 9 4 4 . 6 8 / )1 0 1 1 0 1 9 9 %S XQ m dP?? ? ?? ? ? （（ ） 每池池底坡向排泥坡度 i = ，池出水端池底設（ ） m3 排泥坑一個，每池排泥坑中接出泥管 DN200 一根。 (5)需 氧量及曝氣系統(tǒng)設計計算 根據(jù)實際運行經(jīng)驗，微生物氧化 1kgCOD 的參數(shù) 1a 取 ，微生物自身耗氧參數(shù) 1b 取，則一個池子需氧量為： 112 ()O a Q So Se b X V? ? ? = 5000/2 23810 3 + 350010 3 1953 = kg/d 則每小時耗氧量為： /24 kg h? 2. 供氣量計算 溫度為 20 度和 30 度的水中溶解氧飽和度分別為： LmgCs /)20( ? ， LmgCs /)30( ? 微孔曝氣器出口處的絕對壓力為： 531. 01 3 10 9. 8 10bPH? ? ? ? = 531. 01 3 10 9. 8 10 4. 5? ? ? ? = 10 Pa? 式中： H ———— 最大水深 ， m 北京理工大學 29 空氣離開主反應區(qū)池時的氧百分比為： 0 02 1 (1 ) 1007 9 2 1 (1 )AAEQt E????? ? ?? ? 0 02 1 1 0 .1 5 1 8 .4 37 9 2 1 1 0 .1 5????? 式中： AE ———— 空氣擴散器的氧轉(zhuǎn)移率，取 15%值 暴氣池中混合液平均溶解氧飽和度按最不利溫度為： ( 30 ) 5()2. 06 6 10 42P b Q tCsb Cs??? 551 .4 7 4 1 0 1 8 .4 37 .6 3 ( )2 .0 6 6 1 0 4 2?? ? ?? /mg L? 溫度為 20℃時，暴氣池中混合液平均溶解氧飽和度為： ( 20 ) 5()2. 06 6 10 42P b Q tCsb Cs??? 551 .4 7 4 1 0 1 8 .4 39 .1 7 ( )2 .0 6 6 1 0 4 2?? ? ?? /mg L? 溫度為 20℃時，脫氧清水的充氧量為： ( 20 ) ( 20 )()( ) TTR C sRo a C sb C???? ?? ? ? ? ?3 0 2 06 6 . 6 8 1 0 . 5 60 . 8 2 0 . 9 5 1 . 0 8 . 7 9 2 . 0 1 . 0 2 4 ??? ? ? ? ? ? /kg h? 式中： a ———— 氧轉(zhuǎn)移折算系數(shù)，一般取 ～ ，本設計取 ； ? ———— 氧溶 解折算系數(shù)，一般取 ～ ，本設計取 ； ? ———— 密度，㎏ /L，本設計取 ㎏ /L； C———— 污水中實際溶解氧濃度， mg/L； 北京理工大學 30 R———— 需氧量，㎏ /L，為 ㎏ /L。 暴氣池平均供氣量為： 1 0 3 .6 3 9 2 3 0 3 .0 9 /0 .3 0 .3 0 .1 5oARG k g hE? ? ?? /mh? (空氣密度為 ㎏ / 3m )。 每立方米污水供空氣量為： 317 85 .3 4 2 m? ? 每去除 1kgCOD 的耗空氣量為： 31 7 8 5 .3 4