【導(dǎo)讀】啤酒工業(yè)在我國(guó)迅猛發(fā)展的同時(shí)，排出了大量的啤酒廢水，給環(huán)境造成了極大的威脅。設(shè)計(jì)程度為初步設(shè)計(jì)。啤酒廢水水質(zhì)的主要特點(diǎn)是含有大。量的有機(jī)物，屬高濃度有機(jī)廢水，故其生化需氧量也較大。為2100dm/3,不考慮遠(yuǎn)期發(fā)展。原污水中各項(xiàng)指標(biāo)為：BOD濃度為1100mg/L,COD濃度。為2100mg/L，SS濃度為310mg/L。因該廢水BOD值較大,不經(jīng)處理會(huì)對(duì)環(huán)境造成巨大。物處理兩方面來(lái)考慮了廢水治理工藝，提出了UASB+CASS的組合工藝流程。由2200mg/L降至50～100mg/L，BOD從1100mg/L降至20mg/L以下，SS由400mg/L. 降到70mg/L以下，出水符合標(biāo)準(zhǔn)。表明該組合工藝處理性能可靠，投資少，運(yùn)行管理簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。了一條可行途徑。具有良好的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會(huì)效益。

　　

【正文】 則 : A1 = 4A = = m2 采用公壁建造四邊行池比圓形池較經(jīng)濟(jì)，有關(guān)資料顯示，當(dāng)長(zhǎng)寬比在 2： 1 左右時(shí)，基建投資最省。取長(zhǎng) L = m ，寬 B = m ，則實(shí)際橫截面積為： A2 = L B = = m2 實(shí)際表面水力負(fù)荷為 : q1 = AQ = 4/ = ，故符合設(shè)計(jì)要求。 三相分離器設(shè)計(jì) 三相分離器設(shè)計(jì)計(jì)算草 圖見(jiàn)圖 ： 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(shè)計(jì)主要包括沉淀區(qū)、回流縫、氣液分離器的設(shè)計(jì)。 三相分離器的沉淀區(qū)的設(shè)計(jì)同二次沉淀池的設(shè)計(jì)相同，主要是考慮沉淀區(qū)的面積和水深，面積根據(jù)廢水量和表面負(fù)荷率決定。 由于沉淀區(qū)的厭氧污泥及有機(jī)物還可以發(fā)生一定的生化反應(yīng)產(chǎn)生少量氣體，這對(duì)固液分離不利，故設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿足以下要求： ① 沉淀區(qū)水力表面負(fù)荷 m/h 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 25 頁(yè) 共 56 頁(yè) ② 沉淀器斜壁角度設(shè)為 50176。 ,使污泥不 致積聚，盡快落入反應(yīng)區(qū)內(nèi)。 ③ 進(jìn)入沉淀區(qū)前，沉淀槽底逢隙的流速 ≦ 2 m/h ④ 總沉淀水深應(yīng)大于 m ⑤ 水力停留時(shí)間介于 ～ 2 h 圖 ：三相分離器幾何尺寸圖 如果以上條件均能滿足，則可達(dá)到良好的分離效果。 沉淀區(qū)面積為： A = L B = = m2 表面水力負(fù)荷為： q = AQ = 4/ = ，符合設(shè)計(jì)要求。 設(shè)單元三相分離器的寬度 b = m ,上下三角行集氣罩斜面水平夾角為θ＝ 55176。，取保護(hù)水層高度 h1 = m ,下三角形高度 h3 = m ，上三角形頂水深 h2 = m ，設(shè)每個(gè) UASB 池的回流縫的數(shù)目為 4 ，則下三角形集氣罩底部寬為： b1 = h3/tgθ 式中： 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 26 頁(yè) 共 56 頁(yè) b1下三角集氣罩底水平寬度， m。 θ 下三角集 氣罩斜面的水平夾角； h3下三角集氣罩的垂直高度， m。 b1 = = m 則相鄰兩個(gè)下三角形集氣罩之間的水平距離： b2 = b 2 b1 = – 2 = m 則下三角形回流縫面積為： S1 = b2 l n = 4 = m2 下 三角集氣罩之間的污泥回流逢中混合液的上升流速 (V1)可用下式計(jì)算： V1 = Q1/S1 式中： Q1反應(yīng)器中廢水流量， m3/h； S1下三角形集氣罩回流逢面積， m2； V1 = 4/ = m/h m/s,符合設(shè)計(jì)要求。 設(shè)上三角形集氣罩回流縫的寬度 b3 = m ,則上三角形回流縫面積為： S2 = b3 l 2n = 2 4 = m2 上下三角形集氣罩之間回流逢中流速 (V2)可用下式計(jì)算： V2 = Q1/S2， 式中： Q2反應(yīng)器中廢水流量， m3/h； S2 上三角形集氣罩回流逢之間面積， m2； V1 = 4/ = m/h V1 V2 m/s,符合設(shè)計(jì)要求。 確定上下三角形集氣罩相對(duì)位置及尺寸，由圖可知： BC = b3/sin35176。 = ＝ m 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 27 頁(yè) 共 56 頁(yè) 設(shè) AB = m ，則上三角形高為： h4 = (AB cos55176。 + b2/2) 55tg176。 = ( + ) = m 取 d = (氣泡 )， T = 200С，ρ 1 = , ρ g = 10 3g/cm3 ， V = , ρ = ，μ = Vρ 1 = = s 。一般廢水的μ 凈水的μ ,故取μ = s 。由斯托克斯工式可得氣體上升速度為： Vb = 21()18 gg dr rrm180。 = 320 .9 5 9 .8 1 (1 .0 3 1 .2 1 0 ) 0 .0 11 8 0 .0 2 180。 創(chuàng)180。 = = Va = V2 = m/h ， 則： baVV = = , BCAB = = baVV BCAB ,故滿足 設(shè)計(jì) 要求。 進(jìn)水系統(tǒng)設(shè)計(jì) 采用穿孔管配水，每個(gè)反應(yīng)器設(shè)置 6 根，直徑 D = 150mm,長(zhǎng) m ,每根管之間的中心距離為 ,配水孔徑采用 15mm,孔距 。每孔服務(wù)面積為 x = m2 ，孔徑向下，穿孔管距離反應(yīng)池底 ,每個(gè)反應(yīng)器有 18 個(gè)出水孔，采用連續(xù)進(jìn)水，每孔流速為。 出水系統(tǒng)設(shè)計(jì) 采用鋸齒形出水渠，渠寬 ,高 ，每個(gè)反應(yīng)器設(shè)計(jì) 4 條出水渠， 基本保證出水均勻。 排泥系統(tǒng)設(shè)計(jì) 每日產(chǎn)生的懸浮固體： PSS = 2046 2100 103 = 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 28 頁(yè) 共 56 頁(yè) 每日產(chǎn)泥量為： W = 100(100 )PssP180。r 式中 ： Pss 產(chǎn)生的懸浮固體 ， kgvss/d P 污泥含水率，以 97%計(jì) r 污泥密度，以 1000kg/m3計(jì) W = 100 (100 98) 1000180。? = m3/d 每日產(chǎn)泥量 m3/d ， 則每個(gè) USAB 日產(chǎn)泥量 m3/d , 考慮把配水管兼做排泥管用，可以均勻排除污泥區(qū)的污泥，同時(shí)在反應(yīng)器的 1/2 高度處和三相分離器下三角以下 ,各設(shè)排泥管一根，管徑為 d=100mm，池子底部設(shè)放空管， 每天排泥一次。 產(chǎn)氣量計(jì)算 采用每去除 1 千克 COD 產(chǎn)生 立方米沼氣做參數(shù)，則 每日 產(chǎn)氣量為： 20460. 80 210010 3 = m3/d CASS 反應(yīng)池 國(guó)內(nèi)很早便對(duì) CASS 工藝開(kāi)展研究，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的理論研究和試驗(yàn)，逐漸成熟。國(guó)外在 2020 年前就已經(jīng)廣泛應(yīng)用于生活廢水和工業(yè)廢水的處理，效果顯著，但國(guó)內(nèi)業(yè)界長(zhǎng)期處于觀望狀態(tài)，直到 2020 后才陸續(xù)應(yīng)用該工藝于實(shí)際生產(chǎn)中。目前該工藝已經(jīng)在啤酒廢水處理方面斬露頭角。安徽一啤酒廠就是一個(gè)以 CASS 為處理中心的應(yīng)用范例，處理 COD范圍為 500~1800mg/L，出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)，一次性投資省。最為典型的數(shù)北京航空航天城的生活污水處理，運(yùn)行頭兩年沒(méi)有排泥，經(jīng)濟(jì)效益顯著。 本工藝采用兩個(gè) CASS 池為 一組 ,共壁建造 .CASS 池子的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 如圖 ： 設(shè)計(jì)參數(shù) 參數(shù)選取 選用設(shè)計(jì)資料參數(shù)如下： 各反應(yīng)區(qū)體積比為：選擇區(qū)體積 ：預(yù)反應(yīng)區(qū)體積 ：主反應(yīng)區(qū)體積 = 1 ： 5 ： 30 寬深比約為： B ： H = 1～ 2 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 29 頁(yè) 共 56 頁(yè) 長(zhǎng)寬比約為： L ： B = 4～ 6 回流比為： 20% 充水比為： 32% MLSS 為： 4000mg/L COD 去除率為： 85% 預(yù)反應(yīng)區(qū)和反應(yīng)區(qū)間隔墻的孔口水流速度為： 30~50m/h 一個(gè)運(yùn)行周期為： 4 個(gè)小時(shí) 圖 ： CASS池結(jié)構(gòu)示意圖 設(shè)計(jì)水質(zhì) UASB 反應(yīng)器進(jìn)出水水質(zhì)指標(biāo)如 表 ： 表 ： CASS反應(yīng)器進(jìn)出水水質(zhì)指標(biāo) 水質(zhì)指標(biāo) COD BOD SS 進(jìn)水水質(zhì) (mg/l) 去除率（ %） 85 90 50 出水水質(zhì) (mg/l) 設(shè)計(jì)水量 Q = 2100 m3/d = m3/h = m3/s 設(shè)計(jì)計(jì)算 池子容積 計(jì)算 每周期處理水量體積為： V0 = 24Qhn 式中： Q 每天處理水量， dm/3 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 30 頁(yè) 共 56 頁(yè) h 運(yùn)行周期 ，小時(shí) n CASS 池子數(shù)目 ，個(gè) V0 = 2100424 2180。180。 = 175 m3 根據(jù)選取的充水比參數(shù)求暴氣池子的容積為： 3000175 5473 2 3 2VVm??? 又根據(jù)每個(gè) CASS 池子各部分的體積比求得： V 總 = 330678 65636 m?? 設(shè)定池深為 5 m ，有效深度為 m ，則根據(jù)寬深比參數(shù)取寬為 m ，則長(zhǎng)為： L = 656 ? ? ? 27m L ： B = 符合要求。 根據(jù)各區(qū)體積比例得 CASS 池子的各部分尺寸如下： 生物選擇區(qū)長(zhǎng)為： 27 1/36 = m 預(yù)反應(yīng)區(qū)的長(zhǎng)為： 27 5/36 = m 主反應(yīng)區(qū)的長(zhǎng)為： 27 – – = m 污泥 COD 負(fù)荷計(jì)算 由預(yù)計(jì) COD 去除率得其 COD 去除量為： 480 85 % 34 7. 8 /mg L?? 則每日去除的 COD 值為： 2100 180。 = kg/d sN = UQSnXV 式中 ： Q 每天處理水量 ， dm/3 SU 進(jìn)水 COD 濃度與出水濃度之差 ， mg/L n CASS 池子 個(gè)數(shù) X 設(shè)計(jì)污泥濃度 ， mg/L V 主反應(yīng)區(qū)池體積 ， 3m 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 31 頁(yè) 共 56 頁(yè) sN = 2100 4000 547180。創(chuàng) = /( . )kgC OD kgML SS d 潷水深度計(jì)算 1H = 12QnnA 式中： Q 每天處理水量 ， dm/3 1n CASS 池子個(gè)數(shù) 2n 一日內(nèi)運(yùn)行周期數(shù) A CASS 池子的面積， 2m 1H = 21002 6 132創(chuàng) = m 驗(yàn)算 充 水比 不包含回流量時(shí) ， 充水比為： %26% ?? 包含回流量的充水比為： %%26 ?? 根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)表明包含回流量的沖水比可以達(dá)到 33%，因此以上假設(shè)成立。 需氧量計(jì)算 根據(jù)實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，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(gè)池子需氧量為： 112 ()O a Q So Se b X V? ? ? = 2100/2 10 3 + 400010 3 547 = kg/d 則每小時(shí)耗氧量為： /24 kg h? 溫度為 20 度和 30 度的水中溶解氧飽和度分別為： 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 32 頁(yè)