【正文】 ①總產氣量 30. 4 12 00 0 2. 23 5 0. 8 85 82 .4 /oG rQ C E m h? ? ? ? ? ? 每個 UASB 反應器的產氣量 38 5 8 2 . 4 4 2 9 1 . 2 /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。 ②堰上水頭校核 每個堰出流率：3 552 8 1 0 5 .5 6 1 0 /504iqq m sn ? ???? ? ? ? 按 900 三角堰計算公式， ? 堰上水頭： 55 . 5 6 1 0 0 . 0 1 7 21 . 4 3 1 . 4 3qhm??????? ? ??????? ?? ③出水渠設計計 算 反應器沿長邊設一條矩形出水渠， 4 條出水槽的出水流至此出水渠。 每個 UASB 反應器處理水量 28L/s,查知溢流負荷為 12 L/（ m出水是否均勻對處理效果有很大的影響。 2. 產泥量計算 厭氧生物處理污泥產量取： ① UASB 反應器總產泥量 120 00 25 223 2 /oX rQ C E k gV SS d? ? ? ? ? ? 式中： △ X———— UASB 反應器產泥量， kgVSS/d ； r ———— 厭氧生物處理污泥產量， kgVSS/kgCOD； Co———— 進水 COD 濃度 kg/m3； E———— 去除率，本設計中取 80%。 d)；產氣率為： ；需滿足空塔水流速度 uk≤ m/h,空塔沼氣上升流速 ug≤ m/h。 52 3 4 5 6 4 255 2 55 6 13 6 53D F A F A D mh D F Sin Sin mh h h h h m? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? UASB 總高 H = ，沉淀區(qū)高 ，污泥區(qū)高 ，懸浮區(qū)高 ，超高 。一般廢水的μ 凈水的μ ,故取μ = 假定氣泡上升流速和水流流速不變 沿 AB 方向水流速度： 500 2 8 . 4 4 /2 0 . 3 7 1 0 2 4ia Q mhC E B NV ? ? ?? ? ? ? ? ? 式中： B———— 三相分離器長度 N———— 每池三相分離器數量 氣泡上升速度： Vb = 21()18 gg dr rrm180。 cos55176。 = m/h V1 V2 m/s,符合設計要求 。 設上三角形集氣罩回流縫的寬度 b3 =CD= m ,則上三角形回流縫面積為： S2 = b3 l 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。 A =500247。 ③ 進入沉淀區(qū)前，沉淀槽底逢隙的流速 ≦ 2 m/h ④ 總沉淀水深應大于 m 如果以上條件均能滿足，則可達到良好的分離效果。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。 5=1240 m2 采用 2座相同的 UASB 反應器 , 則 : 單池面積 A1 = A247。 （ 32） 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 調節(jié)池 設計說明 調節(jié)池是用來均衡調節(jié)污水水量、水質、水溫的變化，降低對生物處理設施的沖擊，為使調節(jié)池出水水質均勻，防止污染物沉淀，調節(jié)池內宜設置攪拌、混合裝置。配用電機功率 P=，過水能力 60000 m3/d。 格柵間距為 20mm，設柵渣量 1W = 污水柵渣 333 10/ mm ， 3m a x 186400 0 . 1 6 5 6 0 . 0 7 8 6 4 0 0 0 . 8 3 /1 0 0 0 1 0 0 0 1 . 2ZQWW m dK ??? ? ?? dm/3 ,采用機械清渣。 ③柵槽寬度 設計采用 20? 圓鋼為柵條，即 =。 第 3章 構筑物設計計算 15 第 3 章 構筑物 設計計算 格柵 設計參數 設計流量 Q = 12020m3/d =； 取中格柵，柵條選圓鋼；柵條寬度 S=，柵條間隙 e=，格柵安裝傾角 ? =60176。 ④ 控制系統(tǒng)自動糾偏，并有限位開關保護濾帶，確保設備正常運行。 其特點是：能連續(xù)運行，操作管理簡單，附屬設備較少，機器制作容易，出泥含水率低且穩(wěn)定，從而投資、勞動力、能源消耗和維護費用較低。用以減縮污泥的間隙水，降低污泥含水率，減少污泥體積。在沉淀和排水階段，停止曝氣，同時停止進水和污泥回流，保證了沉淀過程在靜止的環(huán)境中進行，并使排水的穩(wěn)定性得到保障，沉淀排水階段一般為 2h。生物選擇區(qū)內不進行曝氣，類似于 SBR法中的限制性曝氣階段。設備簡單，運行方便，勿需設沉淀池和污泥回流裝置，不需充填填料，也不需在反應區(qū)內設機械攪拌裝置，造價相對較低，便于管理，且不存在堵塞問題。要處理的污水從厭氧污泥床底部流入與污泥層 中污泥進行混合接觸，污泥中的微生物分解污水中的有機物，把它轉化為沼氣。所以，截留的懸浮物直接運至飼料制造廠，用于制造飲料。 污泥泵 UASB 池 消毒脫色 廢水 格柵 提升泵 調節(jié)池 CASS 池 排放 污泥濃縮池 污泥脫水間 泥餅外運 上清液 過濾機 濾液回流 風機 第 2章 葡萄酒廢水處理工藝設計 11 提升泵房 設計作 用 污水泵房用于提升污水廠的污水 ， 以保證污水能 依靠重力流 在后續(xù)處理構筑物內暢通的流動 。 燕山大學本科生畢業(yè)設計（論文） 10 處理構筑物 格柵 設計作用 格柵由一組平行的金屬柵條或篩網制成，安裝在廢水渠道的進口處，用于截留較大的懸浮物或漂浮物，主要對水泵起保護作用，另外可減輕后續(xù)構筑物的處理負荷。處理站面積為 200m 200m。 風速：夏季平局風速 ， 冬季 ， 夏季為南風向，冬季為北風。 表 原水水質和設計要求 水質指標 BOD5（ mg/L） COD（ mg/ L） SS（ mg/ L） pH 原 水 1600 3000 1200 610 排放標準 20 100 70 69 設計要求 20 90 60 69 其氣象資料如下： 溫度：多年平均氣溫 ℃。 。 (7) 開發(fā)生物基因技術在環(huán)保領域的應用 ， 向著節(jié)能、回收有用物質的方向發(fā)展。 (3) 葡萄酒廢水中含有多種有用物質 ,在處理前應盡量回收 有用的固體物質 ， 經加工后作飼料添加劑或藥品 ， 在處理時應多考慮變廢為寶 ， 提高經濟效益。水解酸化 +SBR 處理工藝工藝計算，產泥量達 17 t/d(產泥率為 kg 污泥 /kgCOD，污泥含水率為 80%)， UASB+SBR 法處理工藝產泥量只有 5 t/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 元 /日 。也就是說，耗電量并沒有隨廢水處理量的增加而增加。 UASB 去除 COD 達 7 500 kg/d，以沼氣產率為 3 /kgCOD 計算， UASB 產氣量為 3500 m 3/d(甲烷含量為 55%～65%)。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，可回收所產沼氣作為能源利用。 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。 內循環(huán) UASB技術是在普通 UASB 技術的基礎上增加一套內循環(huán)系統(tǒng)，它包括回流水池及回流水泵。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。 ② 采用推流式生物接觸氧化池時，為避免前端有機物負荷過高可采用多點進水。溶解氧不足使得生物膜由好氧狀態(tài)轉變?yōu)閰捬鯛顟B(tài)，其附著力下降，在空氣氣泡的攪動下生物膜大量脫落，導致水粘度增加、氣泡直徑增大、氧轉移效率下降，這又進一步造成缺氧，如此形成惡性循環(huán)致使處理效 果惡化。改為多點進水并經過一段時間的穩(wěn)定運行后，生物接觸氧化池的出水 (30 min 的澄清液 )COD 為 200～ 300 mg/L。（ 2）如果廢水中污染物濃度較高或前處理效果不理想，生物接觸氧化池前端的有機物負荷較高，使得供 氧相對不足，此時該處的生物膜呈灰白色，處于嚴重的缺氧狀態(tài)，而池末端成熟的好氧生物膜呈琥珀黃色。針對污泥淤積情況，在水解酸化池前可增設一 級混凝氣燕山大學本科生畢業(yè)設計（論文） 4 浮以去除水中的懸浮物，經此改進后水解酸化池能長期、穩(wěn)定、有效地運行，其出水 COD 也從 1100～ 1200 mg/L 降至 900 ～ 1000mg/L，收到了較好的效 果。然而，如果由于某些構筑物的構造設計考慮不周會影響運行效果，致使出水水質不理想，使 生物接觸氧化池的出水 (靜沉 30 min 的澄清液 )COD 為 500～ 600 mg/L，經混凝氣浮處理后出水COD 仍高達 300 mg/L，遠高于排放要求 (150 mg/L)。 ③ 因 VTBR 反應器高達 10m 左右，水深 大，所選用風機為高壓風機，風壓為 98kPa，N＝ 75kw，耗電量大。 （三）、新型接觸氧化法處理葡萄酒廢水：此方法處理過程為 ：廢水首先通過微濾機去除大部分懸浮物，出水進入調節(jié)池，然后中提升泵打入 VTBR反應器中進行生化處理，通過風機強制供風使廢水與填料接觸，維持生化反應的需氧量， VTBR 反應器出水進入沉淀器，去除一部分脫落的生物膜以減輕氣浮設備的處理負荷，之后流人氣浮設備去除剩余的生物膜，污泥及浮渣送往污泥池濃縮后脫水。 該工藝處理效果好、操作簡 單、穩(wěn)定性高。調節(jié)池既有調節(jié)水質、水量的作用，還由于廢水在池中的停留時間較長而有沉淀和厭氧發(fā)酵作用。酸化效果的好壞直接影響 SBR 反應器的處理效果，有機物去 除主要集中在 SBR 反應器中。這種方法在處理葡萄酒廢水時，在厭氧反應中，放棄反應時間長、燕山大學本科生畢業(yè)設計（論文） 2 控制條件要求高的甲烷發(fā)酵階段，將反應控制在酸化階段，這樣較之全 過程的厭氧反應具有以下優(yōu)點：（ 1）由于反應控制在水解、酸化階段 ， 反應迅速，故水解池體積小；（ 2）不需要收集產生的沼氣，簡化了構造，降低了造價，便于維護，易于放大；（ 3）對于污泥的降解功能完全和消化池一樣，產生的剩余污泥量少。生化法中常用的有活性污泥法、生物膜法、厭氧與好氧相結合法、水解酸化與 SBR 相組合等各種處理工藝。 80 年代以來，我國葡萄酒工業(yè)得到迅速發(fā)展，到目前我國葡萄酒生產 廠已有 800 多家，既成為世界葡萄酒生產大國，又成為較高濃度有機物污染大戶，葡萄酒廢水的排放和對環(huán)境的污染已成為突出問題，引起了各有關部門的重視。 我國 卻 是一個水資源十分短缺的國家，人均水資源 占有 量僅 為 世界平均水平的四分之一 ，嚴重制約著我國社會主義經濟的發(fā)展。為葡萄酒工業(yè)廢水處理提供了一條可行途徑。因該廢水 BOD 值較大 ,不經處理會對環(huán)境造成巨大污染，故要求處理后的排放水要嚴格達到 《 污水綜合排放標準 》（ GB89781996） 國家二級排放標準 ,即： BOD ≤ 20 mg/L ， COD ≤ 90 mg/L ，SS ≤ 60mg/L 。 選定設計方案，做總體工藝設計 完成設計計算說明書 完成規(guī) 定的圖紙 論文定稿，準備答辯 指導教師：賀君 職稱：講師 2020 年 1 月 7 日 系級教學單位審批： 年 月 日 摘要 I 摘要 葡萄酒工業(yè)在我國迅猛發(fā)展的同時，排出了大量的葡萄酒廢水，給環(huán)境造成了極大的威脅。 本科畢業(yè) 設計（ 論文 ） 12020m3/d 葡萄酒 廢水處理工程設計 常照其 燕 山 大 學 2020年 6 月 本科畢業(yè) 設計（ 論文 ） 12020m3/d 葡萄酒 廢水處理工程設計 學院（系）： 環(huán)境與化學工程學院 專 業(yè)： 環(huán)境工程 學