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釀酒廢水處理的工程設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文(參考版)

2024-08-31 20:49本頁(yè)面
  

【正文】 因?yàn)椋? 3 sin 6 0 0 . 1 4 sin 6 0 0 . 1 2CE b。 則: 1 1 80 1 .7 4 /2 4 1 .9 2Qv m ha? ? ?? ( 212) 下面計(jì)算下三角形集氣罩回流縫的水流上升流速 v2。 設(shè)上下三角形集氣罩斜面水平夾角為 60176。 三相分離器沉淀區(qū)的沉淀 面 積即為反應(yīng)器的水平面積,則沉淀區(qū)的表面負(fù)荷率為 : 320Rv80 0 . 5 3 / ( )2 4 6 . 2 5QSV m m hN? ? ? ?? ( 28) 該值小于 ~ (m2使污泥不致積聚,盡快落入反應(yīng)區(qū)內(nèi); c. 進(jìn)入沉淀區(qū)前,沉淀槽底逢隙的流速 ≤2m/h; d. 總沉淀水深應(yīng)大于 ; e. 水力停留時(shí)間介于 ~2h。 ( 2)沉淀區(qū)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。 圖 UASB 反應(yīng)器構(gòu)造斷面示意圖 三相分離器的設(shè)計(jì) ( 1)設(shè)計(jì)說(shuō)明 三相分離器要具有氣、液、固三相分離的功能。 設(shè)池長(zhǎng) L=4m,則寬 B=2m。d) 反應(yīng)器的形狀和外形尺寸 采用反應(yīng)器的有效高度為 4m,設(shè)置 1 座 UASB 反應(yīng)器。d (國(guó)外資料 ) 平均 最高 最低 廠家數(shù) 平均 最高 最低 廠家數(shù) 1 酒精 生產(chǎn) 7 20 2 15 2 啤酒廠 80 8 5 10 3 造酒廠 36 10 4 8 4 葡萄 酒廠 12 8 4 5 清涼 飲料 12 8 5 5 5 12 6 小麥 淀粉 6 7 淀粉 6 2 8 土豆 加工 4 24 9 酵母業(yè) 6 16 6 6 6 1 10 檸檬酸 1 3 20 3 11 味精 4 2 12 再生紙 20 15 13 造紙 6 39 14 食品 加工 10 4 3 2 15 屠宰 廢水 1 4 4 16 制糖 12 17 制藥廠 11 5 8 5 18 家畜 飼養(yǎng) 1 19 垃圾 濾液 12 7 設(shè) 計(jì)計(jì)算 反應(yīng)器容積計(jì)算 (包括沉淀區(qū)和反應(yīng)區(qū) ) 30Rv8 0 1 .6 2 2 4 .4 55 .3QSVmN ?? ? ?,取 25m3 ( 27) 釀酒廢水處理的工程設(shè)計(jì) 17 采用 1 座 UASB 反應(yīng)器。 表 國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)性 UASB 裝置的設(shè)計(jì)負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表 序號(hào) 廢水 類型 負(fù)荷 kgCOD/m3 根據(jù)表所示,啤酒廢水處理采用進(jìn)水 COD 容積負(fù)荷為 (m3厭氧反應(yīng)可處理高濃度廢水,具有動(dòng)力消耗小、容積負(fù)荷大、可產(chǎn)生一定的生物能、運(yùn)行管理方便等特點(diǎn)。處理各種有機(jī)廢水時(shí),在反應(yīng)器內(nèi)培養(yǎng)顆粒污泥形成污泥床,廢水由底部進(jìn)入,向上流過(guò)污泥床區(qū)與大量的厭氧菌接觸,廢水中的有機(jī)物大部分被厭氧菌分解成沼氣,沼氣與水和污泥在三相分離器中進(jìn)行分離,沼氣通過(guò)氣室、水封、阻火罐等收集至鍋爐。污泥斗上口面積為21 2 2 4fm? ? ? ,下口面積為 22 0 .2 0 .2 0 .0 4fm? ? ?。 設(shè)計(jì)計(jì)算 ( 1) 池體容積 3( 1 ) 1. 2 3. 33 8 32V k Q T m? ? ? ? ? ? ? ? ( 22) 式中: V—調(diào)節(jié)池容積, m3 K—池子擴(kuò)充系數(shù),一般為 10~20%,本池子取 20% T—調(diào)節(jié)池中污水停留時(shí)間,取 8h ( 2) 調(diào)節(jié)池面積 A 232 84VAmH? ? ? ( 23) 設(shè)調(diào)節(jié)池 1 座,采用方形池,池長(zhǎng) L 與池寬 B 相等。 調(diào)節(jié)池的作用就是調(diào)節(jié)進(jìn)水的水量和水質(zhì),酸性廢水和堿性廢水還可在調(diào)節(jié)池內(nèi)中和;短期排除的高溫廢水也可利用調(diào)節(jié)池以平衡水溫。在這種情況下,應(yīng)在廢水進(jìn)釀酒廢水處理的工程設(shè)計(jì) 14 行處理之前 ,設(shè)置調(diào)節(jié)池,保證廢水處理的正常進(jìn)行。同樣對(duì)于物化處理設(shè)備,水量和水質(zhì)的波動(dòng)越大,過(guò)程參數(shù)就越難控制,處理效果越不穩(wěn)定。 設(shè)計(jì)計(jì)算 設(shè)計(jì)水量 hmdmQ /?? ( 21) 設(shè)計(jì)水質(zhì) 表 篩網(wǎng)設(shè)計(jì)參數(shù) CODcr BOD5 進(jìn)水水質(zhì) ( mg/L) 1800 900 去除率 % 0 0 出水水質(zhì) ( mg/L) 1800 900 設(shè)備選型 污水泵:選用 2 臺(tái) 型潛水污水泵。 圖 4 工藝流程圖 調(diào)節(jié)池 SBR 高濃度廢水 低濃度廢水水 UASB 篩網(wǎng) 泵 泵 二沉池 達(dá)標(biāo)排放 儲(chǔ)泥池 污泥泵 污泥脫水間 污泥外運(yùn) 釀酒廢水處理的工程設(shè)計(jì) 13 第二章 污水處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 篩網(wǎng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 一般說(shuō)明 由于啤酒廢水是一種成分雜復(fù)雜,可生化性差的有機(jī)廢水,故其雜質(zhì)往往是顆粒微小的纖維類懸浮物,為了更澈底的分離和回收廢水中的微小纖維類懸浮物,為后續(xù)處理提供更好的環(huán)境。廢水經(jīng)過(guò)格柵進(jìn)入調(diào)節(jié)池,經(jīng)提升泵進(jìn)入 UASB 反應(yīng)器,再 經(jīng)過(guò) SBR 反應(yīng)器,出水達(dá)標(biāo)后外排 。比選中簡(jiǎn)單適用、運(yùn)行可靠、達(dá)標(biāo)穩(wěn)定、節(jié)約能耗、投資經(jīng)濟(jì)是最重要的工藝原則。 圖 13 UASB 結(jié) 論 啤酒廠工業(yè)廢水處理的工藝選擇,必須因地制宜,謹(jǐn)防生搬硬套。整個(gè)處理工藝投資省、運(yùn)行費(fèi)用低、污泥量少、運(yùn)行穩(wěn)定。 采用 UASB 與 SBR 工藝處理啤酒廢水是可行的 , 廢水經(jīng) UASB 反應(yīng)器處理后 , 可以大幅度減輕 SBR 工段的負(fù)荷 。 ( 3) PH 值的影響 : 厭氧活性污泥微生物對(duì) PH 值的要求相當(dāng)苛刻,一般來(lái)說(shuō) PH 值保持在 ~ 之間更適合微生物的新陳代謝。 ( 2) 氣溫影響 : 經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的觀察,白色泡沫一般在夜晚大量形成,當(dāng)白天的溫度上升,白色泡沫就會(huì)逐漸消失,這是因?yàn)橥砩系臍鉁氐?,水蒸發(fā)的速 度慢,這樣白色泡沫表面的水膜就不會(huì)很容易破裂,同時(shí)大量的白色泡沫聚集于水的表面,不利于水的表面復(fù)氧,這樣就更有利于厭氧微生物對(duì)有機(jī)物的分解,所以就會(huì)使白色泡沫在晚上大量形成。由于系統(tǒng)受到?jīng)_擊,微生物的處理能力減弱,不能將水中的有機(jī)物全部分解。 UASB 反應(yīng)器 具有的缺 點(diǎn) 是 在厭氧工藝的運(yùn)行的過(guò)程中,經(jīng)常會(huì)發(fā)現(xiàn) UASB池的表面會(huì)出現(xiàn)大量乳白色泡沫 。 UASB 反應(yīng)器 具有 的優(yōu) 點(diǎn) [12]: ( 1)污泥的顆?;狗磻?yīng)器內(nèi)的平均污泥濃度達(dá) 50gVSS/L,污泥齡可達(dá) 30d以上; ( 2)反應(yīng)器的水力停留時(shí)間較短,容積負(fù)荷較高; ( 3)集生物反應(yīng)和沉淀 分離與一體,結(jié)構(gòu)緊湊,操作運(yùn)行方便; ( 4)無(wú)需設(shè)置填料,容積利用率高、費(fèi)用低; ( 5)上升水流和沼氣氣流能起到攪拌作用,一般無(wú)需設(shè)置攪拌裝置; ( 6) COD、 BOD 去除率高。沼氣以微小氣泡形釀酒廢水處理的工程設(shè)計(jì) 10 式不斷放出,微小氣泡在上升過(guò)程中,不斷合并,逐漸形成較大的氣泡,在污泥床上部由于沼氣的攪動(dòng)形成一個(gè)污泥濃度較稀薄的污泥和水一起上升進(jìn)入三相分離器,沼氣碰到分 離器下部的反射板時(shí),折向反射板的四周,然后穿過(guò)水層進(jìn)入氣室,集中在氣室沼氣,用導(dǎo)管導(dǎo)出,固液混合液經(jīng)過(guò)反射進(jìn)入三相分離器的沉淀區(qū),污水中的污泥發(fā)生絮凝,顆粒逐漸增大,并在重力作用下沉降。在底部反應(yīng)區(qū)內(nèi)存留大量厭氧污泥,具有良好的沉淀性能和凝聚性能的污泥在下部形成污泥層。整個(gè)工藝對(duì) COD 的去除率達(dá) %,對(duì)懸浮物的去除率達(dá) %~ 98%,該工藝非常適合在啤酒廢水處理中推 廣應(yīng)用 [11]。上流式厭氧污泥床和好氧接觸氧化池相串聯(lián)的啤酒廢水處理工藝具有處理效率高、運(yùn)行穩(wěn)定、能耗低、容易調(diào)試和易于每年的重新啟動(dòng)等特點(diǎn)。好氧處理 (包括好氧 生物接觸氧化池和斜板沉淀池 )對(duì)廢水中 SS 和 COD 均有較高的去除率,這是因?yàn)閺U水經(jīng)過(guò)厭氧處理后仍含有許多易生物降解的有機(jī)物。由于增加了厭氧處理單元,該工藝的處理效果非常好。 UASB好氧接觸氧化組合工藝 此處理工藝中主要處理設(shè)備是上流式厭氧污泥床和好氧接觸氧化池,處理主要過(guò)程為:廢水經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)鼓過(guò)濾機(jī),轉(zhuǎn)鼓過(guò)濾機(jī)對(duì) SS 的去除率達(dá) 10%以上,隨著麥殼類有機(jī)物的去除,廢水中的有機(jī)物濃度也有所降低。對(duì)于北方水資源緊缺的地區(qū),也可直接進(jìn)行利用 (如作為綠化用水等 )。 在綜合考慮技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保等方面因素后 ,對(duì) 于啤酒、飲料、食品等行業(yè)排放的高濃度有機(jī)廢水,選擇酸化水解 接觸氧化處理工藝,是比較適宜的。 圖 12 SBR工藝反應(yīng) 流程圖 釀酒廢水處理的工程設(shè)計(jì) 9 酸化水解 生物接觸氧化法 缺點(diǎn): 受溫度、 pH 等影響較大,不耐沖擊負(fù)荷,運(yùn)行效果不穩(wěn)定 。容積負(fù)荷高,所需厭氧反應(yīng)器體積更??;對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)要求低;同時(shí)可脫氮除磷。 ( 4) 潷水深度一般為 1~2m,這部分水頭損失被白白浪費(fèi),增加了總揚(yáng)程 。 ( 2) 排水時(shí)間短(間歇排水時(shí)),并且排水時(shí)要求不攪動(dòng)沉淀污泥層,因而需要專門(mén)的排水設(shè)備(潷水器),且對(duì)潷水器的要求很高 。主體設(shè)備只有一個(gè)序批式間歇反應(yīng) 器,無(wú)二沉池、污泥回流系統(tǒng),調(diào)節(jié)池、初沉池也可省略,布置緊湊、占地面積省。 ( 8) 脫氮除磷,適當(dāng)控制運(yùn)行方式,實(shí)現(xiàn)好氧、缺氧、厭氧狀態(tài)交替,具有良好的脫氮除磷效果。 ( 6) 反應(yīng)池內(nèi)存在 DO、 BOD5濃度梯度 , 有效控制 活性污泥 膨脹。 ( 4) 工藝過(guò)程中的各工序可根據(jù)水質(zhì)、水量進(jìn)行調(diào)整,運(yùn)行靈活。 ( 2) 運(yùn)行效果穩(wěn)定,污水在理想的靜止?fàn)顟B(tài)下沉淀,需要時(shí)間短、效率高,出水水質(zhì)好。它的主要特征是在運(yùn)行上的有序和間歇操作, SBR 技術(shù)的核心是 SBR反應(yīng)池,該池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于 一池,無(wú)污泥回流系統(tǒng)。 利用 SBR 處理啤酒廢水 SBR 是序列間歇式活性污泥法( Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process)的簡(jiǎn)稱,是一種按間歇曝氣方式來(lái)運(yùn)行的活性污泥污水處理技術(shù),又稱序批式活性污泥法 [9]。 因 IC 有機(jī)負(fù)荷比 UASB 高,因此處理同樣規(guī)模的有機(jī)廢水, IC 反應(yīng)器的容積比 UASB 要小,故 IC 反應(yīng)器的建造成本比 UASB 要低。 圖 11 IC 反應(yīng)器 釀酒廢水處理的工程設(shè)計(jì) 7 由于 IC 獨(dú)特的反應(yīng)器結(jié)構(gòu)和高的水利負(fù)荷和產(chǎn)氣負(fù)荷,比 UASB 更能形成和保持顆粒污泥。 由于 IC 反應(yīng)器的處理效率、進(jìn)水負(fù)荷比 UASB 反應(yīng)器的處理效率高,廢水的處理成本低;同時(shí)由于合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),不需要另投酸或堿液來(lái)調(diào)節(jié) PH,可節(jié)省大量運(yùn)行費(fèi)用。 IC 反應(yīng)器的負(fù)荷是 UASB 反應(yīng)器負(fù)荷的 5~ 7 倍, UASB 反應(yīng)器的容積負(fù)荷通常為 3~ 5kgCOD/(),而 IC 反應(yīng)器的容積負(fù)荷可達(dá)到 20~ 30kgCOD/()。 從 IC反應(yīng)器工作原理中可見(jiàn),反應(yīng)器通過(guò) 2層三相分離器來(lái)實(shí)現(xiàn) SRTHRT,獲得高污泥濃度;通過(guò)大量沼氣和 內(nèi)循環(huán)的劇烈擾動(dòng),使泥水充分接觸,獲得良好的傳質(zhì)效果。沼氣通過(guò)沼氣管導(dǎo)入氣液分離區(qū),對(duì)第 2 厭氧區(qū)的擾動(dòng)很小,這為污泥的停留提供了有利條件。 第 2 厭氧區(qū):經(jīng)第 1 厭氧區(qū)處理后的廢水,除一部分被沼氣提升外,其余的都通過(guò)三相分離器進(jìn)入第 2 厭氧區(qū)。隨著沼氣產(chǎn)釀酒廢水處理的工程設(shè)計(jì) 6 量的增多,一部分泥水混合物被沼氣提升至頂部的氣液分離區(qū)。 第 1 厭氧區(qū):混合區(qū)形成的泥水混合物進(jìn)入該區(qū),在高濃度污泥作用下,大部分有機(jī)物轉(zhuǎn)化為沼氣。按功能劃分,反應(yīng)器由下而上共分為 5 個(gè)區(qū):混合區(qū)、第 1 厭氧區(qū)、第 2 厭氧區(qū)、沉淀區(qū)和氣液分離區(qū)。其構(gòu)造簡(jiǎn)單,無(wú)需初沉池,硝化 、 反硝化區(qū)面積可靈活變化,運(yùn)行方式靈活,可以 A/O 或 A2/O 方式運(yùn)行;水下微孔曝氣使充氧效率高,內(nèi)回流不需泵送,污泥沉降性能好;占地面積小,處理效率高,電耗低,土建投資省 [7]。 處理后的出水水質(zhì)穩(wěn)定,各項(xiàng)指標(biāo)均可達(dá)到國(guó) 家污水排放綜合標(biāo)準(zhǔn)( GB8978- 96)一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn) 。 OCO 工藝的厭氧區(qū)為 PABR 反應(yīng)器,反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置豎向?qū)Я靼澹瑢⒎磻?yīng)器分隔成幾個(gè)串聯(lián)的反應(yīng)室,每個(gè)反應(yīng)室都是一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的上流式污泥床( UASB)系統(tǒng) 。 A/O 工藝處理高濃度啤酒廢水 , 具有結(jié)構(gòu)緊湊 、 流程簡(jiǎn)單 、 停留時(shí)間短 、 水質(zhì)水量適應(yīng)范圍 廣 、 有機(jī)物降解效率高 , 污泥沉淀性能好 、 不產(chǎn)沼氣和防止污泥膨脹等特點(diǎn) , 是一條有效可行的技術(shù)路線 [6]。可見(jiàn),應(yīng)用 PSB 法處理啤酒廢水是具有很好發(fā)展的前景 [5]。其中,啤酒廢水大多屬于高色度、難降解的高濃度有機(jī)廢水,而且由于啤
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