【正文】 頁 細(xì)格柵計(jì)算草圖 調(diào)節(jié)池 主要功能：將一段時(shí)間內(nèi)車間排放廢水的水量、水質(zhì)濃度、酸堿、溫度等進(jìn)行均質(zhì)均量調(diào)節(jié)，不受廢水高、低峰流量或濃度變化影響，確保廢水處理構(gòu)筑物正常運(yùn)行 . 設(shè)計(jì)參數(shù) 設(shè)計(jì)流量 Q=2200m3/d＝ 有效水深 h=4m 停留時(shí)間 t=6h 設(shè)計(jì)計(jì)算 （ 1）有效容積 V： V＝ Qt＝ =550 m3 （ 2）池子的面積 F： F＝ V/h=550/4=138 m2 (3）池子的平面尺寸： 采用 L B＝ 12m 12m （ 4）池子的總高度 H： 設(shè)超高 h1＝ m ∴ H＝ h＋ h1＝ ＋ ＝ m （ 5）池子的幾何尺寸： 采用 L B H＝ 12m 12m 考慮到應(yīng)用過程中讓調(diào)節(jié)池真正做到均質(zhì)均量比較困難，在設(shè)計(jì)時(shí)于池子中間安裝 4 臺(tái)混合攪拌機(jī)，型號(hào)為 JWH6501。 （ 4）過柵水頭損失（ h1） 因柵條邊為矩形截面，取 k=3，則 h1=kh0=kε2gV2sinα = ）（ 34 x sin60= 其中ε =β（ s/e） 4/3 h0：計(jì)算水頭損失 k：系數(shù)，格柵受污物堵塞后，水頭損失增加倍數(shù)，取 k=3 ε：阻力系數(shù)，與柵條斷面形狀有關(guān)，當(dāng)為矩形斷面時(shí)β = （ 5）柵后槽總高度（ H） 取柵前渠道超高 h2=，則柵前槽總高度 H1=h+h2=+= m 柵后槽總高 度 H=h+h1+h2=++= m （ 6）格柵總長(zhǎng)度 格柵總長(zhǎng)度 L=L1+L2+++++++176。 第 19 頁，共 38 頁 設(shè)計(jì)參數(shù) ： 設(shè)計(jì)流量： Q=2200m3/d= m3/s 過柵流速： v2=；柵前水深： h= 柵條寬度： s=； 柵條間距： e= 柵前部分長(zhǎng) ； 格柵傾角： α =60176。 第 18 頁，共 38 頁 序號(hào) 項(xiàng)目 金額 /（元 /噸廢水） 備注 水解氧化 UASB+SBR 1 電費(fèi) 按 /kwh計(jì) 2 人工費(fèi) 按 2500元 /人月計(jì) 3 藥劑費(fèi) 4 維護(hù)費(fèi) 年維修費(fèi)按直接的投 資的 2%計(jì) 5 運(yùn)行費(fèi) 為前 4項(xiàng)之和 6 折舊費(fèi) 折舊費(fèi)按 5%計(jì) 7 處理成本 運(yùn)行費(fèi)和折舊費(fèi)之和 總結(jié) 由以上幾張表格的比較可得出以下結(jié)論： 水解氧化工藝 UASB+SBR工藝 污染物去除方面 達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，但是 N/P的出水濃度比 UASB+SBR高 達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)且去除率較高，處 理效果比較好 產(chǎn)泥方面 產(chǎn)泥量較大，增加污泥處理 費(fèi)用 產(chǎn)泥量比水解氧化工藝少 ，污泥處理費(fèi)用少 操作方面 工藝組合與參數(shù)選擇較為 合理，操作簡(jiǎn)單 處理流程簡(jiǎn)潔，全自動(dòng)化操作， 節(jié)省勞動(dòng)力 構(gòu)造方面 如果構(gòu)筑物的構(gòu)造不合理會(huì)影響運(yùn)行效果，致使出水水質(zhì)下降 流程中可回收大量沼氣作為能源，節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用 造價(jià)方面 造價(jià)較高，且運(yùn)行成本高， 占地面積大 造價(jià)比水解酸化低，運(yùn)行成本也 較低，占地面積小 終上所述，該工程應(yīng)選用 UASB+SBR 工藝處理啤酒廠生產(chǎn)廢水，該工藝具體流程如下： 5 主要處理設(shè)備和構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)計(jì)算 ．中格柵 作用：去 除 污水中較大顆粒懸浮物，保證后續(xù)工藝的正常 運(yùn)行。 UASB+SBR工藝： 土建費(fèi)用 +設(shè)備費(fèi)用 +安裝費(fèi)用=1640800+988400+500000=3129200元。因任務(wù)書中 有規(guī)定場(chǎng)地范圍 為 2021m2。 超高 ；緩沖高度 總高 ，總?cè)莘e 285 m3 第 14 頁，共 38 頁 序號(hào) 項(xiàng)目 水解 好氧處理 UASBSBR處理 1 污泥量 kg/d 63940 135000 2 污泥體積 /m3/d 3 污泥貯存池 /m3 33 無 4 污泥濃縮池 /m3 90 5 脫水機(jī)房 / m3 240 240 計(jì)算方案可行性 有機(jī)物的去除 序號(hào) 項(xiàng)目 水解 好氧處理 UASB好氧處理 Q=2200m3/d,進(jìn)水 COD=1200mg/l,BOD5=750mg/l 1 水解池 UASB反應(yīng)器 HRT/h 4 10 COD去除率 /% 30 80 BOD去除率 /% —— 85 出水 COD/mg/l 840 240 出水 BOD/mg/l 525 115 2 接觸氧化法 SBR法 HRT/h 11 8 COD去除率 /% 95 90 BOD去除率 /% 98 90 進(jìn)水 COD/mg/l 840 240 出水 COD/mg/l 70（達(dá)標(biāo)排放） 60（達(dá) 標(biāo)排放） 進(jìn)水 BOD/mg/l 525 115 出水 BOD/mg/l 20（達(dá)標(biāo)排放） 〈 20（達(dá)標(biāo)排放） 由上表可以看出兩個(gè)工藝流程對(duì)有機(jī)物的去除均能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，方案二的出水水質(zhì)比方案一的較好。 (4) 二沉池：由于 SBR反應(yīng)器已有沉淀效果故方案二中不設(shè)二沉池。 (2) 厭氧反應(yīng)器：方案一為水解酸化池，該池降解部分大分子有機(jī)物，按傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)降解率設(shè)為 30%；方案二為 UASB反應(yīng)器，因其降解有機(jī)物能力比水解酸化池高，所以容積負(fù)荷也比水解酸化較高。 SBR處理工藝的特點(diǎn)是集生物降解和終沉排水等功能于一體，與傳統(tǒng)的連續(xù)式活性污泥法 (CFS)相比，可省去沉淀池和污泥回流設(shè)施，具有運(yùn)行穩(wěn)定，凈化效率高，耐沖擊負(fù)荷，避免污泥膨脹，便于操作管理等特點(diǎn)。水解酸化池內(nèi)設(shè)填料 (球 形填料 )，水力停留時(shí)間為4h左右 (利用厭氧過程的前階段 )， COD去除率 80%。濾液送到細(xì)格柵池子進(jìn)行處理。可省掉沉淀池和污泥回流的設(shè)施。 第二階段為厭氧生化階段， UASB具有容積負(fù)荷高 ,運(yùn)行成本低 ,占地面積小 ,污泥最少 ,設(shè)備簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn) ,是高濃度有機(jī)廢水前處理的有效處理方法 ,并且 UASB已經(jīng)在傳統(tǒng)形式的基礎(chǔ)上進(jìn)行改造 ,形成了多種更高效和方便的厭氧發(fā)生器。通常要求 COD∶ N∶P=100∶ 5∶ 1,為滿足此要求，故在接觸氧化池前投加氨氮。 該處理工藝是輕工部設(shè)計(jì)院為代表的推薦采用方案，河南開封啤酒廠、青島湖島啤酒廠、廈門冷凍廠啤酒廠等均采用此處理工藝流程，處理后均達(dá)標(biāo)排放。 第 11 頁，共 38 頁 污泥處理經(jīng)濃縮池濃縮后，脫水外運(yùn)。 第四階段為二沉池，對(duì)接觸氧化池的出水進(jìn)行沉淀，從而得到澄清的出水。 第三階段為接觸氧化階段，用來降解小分子有機(jī)物，接觸氧化法的污泥不 需回流，不會(huì)發(fā)生污泥膨脹的現(xiàn)象，而且負(fù)荷高，產(chǎn)泥少，可減小曝氣池體積。故水解池可以改變?cè)鬯目缮?，從而減少反應(yīng)的時(shí)間和處理的能耗。 方案一流程圖： 方案一的流程說明： 第一階段為預(yù)處理階段，格柵 +調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)池出水用泵直接打到水解酸化池，污水經(jīng)格柵去除較大的雜質(zhì)，經(jīng)調(diào)節(jié)池后，水質(zhì)水量得到均化。 2個(gè)工藝各有其優(yōu)缺點(diǎn)，差異也較大，現(xiàn)將這兩個(gè)工藝方法進(jìn)行比較，從中選取適用的一個(gè)作為該啤酒廠污水處 理的實(shí)際方案。水解酸化 +SBR處理工藝工藝計(jì)算，產(chǎn)泥量達(dá) 17 t/d(產(chǎn)泥率為 kg污泥 /kgCOD，污泥含水率為 80%)， UASB+SBR法處理工藝產(chǎn)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(fèi)用大大減少，節(jié)約污泥處理費(fèi)用約為 20萬元 /a。②節(jié)約污泥處理費(fèi)用。也就是說，耗電量并沒有隨廢水處理量的增加而增加。 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(diǎn)：①節(jié)約廢水處理費(fèi)用。 UASB去除 COD達(dá) 7 500 kg/d，以沼氣產(chǎn)率為 ， UASB產(chǎn)氣量為 3500m3/d(甲烷含量為 55%～ 65%)。采用該工藝既降低處理成本，又能產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益。將 UASB和 SBR兩種處理單元進(jìn)行組合，所形成的處理工藝突出了各自處理單元的優(yōu)點(diǎn)，使處理流程簡(jiǎn)潔，節(jié)省了運(yùn)行費(fèi)用，而把 UASB作為整個(gè)廢水達(dá)標(biāo)排放的一個(gè)預(yù)處理單元，在降低廢水濃度的同時(shí)，可回收所產(chǎn)沼氣作為能源利用。②由于采用的是內(nèi)循環(huán) UASB反應(yīng)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(yīng)器或氧化詢處理運(yùn)行組合，以便進(jìn)一步降低運(yùn)行費(fèi)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。這樣一來能提高UASB反應(yīng)器對(duì)進(jìn)水水溫、 pH值和 COD濃度的適應(yīng)能力，只需在 UASB反應(yīng)器進(jìn)水前對(duì)其 pH和溫度做一粗調(diào)即可。 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。這無形中增加了電器。厭氧微生物對(duì)水質(zhì)的要求不象好氧微生物那么寬，最佳 pH為 － ，最佳溫度為 35℃－ 40℃ [2]，而本工程的啤酒廢水水質(zhì)超出了這個(gè)范圍。本處理工藝的關(guān)鍵設(shè)備是 UASB反應(yīng)器。③應(yīng)嚴(yán)格控制溶解氧濃度，供氧不足會(huì)造成生物膜大范圍脫落，導(dǎo)致運(yùn)行失敗。 因此當(dāng)采用此工藝處理啤酒廢水時(shí)要遵循下列要求：①采用水解酸化作為預(yù)處理工序時(shí)應(yīng)考慮懸浮物去除措施。 在調(diào)試運(yùn)行初期，發(fā)生這種現(xiàn)象時(shí)一般是增大供氣量以提高供氧能力來消除缺氧，結(jié)果由于氣泡攪動(dòng)強(qiáng)度增大，造成了更大范圍的生物膜脫落、水粘度更大、氧轉(zhuǎn)移效率更低，非但沒 能提高供氧能力反而使情況更糟。經(jīng)研究、分析、驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)這是由于負(fù)荷波動(dòng)或操作不當(dāng)造成溶解氧不 足而引起的。再經(jīng)混凝氣浮工序處理后最終出水 COD＜ 150 mg/L(一般在 130 mg/L)，達(dá)到了排放要求。鑒于此，可一采取 階段曝氣措施即多點(diǎn)進(jìn)水，污水沿池長(zhǎng)多點(diǎn)流入生物接觸氧化池以均分負(fù)荷，消除前端缺氧及抑制性物質(zhì)濃度較高的不利影響。同時(shí)，水中的生物活性抑制性物質(zhì)濃度也較高，對(duì)微生物也有一定的抑制作用。此外，為防止填料表面形成污泥團(tuán)應(yīng)采用比表面積大、不結(jié)泥團(tuán)的半軟性填料。不過，增設(shè)混凝氣浮增加了運(yùn)行費(fèi)用，而且氣浮過程中溶入的 O2還可能對(duì)水 解酸化產(chǎn)生不利影響。另外，隨著微生物量的增加在軟性生物填料 的中間部位形成了污泥團(tuán)，使得傳質(zhì)面積減小。 但是此處理方法在設(shè)計(jì)和運(yùn)行中會(huì)出現(xiàn)以下問題： 水解酸化池存在的問 題主要是沉淀污泥不能及時(shí)排除。 該工藝在處理方法、工藝組合及參數(shù)選擇上是比較合理的，充分利用各工序的優(yōu)勢(shì)將污染物質(zhì)轉(zhuǎn)化、去除。 （ 3）生物接觸氧化法處理啤酒廢水：該工藝采用水解酸化作為生物接觸氧化的預(yù)處理，水解酸化菌通過新陳代謝將水中的固體物質(zhì)水解為溶解性物質(zhì)，將大分子有機(jī)物降解為小分子有機(jī)物 。只要投加占厭氧池體積 1/3的厭氧污泥菌種，就能夠保證污泥菌種的平穩(wěn)增長(zhǎng)，經(jīng)過 3個(gè)月的調(diào)試 UASB即可達(dá)到滿負(fù)荷運(yùn)行。 該工藝處理效果好、操作簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性高。上流式厭氧污泥床能耗低、運(yùn)行穩(wěn)定、出水水質(zhì)好，有效地降低了好氧生化單元的處理負(fù)荷和運(yùn)行能耗 (因?yàn)楹醚跆幚韱卧哪芎闹苯雍吞幚碡?fù)荷成正比 )。調(diào)節(jié)池既有調(diào)節(jié)水質(zhì)、水量的作用，還由于廢水在池中的停留時(shí)間較長(zhǎng)而有沉淀和厭氧發(fā)酵作用。視原水水質(zhì)情況，如堿度不足，采取預(yù)調(diào)堿度方法進(jìn)行本工藝處理；若溫度差別不大，運(yùn)行參數(shù)可不做調(diào)整，若溫度差別較大，視具體情況而定。酸化效 果的好壞直接影響 SBR反應(yīng)器的處理效果，有機(jī)物去除主要集中在 SBR反應(yīng)器中。 第 8 頁，共 38 頁 酸化 — SBR法處理高濃度啤酒廢水效果比較理想，去除率均在 94%以上，最高達(dá) 99%以上。這種方法在處理啤酒廢水時(shí)，在厭氧反應(yīng)中，放棄反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)、控制條件要求高的甲烷發(fā)酵階段，將反應(yīng)控制在酸化階段，這樣較之全過程的厭氧反應(yīng)具有以下優(yōu)點(diǎn)： 由于反應(yīng)控制在水解、酸化階段反應(yīng)迅速，故水解池體積?。? 不需要收集產(chǎn)生的沼氣，簡(jiǎn)化了構(gòu)造，降低了造價(jià)，便于維護(hù)，易于放大； 對(duì)于污泥的降解功能完全和消化池一樣，產(chǎn)生的剩余污泥量少 。以下列舉各種厭氧 +好氧的組合工藝情況及其優(yōu)缺點(diǎn)，然 后從中選出 2個(gè)較為可行的方法進(jìn)行比較，選取合適的一個(gè)作為處理工藝流程并進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算。其不足之處是出水 CODcr的濃度仍達(dá) 500 mg/l左右，需進(jìn)行再處理或與好氧處理串聯(lián)才能達(dá)標(biāo)排放。應(yīng)該指出，啤 酒廢水中的乙醇是一種有效的顆?；龠M(jìn)劑［ 19］，它為 UASB的成功運(yùn)行提供了十分有利的條件。由于啤酒廢水的堿度一般為 500～ 800 mg/l(以 CaCO3計(jì) )［ 18］，堿度不足，所以需投加工業(yè)碳酸鈉或氧化鈣加以補(bǔ)充。此外，一定的進(jìn)水堿度也是顆粒污泥形成的必要條件，因?yàn)閰捬跎锏纳L(zhǎng)要求適當(dāng)高的堿度，例如：產(chǎn)甲烷細(xì)菌生長(zhǎng)的最適宜 pH值為 ～ 。 實(shí)踐證明， UASB成功處理高濃度啤酒廢水的關(guān)鍵是培養(yǎng)出沉降性能良好的厭氧顆粒污泥。 UASB的主要組成部分是反應(yīng)器，其底部為絮凝和沉淀性能良好的厭氧污泥構(gòu)成的污泥床，上部設(shè)置了一個(gè)專用的氣 液 固分離系統(tǒng)（三相分離室）［ 10］。因此，啤酒廢水的厭氧生物處理受到了越來越多的關(guān)注。它是在無氧條件下，靠厭氣細(xì)菌的作用分解有機(jī)物。據(jù) 報(bào)道，廢水中 BOD5的去除率在 80%以第 7 頁，共 38 頁 上［ 7］。該法運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定、動(dòng)力 消耗少，但低溫對(duì)運(yùn)行影響大，在處理高濃度廢水時(shí)需增加轉(zhuǎn)盤