【正文】 of the production process to produce a large number of highstrength wastewater, the environment has bee a serious source of pollution, therefore, wastewater treatment, has bee China39。 on the processing equipment and structures in detail the design and calculation to determine the structure of the processing equipment and the structure size, waste water treatment works layout and elevation layout, and a wastewater treatment works project budget, which projects a total investment of 130 million deal with a cost of yuan per cubic meter of wastewater.Keywords: Citric Acid wastewater, Wastewater Treatment, Floatation, Oxidation, Reduction第一章 緒論 檸檬酸廢水的來源與水質特征在我國，檸檬酸生產主要以薯干、玉米等為原料，用薯干為原料，采用薯干粉原料深層發(fā)酵法生產檸檬酸是我國獨特的先進工藝。國外生產檸檬酸主要以糖蜜為原料，糖蜜的組成復雜，一般需要進行糖蜜預處理方可進行檸檬酸正常生產。發(fā)酵后的混合液中，大部分是溶解態(tài)的檸檬酸，并含有許多其他雜質與代謝產物，如薯干粉渣、蛋白質、菌絲體以及一些不能利用的糖類等。往濾液中投加碳酸鈣，與溶解態(tài)的檸檬酸反應生成難溶性的檸檬酸鈣沉淀，通過過濾可以與其他可溶性雜質分離，這一過程稱為中和。 檸檬酸廢水處理方法研究現狀 檸檬酸廢水治理現狀我國是世界上最大的檸檬酸生產國,檸檬酸消費量大。檸檬酸生產過程中會產生高濃度有機廢水，廢水中主要含有淀粉質、蛋白質、各種有機酸、生產菌體所分泌的酶、發(fā)酵殘留物、葡萄糖、氨氮和脂肪等有機物及N、P、S等無機物。其COD和BOD5負荷分別達到 25000m3/L ~15000m3/L以上。因此，治理廢水、保護環(huán)境已成為我國檸檬酸行業(yè)的當務之急。因為檸檬酸生產廢水屬于高濃度有機廢水，不含有毒物質，可生化性好，因此，國內外常用的檸檬酸廢水處理方法是生物法，根據作用微生物的不同，生物處理方法可分為好養(yǎng)處理好厭氧處理兩大類。好養(yǎng)生物處理是在有氧存在的條件下，通過好養(yǎng)微生物的作用，使廢水中的污染物質得到降解。好養(yǎng)生物法包括傳統(tǒng)活性污泥法工藝、間歇曝氣活性污泥法（SBR）、好養(yǎng)生物膜法、氧化溝、深井曝氣法等。賈慧利等對某電廠鍋爐檸檬酸洗廢水和該廠生活污水用活性污泥法聯(lián)合處理進行了可行性實驗研究，試驗結果表明在室溫下，控制污泥沉降比在30%~35%、~、~，當進水COD濃度在800~850mg/L時，出水COD及BOD5可分別小于100mg/L及30mg/L,COD和BOD5的去除率均可達90%以上。SBR法分為進水、反應、沉淀、排水及閑置等幾個運行階段，使其具有厭氧法和好氧法的協(xié)同作用，水質水量變化適應性強，出水水質好，不存在活性污泥膨脹等問題；且操作簡單，運行可靠，易于實現自動化控制。（3）好養(yǎng)生物膜法生物膜法是利用微生物群體附著在固體填料表面而形成的生物膜來處理廢水的一種方法又稱固定膜法。當生物膜增厚到一定程度時，由于受到水力沖刷而發(fā)生剝落，適當的剝落可使生物膜得到更新。層內因氧的擴散受到影響而供氧不足，厭氧菌大量繁殖稱為厭氧層。潘尋、胡文容【1】對生物活性濾池+O3深度處理檸檬酸廢水做過研究，研究表明，生物活性濾池+O3工藝對檸檬酸廢水的COD、色度和UV254的去除率分別為76%、93%和27%。（4）氧化溝法氧化溝污水生物處理技術與其他生物處理相比，有其獨特的技術和經濟方面的特點。氧化溝處理工藝簡化了預處理過程，污水流態(tài)可以按照完全混合推流式考慮，懸浮狀有機物和溶解性有機物可以得到比較徹底的去除。b． 曝氣設備和構造形式多樣化，運行靈活。c．處理效果穩(wěn)定、出水水質好，并可以實現脫氮。（二）厭氧生物法厭氧生物處理技術是一種低成本的廢水處理技術，是利用艷陽微生物的代謝過程，在無需提供氧氣的情況下把有機物轉化為無機物和少量的細胞物質，這些無機物包括大量的沼氣和水。厭氧生物法包括厭氧消化池，厭氧接觸法，厭氧生物濾池，上流式厭氧污泥床，厭氧顆粒污泥膨脹床，內循環(huán)厭氧反應器等。廣東佛山環(huán)境裝備公司采用高溫厭氧消化法處理檸檬酸廢水，進水COD和BOD5濃度分別是991417014mg/L和48827700mg/L，控制消化溫度60℃，水力停留時間48h，則出水COD和BOD5去除率分別為13141600mg/L和139416mg/L，去除率達到85%和90%以上。不過與厭氧消化工藝相比，它還是具有明顯的優(yōu)點：。、污泥回流系統(tǒng)和真空脫氣設備。（3）厭氧生物濾池 厭氧生物濾池是利用附著于在體表面的厭氧微生物所形成的生物膜凈化廢水中有機物的一種方法，其處理溶解性有機廢水時容積負荷高達10～15kgCOD/()。其過程為：廢水通過反應器底部進水管進入內筒，逐漸上升到反應器頂部的水分布器，通過虹吸管均勻進入外筒和中筒之間馴化好的污泥相混合，在厭氧菌的作用下，廢水中有機物被分解成沼氣。UASB反應器的工藝構造和實際運行主要具有以下幾個突出的特點：①反應器中的污泥是在一定運行條件下、通過嚴格控制反應器中的水力學特性和有機物負荷經過一段時間的培養(yǎng)而形成的，它是以顆粒狀形式存在的高活性顆粒污泥，其好壞直接影響到UASB反應器的運行特性。這種三相分離器可以自動地將泥、水、氣加以分離并起到澄清出保證集氣室正常水面的功能。（三）厭氧好氧處理法為了提高厭氧處理后的出水水質，使其達到國家的排放標準，目前，在檸檬酸廢水處理的實際工程中，多采用厭氧好氧組合處理工藝，且取得了較好效果。為了改善系統(tǒng)的出水水質，接觸氧化池后又增設一氣浮池。郝雯娣等采用兩級UASB反應器和接觸氧化工藝對檸檬酸廢水進行了處理研究。d)時，COD去除率可達90%以上，反應器內厭氧污泥實現了顆?；?；厭氧出水經接觸氧化處理后，整體工藝COD去除率達96%以上，出水COD濃度基本穩(wěn)定在300mg/L以下。郭茂新等采用厭氧—兼氧—好氧工業(yè)處理以玉米為原料生產的廢水，厭氧采用管道厭氧消化器，兼氧池、好氧池均為接觸氧化池，其中兼氧池停留時間為4h，～。檸檬酸廢水治理從末端治理已向清潔生產工藝、物質循環(huán)利用、廢水回用等綜合防治階段發(fā)展。在處理的同時，還可以獲得一定的經濟效益。 工藝流程及說明 工藝流程的確定 工藝流程說明 工藝原理 構筑物設計計算（1）調節(jié)池 總水力停留時間4h，數量1座. 尺寸 6m10m（2）UASB反應器 單體尺寸13m10m。（3）一級接觸氧化池 廢水經UASB厭氧處理后，可生化性得到很大的提高，在好氧微生物的作用下，對水的有機物進一步降解。在調節(jié)池容積計算上，應當考慮能夠容納水質變化一個周期所排放的全部水量。（1）設計要求[4]①調節(jié)池一般容積較大，應適當考慮設計成半地下式，還應考慮加蓋板。③調節(jié)池布置應與整個污水處理工程各處構筑物的布置相配合。⑤調節(jié)池的埋深與污水排放口埋深有關，如果排放口太深，調節(jié)池與排放口之間應考慮設置集水井，并設置一級泵站進行一級提升。必要時還應考慮設超越管。尺寸 設計池深h=4m,取池寬b=6m，則長。 升流式厭氧反應器UABS（一）尺寸計算（1）UASB反應器的有效容積（包括沉淀區(qū)和反應區(qū)）設計容積負荷為Nv＝10kgCOD/(m3UASB有效容積： 式中 （2）UASB反應器的形狀和尺寸 反應器設2座，為矩形①反應器有效高度 h=6m,則橫截面積 ②單池從布水均勻和經濟考慮，矩形池長寬比2：1以下比較合適。（3）水力停留時間（HRT）及水力負荷率（Vr）據參考文獻，對顆粒污泥，水力負荷Vr=～(m2（二）三相分離器構造設計（1）三相分離器的基本構造（2）構造計算沉淀區(qū)設計根據一般設計要求，水流在沉淀室內的表面負荷,沉淀室底部進水表面負荷一般(m2沉淀區(qū)的表面負荷：回流縫設計如圖所示，設176。氣液分離設計 由圖所示=sin55176。=.設AB＝，則.校核氣液分離。s)],由于廢水動力粘滯系數值比凈水大，取]μ廢=(cmd),每個布水點服務2～5m2,出水口流速2～5m/s.（1）配水系統(tǒng)形式采用多管孔配水方式，每個反應器設1根D=100mm的總水管，1根d=50mm的支水管，支管分別位于總水管兩側，,配水孔徑取Φ15mm,孔距2m,每根水管有3個配水孔，2=5m2,孔口向下。（三）驗證：溫度35℃，容積負荷10kgCOD/(m3滿足空塔水流速度u≤,空塔沼氣上升速度ug≤（1）UASB反應器中污泥總量計算 一般UASB污泥床主要由沉降性能好的厭氧污泥組成，平均濃度為15VSS/L,則2座UASB中污泥總量（2）產泥量計算 厭氧微生物處理污泥產量r=,進水COD濃度C0=16500mg/L=,COD去除率E=85%。反應器每天排泥1～2次，各池的污泥由污泥泵抽入污泥濃縮池中。數量2臺，每天排泥2h。出水是否均勻對處理效果有很大影響。（2）溢流堰設計（1）沼氣產氣量計算沼氣主要產生于厭氧階段，設計產氣率取r＝總產氣量 G＝rQC0E=1000=5610m3/d,單個UASB反應器產量集氣管 每個集氣罩的沼氣用一根集氣管收集，單個池子共13根氣管。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，％。每一反應器配一水封罐。H==水封罐，直徑1500mm,進氣管、出氣管各一根D＝50mm并設液面計氣水分離器 氣水分離器為干燥沼氣所用，選用Φ50mmH1800mm鋼制氣水分離器中有鋼絲填料，并配有流量計壓力表。 生物接觸氧化池設計計算設計數據：Q=1000m3/d=，進水COD=2700mg/L,進水BOD=1080mg/。（1）一級接觸氧化池尺寸，COD去除率E1=85%，BOD去除率E1’=90%有效容積：式中 反應池總面積：式中 H—填料層高度。池深H0=H+h1+h2+(m1)h3+h4=3++++=式中 停留時間：主要結構見圖（2）二級接觸氧化池尺寸進水COD=405mg/L,去除率E2=70%，進水BOD=108mg/L,去除率E2’=80%有效容積：池平面尺寸：。,孔在管的兩側交錯排列。氣出口處的絕對壓力（Pb）為：轉移效率（E）為10%，則空氣離開曝氣池時氧的百分比為：溫度為20℃時，,脫氧清水的充氧量為：式中 供氣量 每格有4根支管，管長5m，管中心間距1m，孔距50mm，每根管有出氣孔100個。每根支管所需空氣量 孔空氣流速 接觸氧化池所需總的空氣量 ③各反應池充氣管管徑一級接觸氧化池：設空氣干管流速V1=10m/s。,。出水采用過水孔，與導流廊道相對在另一長邊，設出口流速（1）一級接觸氧化池①過水孔所需面積，則S’=S/=②過水孔尺寸 每單元格有過水孔3個， 孔寬b=，孔高過水孔尺寸 .③水流方式 水從過水孔流入下一單格導流廊道，整個反應池呈推流式，如圖所示④引流渠 格4與格5間有引流渠，實際渠深H=++=，從格4外側第一孔到格5外側最后一孔，如圖所示。（1）一級接觸氧化池 加上導流廊道、引流渠、出水渠等構筑物部分，單座反應池的尺寸21m11m，每池配曝氣系統(tǒng)，半軟性填料及支架1套。豎流式沉淀池1座，采用中心進水