【正文】 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(guò) 3個(gè)月的調(diào)試 UASB即可達(dá)到滿負(fù)荷運(yùn)行。 （ 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(guò)新陳代謝將水中的固體物質(zhì)水解為溶解性物質(zhì)，將大啤酒廠污水處理設(shè)計(jì)方案 分子有機(jī)物降解為小分子有機(jī)物。 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。 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(wèn)題： 水解酸化池存在的問(wèn)題主要是沉淀污泥不能及時(shí)排除。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。不過(guò)，增設(shè)混凝氣浮增加了運(yùn)行費(fèi)用，而且氣浮過(guò)程中溶入的 O2還可能對(duì)水解酸化產(chǎn)生不利影響。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。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。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。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。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。 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(lái)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(méi)能提高供氧能力反而使情況更糟。 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。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。本處理工藝的關(guān)鍵設(shè)備是 UASB反應(yīng)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℃，而本工程的啤酒廢水水質(zhì)超出了這個(gè)范圍。這無(wú)形中增加了電器。 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。這樣一來(lái)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。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。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。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。采用該工藝既降低處理成本，又能產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益。 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%)。 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。也就是說(shuō)，耗電量并沒(méi)有隨廢水處理量的增加而增加。②節(jié)約污泥處理費(fèi)用。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(wàn)元 /a。 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。 方案一流程圖： 啤酒廠污水處理設(shè)計(jì)方案 方案一的流程說(shuō)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。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。 第三階段為接觸氧化階段，用來(lái)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。 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。 污泥處理經(jīng)濃縮池濃縮后，脫水外運(yùn)。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(kāi)封啤酒廠、青島湖島啤酒廠、廈門(mén)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。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。 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?？墒〉舫恋沓睾臀勰嗷亓鞯脑O(shè)施。濾液送到細(xì)格柵池子進(jìn)行處理。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(guò)程的前階段 )， COD去除率 80%。 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)。 (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。 (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。 超高 ；緩沖高度 總高 ，總?cè)莘e 285 m3 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(wú) 4 污泥濃縮池 /m3 90 5 脫水機(jī)房 / m3 240 240 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 啤酒廠污水處理設(shè)計(jì)方案 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。因任務(wù)書(shū)中有規(guī)定場(chǎng)地范圍為 2020m2。 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。 兩個(gè)工藝流程運(yùn)行費(fèi)用的比較見(jiàn)下表 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 流程中可回收大量沼氣作為能 源，節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用 啤酒廠污水處理設(shè)計(jì)方案 水質(zhì)下降 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： 7 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。 設(shè)計(jì)參數(shù) ： 設(shè)計(jì)流量： Q=2200m3/d= m3/s 過(guò)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。 （ 4）過(guò)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= 啤酒廠污水處理設(shè)計(jì)方案 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。 （ 8）計(jì)算草圖如下： 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 啤酒廠污水處理設(shè)計(jì)方案 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(guò)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。 （ 6）攪拌機(jī)型號(hào)的選擇 攪拌機(jī)選用 4臺(tái)立軸式機(jī)械混合攪拌機(jī)，攪拌機(jī)型號(hào)為 JWH6501。 UASB反應(yīng)池 Q=2200m3/d= m3/h，設(shè) UASB 有機(jī) COD 負(fù)荷為 4kg/( m3 C 25 反應(yīng)區(qū)有效深度 h1/m 空塔水流速度 u/(m/h) ≤ 空塔沼氣上升速度 ug/(m/h) ≤ 污泥層高度 /m — 沼氣產(chǎn)率 /（ m3/ kgCOD（去除）） 污泥產(chǎn)率 /（ kg TSS/kgCOD（去除）） 啤酒廠污水處理設(shè)計(jì)方案 UASB 反應(yīng)器的有效容積 V 有效： V 有效 =Q（ CoCe） /Nv=2200x(1200400)x103/4=440(m3) 式中 Q設(shè)計(jì)處理量， 2200m3/d； Co， Ce進(jìn)出水 COD 的濃度， mg/l； NvCOD 容積負(fù)荷， kgCOD/（ m3 *d）。 則表面積 A=Q/V=, 取 120 m2. 有效高度 h1=440/120=(m) 擬建 4個(gè)相同的池子（便于管理與維護(hù)），單池面積 f=120/4=30(m2) 設(shè) L： B≈ 1： 1（長(zhǎng)寬比一般取 1： 1— 4： 1），計(jì)算得 L=6m， B=5m 合理性驗(yàn)證：空塔水流速度 u=Q/F=(6 5 4)=(m/h)(m/h)，合理。 h） 對(duì)于顆粒污泥，水力負(fù)荷 Vr= m3/（ m2 進(jìn)水分配系統(tǒng)的設(shè)計(jì) （ 1）布水點(diǎn)的設(shè)置 由于所取容積負(fù)荷為 ，所以每個(gè)點(diǎn)的布水負(fù)荷面積大于 2m2；本設(shè)計(jì)池中共設(shè)置 48個(gè)布水點(diǎn)，則每個(gè)點(diǎn)的負(fù)荷面積為： Si=S/n=120/48= m2（符合要求） （ 2） 配水系統(tǒng)形式 本設(shè)計(jì)采用 U 形穿孔管配水，一管多孔式為配水均勻，配水 管中心距可采用 ，出水孔孔距也可采用 ，孔徑一般為1020mm，常采用 15mm，孔口向下或與垂線呈 45176。配水管中心距池底一般為 2025cm，配水管的直徑最好不小于100mm。 本設(shè)計(jì)中進(jìn)水總管管徑取 150mm，流速約為 。 共設(shè) 48 個(gè)布水孔，出水流速 u 選為 ， 則孔徑為： d=［ 4Q/3600nπ u ］ 1/2= 本裝置采用連續(xù)進(jìn)料方式，布水孔孔口向下，有利于避免管口堵塞，而且由于 UASB 反應(yīng)器底部反射散布作用，有利于布水均勻。 啤酒廠污水處理設(shè)計(jì)方案 （ 3）上升水流速度和氣流速度 本次設(shè)計(jì)中常溫下容積負(fù)荷 Nv=，沼氣產(chǎn)率 r= m3/ kgCOD，采用厭氧消化污泥接種， 空塔水流速度 uk≤ ；空塔沼氣上升速度 ug≤