【正文】 據(jù)資料顯示，設(shè)計廢水處理量 3000m179。具體要求如下： 了解飲料廢水處理技術(shù)特點及機理，根據(jù)水質(zhì)、水量，通過眾 多方案（三種）對比論證（工藝流程、運行特點、經(jīng)濟性），確定本項目水處理工藝流程以及系統(tǒng)設(shè)計工藝流程；選擇合適（經(jīng)濟、技術(shù)）的處理單元組成處理流程。 對設(shè)計工藝流程的遺留問題進行分許并提出改進建議。 工藝模式概述 采用了以活性污泥法 /生物膜法聯(lián)合處理為主體的生化反應(yīng)。在功能方面的特征， 厭氧運行的生物接觸氧化處理技術(shù)具有多種凈化功能，除了能夠以較高去除率去除BOD 以外，其 COD 的去除效率也達到了跟 BOD 的去除相近的效果；同時，采用傳統(tǒng)曝氣式活性污泥法進一步去除廢水中的高濃度有機物，從而達到了很好的廢水處理效果。 內(nèi)蒙古工業(yè)大學水污染課程設(shè)計 5 第二章 工藝流程的確定 水質(zhì)分析 污水來源 污水按來源可分為生活污水、 工業(yè)廢水 和 城市 污水。生活污水的 主要 成分為纖維素、淀粉、糖類、脂肪、蛋白質(zhì)等有機物質(zhì)，氮、磷、硫等無機鹽及泥沙等雜質(zhì)，生活污水中還含有多種微生物及病原體。工業(yè)廢水由于種類繁多，污染物成分及性質(zhì)隨生產(chǎn)過程而異，變化復雜。 城市污水 城市污水 包括 生活污水、工業(yè)廢水等， 在合流制排水系統(tǒng)中包括雨水，在半分流制排水系統(tǒng)中包括初期雨水。 汽水類飲料廢水水質(zhì)特點 此 類水的水質(zhì)特點為：屬于蔗糖有機廢水，含有很高的 BOD、 COD， PH 較高，由于汽水類飲料的生產(chǎn)一般采用間歇式生產(chǎn)，故水質(zhì)變化較大。 工藝流程比較 由所處理污水水質(zhì)特點出發(fā)，由于 BOD 和 COD 濃度都比較高，所以選擇采用厭氧與好氧交替的處理方式進行廢水的處理。 生物流化床 生物流化床是采用比重大于 1的細小惰 性顆粒，如砂、焦炭、陶粒、活性炭等為載體，使微生物生長于載體表面形成生物膜，污水在流化床內(nèi)自下而上流動，載體處于流化床狀態(tài)。 基本原理 生物流化床中載體處于流態(tài)化是由于上升的水流（或氣流與水流）所造成的。 工藝流程見圖 21。 生物轉(zhuǎn)盤 基本原理 生物轉(zhuǎn)盤法也是合理利用自然界微生物群新陳代謝的生理功能對有機廢水凈化的生物處理法，其原理與生物濾池相似，生物轉(zhuǎn)盤法是廢水處于半靜止狀態(tài)，微生物生長在轉(zhuǎn)盤的盤面上，轉(zhuǎn)盤在廢水中不斷緩慢地轉(zhuǎn)動使其互相接觸的處理方法。生物膜的厚度與處理原水的濃度和基質(zhì)性質(zhì)有關(guān)，約 — ，在盤面的外側(cè)附著液膜、好氧性生物膜與厭氧性生物膜在轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動剪切力的作用下脫落。 原水 出水 污泥濃縮脫水 圖 22 生物轉(zhuǎn)盤流程圖 工藝特點 生物轉(zhuǎn)盤法作為污水處理的一項生物處理技術(shù)，具體如下特 點： (1) 生物量多，微生物濃度高，凈化效率高，具體較強的耐沖擊負荷的能力； (2) 生物膜上的微生物生長繁殖良好，食物鏈長，污泥產(chǎn)量少，且易于沉淀； (3) 生物轉(zhuǎn)盤具有硝化和反硝化的功能； (4) 生物轉(zhuǎn)盤可與初沉池、曝氣池和二沉池合建，從而提高處理水水質(zhì)； (5) 維護管理簡單，功能穩(wěn)定可靠，沒有噪聲，不產(chǎn)生濾池蠅，不產(chǎn)生污泥膨脹和二次污染等問題； (6) 不需要曝氣和污泥回流裝置，動力消耗低，節(jié)約能源，運行費用低。接觸氧化池內(nèi)設(shè)有填料，部分微生物以生物膜的形式固著生長于填料表面，部分則是絮狀懸浮生長于水中。由于其中填料以及其上生物膜均淹沒于水中，它又被稱為淹沒式生物濾池。生物膜生長至一定厚度后，近填料壁的微生物將由于缺氧而進行厭氧代謝，產(chǎn)生的氣體以及曝氣形成的沖初沉池 生物轉(zhuǎn)盤 二沉池 消毒 內(nèi)蒙古工業(yè)大學水污染課程設(shè)計 9 刷作用會造成生物膜的脫落，并促進新生物膜的生長，形成生物膜的代謝。 工藝流程見圖 23 出水 圖 23 生物接觸氧化法流程圖 工藝特點 與其他生物膜法相比，生物接觸氧化法有如下特點： (1) 由于填料的比表面積大，池內(nèi)的充氧條件良好，生物接觸氧化池內(nèi)單位容積的生物固體量都高于活性污泥法曝氣池及生物濾池，因此 ，生物接觸氧化池具有較高的容積負荷，處理時間短，節(jié)約占地面積。 (3) 由于生物接觸氧化池內(nèi)生物固體量多，水流屬于完全混合型，因此生物接觸氧化池對水質(zhì)水量的驟變有較強的適應(yīng)能力，曝氣加速了生物膜的更新，使生物膜的活性提高。 (5) 生物接觸氧化法不需要專門培養(yǎng)菌種，掛膜方便，可以間歇運行。 SBR 工藝的一個完整的操作過程，亦即每個間歇反應(yīng)器在處理廢水時的操作過程包括如下 5 個階段：① 進水期；②反應(yīng)期；③沉淀期；④排水排泥期；⑤閑置期。其中自進水、反應(yīng)、沉淀、排水排泥至閑置期結(jié)束為一個運行周期。 工藝流程見圖 24 圖 24 SBR法流程圖 工藝特點 與傳統(tǒng)污水處理工藝不同， SBR 技術(shù)采用時間分割的操作方式替代空間分割的操作方式，非穩(wěn)定生化反應(yīng)替代穩(wěn)態(tài)生化反應(yīng)，靜置理想沉淀替代傳統(tǒng)的動態(tài)沉淀。 傳統(tǒng)活性污泥法 污水→集水池→泵站→初沉池→曝氣池→二沉池→排放 根據(jù)本項目的原水水質(zhì)和處理要求，必須采用生化處理方能達到排放所要求的處理程度，在大規(guī)模的城市污水處理 廠中應(yīng)用最為廣泛的生化法處理是傳統(tǒng)活性污泥法工藝以及由此派生出來、種類繁多的變形工藝。 傳統(tǒng)的活性污泥法耐沖擊負荷低，泥量大，占地面積大，土建投資高等缺點，但是傳統(tǒng)活性污泥法技術(shù)成熟，處理量大，效率高，能耗低，無二次污染。對于 SBR工藝 反應(yīng)器容積利用率低（由于 SBR 反應(yīng)器水位不恒定，反應(yīng)器有效容積需要按照最高水位來設(shè)計，大多數(shù)時間，反應(yīng)器內(nèi)水位均達不到此值，所以反應(yīng)器容積利用率低） ， 水頭損失大。而且不連續(xù)出水，使得 SBR 工藝串聯(lián)其他連續(xù)處理工藝時較為困難 ；而厭氧運行的生物接觸氧化池能夠處理高負荷的有機物，污染負荷高，抗 沖擊負荷高，對水質(zhì)變化的適應(yīng)性強，啟動快，無污泥膨脹，運行穩(wěn)定。 經(jīng)濟情況：生物轉(zhuǎn)盤法占地比較大，相對投資較大，在寒冷地區(qū)需要進行保溫措施。 傳統(tǒng)活性污泥法 耐沖擊負荷低，泥量大，占地面積大，土建投資高。 綜合以上的分析情況，并對處理水質(zhì)分析，主要確定以 活性污泥法 /生物接觸氧化法 /聯(lián)合處理 為主體的污水處理工藝，且生物接觸氧化法兼具了活性污泥法和生物膜法的特點，對污水處理有更好 的效果。處理后的上層水排放或作進一步處理污泥從二次沉淀油定期排走。 二段法：采用二段法的目的是為了縮短生物氧化時間，提高生化處理效率，同時更適應(yīng)原水水質(zhì)的變化，出水水質(zhì)穩(wěn)定。沉淀池的污泥定期排走。因此微電物繁殖率高，活力強，吸附氧化有機物的能力也高，可初沉池 生物接觸氧化池 二沉池 污泥 初沉池 一氧池 中沉池 二氧池 二沉池 原水 內(nèi)蒙古工業(yè)大學水污染課程設(shè)計 14 以提高處理效率。同時，處團水中有機物含量亦要高一些。 綜上所述，一段法流程簡單易行，操作方便，投資較省，但對 BOD 的降解能力不如二段法。一般當有機負荷較低，水量負荷較大時，如污水的三級處理，采用一段法流程填料堵塞的可能性較小。當有機負荷較高時，如污水的二級處理，采用二段法流程可根據(jù) BOD負荷條件的變化組合載體填料。 故本工藝選擇確定以兩段式生物接觸法為主體的處理工藝。這種生物絮體叫做活性污泥，它由好氣性微生物（包括細菌、真菌、原生動物和后生動物）及其代謝的和吸附的有機物、無機物組成，具有降解廢水中有機污染物（也有些可部分利用無機物）的能力，顯示生物化學活性。 活性污泥法凈化廢水包括下述三個主要過程。是膠態(tài)的大分子有機物被吸附后，首先被水解酶作用，分解為小分子物質(zhì)，然后這些小分子與溶解性有機物一道在透膜酶的作用下或在濃差推動下選擇性滲入細胞體內(nèi) 2．微生物的代謝 內(nèi)蒙古工業(yè)大學水污染課程設(shè)計 15 微生物的代謝過程如第十二章所述，吸收進 入細胞體內(nèi)的污染物通過微生物的代謝反應(yīng)而被降解，一部分經(jīng)過一系列中間狀態(tài)氧化為最終產(chǎn)物 CO2 和 H2O等．另一部分則轉(zhuǎn)化為新的有機體，使細胞增殖 3．凝聚與沉淀 絮凝體是活性污泥的基本結(jié)構(gòu)，它能夠防止微型動物對游離細菌的吞噬，并承受曝氣等外界不利因素的影響，更有利于與處理水分離。 進水 污泥回流 流程中的主體構(gòu)筑物是曝氣池，廢水經(jīng)過適當預處理（如初沉）后，進入曝氣池與池內(nèi)活性污泥混合成混合液，并在池內(nèi)充分曝氣，一方面使活性污泥處于懸浮狀態(tài)，廢水與活性污泥充分接觸；另一方面，通過曝氣，向活性污泥供氧，保持好氧條件，保證微生物的正常生長與繁殖。大部分二沉池的沉淀 污泥回流入曝氣池進口，與進入曝氣池的廢水混合。通常，參與分解廢水中有機物的微生物的增殖速度，都慢于微個物在曝氣池內(nèi)的平均停留時間。污泥回流后，凈增殖的細胞物質(zhì)將作為剩余污泥排入污泥處理系統(tǒng)。 初沉池 曝氣池 二沉池 內(nèi)蒙古工業(yè)大學水污染課程設(shè)計 16 推流式活計污泥曝氣池有若干個狹長的流槽，廢水從一端進入，另一端流出。隨著水流的過程，廢物降解，微生物增長， F/M 沿程變化，系統(tǒng)處于生長曲線某一段上工作。同時，由于池內(nèi)各點水質(zhì)均勻、 F/M 一定。運行時，可以調(diào)節(jié) F/M，使曝氣 池處于良好的工況條件下工作。 按供氧方式，活性污泥可分為鼓風曝氣式和機械曝氣式兩大類。它適合于長方形曝氣池，布氣設(shè)備裝在曝氣池的一側(cè)或池底。 機械曝氣式是用專門的曝氣機械，劇烈地攪動水面，使空氣中的氧溶解于木中。如果在一個長方形池內(nèi)安裝多 個曝氣機，廢水從一端進入，經(jīng)幾次機械曝氣之后，從另一端流出，這種型式相當于若干個完全混 合式曝氣池串聯(lián)工作，適用于廢水量很大的處理系統(tǒng)。 對于小型曝氣池，采用機械曝氣，動力費用較少，并省去鼓風曝氣所需的空氣管道，維護管理也比較方便。此外，曝氣池中如有大量泡沫產(chǎn)生，則可能嚴重影響葉輪的充氧能力。 所以，通過綜合考慮工藝的設(shè)計，由于生物接觸氧化池已經(jīng)能夠處理大部分廢水中的有機物，而且具有很大的容積負荷和沖擊負荷，所以通過生物接觸氧化池處理過的廢水其有機物濃度已經(jīng)比較低，廢水水質(zhì)趨于穩(wěn)定，這樣的水質(zhì)通過曝氣池處理時不會對曝氣池產(chǎn)生很大沖擊，也不會產(chǎn)生較大的污泥量，所以從經(jīng)濟方面考慮采內(nèi)蒙古工業(yè)大學水污染課程設(shè)計 17 用經(jīng)濟且操作簡便的推流式曝氣池。由于城市生活污水含有大量的懸浮物，為此首先采用格柵作為去除較大懸浮物的手段。為去除較大懸浮物，本工藝采用粗格柵作為預處理構(gòu)筑物。 (2) 設(shè)兩道格柵： 集水井 ? 中格柵 ? 提升泵 ? 細格柵 (3) 提升泵的型號選為 4PWA (4) 根據(jù)提升泵的要求，中格柵的柵條間隙選為 25mm，已知平均水量 Q=10000m3/d, 即柵渣截留量為 ~，采用鏈條式格柵除污機機械除渣。 調(diào)節(jié)池的選擇 對于有些反應(yīng)，如 厭氧 反應(yīng)對水質(zhì)、水量和沖擊負荷較為敏感，所以對于 工業(yè)廢水 適當尺寸的調(diào)節(jié) 池，對水質(zhì)、水量的調(diào)節(jié)是厭氧反應(yīng)穩(wěn)定運行的保證。 從作用考慮選擇均質(zhì)均量池。無論使用在什么地方，對污水提升泵選型是一個很重要的環(huán)節(jié)，若是出錯，勞神費力不說，還浪費金錢。選擇這種污水提升泵我們必須要清楚的直到介質(zhì)只能是污水而不是泥漿或者說介質(zhì)里面不能含有大量的雜物，比如說布條、頭發(fā)、廢紙。前提是只能是污水而不能是泥漿。廢水經(jīng)初沉后，約可去除可沉物、 油脂 和漂浮物的 50%、 BOD 的 20%，按去除單位質(zhì)量 BOD 或 固體 物計算，初沉池是經(jīng)濟上最為節(jié)省的凈化步驟，對于生活污水和 懸浮 物 較高的工業(yè)污水均易采用初沉池預處理。由于生活污水排放過程中水量水質(zhì)均有一定的不均勻性，使得污水的流量或濃內(nèi)蒙古工業(yè)大學水污染課程設(shè)計 19 度在晝夜內(nèi)有一定的變化。調(diào)節(jié)廢水水質(zhì)水量，從而避免對后續(xù)生物處理造成較大的負荷變化，使生物處理正常運行受影響。沉淀池內(nèi)結(jié) 構(gòu)分