【正文】 ................................................................ 25 設計泥量 ........................................................................................ 25 沈陽工學院水污染控制工程課程設計 IV 設計計算 .......................................................................................... 25 污泥濃縮池的設計計算 ............................................................................ 26 設計說明 ........................................................................................ 26 設計泥量 ........................................................................................ 26 參數(shù)選取 ........................................................................................ 26 容積計算 ........................................................................................ 26 機械脫水間的設計計算 ............................................................................ 28 設計說明 ........................................................................................ 28 設計參數(shù) ........................................................................................ 29 參數(shù)選取 ........................................................................................ 29 設計計算 ........................................................................................ 29 4 結論 ........................................................................................................................ 31 參考文獻 ...................................................................................................... 32 沈陽工學院水污染控制工程課程設計 第 1 頁 前 言 隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，人民生活水平的不斷提高，人們對啤酒的需求量也愈來愈大，啤酒工業(yè)隨之日益發(fā)展。啤酒廠廢水具有有機物濃度高、 BOD5/COD 高、可生化性良好等特點，中高濃度的啤酒廢水處理工藝的理論和實踐應用研究在國內(nèi)外也逐漸成為熱點。同時對 UASB+SBR 組合工藝提出了合理的設計參數(shù)，并進行了技術經(jīng)濟分析。因該 廢 水 BOD 值較大，不經(jīng)處理會對環(huán)境造成巨大污染。廢水水質(zhì)在不同季節(jié)也有一定的差異，尤其是處于高峰流量時的廢水，其有機物含量也處于高峰。啤酒工業(yè)廢水主要含糖類，醇類等有機物，有機物濃度較高，雖然無毒，但易于腐敗，排入水體要消耗大量的溶解氧， 對水體環(huán)境造成嚴重的危害。通過較為全面的工藝設計計算練習，為今后的畢業(yè)環(huán)節(jié)及從事水污染控制工程實際工 作打下良好的基礎。我國卻是一個水資源十分短缺的國家，人均水資源占有量僅為世界平均水平的四分之一，嚴重制約著我國社會主義經(jīng)濟的發(fā)展。隨著近代我國社會主義經(jīng)濟的騰飛，社會主義工業(yè)呈現(xiàn)飛速發(fā)展，水資源污染尤其是工業(yè)廢水污染也嚴重惡化。 80 年代以來 ，我國啤酒工業(yè)得到迅速發(fā)展，到目前我國啤酒生產(chǎn)廠已有 800多家，據(jù) 1996 年統(tǒng)計我國啤酒產(chǎn)量達 1650 萬 t，既成為世界啤酒生產(chǎn)大國，又成為較高濃度有機物污染大戶，啤酒廢水的排放和對環(huán)境的污染已成為突出問題，引起了各有關部門的重視。基于水污染的危害性和嚴重性，以保護環(huán)境為宗旨，以達到國家廢水排放標準為要求來設計啤酒廢水排放設備，所以此處理工藝的設計旨在控制廢水的 COD 濃度，減少對環(huán)境的污染。廢水主要包括浸麥廢水、糖化廢水、廢酵母液、洗滌廢水和冷卻排水等。啤酒廢水的水質(zhì)和水量在不同季節(jié)有一定差別，處于高峰流量時的啤酒廢水，有機物含量也處于高峰?；谒廴镜奈：π院蛧乐匦?，以保護環(huán)境為宗旨，以達到國家廢水排放標準為目的來設計啤酒廢水處理工藝是啤酒生產(chǎn)廠廢水處理部門一項刻不容緩的重任 ！ 啤酒生產(chǎn)過程中各工序通常間歇排水，且 COD 及 PH 值波動大，水質(zhì)不等，一般不宜分質(zhì)處理，而宜混合后共同處理。但是近些年來，厭氧生物處理技術以其耗能低、對中高濃度有機廢水處理效果好等優(yōu)點，在啤酒廢水處理中的應用日益廣泛，特別是 UASB 工藝可以大幅度地降低處理設施的建設費用和運行費用，具有很大的經(jīng)濟性。這種方法具有很強的沖擊負荷能力。啤酒廢水與其他行業(yè)不同，污染成分屬于有害無毒，在廢水中主要含有麥槽、糖類、果膠、酒花、酵母殘渣、蛋白化合物等有機物和少量的無機物。 好氧處理工藝 20世紀 80年代初，啤酒廢水處理主要采用好氧處理技術 ,包括活性污泥法、高負荷生物濾池和接觸氧化法等 [3] （ 1）活性污泥法 活性污泥法是以活性污泥為主體的廢水生物處理的主要方法，它是應用廣泛的廢水生物處理工藝。該法是在人工充氧條件下，對污水和各種微生物群體進行連續(xù)混合培養(yǎng)，形成活性污泥。然后使污泥與水分離，大部分污泥再回流到曝氣池，多余部分則排出活性污泥系統(tǒng)。 活性污泥法的優(yōu)點： ①對廢水的處理效果很好，對 BOD 的去除率最高可達 90%； ②適合用于處理凈化程度高和穩(wěn)定性要求較高的廢水； ③有機物在曝氣池內(nèi)的降解經(jīng)歷了第一階段的吸附和第二階段的代謝的完整過程 ,活性污泥也經(jīng)歷了對數(shù)增長、減速增長、內(nèi)源呼吸的完整生長周期。（ 2）生物膜法 沈陽工學院水污染控制工程課程設計 第 5 頁 生物膜法是與活性污泥法并列的一類廢水好氧生物處理技術，是一種固定膜法。生物膜法是利用附著生長于某些固體物表面的微生物進行有機污水處理的方法。生物膜法的原理是，生物膜首先吸附附著水層有機物，由好氣層的好氣菌 將其分解，再進入?yún)挌鈱舆M行厭氣分解，流動水層則將老化的生物膜沖掉以生長新的生物膜，如此往復以達到凈化污水的目的。 生物膜法的缺點： ①生物膜載體增加了系統(tǒng)的投資； ②附著于固體表面的微生物較難控制； ③生物膜法對環(huán)境溫度要較高，溫度過高過低都會影響微生物活性。與傳統(tǒng)污水處理工藝不同， SBR技術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)定生化反應替代穩(wěn)態(tài)生化反應，靜置理想沉淀替代傳統(tǒng)的動態(tài)沉淀。 SBR 工藝優(yōu)點： ①理想的推流過程使生化反應推動力增大，效率提高，池內(nèi)厭氧、好氧處于交替狀態(tài)，凈化效果好； ②耐沖擊負荷，池內(nèi)有滯留 的處理水，對污水有稀釋、緩沖作用，有效抵抗水量和有機污物的沖擊； ③工藝過程中的各工序可根據(jù)水質(zhì)、水量進行調(diào)整，運行靈活； ④處理設備少，構造簡單，便于操作和維護管理。 SBR 工藝這些特點 ,使其特別適用于排放量小 ,有機物濃度高且不易降解 ,廢液排放間歇的中小企業(yè) [5]。一般認為 ,厭氧生物處理技術的反應器主體經(jīng)歷了 3 個時代 [6]。常見的厭氧反應器有上流式厭氧污泥床 (UASB)、 EGSB反應器、厭氧流化床 (UFB)、折板厭氧反應器 (ABR)等等 [7]。 UASB 工藝因其工藝結構緊湊、處理能力大、效果好、投資省而在國內(nèi)外啤酒廢水治理中被廣泛應用。 （ 2） IC 反應器 內(nèi)循環(huán) (Internal Circulation,IC)厭氧反應器實際上是由 2個 UASB 反應器串聯(lián)疊加而成，上部為低負荷區(qū)，下部為高負荷區(qū)，利用沼氣上升帶動污泥循環(huán) [9]。 d)[10]。但左劍惡等研究發(fā)現(xiàn) EGSB反應器不適合處理含懸浮物的廢水 [12]，而且 EGSB對對三相分離器的要求比較嚴格。這種方法在處理啤酒廢水時，在厭氧反應中，放棄反應時間長、控制條件要求高的甲烷發(fā)酵階段，將反應控制在酸化階段。 酸化 — SBR 法缺點： ①酸化 — SBR 法處理中高濃度啤酒廢廢水，酸化至關重要，酸化效果的好壞直接影響 SBR 反應器的處理效果，有機物去除主要集中在 SBR 反應器中； ②酸化 — SBR 法處理啤酒廢水受進水堿度和反應溫度的影響，最佳溫度是24℃， 最佳堿度范圍是 500～ 750mg/L。本處理工藝的關鍵設備是 UASB 反應器。厭氧微生物對水質(zhì)的要求不像好氧微生物那么寬，最佳 pH 為，最佳溫度為 35℃ 40℃，這就要求廢水進入 UASB 反應器之前必需進行酸度和溫度的調(diào)節(jié)。 UASB 反應器的出水水質(zhì)一般都比較穩(wěn)定，在回流系統(tǒng)的作用下重新回到配水系統(tǒng)。 （ 3） UASB— 好氧接觸氧化工藝： 此處理工 藝中主要處理設備是上流式厭氧污泥床和好氧接觸氧化池，處理主沈陽工學院水污染控制工程課程設計 第 8 頁 要過程為：廢水經(jīng)過轉鼓過濾機，轉鼓過濾機對 SS 的去除率達 10%以上，隨著麥殼類有機物的去除，廢水中的有機物濃度也有所降低。由于增加了厭氧處理單元，該工藝的處理效果非常好。 UASB— 好氧接觸氧化工藝優(yōu)點： ①該工藝處理效果好、操作簡單、穩(wěn)定性高； ②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、運行穩(wěn)定、能耗低、容易調(diào)試和易于每年的重新啟動等特點； ③整個工藝對 COD 的去除率達 %，對懸浮物的去除率達 %～ 98%。將 UASB 和 SBR兩種處理單元進行組合，所形成的處理工藝突出了各自處理單元的優(yōu)點，使處理流程簡潔，節(jié)省了運行費用，而把 UASB 作為整個廢水達標排放的一個預處理單元，在降低廢水濃度的同時，可回收所產(chǎn)沼氣作為能源利用。 UASB+SBR 法處理工藝優(yōu)點： ①節(jié)約廢水處理費用， UASB 取代原水解酸化池作為整個廢水達標排放的一個預處理單元，削減了全部進水 COD 的 75%，從而降低后續(xù) SBR池的處理負荷； ②節(jié)約污泥處理費用，廢水經(jīng)過 UASB 處理后， 75%的有機物被去除，使 SBR處理負荷大大降低，產(chǎn)泥量相應減少； ③投資、運行費用低； ④處理啤酒廢水時流程簡單，安全操作、維修方便； ⑤工藝調(diào)節(jié)靈活，可使用不同規(guī)模的啤酒廢水處理廠。此法在處理高濃度啤酒廢水是能培養(yǎng)出具有良好沉降性能的厭氧顆粒污泥，顆粒污泥形成的同時厭氧細菌不斷繁殖積累，較多的污泥負荷時的細菌獲得充足的營養(yǎng)物質(zhì)。啤酒廢水中的高濃度有機物質(zhì)為 UASB 運行提供有利條件。另外 ,可以減輕后續(xù)構筑物的處理負荷。 ，人工清渣的格柵傾角小時較省力，但占地多 ； 通過格柵的水頭損失，一般采用 ～ ； 格柵間工作臺兩側過道寬度不應小于 ； 機械清渣不小于 ； 本次設計選取細格柵；柵條間隙 b=10mm；柵前水深 h=；過柵流速v=，柵條寬度 s=；安裝傾角 a=60 ； 設計流量 maxQ =4000m3/d=167m3/h=179。 ??????bs 4/3= ( )4/3= ?? sin2h 22 gvk? =3? 2 ??? = 式中： k— 系數(shù)，格柵受污物堵塞后，水頭損失增大倍數(shù)，一般采用 k= ，為避免格柵前涌水，故將柵后槽下降 h2作為補償。/d 1W ： 單位體積污水柵渣量 m3/(103m3污水） 取 (103m3） 2k ： 污水流量總變化系數(shù)。 集水池 設計說明 集水池是匯集準備輸送到其他構筑物去的一種小型貯水設備，設置集水池作為水量調(diào)節(jié)之用，貯存盈余，補充短缺，使生物處理設施在一日內(nèi)能得到均和的進水量，保證正常運行。/s； 設計計算 集水池的容量為大于一臺泵五分鐘的流量，設一臺水泵，每臺泵的流量為 1Q=。 集水池構造 :集水池內(nèi)保證水流平穩(wěn)，流態(tài)良好，不產(chǎn)生渦流和滯留，必要時可設置導流墻，水泵吸水管按集水池的中軸線對稱布置，每臺水泵在吸水時應不干擾其他水泵的工作，為保證水流平穩(wěn)，其流速為 。調(diào)節(jié)池有效容積的確定分停留時間法和累積曲線