可口可樂(lè)生產(chǎn)廢水處理工藝的設(shè)計(jì)論文說(shuō)明

1、1 簡(jiǎn)介1.1 可口可樂(lè)廢水來(lái)源及特點(diǎn)作為世界知名的軟飲料品牌，可口可樂(lè)目前在全球市場(chǎng)占有重要地位，在全球市場(chǎng)占有率高達(dá)48%，生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量廢水.可樂(lè)廢水是可樂(lè)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢水，包括生產(chǎn)過(guò)程中溢出的不合格品、洗瓶水、洗滌水、清洗設(shè)備和工廠清洗水等1 。廢水排放不連續(xù)，水質(zhì)和水量極不均勻，特別是廢水隨季節(jié)波動(dòng)較大，水中有機(jī)物含量高，pH值不穩(wěn)定2 。水資源污染大、浪費(fèi)大。1.2 可口可樂(lè)加工技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)處理高濃度廢水常用的化學(xué)方法有高級(jí)氧化（催化氧化）、焚燒和微電解3 。與生物處理相比，物理處理不受水質(zhì)影響，出水水質(zhì)相對(duì)穩(wěn)定，對(duì)一些難以生物處理的有機(jī)廢水的去除效果較好4 。對(duì)于可口可

2、樂(lè)廢水， BOD 5 /COD Cr day 值較高，非常有利于生化處理。根據(jù)廢水的質(zhì)量，可以使用單一的好氧方法或厭氧和好氧方法的組合。1.2.1好氧生物處理多用于中低濃度有機(jī)廢水的處理，主要有以下兩種方式：(1)活性污泥法：處理工藝的主要部分是曝氣池和沉淀池。廢水進(jìn)入曝氣池后與活性污泥（含有大量好氧微生物）混合。污泥吸附氧化分解廢水中的有機(jī)物，污泥與水的分離由沉淀池完成。廣泛用于SBR和CASS反應(yīng)池。 = 1 * GB3 SBR為過(guò)間歇曝氣，可顯著降低電耗，同時(shí)廢水處理時(shí)間也比普通活性污泥法短。 SBR法是一種改進(jìn)的活性污泥法。 SBR法沒有二沉池和污泥回流設(shè)備?？箾_擊負(fù)荷，治療效果穩(wěn)定。

3、 = 2 * GB3 CASS反應(yīng)池為循環(huán)活性污泥工藝。 CASS反應(yīng)池的操作一般包括進(jìn)水、曝氣、回流三個(gè)階段；沉淀階段；排泥階段；周期為 4-12 小時(shí)。根據(jù)需要，反應(yīng)池一般通過(guò)隔墻分為三個(gè)區(qū)：生物選擇區(qū)、預(yù)反應(yīng)區(qū)和主反應(yīng)區(qū)。生物選擇性區(qū)域曝氣，類似于 SBR 方法中的受限曝氣階段。在該區(qū)域，回流污泥中的微生物大量吸收有機(jī)物，可以快速有效地降低廢水中有機(jī)物的濃度；預(yù)反應(yīng)區(qū)采用半限制曝氣。(2)生物膜法：在處理池中加入軟質(zhì)填料，利用填料表面生長(zhǎng)的微生物對(duì)廢水進(jìn)行處理。廢水生物膜處理法，簡(jiǎn)稱生物膜法，是目前比較流行的好氧污水生物處理技術(shù)之一5 。最大的優(yōu)點(diǎn)是沒有污泥膨脹的問(wèn)題，操作管理方便，剩余

4、污泥少。生物接觸氧化池和生物轉(zhuǎn)盤是這類方法的代表，它們都用于可口可樂(lè)處理，主要是降低可口可樂(lè)廢水中的BOD 5 6 。1.2.2 厭氧工藝處理早在100多年前，人們就開始采用厭氧工藝處理生活污水污泥。 1860年，法國(guó)工程師MouraS首先用厭氧法處理沉淀的固體物質(zhì)。后來(lái)，德國(guó)的卡爾伊姆霍夫（Karl Imhoff）將其發(fā)展到今天仍在使用?；S池和雙層沉淀池（又稱伊姆霍夫池） 7 。其處理技術(shù)包括厭氧過(guò)濾器、上流式厭氧污泥床（UASB）、厭氧循環(huán)反應(yīng)器（IC）等多種方法。(1)UASB：UASB技術(shù)最為成熟。它利用厭氧微生物降解廢水中的有機(jī)物。其主體分為配水系統(tǒng)、反應(yīng)區(qū)、氣液固三相分離系統(tǒng)、排

5、水系統(tǒng)和污泥排放系統(tǒng)、沼氣收集。該系統(tǒng)四部分具有效率高、處理成本低、電耗低、投資少、占地面積小等一系列優(yōu)點(diǎn)，完全適用于高濃度廢水的處理8 。(2) IC：在UASB反應(yīng)堆的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)。和UASB反應(yīng)器一樣，它可以形成具有高生物活性的厭氧顆粒污泥，但不同的是，這個(gè)反應(yīng)器部分也可以形成流體循環(huán)。該型反應(yīng)器高度約16-25m，容積負(fù)荷約為普通上流式厭氧污泥床（UASB）的4倍。良好的運(yùn)行穩(wěn)定性 9 。1.2.3厭氧+好氧生物處理厭氧生物處理與好氧生物處理相結(jié)合處理可口可樂(lè)廢水（混合水）是成熟可靠的工藝，可大力推廣使用。陸平采用微電解-生物接觸氧化法處理松香和樟腦混合廢水，系統(tǒng)出水CODcr小于1

6、50mg/L 10 。有四類：(1)水解+好氧技術(shù)：水解+好氧生物處理技術(shù)的典型工藝流程為：格柵均質(zhì)調(diào)整酸化接觸氧化氣浮排放達(dá)標(biāo)。將兩級(jí)接觸氧化工藝簡(jiǎn)化為一級(jí)接觸氧化，大大降低了能耗。水解反應(yīng)器采用厭氧反應(yīng)中的水解酸化階段，摒棄停留時(shí)間長(zhǎng)的甲烷發(fā)酵階段，導(dǎo)致有機(jī)物去除率，尤其是懸浮物的去除率，明顯高于停留時(shí)間相同的初沉池；由于可口可樂(lè)廢水分子和難降解有機(jī)物轉(zhuǎn)化為小分子易降解有機(jī)物，改善了出水的生化性質(zhì)，使得好氧處理單元的停留時(shí)間比傳統(tǒng)工藝更短；同時(shí)，懸浮物（包括進(jìn)水、后續(xù)好氧處理中的懸浮物和剩余污泥）水解成可溶性物質(zhì)，使污泥得到處理。水解池為厭氧上流式污泥床，主要由水解菌組成。 SBR法等 1

7、1 ，因此，水解-好氧工藝是一種新型的處理工藝。可口可樂(lè)廢水經(jīng)水解酸化后進(jìn)行接觸氧化處理，節(jié)能效果顯著，且價(jià)值增加，廢水的可生化性提高，可充分發(fā)揮后續(xù)好氧生物處理的作用，縮短整個(gè)過(guò)程的總水力停留時(shí)間，提高生物處理能力?？煽诳蓸?lè)廢水的效率，尤其是整個(gè)系統(tǒng)中的殘余污泥量較低 12 。（2）UASB+好氧工藝：USAB+好氧處理工藝，其特點(diǎn)是：UASB反應(yīng)器中部分有機(jī)物被去除，COD去除率在70%以上，BOD去除率在80%以上，降低了直接效率。氧氣處理的能耗； 厭氧工藝有機(jī)負(fù)荷高，水力停留時(shí)間短，污泥產(chǎn)率低，可降低污泥處理成本； 好氧池進(jìn)一步降解UASB反應(yīng)器出水中的殘留有機(jī)物； = 4 * GB3

8、 UASB反應(yīng)堆占地面積小，可節(jié)省投資。整個(gè)過(guò)程處理效率高，操作簡(jiǎn)單，運(yùn)行穩(wěn)定。 UASB之后可采用生物接觸氧化、新型生物接觸氧化、A/O工藝、氧化溝、SBR等 13 。(3)EGSB+好氧技術(shù)：屬于新型厭氧+好氧處理工藝。其特點(diǎn)： 所采用的厭氧工藝為EGSB工藝。與UASB相比，EGSB具有布水容易、均勻、傳質(zhì)等優(yōu)點(diǎn)。具有效果好、有機(jī)物去除率高、可在較高進(jìn)水濃度和較高容積負(fù)荷下運(yùn)行的優(yōu)點(diǎn)； EGSB設(shè)備的高度可以達(dá)到UASB設(shè)備的兩倍以上，占用空間更??； 在EGSB裝置中，污泥濃度可提高到2040 kg / m3。有機(jī)物主要在這樣的顆粒層中分解，產(chǎn)生大量沼氣，可回收利用，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益

9、14 。然后EGSB可以進(jìn)行生物接觸氧化、新型生物接觸氧化、A/O工藝、氧化溝法、SBR等 15 。(4) IC-CIRCOX反應(yīng)器：IC反應(yīng)器是一種厭氧循環(huán)反應(yīng)器，它是根據(jù)UASB原理，由荷蘭Paques公司于1986年研制的，由兩個(gè)相互疊加的UASB反應(yīng)器單元組成。 ，上部為高濃度負(fù)荷，下部為低濃度負(fù)荷 16 。在功能上，它由混合區(qū)、膨脹區(qū)、精細(xì)加工區(qū)和回流系統(tǒng)4個(gè)不同的工藝單元組成。該反應(yīng)器利用沼氣提升產(chǎn)生循環(huán)，無(wú)需外力攪拌混合和回流污泥，節(jié)省電力消耗。與其他厭氧設(shè)備相比，占地面積小，有利于沼氣的收集；減少剩余污泥；抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，處理效率高 17 。好氧汽提反應(yīng)器（CIRCOX反應(yīng)器

10、）又稱三相循環(huán)流化床，具有高徑比大、占地面積小、有機(jī)負(fù)荷和微生物濃度高、水力停留時(shí)間短、剩余污泥少等特點(diǎn)。 ;流化性能好；高氧氣傳輸效率；較少的載波損失。將這兩個(gè)反應(yīng)器串聯(lián)組合，IC反應(yīng)器適用于高濃度， CIRCOX反應(yīng)器適用于低濃度。 .1.3 本課題的意義中國(guó)飲料行業(yè)是改革開放以來(lái)發(fā)展起來(lái)的新興產(chǎn)業(yè)，是中國(guó)消費(fèi)品的發(fā)展熱點(diǎn)和新的增長(zhǎng)點(diǎn)?？煽诳蓸?lè)作為十大飲料品牌之一，由于需求的增加，也產(chǎn)生了越來(lái)越多的廢水。對(duì)于水資源相對(duì)匱乏的中國(guó)來(lái)說(shuō)，如果處理好此類廢水，對(duì)中國(guó)水資源的利用具有重要意義。近年來(lái)，可口可樂(lè)發(fā)展非常迅速，其總消費(fèi)量和人均占有率都有所提高。在快速發(fā)展的同時(shí)，也帶來(lái)了一定的環(huán)境污染問(wèn)

11、題。飲料行業(yè)的廢水處理技術(shù)在不斷增加，大部分都比較成熟。根據(jù)碳酸飲料生產(chǎn)的特點(diǎn)，以UASB-活性污泥為主線的處理工藝可以實(shí)現(xiàn)可樂(lè)廢水的長(zhǎng)期穩(wěn)定排放。混凝/絮凝工藝用于飲料行業(yè)廢水的處理，實(shí)現(xiàn)了最高的COD去除率19 。 UASB反應(yīng)器中顆粒污泥的形成提高了污泥的沉降性，防止污泥流失，并在反應(yīng)器中保持較高的污泥濃度。顆粒污泥的長(zhǎng)期滯留使反應(yīng)器具有較長(zhǎng)的固體滯留時(shí)間，縮短了水力滯留時(shí)間，反應(yīng)器具有更高的處理效率。采用活性污泥法作為厭氧后處理，具有去除效果好、工藝成熟、運(yùn)行安全可靠、出水水質(zhì)穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。采用UASB-活性污泥法的廢水處理工藝，廢水中COD、BOD 5和SS的總?cè)コ史謩e可以達(dá)到98%

12、、99.2%和94%，出水達(dá)到國(guó)家綜合污水排放標(biāo)準(zhǔn)（GB 8978-1996)。 ) 主要標(biāo)準(zhǔn)。2 工藝流程可樂(lè)廢水中有機(jī)污染物濃度較高，生物降解性較好。建議使用厭氧預(yù)處理裝置來(lái)降解大部分有機(jī)物。厭氧流出物通過(guò)好氧生化處理進(jìn)一步減少。因此，污水處理系統(tǒng)采用厭氧-好氧工藝。 UASB具有容積負(fù)荷率高、水力停留時(shí)間短的優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于相同COD濃度的總廢水處理，UASB反應(yīng)器的污泥產(chǎn)量較低。約1/5，所以本設(shè)計(jì)的厭氧階段采用UASB工藝。活性污泥是一種利用懸浮微生物對(duì)廢水進(jìn)行絮凝處理的好氧處理方法，生物絮凝物就是活性污泥。在生物吸附階段，廢水與活性污泥微生物充分接觸，形成懸浮混合溶液。廢水中的污染物以較

13、大的比表面積吸附和粘附，表面積含有多糖。首先在水解霉菌的作用下分解成小分子物質(zhì)，然后小分子被微生物分解20 。好氧生物處理去除效率高，厭氧消化處理后的污水進(jìn)入好氧生物池后得到較好的處理。綜上所述，本設(shè)計(jì)采用厭氧-好氧處理工藝，厭氧階段采用UASB工藝，好氧階段采用好氧活性污泥處理。工藝流程圖如圖2.1所示。生產(chǎn)廢水通過(guò)污水管道收集到污水站的收集井；污水通過(guò)提升泵通過(guò)液壓篩進(jìn)入平衡池，過(guò)濾殘?jiān)?，進(jìn)行水質(zhì)、pH值調(diào)節(jié)等預(yù)處理。然后通過(guò)配水系統(tǒng)進(jìn)入U(xiǎn)ASB反應(yīng)堆；部分有機(jī)污染物，UASB出水通過(guò)穩(wěn)定過(guò)渡區(qū)進(jìn)入好氧活性污泥池，污染物在好氧活性污泥池中進(jìn)一步降解，在沉淀池中完成泥水分離。處理后的水達(dá)到國(guó)

14、家污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（GB 8978-1996）一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)后排入市政管網(wǎng)。廠區(qū)綜合廢水廠區(qū)綜合廢水集水井均衡池酸堿營(yíng)養(yǎng)源攪拌UASB沼氣好氧活性污泥池二沉池達(dá)標(biāo)排放剩余污泥污泥回流圖2.1 UASB-活性污泥法工藝流程3 單體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算處理前的污水水質(zhì)參數(shù), ,3.1 采集井3.1.1 設(shè)計(jì)原因用于收集廠區(qū)來(lái)水，提供潛水泵安裝平臺(tái)和鋼砼結(jié)構(gòu)。3.1.2 設(shè)計(jì)參數(shù)廢水停留時(shí)間：25分鐘安裝2臺(tái)水泵（1臺(tái)使用，1臺(tái)備用）泵流量、揚(yáng)程、功率3.1.3 流程規(guī)模,水泵裝有液位控制器自動(dòng)控制，簡(jiǎn)化人工操作。請(qǐng)參見圖 3-1。3m 3.8m3.8m 3.8m集水井的俯視圖和側(cè)視圖3.2 平衡池3.2.1 設(shè)

15、計(jì)原因由于不同車間污水的性質(zhì)和流量不同，車間污水的質(zhì)量和數(shù)量也不盡相同。均衡池內(nèi)裝有酸、堿、營(yíng)養(yǎng)鹽加藥泵等自動(dòng)控制儀表和測(cè)控探頭1 ，用于調(diào)節(jié)污水水質(zhì)。平衡池的目的是保持水質(zhì)和水量相對(duì)穩(wěn)定，有利于后續(xù)處理單元的有效運(yùn)行。同時(shí)，均衡池中的攪拌器有利于保持水質(zhì)穩(wěn)定。圖 3.210m5.5m10米 10米圖3.2均衡單元的俯視圖和側(cè)視圖3.2.2 設(shè)計(jì)參數(shù)廢水停留時(shí)間： ,3.2.3 流程規(guī)模平衡池大小平衡罐有效容積（3-1）式中有效體積（ ）；處理水量（ ）；混合時(shí)間（ ）；池?cái)?shù)（ ）。取自設(shè)計(jì)；.再均衡池鋼混凝土結(jié)構(gòu)、尺寸、 (3-2)攪拌裝置攪拌器外緣轉(zhuǎn)速：（常用，取自設(shè)計(jì)）攪拌器直徑：取自設(shè)

16、計(jì)攪拌器寬度：混合器層數(shù)：設(shè)計(jì)中取一層混音器頁(yè)數(shù)：攪拌機(jī)離池底的高度：攪拌器轉(zhuǎn)速： ,式中： 攪拌器的轉(zhuǎn)速（ ）；攪拌器外緣速度（ ）；- 攪拌器直徑 ( )。 （從、 、值獲得）攪拌器角速度： (3-3) 軸功率： (3-4)軸功率（ ）；阻力系數(shù)，0.20.5；- 水的密度（ ）；- 攪拌器的角速度（ ）；- 攪拌器的頁(yè)數(shù)；- 攪拌器的層數(shù)；- 攪拌器半徑；- 重力加速度（ ）。設(shè)計(jì)取, ,層, . 所需軸功率： (3-5)式中： 所需外圍功率（ ）；水的動(dòng)態(tài)粘度（ ）；- 混合罐的容積（ ）；速度梯度（ ），一般使用。設(shè)計(jì), 不能滿足要求, 需要調(diào)整, 混合器的層數(shù)改為,那么，可行。電機(jī)

17、功率： （3-6）其中： 電機(jī)功率（ ）；設(shè)計(jì)軸功率（ ）；傳動(dòng)機(jī)械的效率；取自設(shè)計(jì)；.3.3 UASB反應(yīng)堆3.3.1 UASB反應(yīng)堆組成UASB反應(yīng)器由反應(yīng)區(qū)、進(jìn)出水管道和位于上部的三相分離器組成。如圖 3.3 所示。上述構(gòu)件由鋼筋混凝土、鋼材、塑料等材料構(gòu)成，反應(yīng)器下部有優(yōu)質(zhì)的厭氧污泥餾分，具有良好的混凝沉降性能，形成污泥床。圖 3.3 UASB反應(yīng)堆3.3.2 UASB反應(yīng)堆工作原理UASB是為解決厭氧反應(yīng)器中微生物濃度問(wèn)題而開發(fā)的一種新型反應(yīng)器。在UASB反應(yīng)器中，廢水被均勻地引入反應(yīng)器底部，廢水自下而上通過(guò)污泥床。廢水與污泥顆粒接觸過(guò)程中發(fā)生厭氧反應(yīng)，產(chǎn)生的沼氣使反應(yīng)器循環(huán)，有利于

18、顆粒污泥的形成和維持。污泥床中產(chǎn)生的一些氣體附著在污泥顆粒上并上升到反應(yīng)器的頂部。上升到表面的污泥撞擊三相分離器的氣體反射板底部，使帶有氣泡的污泥絮體脫氣。釋放氣泡后的污泥顆粒沉降在污泥床表面，氣體被收集到反應(yīng)器頂部的三相分離器集氣室。置于集氣室單元間隙下方的擋板起到氣體反射器的作用，阻止沼氣氣泡進(jìn)入沉淀區(qū)，否則會(huì)在反應(yīng)器沉淀區(qū)造成湍流，阻礙顆粒沉淀。含有一些殘留固體和泥粒的液體通過(guò)分離器間隙后進(jìn)入沉降區(qū)。3.3.3 參數(shù)選擇COD (mg/L)：進(jìn)水 1500，出水 400反應(yīng)溫度/C：25反應(yīng)區(qū)有效深度h 1 /m：5.0空塔水流速u/(m/h)：1.0m/h空塔沼氣上升速度ug/(m/h

19、)：1.0m/h污泥層高/米：2.53.5沼氣產(chǎn)量/（m3 / kgCOD（去除）：0.4污泥產(chǎn)量/（kg TSS/kgCOD（去除）：0.073.3.4 流程規(guī)模，令 UASB 有機(jī) COD 負(fù)荷為UASB反應(yīng)堆的計(jì)算(3-7)式中-設(shè)計(jì)加工能力，2000 ；, 進(jìn)出水COD濃度, ;-COD 體積負(fù)荷， 。UASB反應(yīng)器形狀和尺寸的確定污水的流速一般是上升的，取。然后表面積，取110 。 (3-8)有效高度建議建4個(gè)相同的池（易于管理和維護(hù)），單個(gè)池區(qū)設(shè)置（縱橫比一般為1:14:1），計(jì)算=5.5 ， =5合理性驗(yàn)證：空塔水流速度，合理。反應(yīng)器尺寸為：水力停留時(shí)間 ( ) 和水力負(fù)荷率 (

20、 )（取 7 個(gè)）(3-9)對(duì)于顆粒污泥，水力負(fù)荷，滿足要求。配水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)：布水點(diǎn)的設(shè)置是因?yàn)槿∪莘e負(fù)荷，所以各點(diǎn)的布水負(fù)荷面積大于2 ；本設(shè)計(jì)水池共設(shè)置40個(gè)配水點(diǎn)，每個(gè)配水點(diǎn)的負(fù)荷面積為：, 滿足要求。布水系統(tǒng)形式 本設(shè)計(jì)采用U型穿孔管布水。一根管子被穿孔，以實(shí)現(xiàn)均勻的水分布。配水管中心距可采用1.02.0 ，也可采用出水口孔距。光圈一般為1.02.0 ，經(jīng)常使用。向下或垂直線方向，每個(gè)出水孔的服務(wù)面積一般為2.04.0 。配水管中心距池底的距離一般為20-45厘米，配水管直徑最好不小于20厘米。為使穿孔管各孔出水均勻，要求出水流量不小于此。在本設(shè)計(jì)中，取入水主管直徑，流量約為.在單個(gè)反

21、應(yīng)器中，有4根直徑為10萬(wàn)的支管，每?jī)筛闹行木酁?0萬(wàn)，每根管上有3個(gè)布水孔。共設(shè)置40個(gè)布水孔，出水流量選擇為，那么孔徑為：(3-10)該裝置采用連續(xù)進(jìn)料方式，布水孔口朝下，有利于避免噴嘴堵塞，并且由于UASB反應(yīng)器底部的反射和分散作用，有利于均勻的水分布。為了加強(qiáng)污泥與廢水的接觸，減少底部進(jìn)水管的堵塞，布水管設(shè)計(jì)遠(yuǎn)離UASB反應(yīng)器底部。上升流水速和風(fēng)速：本設(shè)計(jì)中，常溫容積負(fù)荷、沼氣產(chǎn)量、厭氧消化污泥接種量、空塔水流量、空塔沼氣上升速度?？账魉伲海M足要求）風(fēng)塔風(fēng)量：（符合要求）在公式-COD去除率，去。- 沼氣產(chǎn)量，-COD去除量：布水器布水壓力計(jì)算：，其中布水器的布水壓力 布水器的

22、最大淹沒水深為H 2 O； UASB反應(yīng)堆的水頭損失為H 2 O；布水器布水所需的自由水頭H 2 O為H 2 O。三相分離器的設(shè)計(jì)三相分離器具有氣液分離、固液分離和污泥回流三種功能。三相分離器設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下：墻體與水平面的夾角應(yīng)在之間。 氣體分離器之間的間隙面積與反應(yīng)器總表面積之比不應(yīng)小于。氣體分離器的高度應(yīng)介于兩者之間。為防止上升的氣泡進(jìn)入沉淀區(qū)，位于氣體分離器下部的折射板應(yīng)位于重疊部分之間。 出氣管的直徑要足夠大，以保證氣體能順利逸出，尤其是在可能出現(xiàn)泡沫的情況下。若待處理污水起泡問(wèn)題嚴(yán)重，應(yīng)在集氣罩頂部設(shè)置除泡嘴。沉淀區(qū)設(shè)計(jì)：平行于短邊，沿長(zhǎng)邊布置3個(gè)集氣罩，組成2個(gè)分離單元，共布置8個(gè)三

23、相分離器。三相分離器單元結(jié)構(gòu)圖如下：5.5圖3.4三相分離器三相分離器長(zhǎng)度B=5.5m，各單元寬度為，其中沉降區(qū)長(zhǎng)度（即UASB池形設(shè)計(jì)寬度）、寬度、頂部寬度集氣罩、沉降室底部進(jìn)水口寬度。沉淀區(qū)面積（3-11）沉淀區(qū)表面載荷（根據(jù)需要）。沉降室入口面積（3-12）沉降室進(jìn)水口上升速度（符合要求） （3-13）沉降帶斜墻的角度和深度設(shè)計(jì)：三相分離器沉降區(qū)斜壁的傾角應(yīng)在之間；超高；集氣罩頂部以上的覆蓋水深；沉積帶坡度的高度。那么傾角：（符合要求） （3-14）氣液分離設(shè)計(jì)：圖 3.5氣液分離設(shè)計(jì)如圖：設(shè)置傾斜角, , , 隔板下端與反射錐的垂直距離, 然后是間隙寬度。廢水流量為：根據(jù)資料，廢水通過(guò)

24、進(jìn)水接頭進(jìn)入沉淀區(qū)，其他廢水通過(guò)回流接頭進(jìn)入沉淀區(qū)，然后(3-15)(3-16)讓，然后(3-17)(3-18)(3-19)(3-20)然后（3-21）條件檢查：設(shè)能分離氣泡的最小直徑為常溫清水的粘度系數(shù)、廢水的密度、氣體的密度、氣泡的碰撞系數(shù)，則有斯托克斯公式：可以得到氣泡的上升速度為： (3-22)核實(shí)：似乎有道理。因此，三相分離器可以消除沼氣，分離效果好。隔板設(shè)計(jì)：從圖中可以看出，上面已經(jīng)計(jì)算出，由于浮力的作用，氣泡的上升速度在進(jìn)水縫。，沿進(jìn)水口向上的速度分量為，則應(yīng)滿足進(jìn)水口水流速度，否則水流會(huì)將氣泡帶入沉降帶。假設(shè)水流速度 正好等于 ，廢水在前面的計(jì)算中已經(jīng)設(shè)定通過(guò)進(jìn)水縫進(jìn)入沉降帶，

25、三相分離器進(jìn)水縫縱斷面總面積為：(3-23)進(jìn)水接頭共8組（16），每個(gè)進(jìn)水接頭的縱向截面積進(jìn)水口接頭寬度應(yīng)與系列數(shù)量相當(dāng)，設(shè)計(jì), 進(jìn)水 煤層 水流 速度 ;滿足設(shè)計(jì)要求，(3-24)那么身高： （3-25）假設(shè)進(jìn)水縫下板的上端高于進(jìn)水縫下端，則進(jìn)水縫下板的長(zhǎng)度為：進(jìn)水縫上板長(zhǎng)度為：. (3-26)UASB高度設(shè)計(jì)的三相分離器：三相分離器的總高度取超然后。合理的。排泥系統(tǒng)設(shè)計(jì)：UASB反應(yīng)器中污泥產(chǎn)量的計(jì)算：設(shè)置反應(yīng)器的最高液位，其中沉降區(qū)高，污泥濃度高；懸浮區(qū)高，污泥濃度高；污泥床高，污泥濃度高。反應(yīng)器內(nèi)污泥總量(3-27)BOD污泥負(fù)荷：污泥負(fù)荷表示反應(yīng)器單位質(zhì)量的活性污泥在單位時(shí)間內(nèi)所承

26、受的有機(jī)物質(zhì)量。(3-28)產(chǎn)泥量計(jì)算：每去除一次COD ，產(chǎn)生的泥漿量為：(3-29)式中-設(shè)計(jì)加工能力，- 去除 COD 濃度，設(shè)置，然后污泥的水分含量為98%。由于水分含量大于 95%，那么污泥的輸出就是排泥管離池底有一段距離，與放空管共用。放空管排至調(diào)節(jié)罐，接點(diǎn)前設(shè)置人工閥門。排泥管利用靜水壓力將剩余污泥排至集泥井。泥齡計(jì)算： (3-30)污泥清除系統(tǒng)設(shè)計(jì)由于反應(yīng)器要求排泥均勻，設(shè)計(jì)了多點(diǎn)排泥。設(shè)計(jì)中，三相分離器外設(shè)兩個(gè)排泥口。這種設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是可以去除污泥床上部剩余的絮狀污泥，也可以毫不猶豫地取出顆粒狀污泥。UASB反應(yīng)器每月排放一次污泥，污泥排入污泥收集池，再由污泥泵送至污泥濃縮池。

27、出水系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算：為了保持出水均勻，沉淀區(qū)的出水系統(tǒng)通常采用出水通道。一般每臺(tái)機(jī)組的三相分離器的沉降區(qū)都有一個(gè)出水通道，出水通道在一定距離處設(shè)有三角形出水堰。池內(nèi)有8個(gè)單元三相分離器，有8個(gè)出水槽，槽寬將反應(yīng)器的流速設(shè)為出水口缺口附近的水流速，將缺口附近的水深作為水箱的深度，出水口的坡度為0.01。出水槽有16個(gè)溢流堰，每個(gè)溢流堰都很長(zhǎng)。設(shè)計(jì)三角堰，堰高，堰口寬度，堰口水面寬度UASB處理水量為，設(shè)計(jì)溢流負(fù)荷為。但堰上水面總長(zhǎng)度（3-31）三角堰為1個(gè)，則每個(gè)溢流堰的個(gè)數(shù)為1。堰口一共1個(gè)，堰口中間無(wú)間隙。堰頭檢查：每個(gè)堰的流出量(3-32)堰上的頭： （3-33）出口設(shè)計(jì)計(jì)算：UASB反應(yīng)器

28、中間有一個(gè)出水通道，8個(gè)出水槽的出水流到這個(gè)出水通道，出水通道保持水平，出水從出水口排出。出水通道較寬，坡度為0.01。設(shè)置出水口附近的水流速度運(yùn)河口附近的水深考慮到通道深度要根據(jù)出水口的凹槽計(jì)算，所以出水通道的深度出水管設(shè)計(jì)計(jì)算：UASB反應(yīng)器排水量100萬(wàn)，排水選用DN200鋼管，水流量100左右，滿度100 ，設(shè)計(jì)坡度100 。圖 3.6 出水管設(shè)計(jì)沼氣收集系統(tǒng)設(shè)計(jì)沼氣收集系統(tǒng)布置每個(gè)集氣罩的沼氣由一根集氣管收集，共12根集氣管，集氣管支管采用DN75鋼管，主管采用DN100鋼管。氣水分離器氣水分離器的作用是對(duì)沼氣進(jìn)行干燥。選用一臺(tái)鋼制氣水分離器。鋼絲填料預(yù)裝在氣水分離器中。氣水分離器前

29、設(shè)置過(guò)濾器，對(duì)沼氣進(jìn)行凈化。設(shè)置流量計(jì)和壓力表。圖 3.7 氣水分離器3.4 好氧活性污泥池3.4.1 設(shè)計(jì)原因活性污泥池是一種懸浮生長(zhǎng)型好氧生物法，凈化過(guò)程包括吸附、分解和固液分離三個(gè)主要過(guò)程16 。池底有曝氣管，起到攪拌和供氧的雙重作用。這里采用全混合活性污泥法，即污水和回流污泥進(jìn)入曝氣池后，立即與池內(nèi)混合液混合，稀釋污染物濃度，抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)并且完全混合。曝氣池需氧量均勻，耗電量低于推流式曝氣池。但由于曝氣池內(nèi)有機(jī)物濃度低，生物降解的驅(qū)動(dòng)力低，活性污泥更易膨脹。3.4.2 參數(shù)選擇 污泥負(fù)荷率(3-34)式中： 污泥負(fù)荷率；有機(jī)物的最大比降解率與飽和常數(shù)之比；處理后的出水濃度（ ）；應(yīng)

30、小于要求；-值，一般采用；-去除率。取設(shè)計(jì), , , =94.29%(3-35)曝氣池內(nèi)混合液的污泥濃度（ ）；(3-36)式中： 混合液的污泥濃度（ ）；- 污泥返還率，常用； - 系數(shù);污泥量指數(shù)，Chatude取自設(shè)計(jì)，池?cái)?shù)或隔間數(shù)不少于2個(gè)，設(shè)計(jì)為同時(shí)并行工作。設(shè)計(jì)污水量按日平均污水量計(jì)算： 。 進(jìn)水濃度為：為保證布水均勻，每個(gè)濾池的面積一般不宜大于此。水池內(nèi)溶解氧含量應(yīng)保持在10000000000000000000000之間，供氣量與取水量的比例應(yīng)為宜。3.4.3 尺寸設(shè)計(jì)好氧活性污泥池尺寸設(shè)計(jì)平均污水量： ；進(jìn)水濃度為;出水濃度為;去除率：(3-37)曝氣池有效容積(3-38)式中

31、： 曝氣池的有效容積（ ）；曝氣池進(jìn)水量（ ），按平均流量計(jì)算；曝氣池進(jìn)水濃度值。在設(shè)計(jì)中，充分混合的曝氣池可以是方形的，邊長(zhǎng)一般小于那個(gè)。每個(gè)曝氣池的有效容積：(3-39)式中： 每個(gè)曝氣池的有效容積（ ）；曝氣池?cái)?shù)量，取自設(shè)計(jì)。單曝氣池表面積(3-40)式中： 每個(gè)曝氣池的表面積（ ）；曝氣池的有效水深（ ） ，一般不大于。接受設(shè)計(jì)各曝氣池邊長(zhǎng)曝氣池采用方形，邊長(zhǎng)： （3-41）式中： 曝氣池邊長(zhǎng)（ ）。在設(shè)計(jì)中。曝氣池總高度(3-42)中： 曝氣池總高度（ ）；超高（ ），一般用。接受設(shè)計(jì)曝氣池并聯(lián)運(yùn)行，末端采用集水井，管道送至二沉池。其布局如圖 3.8 所示：出水管道出水管道進(jìn)水進(jìn)水圖

32、3.8好氧活性污泥池平面圖設(shè)計(jì)尺寸為.進(jìn)出水系統(tǒng)曝氣池進(jìn)水設(shè)計(jì)UASB的出口先進(jìn)入配水井，再通過(guò)兩根DN管進(jìn)入曝氣池。曝氣池出水口設(shè)計(jì)各曝氣池出水通過(guò)矩形薄壁堰落入出水通道，送至二沉池。堰頭：(3-43)式中： 堰上水頭（ ）；每個(gè)曝氣池的出水量（ ）是指污水流量（ ）和污泥回流（ ，為污泥回流比）之和， 。- 流量系數(shù)，一般使用；堰寬（ ）；等于邊長(zhǎng)。曝氣池至二沉池的主管道直徑：(3-44)式中： 管徑（ ）；關(guān)閉流量（ ）。接受設(shè)計(jì)接受設(shè)計(jì)。曝氣設(shè)備使用表面機(jī)械曝氣裝置。需氧量(3-45)式中： 需氧量（ ）；- 去除每單位的需氧量；污水平均流量（ ）；曝氣池中的饑餓去除濃度（ ）；- 曝

33、氣池的數(shù)量。在設(shè)計(jì)中采用, , . 充氧(3-46)式中： 氧合能力（ ）；- 系數(shù)，一般使用；- 系數(shù)，一般使用；曝氣池溶解氧濃度，一般采用；-設(shè)置溫度；大氣壓下的飽和度( );水溫為 時(shí)，曝氣池內(nèi)溶解氧飽和度（ ）；.接受設(shè)計(jì), , ,表面機(jī)械曝氣機(jī)的選擇選擇泵葉輪，此時(shí)葉輪直徑為，所需功率為。每個(gè)曝氣池有一個(gè)曝氣池，共兩個(gè)。3.5 二沉池設(shè)計(jì)3.5.1設(shè)計(jì)依據(jù)沉淀池一般可分為平流式、徑向式、立式和傾斜管（板）式。它們各自的優(yōu)缺點(diǎn)如下：平流沉淀池優(yōu)點(diǎn)：沉淀效果好； 對(duì)沖擊載荷和溫度變化的適應(yīng)性強(qiáng)； 施工方便，造價(jià)低。缺點(diǎn)：池內(nèi)水分布不均勻； 多斗排泥時(shí)，每個(gè)泥斗需要配備單獨(dú)的排泥管，分別排

34、泥，作業(yè)量大；并且驅(qū)動(dòng)部件浸水，容易生銹。適用條件：適用于大、中、小型污水處理廠； 適用于地下水位高、地質(zhì)條件差的地區(qū)。徑向流沉淀池優(yōu)點(diǎn)：多為機(jī)械排泥，操作性更好，管理更簡(jiǎn)單； 排泥設(shè)備已定型。缺點(diǎn)：水池水速不穩(wěn)定，沉淀效果差； 機(jī)械排泥設(shè)備復(fù)雜，施工質(zhì)量要求高。適用條件：適用于大中型污水處理廠； 適用于地下水位高的地區(qū)。垂直流沉淀池優(yōu)點(diǎn)：排泥方便，管理簡(jiǎn)單； 占地面積小。缺點(diǎn)：水池深度大，施工難度大； 對(duì)沖擊載荷和溫度變化的適應(yīng)性差； 成本高； 水池直徑不宜過(guò)大，否則布水不均勻。適用條件：適用于水量較小的小型污水處理廠。斜板（管）沉淀池優(yōu)點(diǎn)：沉降效率高，停留時(shí)間短； 占地面積小。缺點(diǎn)：在二沉

35、池中使用時(shí)，固體負(fù)荷大時(shí)，處理效果不穩(wěn)定，抗沖擊負(fù)荷能力差。綜上所述，對(duì)比了四種沉淀池的優(yōu)缺點(diǎn)，結(jié)合本次設(shè)計(jì)的具體數(shù)據(jù)可以看出，本項(xiàng)目二沉淀池采用輻流式沉淀池。輻流式沉淀池一般對(duì)稱布置，布水采用集配井，使池間布水均勻，結(jié)構(gòu)緊湊。徑向流沉淀池適用于大、中、小型污水廠。3.5.2 參數(shù)選擇設(shè)計(jì)沉淀池?cái)?shù)量；設(shè)計(jì)流程是；水池直徑（或正方形的一側(cè)）與有效水深之比，一般采用；一般采用池底坡度；以輻流式沉淀池至池體半徑二分之一的水流截面為計(jì)算截面。3.5.3 流程規(guī)模輻流式二沉池示意圖如下圖3.9所示：圖3.9徑向流沉淀池沉淀池面積(3-47)式中： 降水部分的有效面積（ ）；設(shè)計(jì)流程（ ）；- 表面載荷，

36、一般使用。接受設(shè)計(jì)。沉淀池直徑(3-48)中： 沉淀池直徑（ ）。設(shè)計(jì)，半徑是。沉淀池有效水深(3-49)式中： 沉淀池的有效水深（ ）；- 沉淀時(shí)間（ ），一般使用。接受設(shè)計(jì).徑深比污泥部分所需體積(3-50)式中污泥部分所需體積（ ）；污水平均流量（ ）；曝氣池污泥濃度（ ）；二沉池排出污泥濃度（ ）；- 輻流式沉淀池組數(shù)， 。接受設(shè)計(jì), .(3-51)式中： 污泥體積指數(shù)，一般采用；- 系數(shù)，一般使用。設(shè)計(jì)取, , .沉淀池總高度式中沉淀池總高度（ ）；沉淀池超高（ ），一般使用；沉淀池的有效水深（ ）；沉淀池緩沖層高度（ ）；一般使用；沉淀池底部錐體高度（ ）；沉淀池內(nèi)污泥區(qū)的高度（

37、）。設(shè)計(jì)取, , .根據(jù)污泥混合部分的體積和二沉池污泥的特點(diǎn)，采用半橋式刮板自壓排泥。(3-52)式中： 沉淀池底部錐體高度（ ）；沉淀池半徑（ ），即值；沉淀池進(jìn)水軸半徑（ ），一般采用；- 沉淀池底部的坡度。接受設(shè)計(jì)，(3-53)式中： 所需污泥部分體積（ ）；- 沉淀池底部錐體的體積（ ）；- 沉淀池的表面積 ( )。(3-54)沉淀池進(jìn)水管計(jì)算(3-55)式中： 進(jìn)水管設(shè)計(jì)流量（ ）；單池設(shè)計(jì)流程（ ）；污泥返還率（ ）；單池污水平均流量（ ）。其中： , , .進(jìn)水管直徑至進(jìn)口軸計(jì)算采用進(jìn)水軸直徑；進(jìn)井采用多孔布水口，布水口共5個(gè)，沿井壁均勻分布。流量： ，符合要求。相同流量：（取自

38、設(shè)計(jì)）穩(wěn)流筒的流通面積：(3-56)穩(wěn)流筒直徑：(3-57)匯計(jì)算雙邊三角堰出水槽集水，出水槽沿池壁環(huán)形布置，環(huán)形槽內(nèi)的水流從左右兩側(cè)流入出水口。每側(cè)流量：油底殼中的流速；設(shè)置油底殼的寬度；水箱末端的水深； (3-58)水箱起點(diǎn)水深：(3-59)式中： 罐體臨界水深（ ）；系數(shù)，一般為1；- 重力加速度。取自設(shè)計(jì)，堰后自由落體，集水槽高度： .油底殼的尺寸部分是： 。出口堰計(jì)算(3-60)(3-61)(3-62)(3-63)(3-64)式中： 三角堰單堰流量（ ）；進(jìn)水流量（ ）；集水堰總長(zhǎng)度（ ）；集水堰外的堰長(zhǎng)（ ）；集水堰邊堰長(zhǎng)度（ ）；- 三角堰的數(shù)量（件）；三角堰單幅寬（ ）；堰上的

39、水頭（ ）；- 加載在堰上。設(shè)計(jì)，水箱遠(yuǎn)離池壁個(gè)人4 總結(jié)本項(xiàng)目在分析可口可樂(lè)廢水處理技術(shù)現(xiàn)狀及現(xiàn)有工藝的基礎(chǔ)上，提出采用UASB +好氧活性污泥法處理可口可樂(lè)廢水。UASB具有容積負(fù)荷率高、水力停留時(shí)間短的優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于相同COD濃度的總廢水處理，UASB反應(yīng)器污泥產(chǎn)率較低。約1/5 ，所以本設(shè)計(jì)的厭氧階段采用UASB工藝?；钚晕勰嗍且环N利用懸浮微生物對(duì)廢水進(jìn)行絮凝處理的好氧處理方法，生物絮凝物就是活性污泥。好氧生物處理去除效率高，厭氧消化處理后的污水進(jìn)入好氧生物池后得到較好的處理。作為活性污泥技術(shù)的研究趨勢(shì)，重點(diǎn)應(yīng)放在提高出水水質(zhì)、進(jìn)一步加強(qiáng)傳質(zhì)、提高生物反應(yīng)效率、減少污泥體積、縮短水力停留時(shí)

40、間，從而簡(jiǎn)化和減小處理反應(yīng)器的體積。 ，目的是減少占地，降低基礎(chǔ)設(shè)施和運(yùn)營(yíng)管理成本，改善管理?xiàng)l件?？傮w來(lái)看，其發(fā)展趨勢(shì)應(yīng)向高效、高難度、低成本、多功能的方向拓寬。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)其基礎(chǔ)理論的研究、工藝流程和操作條件的優(yōu)化，檢測(cè)方法的自動(dòng)化和新載體的研發(fā)顯得尤為重要。工業(yè)廢水污泥經(jīng)過(guò)一系列處理后可能變成粘性污泥、泥餅或灰燼。除了焚燒處理后的水分含量幾乎為零外，大多數(shù)處理后的污泥都不同程度地含有水分。因此，污泥的體積還是比較大的，污泥中還含有各種有機(jī)物、金屬化合物等有害物質(zhì)。這些污泥和灰燼應(yīng)最終處理、保存和利用。污泥的處置和利用是最終消除水污染的重要措施。污泥焚燒可以消除有機(jī)污染物，但不

41、能解決污泥中的無(wú)機(jī)和重金屬離子污染問(wèn)題。因此，污泥焚燒后的灰燼也應(yīng)妥善處理。在中國(guó)，用酸性廢水石灰處理的污泥與黃泥混合燒成紅磚，或作為水泥的外加劑。也有使用廢活性污泥作為塑料和橡膠的填料。這也是污泥固化的一種形式。目前，利用污泥制作建筑材料（包括粘土磚、蒸汽養(yǎng)護(hù)磚等）是一種比較普遍和方便的方式。參考1 施昌平，許彥波 UASB-活性污泥法處理可樂(lè)廢水J.環(huán)境保護(hù)與循環(huán)經(jīng)濟(jì)，2009。2 鄒峰.飲料廢水厭氧處理的研究與應(yīng)用（碩士論文）D.大學(xué)碩士學(xué)位論文，2003.3 于鳳剛. Fenton試劑強(qiáng)化鐵碳微電解固定化微生物聯(lián)合工藝處理高濃度有機(jī)廢水J.大學(xué)碩士論文，2009.4 景敏.微電解-芬頓試劑-固定化生物技術(shù)復(fù)合工藝處理染料廢水（碩士論文）D. : 大學(xué)碩士論文, 2006.5 ?？?qiáng)，王占生 BAF在微污染源水生物預(yù)處理中的應(yīng)用中國(guó)給排水, 2003, 19(2): 1-2.6韋斯利?？戏茽柕?。工業(yè)水污染控制M 華東化工學(xué)院， 1991 7 王寶珍.污水處理M : 建筑工程，1959。8王松林，王.循環(huán)UASB反應(yīng)器+氧化溝工藝在啤酒廢水處理中的應(yīng)用J .工業(yè)用水與廢水, 2001 , 32 (2) : 2324 .9朱躍海.啤酒廠廢水處理工藝及分析J 給