啤酒廢水畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

..啤酒廢水畢業(yè)設(shè)計(jì)第一局部設(shè)計(jì)說明書1緒論1.1概況隨著國啤酒工業(yè)日益開展，建廠規(guī)模越來越大，啤酒廢水的排放量成倍增加，污染強(qiáng)度逐日加劇，啤酒廢水的處理問題已經(jīng)提到日程上來。啤酒生產(chǎn)是耗水量最大的行業(yè)，一般國每生產(chǎn)1噸啤酒約耗水15噸左右，產(chǎn)生廢水12噸左右。啤酒廢水的組成變動(dòng)也極大，這取決于釀造過程中的各種不同工序。啤酒生產(chǎn)的廢水主要來自兩個(gè)方面，一是大量的冷卻水〔糖化，麥芽冷卻，發(fā)酵等〕，二是大量的洗滌水，沖洗水〔各種罐洗滌水，瓶洗滌水等〕。啤酒廢水的有機(jī)組成通常是可以生物降解，主要是由糖、可溶性淀粉、乙醇、揮發(fā)性脂肪酸等組成，國啤酒廠廢水中CODcr含量為：1000～2500mg/L，BOD5含量為600～1500mg/L，可生化性強(qiáng)。pH值取決于CIP即在線清洗單元上所使用的化學(xué)物質(zhì)的數(shù)量和類型(如苛性鈉、磷酸、硝酸)。氮和磷的含量主要取決于原料的加工以及污水中廢酵母存在量。啤酒廢水富含有機(jī)物和一定濃度的懸浮顆粒固體(SS)，其中COD、BOD質(zhì)量濃度高達(dá)數(shù)千mg／L,另外還含有大量的N、P無機(jī)鹽，這些廢物本身并無毒，但含有大量可被生物降解的有機(jī)物質(zhì)，假設(shè)不加治理直接外排，將導(dǎo)致地表水體，破壞水體的生態(tài)平衡，對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染，所以啤酒廢水的處理勢(shì)在必行。1.2設(shè)計(jì)原始資料某啤酒廠位于太湖周邊某市，該廠的生產(chǎn)規(guī)模為10萬噸啤酒/年，年生產(chǎn)日期為300天，啤酒廢水的主要來源是糖化車間、發(fā)酵車間、灌裝車間以及生產(chǎn)用冷卻廢水等。局部車間的定期消毒和沖洗地面也要排出一些廢水。廠區(qū)也排出一定量的生活廢水〔工人數(shù)100人〕。要求廢水處理后到達(dá)"太湖地區(qū)城鎮(zhèn)污水處理廠及重點(diǎn)工業(yè)行業(yè)主要水污染物排放限值"〔DB32-7/1072-2007〕中的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。2水量、水確實(shí)定2.1水量確實(shí)定2.1.1工業(yè)廢水水量確實(shí)定根據(jù)查"太湖地區(qū)城鎮(zhèn)污水處理廠及重點(diǎn)工業(yè)行業(yè)主要水污染物排放限值"〔DB32-7/1072-2007〕中相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。表1太湖地區(qū)重點(diǎn)工業(yè)行業(yè)允許排水量限值序號(hào)工業(yè)行業(yè)限值1紡織染整工業(yè)百米布最高允許排水量，m3/100m布〔布幅以914mm計(jì)；寬幅按比例折算〕2.0噸纖維最高允許排水量，m3/t纖維1502造紙工業(yè)商品漿造紙企業(yè)噸紙最高允許排水量，m3/t紙12廢紙?jiān)旒埰髽I(yè)噸紙最高允許排水量，m3/t紙153鋼鐵工業(yè)焦化：噸焦耗新鮮水量，m3/t焦2.5鋼鐵聯(lián)合企業(yè)：噸鋼最高允許排水量，m3/t鋼24電鍍工業(yè)平方米鍍件最高允許排水量，m3/m2鍍件0.25食品制造工業(yè)味精工業(yè)噸產(chǎn)品最高允許排水量，m3/t產(chǎn)品150啤酒工業(yè)廢水產(chǎn)生量，m3/kL4.5注：1城鎮(zhèn)生活污水處理廠廢水排放量不設(shè)允許排水量限值。2化學(xué)工業(yè)涉及的門類較多、產(chǎn)品復(fù)雜，有國家清潔生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)的，允許排水量限值執(zhí)行清潔生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)中一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)〔國際清潔生產(chǎn)先進(jìn)水平〕；沒有國家清潔生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)的，仍執(zhí)行國家相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。每生產(chǎn)1噸啤酒排放廢水的限值為4.5噸，取4.2噸，符合標(biāo)準(zhǔn)，那么該啤酒廠年產(chǎn)廢水10萬，10萬m3×4.2＝42萬m3，每天約為420000÷300＝1400m3。2.1.2生活污水水量確實(shí)定根據(jù)"建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)"相關(guān)規(guī)定：設(shè)計(jì)企業(yè)建筑時(shí)，管理人員的生活用水定額可取30～50L/人·班；車間工人的生活用水定額應(yīng)根據(jù)車間性質(zhì)確定，一般宜采用〔30～50〕L/人·班；用水時(shí)間宜取8h，小時(shí)變化系數(shù)宜取1.5～2.5。所以取每人生活定額為50L/人·班，小時(shí)變化系數(shù)取2，排污系數(shù)取0.8，那么每天生活污水的排放量為〔50×2×0.8×100〕／1000＝8m3。2.1.3處理規(guī)模及設(shè)計(jì)流量確實(shí)定由工業(yè)廢水1400m3/d和生活污水8m3/d，可以確定該啤酒廠廢水的水量為：1408m3/d，那么取該啤酒廠廢水的處理規(guī)模為1500m3/d；取時(shí)變化系數(shù)為2，那么該啤酒廠的設(shè)計(jì)流量為35L/s。2.2水質(zhì)確實(shí)定2.2.1進(jìn)水水質(zhì)確實(shí)定a.啤酒廢水的來源啤酒廢水主要來源有：麥芽生產(chǎn)過程的洗麥水、浸麥水、發(fā)芽降溫噴霧水、麥糟水、洗汲滌水、凝固物洗滌水；糖化過程的糖化、過濾洗滌水;發(fā)酵過程的發(fā)酵罐洗滌、過濾洗滌水;罐裝過程洗瓶、滅菌及破瓶啤酒;冷卻水和成品車間洗滌水；以及來自辦公樓、食堂等生活污水。如下圖：圖1啤酒廠生產(chǎn)流程b.啤酒廢水的特點(diǎn)啤酒生產(chǎn)過程用水量很大,特別是釀造,罐裝工序過程,由于大量使用新鮮水，相應(yīng)產(chǎn)生大量廢水。由于啤酒的生產(chǎn)工序較多，不同的啤酒廠生產(chǎn)過程每噸酒的耗水量和水質(zhì)相差較大.啤酒廢水可分為以下幾類：清潔廢水：冷凍機(jī)、麥汁和發(fā)酵冷卻水等，這些水根本未受污染?！?〕清洗廢水：如清洗生產(chǎn)裝置廢水、漂洗酵母水、洗瓶機(jī)初期洗滌水、酒罐消毒廢水、巴斯德殺毒噴淋水和地面沖洗水等，這類廢水受到不同程度的有機(jī)污染。沖洗廢渣水，如麥糟液、冷熱凝固物、酒花糟、剩余酵母、酒泥、濾酒渣和殘堿性洗滌液等，這類廢水中含有大量的懸浮固體有機(jī)物。工段中將產(chǎn)生麥汁冷卻水、裝置洗滌水、麥糟、熱凝固物和酒花糟。裝置洗滌水主要是糖化鍋洗滌水、過濾槽和沉淀槽洗滌水。此外，糖化過程還要排出酒花糟、熱凝固物等大量懸浮物?！?〕裝酒廢水：在灌裝酒時(shí)，機(jī)器的跑冒滴漏時(shí)有發(fā)生，還經(jīng)常冒酒，廢水中摻入大量殘酒。噴淋時(shí)由于用熱水噴淋，啤酒升溫引起瓶壓力增大，"炸瓶〞現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，所以，在大量啤酒灑散在噴淋水中，循環(huán)使用噴淋水為防止生物污染而參加防腐劑，因此被更換下來的廢噴淋水含防腐劑成分?！?〕洗瓶廢水：清洗瓶子時(shí)先用堿液洗滌劑浸泡,然后用壓力水初洗和終洗。瓶子清洗水中含有剩余堿性洗滌劑、漿紙、燃料、漿糊、殘酒和泥砂等。堿性洗滌劑的更換，更換時(shí)假設(shè)是直接排入下水道可以使啤酒廢水呈堿性。因此廢堿性洗滌劑應(yīng)先進(jìn)入調(diào)節(jié)池沉淀裝置進(jìn)展單獨(dú)處理。所以可以考慮將洗瓶廢水的排出液經(jīng)處理后儲(chǔ)存起來，用來調(diào)節(jié)廢水的pH值。這樣可以節(jié)省污水處理的藥劑用量。根據(jù)啤酒生產(chǎn)的特點(diǎn)，各工段廢水的污染物濃度可見下表：表2啤酒生產(chǎn)中各工段廢水的污染物濃度廢水種類占總排放量百分比％pHCODcrmg/LBOD5mg/LSSmg/L排放方式浸麥廢水20500-700200-400300-500間歇排放糖化發(fā)酵廢水355-73000-50002000-3000800-3500間歇排放灌裝廢水406-9100-80070-450100-200連續(xù)排放其他混合廢水56-7————總排放混合污水—6-81000-2500800-1500350-800—水溫為20-25℃，TN=30-70mg/L，NH3-N=30-40mg/L，TP=10-25mg/L?，F(xiàn)根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)狀及排水情況，確定啤酒生產(chǎn)排放的廢水進(jìn)水水質(zhì)：表3啤酒廢水進(jìn)水水質(zhì)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)〔mg/L〕CODBODSSTPTNNH3-N進(jìn)水200010504001245352.2.2出水水質(zhì)確實(shí)定根據(jù)查"太湖地區(qū)城鎮(zhèn)污水處理廠及重點(diǎn)工業(yè)行業(yè)主要水污染物排放限值"〔DB32-7/1072-2007〕中相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，以及"城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)"〔GB18918-2002〕中相應(yīng)的一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，得到該啤酒廠污水排放的各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)。表4啤酒廢水出水水質(zhì)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)〔mg/L〕CODBODSSTPTNNH3-N出水≤80≤10≤10≤0.5≤15≤52.3廢水處理程度表5啤酒廢水處理程度水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)〔mg/L〕CODBODSSTPTNNH3-N進(jìn)水20001050400124535出水≤80≤10≤10≤0.5≤15≤5去除率〔％〕≥96≥99≥97.5≥95.8≥66.7≥85.73工藝選擇啤酒廠廢水中CODcr含量為：1000～2500mg/L，BOD5含量為600～1500mg/L，可生化性強(qiáng)。且含有一定量的凱氏氮和磷，會(huì)導(dǎo)致水體嚴(yán)重富營養(yǎng)化，破壞水體的生態(tài)平衡，對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染，所以啤酒廢水的處理勢(shì)在必行。一般CODcr〔氧化劑氧化水中有機(jī)污染物時(shí)所需的含氧量。以mg/L為單位，其值越高，表示水污染越嚴(yán)重?！碁?500～2500mg/L，BOD5

〔地面水體中的有機(jī)物經(jīng)微生物分解所消耗水中溶解氧的總量，用mg/L表示。通常采用一定體積的水樣在20℃條件下培養(yǎng)5天后，測(cè)定水體中溶解氧消耗的毫克數(shù)?！碁?000～1500mg/L，BOD5

/CODcr的比值為0.5-0.6，說明其可生化性較好，污染物中的有機(jī)物容易降解。目前常根據(jù)BOD5/CODcr比值來判斷廢水的可生化性，即BOD5/CODcr>0.3時(shí)易生化處理，當(dāng)BOD5/CODcr>0.25時(shí)可生化處理，當(dāng)BOD5/CODcr<0.25難生化處理。而啤酒廢水的BOD5/CODcr的比值大于0.3，所以，處理啤酒廢水的方法多是采用好氧生物處理，也可先采用厭氧處理，降低污染負(fù)荷，再用好氧生物處理。目前國的啤酒廠工業(yè)廢水的污水處理工藝，都是以生物化學(xué)方法為中心的處理系統(tǒng)。3.1好氧生物處理好氧生物處理是在氧氣充足的條件下，利用好氧微生物的生命活動(dòng)氧化啤酒廢水中的有機(jī)物，其產(chǎn)物是二氧化碳、水及能量〔釋放于水中〕。這類方法沒有考慮到廢水中有機(jī)物的利用問題，因此處理本錢較高。活性污泥法、生物膜法是好氧生物處理方法的兩大類。3.1.1活性污泥法a.活性污泥法流程與原理典型的活性污泥法是由曝氣池、沉淀池、污泥回流系統(tǒng)和剩余污泥排除系統(tǒng)組成污水和回流的活性污泥一起進(jìn)入曝氣池形成混合液從空氣壓縮機(jī)站送來的壓縮空氣。通過鋪設(shè)在曝氣池底部的空氣擴(kuò)散裝置，以細(xì)小氣泡的形式進(jìn)入污水中，目的是增加污水中的溶解氧含量，還使混合液處于劇烈攪動(dòng)的狀態(tài)，呈懸浮狀態(tài)。溶解氧、活性污泥與污水互相混合、充分接觸，使活性污泥反響得以正常進(jìn)展第一階段。污水中的有機(jī)污染物被活性污泥顆粒吸附在菌膠團(tuán)的外表上，是由于其巨大的外表積和多糖類黏性物質(zhì)的作用同時(shí)一些大分子有機(jī)物在細(xì)菌胞外酶作用下分解為小分子有機(jī)物。第二階段是微生物在氧氣充足的條件下，吸收這些有機(jī)物，并氧化分解，形成二氧化碳和水，一局部供應(yīng)自身的增殖繁衍?；钚晕勰喾错戇M(jìn)展的結(jié)果，污水中有機(jī)污染物得到降解而去除，活性污泥本身得以繁衍增長(zhǎng)，污水那么得以凈化處理。經(jīng)過活性污泥凈化作用后的混合液進(jìn)入二次沉淀池，混合液中懸浮的活性污泥和其他固體物質(zhì)在這里沉淀下來與水別離，澄清后的污水作為處理水排出系統(tǒng)。經(jīng)過沉淀濃縮的污泥從沉淀池底部排出，其局部作為接種污泥回流至曝氣池，以保證曝氣池的懸浮固體濃度和微生物濃度，增殖的微生物從系統(tǒng)中排出，稱為"剩余污泥〞。事實(shí)上，污染物很大程度上從污水中轉(zhuǎn)移到了這些剩余污泥中。b.活性污泥法的主要分類活性污泥法的主要分為：氧化溝工藝活性污泥法；SBR工藝活性污泥法；深井曝氣活性污泥法等?！?〕氧化溝工藝主要類型包括：卡魯塞爾氧化溝工藝；一體式氧化溝工藝；交替式氧化溝工；雙溝交替式氧化溝工藝；三溝交替式氧化溝工藝等?？斎麪栄趸瘻涎趸瘻系臉?gòu)造：Carrousel氧化溝使用定向控制的曝氣和攪動(dòng)裝置，向混合液傳遞水平速度，從而使被攪動(dòng)的混合液在氧化溝閉合渠道循環(huán)流動(dòng)。因此氧化溝具有特殊的水力學(xué)流態(tài)，既有完全混合式反響器的特點(diǎn)，又有推流式反響器的特點(diǎn)，溝存在明顯的溶解氧濃度梯度。氧化溝斷面為矩形或梯形，平面形狀多為橢圓形，溝水深一般為2.5～4.5m，寬深比為2:1，亦有水深達(dá)7m的，溝中水流平均速度為0.3m/s。氧化溝曝氣混合設(shè)備有外表曝氣機(jī)、曝氣轉(zhuǎn)刷或轉(zhuǎn)盤、射流曝氣器、導(dǎo)管式曝氣器和提升管式曝氣機(jī)等，近年來配合使用的還有水下推動(dòng)器。圖2Carrousel氧化溝平面構(gòu)造圖卡魯塞爾氧化溝處理污水的原理：最初的普通Carrousel氧化溝的工藝中污水直接與回流污泥一起進(jìn)入氧化溝系統(tǒng)。外表曝氣機(jī)使混合液中溶解氧DO的濃度增加到大約2～3mg/L。在這種充分摻氧的條件下，微生物得到足夠的溶解氧來去除BOD；同時(shí)，氨也被氧化成硝酸鹽和亞硝酸鹽，此時(shí)，混合液處于有氧狀態(tài)。在曝氣機(jī)下游，水流由曝氣區(qū)的湍流狀態(tài)變成之后的平流狀態(tài)，水流維持在最小流速，保證活性污泥處于懸浮狀態(tài)〔平均流速>0.3m/s〕。微生物的氧化過程消耗了水中溶解氧，直到DO值降為零，混合液呈缺氧狀態(tài)。經(jīng)過缺氧區(qū)的反硝化作用，混合液進(jìn)入有氧區(qū)，完成一次循環(huán)。該系統(tǒng)中，BOD降解是一個(gè)連續(xù)過程，硝化作用和反硝化作用發(fā)生在同一池中。由于構(gòu)造的限制，這種氧化溝雖然可以有效的去除BOD，但除磷脫氮的能力有限。〔2〕間歇式活性污泥法(SBR)：SBR是序列間歇式活性污泥法〔SequencingBatchReactorActivatedSludgeProcess〕的簡(jiǎn)稱，是一種按間歇曝氣方式來運(yùn)行的活性污泥污水處理技術(shù)，又稱序批式活性污泥法。與傳統(tǒng)污水處理工藝不同，SBR技術(shù)采用時(shí)間分割的操作方式替代空間分割的操作方式，非穩(wěn)定生化反響替代穩(wěn)態(tài)生化反響，靜置理想沉淀替代傳統(tǒng)的動(dòng)態(tài)沉淀。它的主要特征是在運(yùn)行上的有序和間歇操作，SBR技術(shù)的核心是SBR反響池，該池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，無污泥回流系統(tǒng)。SBR工藝根本流程：SBR的核心局部是SBR反響池。它是按一定時(shí)間順序間接操作運(yùn)行的反響器。所謂"序批間歇〞有兩個(gè)含義：一是運(yùn)行操作在空間上是按序列、間歇的方式進(jìn)展的。為匹配多數(shù)情況下廢水的連續(xù)排放規(guī)律，必須兩個(gè)或多個(gè)SBR池并聯(lián)，按次序間接運(yùn)行。二是每個(gè)SBR池的運(yùn)行操作在時(shí)間上也是按次序排列、間歇運(yùn)行的。一般可按運(yùn)行次序?qū)⒁粋€(gè)運(yùn)行周期分為五個(gè)階段：①進(jìn)水期，②反響期，③沉淀期，④排水期，⑤閑置期。如以下圖所示：圖3SBR工藝根本流程進(jìn)水圖3SBR工藝根本流程進(jìn)水曝氣/不爆氣進(jìn)水期曝氣反響期靜置，不曝氣沉淀期排水排泥期污泥活化閑置期曝氣①進(jìn)水期：指從反響器開場(chǎng)進(jìn)水至到達(dá)反響器最大容積時(shí)的一段時(shí)間。在此期間可分為三種情況：曝氣(好氧反響)、攪拌(厭氧反響)及靜置。在曝氣的情況下，有機(jī)物在進(jìn)水過程中已經(jīng)開場(chǎng)被大量氧化，在攪拌的情況下那么抑制好氧反響。對(duì)應(yīng)這三種方式就是非限制曝氣、半非限制曝氣和限制曝氣。運(yùn)行是可根據(jù)不同微生物的生長(zhǎng)特點(diǎn)、廢水的特性和要到達(dá)的處理目標(biāo)，采用這三種不同的進(jìn)水方式。通過控制進(jìn)水階段的環(huán)境，就實(shí)現(xiàn)了反響器不變的情況下完成多種處理功能。②反響期：反響的目的是在反響器最大水量的情況下完成進(jìn)水期已經(jīng)開場(chǎng)的反響。根據(jù)反響的目的決定進(jìn)展曝氣或攪拌，即進(jìn)展好氧反響或缺氧反響。在反響階段，通過改變反響條件，不僅可以到達(dá)有機(jī)物將解的目的，而且可以取得脫氮除磷的效果。③沉淀期：沉淀的目的是固液別離。本工序相當(dāng)于二沉池。停頓曝氣和攪拌，污泥絮體和上清液別離。由于在沉淀時(shí)反響器是完全靜止的，在SBR系統(tǒng)中，這個(gè)過程比在CFS法中效果更高。沉淀過程一般是由時(shí)間控制的。沉淀時(shí)間一般在0.5-1h之間，甚至可以到達(dá)2h，以便于下一個(gè)排水工序污泥層保持在排水設(shè)備的下面，并且在排放完成之前不上升超過排水設(shè)備。④排水期：排水的目的是從反響器中排除污泥的澄清液，一直恢復(fù)到循環(huán)開場(chǎng)時(shí)最低水位，該水位離污泥層還有一定的保護(hù)高度。反響器底部沉降下來的污泥大局部作為下一周期的回流污泥。過剩的污泥可在排水階段排除，也可在閑置階段排除。SBR排水一般采用潷水器，潷水所用時(shí)間由潷水器來決定。一般不會(huì)影響下面的污泥層。⑤閑置期：沉淀之后到下個(gè)周期開場(chǎng)的時(shí)間為閑置期。根據(jù)需要可進(jìn)展攪拌或曝氣。在多池系統(tǒng)中，閑置的目的是在轉(zhuǎn)向另一個(gè)單元前為一個(gè)反響器提供時(shí)間以完成他的整個(gè)周期。在待機(jī)期間，根據(jù)工藝和處理目的，可以進(jìn)展混合，去除剩余污泥，閑置期長(zhǎng)短有原水量決定。排除剩余污泥是SBR運(yùn)行過程中的另一個(gè)重要步驟。它并不是5個(gè)根本過程，它是SBR工藝處理系統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)之一，這是因?yàn)榕欧攀Ｓ辔勰嗟臅r(shí)間不確定。與傳統(tǒng)的連續(xù)式系統(tǒng)一樣，排除剩余污泥的量和頻率由運(yùn)行要求決定。在SBR的運(yùn)行過程中，剩余污泥排放通常在沉淀或閑置期間。SBR系統(tǒng)的一致特點(diǎn)是不需要回流系統(tǒng)，這就減少了機(jī)械設(shè)備和有關(guān)控制系統(tǒng)。改變運(yùn)行參數(shù)可實(shí)現(xiàn)好氧→厭氧→缺氧狀態(tài)，通過對(duì)這些狀態(tài)的準(zhǔn)確控制可實(shí)現(xiàn)有機(jī)物的有效去除。SBR反響池的工作原理：活性污泥法利用微生物去除有機(jī)物。首先需要微生物將有機(jī)物轉(zhuǎn)化成二氧化碳和水以及微生物菌體，反響后需要將微生物保存下來，在適當(dāng)時(shí)間通過排除剩余污泥從系統(tǒng)中除去新增的微生物。SBR是通過在時(shí)間上交替實(shí)現(xiàn)這一過程。它在流程上只設(shè)一個(gè)池子，將曝氣池和二沉池的功能集中在該池子上，兼行水質(zhì)水量調(diào)節(jié)、微生物降解有機(jī)物和固液別離等功能。SBR在時(shí)間上的交替運(yùn)行就是它的工作方式，它是傳統(tǒng)活性污泥法的一種變形，其反響機(jī)制以及污染物的去除機(jī)制和傳統(tǒng)活性污泥法根本一樣，僅運(yùn)行操作不一樣。在SBR運(yùn)行中，每個(gè)周期循環(huán)過程即進(jìn)水、反響、沉淀、排水和閑置都是可進(jìn)展控制的。每個(gè)過程與特定的反響條件相聯(lián)系〔混合/靜止，好氧/厭氧〕，這些反響條件促進(jìn)污水物理和化學(xué)特性有選擇的改變，這些改變使污水得到了完全的處理。例如，珠江啤酒廠引進(jìn)比利時(shí)SBR專利技術(shù)，廢水處理時(shí)間僅需19～20h,比普通活性污泥法縮短10～11h，CODcr的去除率也在96%以上。啤酒廠和市大田啤酒廠采用SBR技術(shù)處理啤酒廢水，也收到了同樣的效果。SBR法對(duì)廢水的稀釋程度低，反響基質(zhì)濃度高，吸附和反響速率都較大，因而能在較短時(shí)間使污泥獲得再生?！?〕周期循環(huán)活性污泥法(CASS):CASS(CyclicActivatedSludgeSystem)是周期循環(huán)活性污泥法的簡(jiǎn)稱，又稱為循環(huán)活性污泥工藝CAST(CyclicActivatedSludgetechnology)，是在SBR的根底上開展起來的，即在SBR池進(jìn)水端增加了一個(gè)生物選擇器，實(shí)現(xiàn)了連續(xù)進(jìn)水〔沉淀期、排水期仍連續(xù)進(jìn)水〕，間歇排水。設(shè)置生物選擇器的主要目的是使系統(tǒng)選擇出絮凝性細(xì)菌，其容積約占整個(gè)池子的10%。生物選擇器的工藝過程遵循活性污泥的基質(zhì)積累—再生理論，使活性污泥在選擇器中經(jīng)歷一個(gè)高負(fù)荷的吸附階段(基質(zhì)積累)，隨后在主反響區(qū)經(jīng)歷一個(gè)較低負(fù)荷的基質(zhì)降解階段，以完成整個(gè)基質(zhì)降解的全過程和污泥再生。該工藝以一定的時(shí)間序列完成各個(gè)階段的運(yùn)行，其中由充水—曝氣、充水—泥水別離、上清液潷除和充水—閑置等四個(gè)階段并組成其運(yùn)行的一個(gè)周期。各運(yùn)行階段的運(yùn)行方式可根據(jù)水質(zhì)和處理要求進(jìn)展調(diào)整，如無反響充水〔即進(jìn)水時(shí)既不曝氣也不攪拌〕、無曝氣充水混合、充水曝氣及進(jìn)水沉淀〔為保證穩(wěn)定的沉淀效果，在沉淀和排水階段也可以不進(jìn)水的方式運(yùn)行,但此時(shí)需要兩組CASS并聯(lián)運(yùn)行〕等，一個(gè)運(yùn)行周期完畢后，重復(fù)上一周期的運(yùn)行并由此循環(huán)不止。循環(huán)過程中，反響器的水位隨進(jìn)水而由設(shè)計(jì)的初始最低水位逐漸上升至最高設(shè)計(jì)水位，因而運(yùn)行過程中其實(shí)際運(yùn)行容積是逐漸增加的〔即變?nèi)莘e運(yùn)行〕。圖4CASS工藝根本流程生物選擇區(qū)圖4CASS工藝根本流程生物選擇區(qū)進(jìn)水排水缺氧區(qū)主反響區(qū)潷水器污泥回流〔4〕深井曝氣法：為了提高曝氣過程中氧的利用率，節(jié)省能耗，加拿大安大概省的巴利啤酒廠、我國的啤酒廠和五星啤酒廠均采用深井曝氣法〔超深水曝氣〕處理啤酒廢水。深井曝氣實(shí)際上是以地下深井作為曝氣池的活性污泥法，曝氣池由下降管以及上升管組成。將廢水和污泥引入下降管，在井循環(huán)，空氣注入下降管或同時(shí)注入兩管中，混合液那么由上升管排至固液別離裝置，即廢水循環(huán)是靠上升管和下降管的靜水壓力差進(jìn)展的。其優(yōu)點(diǎn)是：占地面積少，效能高，對(duì)氧的利用率大，無惡臭產(chǎn)生等。據(jù)測(cè)定，當(dāng)進(jìn)水BOD5濃度為2400mg/L時(shí)，出水濃度可降為50mg/L，去除率高達(dá)97.92%。當(dāng)然，深井曝氣也有缺乏之處，如施工難度大，造價(jià)高，防滲漏技術(shù)不過關(guān)等。3.1.2生物膜法a.生物膜法原理由于生活污水中含有大量的有機(jī)成分，生物膜法依靠固定于載體外表上的微生物膜來降解有機(jī)物，由于微生物細(xì)胞幾乎能在水環(huán)境中的任何適宜的載體外表結(jié)實(shí)地附著、生長(zhǎng)和繁殖。由細(xì)胞向外伸展的胞外多聚物使微生物細(xì)胞形成纖維狀的纏結(jié)構(gòu)造，因此生物膜通常具有孔狀構(gòu)造，并具有很強(qiáng)的吸附性能。生物膜附著在載體的外表,是高度親水的物質(zhì)，在污水不斷流動(dòng)的條件下，其外側(cè)總是存在著一層附著水層。生物膜又是微生物高度密集的物質(zhì)，在膜的外表上和部生長(zhǎng)繁殖著大量的微生物及微型動(dòng)物，形成由有機(jī)污染物一細(xì)菌一原生動(dòng)物〔后生動(dòng)物〕組成的食物鏈。生物膜是由細(xì)菌、真菌、藻類、原生動(dòng)物、后生動(dòng)物和其他一些肉眼可見的生物群落組成。污水在流過載體外表時(shí)，污水中的有機(jī)污染物被生物膜中的微生物吸附，并通過氧向生物膜部擴(kuò)散，在膜中發(fā)生生物氧化等作用，從而完成對(duì)有機(jī)物的降解。生物膜表層生長(zhǎng)的是好氧和兼氧微生物，而在生物膜的層微生物那么往往處于厭氧狀態(tài)。當(dāng)生物膜逐漸增厚，厭氧層的厚度超過好氧層時(shí)，會(huì)導(dǎo)致生物膜的脫落，而新的生物膜又會(huì)在載體外表重新生成。通過生物膜的周期更新，以維持生物膜反響器的正常運(yùn)行。b.生物膜法工藝類型：潤(rùn)濕型：生物濾池、生物濾塔、生物轉(zhuǎn)盤；浸沒型：接觸氧化、濾料浸沒在濾池中；流動(dòng)床型：生物活性碳，砂粒介質(zhì)懸浮流動(dòng)于池。生物接觸氧化法是在微生物固著生長(zhǎng)的同時(shí)，加以人工曝氣。這種方法可以得到很高的生物固體濃度和較高的有機(jī)負(fù)荷，因此處理效率高，占地面積也小于活性污泥法。國的啤酒廠、啤酒廠、渤海啤酒廠和釀酒總廠等廠家的廢水治理中采用了這種技術(shù)。啤酒廠在二段生物接觸氧化之后輔以混凝氣浮處理，啤酒廢水中CODcr和BOD5的去除率分別在80%和90%以上。在此根底上，省環(huán)科所改常壓曝氣為加壓曝氣〔P=0.25～0.30MPa〕，目的在于強(qiáng)化氧的傳質(zhì)，有效提高廢水中的溶解氧濃度，以滿足中、高濃度廢水中微生物和有機(jī)物氧化分解的需要。3.2厭氧生物處理厭氧生物處理適用于高濃度有機(jī)廢水〔CODcr＞2000mg/L,BOD5＞1000mg/L〕。它是在無氧條件下，靠厭氧細(xì)菌的作用分解有機(jī)物。在這一過程中，參加生物降解的有機(jī)基質(zhì)有50%～90%轉(zhuǎn)化為沼氣〔甲烷〕，而發(fā)酵后的剩余物又可作為優(yōu)質(zhì)肥料和飼料。因此，啤酒廢水的厭氧生物處理受到了越來越多的關(guān)注。厭氧生物處理包括多種方法，如升流式厭氧污泥床〔UASB〕、厭氧折流板反響器〔ABR〕以及IC反響器。3.2.1UAS反響器UASB反響器的主要構(gòu)造：進(jìn)水分配系統(tǒng)、反響區(qū)、三相別離器、出水系統(tǒng)、排泥系統(tǒng)及沼氣收集系統(tǒng)等。〔1〕進(jìn)水分配系統(tǒng)：配水系統(tǒng)設(shè)在反響器的底部，器功能主要是把廢水均勻的分配到整個(gè)反響器，使有機(jī)物能在反響區(qū)均勻分布，有利于廢水與微生物的充分接觸，使反響器的微生物能夠充分獲得營養(yǎng)，這樣有利于提高反響器容積的利用率。同時(shí)，進(jìn)水分配系統(tǒng)還具有攪拌功能。〔2〕反響區(qū)：反響區(qū)是整個(gè)反響器的核心局部，包括污泥床和污泥懸浮層區(qū)。反響區(qū)是培養(yǎng)和富集厭氧微生物的區(qū)域，廢水再這里與厭氧微生物充分接觸，產(chǎn)生強(qiáng)烈的生化反響，使有機(jī)物被厭氧菌分解，污泥床位于整個(gè)UASB反響器的底部，污泥床具有很高的污泥生物量，其濃度(MLSS)一般位于40000--80000mg/L,甚至可達(dá)15000mg/L。〔3〕三相別離器：三相別離器的功能是把氣體、固體和液體分開，由沉淀區(qū)、集氣室和氣封組成。氣體先被別離后進(jìn)入集氣室，然后固液混合液在沉淀區(qū)進(jìn)展別離，下沉的固體靠重力由回流縫返回反響區(qū)。三相別離器的別離效果直接影響著反響器的處理效果。圖5UASB工藝根本流程〔4〕出水系統(tǒng)：出水系統(tǒng)的作用是將澄清后的廢水均勻的收集起來，排出反響器。出水是否均勻?qū)μ幚硇Ч泻艽蟮挠绊??！?〕排泥系統(tǒng)及沼氣收集系統(tǒng)：排泥系統(tǒng)的作用上的定期均勻地排放反響區(qū)的聲譽(yù)厭氧污泥。根據(jù)不同的廢水性質(zhì)，反響器的構(gòu)造有所不同，主要可分為開放式和封閉式兩種。開放式的特點(diǎn)是反響器的頂部不密封，不收集沉淀區(qū)液面釋放的沼氣。這種反響器主要是用于處理中低濃度的有機(jī)廢水，中低濃度的廢水經(jīng)反響區(qū)處理后，出水中的有機(jī)物濃度已較低，所以在沉淀區(qū)產(chǎn)生的沼氣量較少，一般不需要回收。這種形式的反響器構(gòu)造比擬簡(jiǎn)單，易于施工安裝和維修。封閉式的特點(diǎn)是反響器的頂部是密封的，三相別離器的構(gòu)造與開放是不同的，不需要專門的集氣室，而是在液面與池面之間形成一個(gè)大的集氣室，可以同時(shí)收集反響區(qū)和沉淀區(qū)的沼氣。這種形式的反響器適用于處理高濃度有機(jī)廢水或含硫酸鹽較高的有機(jī)廢水。因?yàn)樘幚砀邼舛扔袡C(jī)廢水時(shí)，在沉淀區(qū)仍有較多的沼氣逸出，必須進(jìn)展回收。UASB的主要組成局部是反響器，其底部為絮凝和沉淀性能良好的厭氧污泥構(gòu)成的污泥床，上部設(shè)置了一個(gè)專用的氣-液-固別離系統(tǒng)〔三相別離室〕。廢水從反響器底部參加，在上向流、穿過生物顆粒組成的污泥床時(shí)得到降解，同時(shí)生成沼氣〔氣泡〕.氣、液、固〔懸浮污泥顆粒〕一同升入三相別離室，氣體被收集在氣罩里，而污泥顆粒受重力作用下沉至反響器底部，水那么經(jīng)出流堰排出。實(shí)踐證明，UASB成功處理高濃度啤酒廢水的關(guān)鍵是培養(yǎng)出沉降性能良好的厭氧顆粒污泥。顆粒污泥的形成是厭氧細(xì)菌群不斷繁殖、積累的結(jié)果，較多的污泥負(fù)荷有利于細(xì)菌獲得充足的營養(yǎng)基質(zhì)，故對(duì)顆粒污泥的形成和開展具有決定性的促進(jìn)作用；適當(dāng)高的水力負(fù)荷將產(chǎn)生污泥的水力篩選，淘汰沉降性能差的絮體污泥而留下沉降性能好的污泥，同時(shí)產(chǎn)生剪切力，使污泥不斷旋轉(zhuǎn)，有利于絲狀菌互相纏繞成球。此外，一定的進(jìn)水堿度也是顆粒污泥形成的必要條件，因?yàn)閰捬跎锏纳L(zhǎng)要求適當(dāng)高的堿度，例如：產(chǎn)甲烷細(xì)菌生長(zhǎng)的最適宜pH值為6.8～7.2。一定的堿度既能維持細(xì)菌生長(zhǎng)所需的pH值，又能保證足夠的平衡緩沖能力。由于一般啤酒廢水的堿度缺乏，所以需投加工業(yè)碳酸鈉或氧化鈣加以補(bǔ)充。研究說明，在UASB啟動(dòng)階段，保持進(jìn)水堿度不低于1000mg/L對(duì)于顆粒污泥的培養(yǎng)和反響器在高負(fù)荷下的良好運(yùn)行十分必要。應(yīng)該指出，啤酒廢水中的乙醇是一種有效的顆?；龠M(jìn)劑，它為UASB的成功運(yùn)行提供了十分有利的條件?？傊?，UASB具有效能高，處理費(fèi)用低，電耗省，投資少，占地面積小等一系列優(yōu)點(diǎn)，完全適用于高濃度啤酒廢水的治理。反響器ABR厭氧折流反響器是在UASB根底上開發(fā)出的一種新型高效厭氧反響器，其構(gòu)造簡(jiǎn)單、運(yùn)行管理方便、無需填料、對(duì)生物量具有優(yōu)良的截留能力、啟動(dòng)較快、水力條件好、運(yùn)行性能穩(wěn)定可靠。ABR反響器的根本原理及工藝構(gòu)造：ABR反響器中使用一系列垂直安裝的折流板使被處理的廢水在反響器沿折流板作上下流動(dòng)，借助于處理過程中反響器產(chǎn)生的沼氣應(yīng)器的微生物固體在折流板所形成的各個(gè)隔室作上下膨脹和沉淀運(yùn)動(dòng)，而整個(gè)反響器的水流那么以較慢的速度作水平流動(dòng)。由于污水在折流板的作用下，水流繞折流板流動(dòng)而使水流在反響器的流徑的總長(zhǎng)度增加，再加之折流板的阻擋及污泥的沉降作用，生物固體被有效地截留在反響器。由此可見，雖然在構(gòu)造上ABR可以看作是多個(gè)UASB的簡(jiǎn)單串聯(lián)，但在工藝上與單個(gè)UASB有著顯著的不同，UASB可近似看作是一種完全混合式反響器，ABR那么由于上下折流板的阻擋和分隔作用，使水流在不同隔室中的流態(tài)呈完全混合態(tài)〔水流的上升及產(chǎn)氣的攪拌作用〕，而在反響器的整個(gè)流程方向那么表現(xiàn)為推流態(tài)。在反響動(dòng)力學(xué)的角度，這種完全混合與推流相結(jié)合的復(fù)合型流態(tài)十分利于保證反響器的容積利用率、提高處理效果及促進(jìn)運(yùn)行的穩(wěn)定性，是一種極佳的流態(tài)形式。同時(shí)，在一定處理能力下，這個(gè)復(fù)合型流態(tài)所需的反響器容積也比單個(gè)完全混合式的反響器容積低很多。ABR工藝在反響器中設(shè)置了上下折流板而在水流方向形成依次串聯(lián)的隔室，從而使其中的微生物種群沿長(zhǎng)度方向的不同隔室實(shí)現(xiàn)產(chǎn)酸和產(chǎn)甲烷相的別離，在單個(gè)反響器中進(jìn)展兩相或多相的運(yùn)行。也就是說，ABR工藝可在一個(gè)反響器實(shí)現(xiàn)一體化的兩相或多相處理過程。在構(gòu)造構(gòu)造上，ABR比UASB更為簡(jiǎn)單，不需要構(gòu)造較為復(fù)雜的三相別離器，每個(gè)隔室的產(chǎn)氣可單獨(dú)收集以分析各隔室的降解效果、微生物對(duì)有機(jī)物的分解途徑、機(jī)理及其中的微生物類型，也可將反響器的產(chǎn)氣一起集中收集。圖6ABR工藝根本流程ABR反響器有兩種不同的構(gòu)造型式。圖一為改良前的ABR反響器構(gòu)造型式。這種反響器中的折流板是等間距均勻設(shè)置的，折板上不設(shè)轉(zhuǎn)角。這種構(gòu)造型式的ABR反響器所存在的缺乏是，由于均勻地設(shè)置了上下折流板，加之進(jìn)水一般為下向流形式的，因而容易產(chǎn)生短流、死區(qū)及生物固體的流失等問題。圖二為改良后的ABR反響器構(gòu)造型式。改良后的ABR反響器中，其折流板的設(shè)置間距是不均等的，且每一塊折流板的末端都帶有一定角度的轉(zhuǎn)角。3.2.3IC反響器IC反響器構(gòu)造及工藝原理：IC反響器可以看作是由兩個(gè)UASB反響器串聯(lián)而成的，具有很大的高徑比，一般為4～8。IC反響器由5個(gè)根本局部組成：混合區(qū)、污泥膨脹床區(qū)、循環(huán)系統(tǒng),精處理區(qū)和沉淀區(qū)。其中循環(huán)系統(tǒng)是IC反響器工藝的核心構(gòu)造，它由一級(jí)三相別離器、沼氣提升管、氣液別離器和泥水下降管組成(見以下圖)。圖7IC反響器構(gòu)造示意圖經(jīng)過調(diào)節(jié)pH值和溫度后的廢水進(jìn)入反響器底部混合區(qū)，與從反響器上部返回的厭氧污泥顆粒和廢水均勻混合，由此對(duì)進(jìn)水進(jìn)展了稀釋和均質(zhì)作用，從而大大減輕了沖擊負(fù)荷及有害物質(zhì)的不利影響。廢水和顆粒污泥混合物在進(jìn)水與循環(huán)水的共同推動(dòng)下，進(jìn)入污泥膨脹床區(qū)，由于回流的影響,此局部產(chǎn)生較大的上升流速，最大可達(dá)10～20m/h[4]，廢水中的大局部有機(jī)物在這里被轉(zhuǎn)化成沼氣，沼氣被一級(jí)三相別離器收集，沿著提升管并攜帶著混合液提升至氣液別離器，別離出的沼氣從氣液別離器的頂部沼氣排出管排出。別離出的泥水混合液將沿著泥水下降管返回到反響器底部的混合區(qū)，并與底部的顆粒污泥和進(jìn)水充分混合，實(shí)現(xiàn)了混合液的循環(huán)。實(shí)現(xiàn)循環(huán)的氣提動(dòng)力來自于上升的和返回的泥水混合物中氣體含量的差異，因此，泥水混合物的循環(huán)不需要外加動(dòng)力。反響器液體循環(huán)促進(jìn)了基質(zhì)和顆粒污泥的接觸，而且有很大的升流速度，故提高了傳質(zhì)效果，促進(jìn)了產(chǎn)甲烷細(xì)菌的繁殖和增長(zhǎng)，并使污泥膨脹床區(qū)去除有機(jī)物的能力增強(qiáng)。經(jīng)污泥膨脹床區(qū)處理后的廢水除一局部參與循環(huán)外，其余污水通過一級(jí)三相別離器進(jìn)入精處理區(qū)繼續(xù)進(jìn)展處理，可去除廢水中的剩余有機(jī)物，使廢水得到進(jìn)一步的凈化，提高了出水水質(zhì)。由于大局部有機(jī)物已被降解，所以精處理區(qū)的COD負(fù)荷較低，產(chǎn)氣量也較小。精處理區(qū)產(chǎn)生的沼氣由二級(jí)三相別離器收集，通過集氣管進(jìn)入氣液別離器并通過沼氣排出管排出。經(jīng)凈化的水從沉淀區(qū)沉淀后由出水管排走，顆粒污泥那么返回精處理區(qū)污泥床。3.3主要處理方案3.3.1酸化—SBR法其主要處理設(shè)備是酸化柱和SBR反響器。這種方法在處理啤酒廢水時(shí)，在厭氧反響中，放棄反響時(shí)間長(zhǎng)、控制條件要求高的甲烷發(fā)酵階段，將反響控制在酸化階段，這樣較之全過程的厭氧反響具有以下優(yōu)點(diǎn)，由于反響控制在水解、酸化階段反響迅速，故水解池體積??；不需要收集產(chǎn)生的沼氣，簡(jiǎn)化了構(gòu)造，降低了造價(jià)，便于維護(hù)，易于放大；對(duì)于污泥的降解功能完全和消化池一樣，產(chǎn)生的剩余污泥量少。同時(shí)，經(jīng)水解反響后溶解性COD比例大幅度增加，有利于微生物對(duì)基質(zhì)的攝取，在微生物的代過程中減少了一個(gè)重要環(huán)節(jié)，這將加速有機(jī)物的降解，為后續(xù)生物處理創(chuàng)造更為有利的條件。酸化—SBR法處理高濃度啤酒廢水效果比擬理想，去除率均在94%以上，最高達(dá)99%以上。要想使此方法在處理啤酒廢水到達(dá)理想的效果時(shí)運(yùn)行環(huán)境要到達(dá)以下要求：酸化—SBR法處理中高濃度啤酒廢廢水，酸化至關(guān)重要，它具有兩個(gè)方面的作用，其一是對(duì)廢水的有機(jī)成分進(jìn)展改性，提高廢水的可生化性；其二是對(duì)有機(jī)物中易降解的污染物有不可無視的去除作用。酸化效果的好壞直接影響SBR反響器的處理效果，有機(jī)物去除主要集中在SBR反響器中。酸化—SBR法處理啤酒廢水受進(jìn)水堿度和反響溫度的影響，最正確溫度是24℃，最正確堿度圍是500～750mg/L。視原水水質(zhì)情況，如堿度缺乏，采取預(yù)調(diào)堿度方法進(jìn)展本工藝處理；假設(shè)溫度差異不大，運(yùn)行參數(shù)可不做調(diào)整，假設(shè)溫度差異較大，視具體情況而定。3.3.2UASB—好氧接觸氧化工藝此處理工藝中主要處理設(shè)備是上流式厭氧污泥床和好氧接觸氧化池，處理主要過程為：廢水經(jīng)過轉(zhuǎn)鼓過濾機(jī)，轉(zhuǎn)鼓過濾機(jī)對(duì)SS的去除率達(dá)10%以上，隨著麥殼類有機(jī)物的去除，廢水中的有機(jī)物濃度也有所降低。調(diào)節(jié)池既有調(diào)節(jié)水質(zhì)、水量的作用，還由于廢水在池中的停留時(shí)間較長(zhǎng)而有沉淀和厭氧發(fā)酵作用。由于增加了厭氧處理單元，該工藝的處理效果非常好。上流式厭氧污泥床能耗低、運(yùn)行穩(wěn)定、出水水質(zhì)好，有效地降低了好氧生化單元的處理負(fù)荷和運(yùn)行能耗〔因?yàn)楹醚跆幚韱卧哪芎闹苯雍吞幚碡?fù)荷成正比〕。好氧處理〔包括好氧生物接觸氧化池和斜板沉淀池〕對(duì)廢水中SS和COD均有較高的去除率，這是因?yàn)閺U水經(jīng)過厭氧處理后仍含有許多易生物降解的有機(jī)物。該工藝處理效果好、操作簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性高。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(yùn)行穩(wěn)定、能耗低、容易調(diào)試和易于每年的重新啟動(dòng)等特點(diǎn)。只要投加占厭氧池體積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3個(gè)月的調(diào)試UASB即可到達(dá)滿負(fù)荷運(yùn)行。整個(gè)工藝對(duì)COD的去除率達(dá)96.6%，對(duì)懸浮物的去除率達(dá)97.3%～98%，該工藝非常適合在啤酒廢水處理中推廣應(yīng)用。3.3.3生物接觸氧化法該工藝采用水解酸化作為生物接觸氧化的預(yù)處理，水解酸化菌通過新代將水中的固體物質(zhì)水解為溶解性物質(zhì)，將大分子有機(jī)物降解為小分子有機(jī)物。水解酸化不僅能去除局部有機(jī)污染物，而且提高了廢水的可生化性，有益于后續(xù)的好氧生物接觸氧化處理。該工藝在處理方法、工藝組合及參數(shù)選擇上是比擬合理的，充分利用各工序的優(yōu)勢(shì)將污染物質(zhì)轉(zhuǎn)化、去除。然而，如果由于某些構(gòu)筑物的構(gòu)造設(shè)計(jì)考慮不周會(huì)影響運(yùn)行效果，致使出水水質(zhì)不理想，使生物接觸氧化池的出水(靜沉30min的澄清液)COD為500～600mg/L，經(jīng)混凝氣浮處理后出水COD仍高達(dá)300mg/L，遠(yuǎn)高于排放要求(150mg/L)。但是此處理方法在設(shè)計(jì)和運(yùn)行中會(huì)出現(xiàn)以下問題：水解酸化池存在的問題主要是沉淀污泥不能及時(shí)排除。由于該廢水中懸浮物濃度較高，因而池污泥產(chǎn)量很大，而原工藝僅在水解酸化池前端設(shè)計(jì)了污泥斗，所以池子的后部很快就淤滿了污泥。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。針對(duì)污泥淤積情況，在水解酸化池前可增設(shè)一級(jí)混凝氣浮以去除水中的懸浮物，經(jīng)此改良后水解酸化池能長(zhǎng)期、穩(wěn)定、有效地運(yùn)行，其出水COD也從1100～1200mg/L降至900～1000mg/L，收到了較好的效果。不過，增設(shè)混凝氣浮增加了運(yùn)行費(fèi)用，而且氣浮過程中溶入的O2還可能對(duì)水解酸化產(chǎn)生不利影響。因此，在設(shè)計(jì)采用水解酸化處理懸浮物濃度高的污水時(shí)，可增設(shè)污泥斗的數(shù)量以便及時(shí)排除沉淀污泥。此外，為防止填料外表形成污泥團(tuán)應(yīng)采用比外表積大、不結(jié)泥團(tuán)的半軟性填料。如果廢水中污染物濃度較高或前處理效果不理想，生物接觸氧化池前端的有機(jī)物負(fù)荷較高，使得供氧相對(duì)缺乏，此時(shí)該處的生物膜呈灰白色，處于嚴(yán)重的缺氧狀態(tài)，而池末端成熟的好氧生物膜呈琥珀黃色。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。這些因素使得生物接觸氧化池沒有發(fā)揮出應(yīng)有的作用，處理效果不理想。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。改為多點(diǎn)進(jìn)水并經(jīng)過一段時(shí)間的穩(wěn)定運(yùn)行后，生物接觸氧化池的出水(30min的澄清液)COD為200～300mg/L。再經(jīng)混凝氣浮工序處理后最終出水COD＜150mg/L(一般在130mg/L)，到達(dá)了排放要求。在調(diào)試運(yùn)行過程中，生物接觸氧化池中生物膜脫落、氣泡直徑變大(曝氣方式為微孔曝氣)、出水渾濁、處理效果惡化的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。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)造成溶解氧缺乏而引起的。溶解氧缺乏使得生物膜由好氧狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閰捬鯛顟B(tài)，其附著力下降，在空氣氣泡的攪動(dòng)下生物膜大量脫落，導(dǎo)致水粘度增加、氣泡直徑增大、氧轉(zhuǎn)移效率下降，這又進(jìn)一步造成缺氧，如此形成惡性循環(huán)致使處理效果惡化。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消除缺氧，結(jié)果由于氣泡攪動(dòng)強(qiáng)度增大，造成了更大圍的生物膜脫落、水粘度更大、氧轉(zhuǎn)移效率更低，非但沒能提高供氧能力反而使情況更糟。正確的處理措施應(yīng)是減小曝氣量，待脫落的生物膜隨水流流出后再逐漸增加曝氣量使溶解氧濃度恢復(fù)到原有水平，假設(shè)水溫適宜那么2～3d后生物膜就可恢復(fù)正常。因此當(dāng)采用此工藝處理啤酒廢水時(shí)要遵循以下要求：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。②采用推流式生物接觸氧化池時(shí)，為防止前端有機(jī)物負(fù)荷過高可采用多點(diǎn)進(jìn)水。③應(yīng)嚴(yán)格控制溶解氧濃度，供氧缺乏會(huì)造成生物膜大圍脫落，導(dǎo)致運(yùn)行失敗。3.3.4循環(huán)UASB反響器＋氧化溝工藝此工藝采用厭氧和好氧相串聯(lián)的方式，厭氧采用循環(huán)UASB技術(shù)，好氧處理用地有一處狹長(zhǎng)形池塘，為了降低土建費(fèi)用，因地制宜，采用氧化溝工藝。本處理工藝的關(guān)鍵設(shè)備是UASB反響器。該反響器是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)，反響區(qū)，氣、液、固三相別離系統(tǒng)，沼氣收集系統(tǒng)四個(gè)局部。厭氧微生物對(duì)水質(zhì)的要求不象好氧微生物那么寬，最正確pH為6.5－7.8，最正確溫度為35℃－40℃，而本工程的啤酒廢水水質(zhì)超出了這個(gè)圍。這就要求廢水進(jìn)入U(xiǎn)ASB反響器之前必需進(jìn)展酸度和溫度的調(diào)節(jié)。這無形中增加了電器。儀表專業(yè)的設(shè)備投資和設(shè)計(jì)難度。循環(huán)UASB技術(shù)是在普通UASB技術(shù)的根底上增加一套循環(huán)系統(tǒng)，它包括回流水池及回流水泵。UASB反響器的出水水質(zhì)一般都比擬穩(wěn)定，在回流系統(tǒng)的作用下重新回到配水系統(tǒng)。這樣一來能提高UASB反響器對(duì)進(jìn)水水溫、pH值和COD濃度的適應(yīng)能力，只需在UASB反響器進(jìn)水前對(duì)其pH和溫度做一粗調(diào)即可。UASB反響器采用環(huán)狀穿孔管配水，通過三相別離器出水，并在三相別離器的上方增加側(cè)向流絮凝反響沉淀器，它由玻璃鋼板成60°安裝而成，能在最大程度上截留三相別離出水中的顆粒污泥。此處理工藝主要有以下特點(diǎn)：①實(shí)踐證明，采用循環(huán)UASB反響器＋氧化溝工藝處理啤酒廢水是可行的，其運(yùn)行結(jié)果說明CODcr總?cè)コ矢哌_(dá)95%以上。②由于采用的是循環(huán)UASB反響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反響器或氧化詢處理運(yùn)行組合，以便進(jìn)一步降低運(yùn)行費(fèi)用。3.3.5UASB+SBR法本處理工藝主要包括UASB反響器和SBR反響器。將UASB和SBR兩種處理單元進(jìn)展組合，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。同時(shí)，由于大幅度減少了進(jìn)入好氧處理階段的有機(jī)物量，因此降低了好氧處理階段的曝氣能耗和剩余污泥產(chǎn)量，從而使整個(gè)廢水處理過程的費(fèi)用大幅度減少。采用該工藝既降低處理本錢，又能產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益。并且UASB池正常運(yùn)行后，每天產(chǎn)生大量的沼氣，將其回收作為熱風(fēng)爐的燃料，可供飼料烘干使用。3.4工藝流程的擬定現(xiàn)將UASB—好氧接觸氧化工藝和UASB+SBR法處理工藝這兩個(gè)工藝方法進(jìn)展比擬，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。3.4.1方案一：UASB+SBR工藝圖8UASB-SBR工藝根本流程工藝流程簡(jiǎn)述〔1〕調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)池是用以調(diào)節(jié)進(jìn)、出水流量的構(gòu)筑物。由于該啤酒廢水是周期性排放的，廢水的排放量是不均衡的，而且廢水中污染物種類及濃度也會(huì)隨生產(chǎn)工藝的變化而發(fā)生改變。這些特點(diǎn)給污水處理帶來一定的難度，必須設(shè)一調(diào)節(jié)池以均合調(diào)節(jié)污水水質(zhì)水量，才不致后續(xù)處理受到較大的負(fù)荷沖擊。為了保證處理設(shè)備的正常運(yùn)行，在污水進(jìn)入處理設(shè)備之前，必須預(yù)先進(jìn)展調(diào)節(jié)。將不同時(shí)間排出的污水，貯存在同一水池，并通過機(jī)械攪拌到達(dá)出水均勻的目的。調(diào)節(jié)池根據(jù)來水的水質(zhì)和水量的變化情況，不僅具有調(diào)節(jié)水質(zhì)的功能，還有調(diào)節(jié)水量的作用，對(duì)微生物有毒的物質(zhì)可以得到稀釋，短期排出的高溫廢水還可以得到降溫處理?！?〕UASB池廢水從反響器底部流入由顆粒污泥組成的污泥床，廢水流經(jīng)污泥床層與污泥中的微生物接觸，發(fā)生酸化和產(chǎn)甲烷反響，產(chǎn)生的氣體一局部附著在污泥顆粒上，自由氣體和附著在顆粒污泥上的氣體連同污泥和水一起上升至三相別離區(qū)。沼氣碰到別離器下部的反射板時(shí)，折向反射板四周，穿過水層進(jìn)入氣室。固液混合液經(jīng)過反射板進(jìn)入沉淀區(qū)，廢水中的污泥在重力作用下沉降，發(fā)生固液別離。別離后的水由出水渠排出。沉淀下來的厭氧污泥靠重力自動(dòng)返回到反響區(qū)，集氣室收集的沼氣由沼氣管排出反響器，UASB反響器部設(shè)攪拌裝置，上升的水流和產(chǎn)生的沼氣可滿足攪拌要求，反響器不需填裝填料，構(gòu)造簡(jiǎn)單，易于操作運(yùn)行，便于維護(hù)管理?！?〕SBR池它集進(jìn)水、曝氣、沉淀、排水四道工序于一體，在同一個(gè)反響池完成。污水中的有機(jī)物在好氧微生物的作用下，分解為水、二氧化碳、氫氣等簡(jiǎn)單無機(jī)物。沉淀時(shí)泥水別離在完全靜置的狀況下進(jìn)展，沉淀效果良好。整個(gè)工藝經(jīng)歷了好氧、缺氧二個(gè)過程，能較為有效地控制絲狀菌的生長(zhǎng)，防止污泥膨脹?！?〕混凝沉淀池混凝沉淀原理：在混凝劑的作用下，使廢水中的膠體和細(xì)微懸浮物凝聚成絮凝體，然后予以別離除去的水處理法。混凝澄清法在水處理中的應(yīng)用是非常廣泛的，它既可以降低原水的濁度、色度等水質(zhì)的感觀指標(biāo)，又可以去除多種有毒有害污染物?！?〕污泥濃縮池污泥濃縮有重力濃縮、氣浮濃縮、機(jī)械濃縮等幾種，過去常用的為重力濃縮工藝，該工藝具有運(yùn)行操作簡(jiǎn)單、運(yùn)行費(fèi)用較低等優(yōu)點(diǎn)，但也存在著濃縮效果較差，易于散發(fā)臭味物質(zhì)，池子需加蓋等特點(diǎn)。隨著污水處理生物除磷工藝的應(yīng)用，含磷量較高的剩余污泥在污泥重力濃縮池中將再次釋放磷，所釋放的磷將隨污泥水重新回流至進(jìn)水中，從而大幅度降低污水生物除磷的效果，因此在生物除磷系統(tǒng)中，應(yīng)防止應(yīng)用重力濃縮工藝。目前機(jī)械濃縮技術(shù)和設(shè)備已得到普遍的推廣和應(yīng)用，積累了一定的經(jīng)歷。污泥機(jī)械濃縮工藝濃縮效果穩(wěn)定，濃縮過程中含磷污泥不會(huì)大量釋磷?！?〕污泥脫水濃縮后的污泥由于含水量仍很高，體積龐大，且易腐敗發(fā)臭，不利于運(yùn)輸和處置，所以常常需要進(jìn)展脫水，這樣可以降低污泥的含水率，減少污泥的體積，降低運(yùn)輸本錢，濃縮后污泥可利用物質(zhì)的含量增加，且利于污泥的后續(xù)處置和利用。常用的脫水方法有自然枯燥和機(jī)械脫水兩種，該工藝中使用機(jī)械脫水。常用的脫水機(jī)械有真空過濾機(jī)、板框壓濾機(jī)、帶式壓濾機(jī)和離心機(jī)。帶式壓濾機(jī)設(shè)備投資和運(yùn)行費(fèi)用低，運(yùn)轉(zhuǎn)較為穩(wěn)定可靠，國制造技術(shù)成熟，日常維護(hù)維修方便，運(yùn)行經(jīng)歷豐富，其污泥泥餅含水率可下降至左右。該工藝選擇帶式壓濾機(jī)設(shè)備。3.4.2方案二：UASB+好氧接觸氧化法工藝圖9UASB-好氧接觸氧化法工藝根本流程工藝流程簡(jiǎn)述〔1〕調(diào)節(jié)池上同于UASB-SBR工藝流程中的調(diào)節(jié)池?！?〕UASB池上同于UASB-SBR工藝流程中的調(diào)節(jié)池UASB反響池?！?〕生物接觸氧池生物接觸氧化法是一種介于活性污泥法與生物濾池之間的生物膜法工藝。接觸氧化池設(shè)有填料，局部微生物以生物膜的形式固著生長(zhǎng)于填料外表，局部那么是絮狀懸浮生長(zhǎng)于水中。因此它兼有活性污泥法與生物濾池二者的特點(diǎn)。由于其中填料及其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(zhǎng)至一定厚度后，近填料壁的微生物將由于缺氧而進(jìn)展厭氧代，產(chǎn)生的氣體及曝氣形成的沖刷作用會(huì)造成生物膜的脫落，并促進(jìn)新生膜的生長(zhǎng)，形成生物膜的新代，從而降低廢水中的COD、BOD含量，脫落的生物膜將隨出水流出池外。因廢水的有機(jī)物濃度較高，可采用的生物接觸氧化池為直流鼓風(fēng)曝氣接觸氧化池，并選用軟性纖維填料。〔4〕二沉池廢水經(jīng)生化處理后，其有機(jī)污染物濃度有了很大程度的降低。廢水進(jìn)入沉淀池停留數(shù)小時(shí)，將不溶于水的大顆粒絮凝物在重力作用下從水中沉淀下來形成污泥。沉淀池采用豎流式。廢水由中心管上部進(jìn)入，從管下溢出，經(jīng)反射板的阻攔向四周分布，然后再由下而上在池垂直上升，上升流速不變。澄清水由池周邊集水堰溢出。污泥貯存在污泥斗，由排泥管通過靜壓排泥的方式排出?！?〕混凝沉淀池上同于UASB-SBR工藝流程中的混凝沉淀池?！?〕污泥濃縮池上同于UASB-SBR工藝流程中的污泥濃縮池?！?〕污泥脫水上同于UASB-SBR工藝流程中的污泥脫水。3.5兩種工藝的比擬3.5.1技術(shù)比擬UASB+SBR工藝和UASB+好氧接觸氧化工藝的主要差異在于前者是SBR池，而后者是接觸氧化池和二沉池。SBR池與好氧接觸氧化處理工藝相比有以下優(yōu)點(diǎn)：SBR集曝氣、沉淀于一身，不設(shè)二次沉淀池，無污泥回流；投資省，占地少，運(yùn)行費(fèi)用低；反響過程基質(zhì)濃度梯度大，反響推動(dòng)力大，處理效率高；耐有機(jī)負(fù)荷和有毒物負(fù)荷沖擊能力強(qiáng)，運(yùn)行方式靈活，靜止沉淀，出水水質(zhì)好；SBR工藝不僅可以很容易地實(shí)現(xiàn)好氧、缺氧及厭氧狀態(tài)交替的運(yùn)行環(huán)境條件，而且很容易在好氧條件下通過增大曝氣量、調(diào)整反響時(shí)間和污泥齡來強(qiáng)化硝化反響及除磷菌過量攝磷過程有效完成。表6SBR池與好氧接觸氧化處理工藝技術(shù)比擬比擬工程占地面積產(chǎn)污泥量脫氮除磷效果操作管理耐沖擊負(fù)荷能力運(yùn)行穩(wěn)定性SBR少較少好方便強(qiáng)好接觸氧化池+二沉池較少少較好方便較強(qiáng)較好從以上技術(shù)方面比擬UASB+SBR工藝和UASB+好氧接觸氧化工藝，可以看出，UASB+SBR工藝比UASB+好氧接觸氧化工藝的脫氮除磷效率更高，而且隨著自動(dòng)化控制的提高，可以減少勞動(dòng)人數(shù)，便于管理和運(yùn)行。因此，UASB+SBR工藝優(yōu)于UASB+好氧接觸氧化工藝。3.5.2經(jīng)濟(jì)比擬方案一工程投資概算a.土建費(fèi)用概算表7方案一投資費(fèi)用概算序號(hào)構(gòu)筑物名稱單池容積〔m3〕單位造價(jià)(元/m3)數(shù)量投資(萬元)備注1調(diào)節(jié)池8965001座44.8鋼混2UASB3005002座30鋼混3SBR1285004座25.6鋼混4混凝沉淀池2325002座23.2鋼混5污泥濃縮池1125001座5.6鋼混6污泥脫水間2204501座10磚混7鼓風(fēng)機(jī)房2084501座9.4磚混8加藥間484501座2.2磚混9配電房1804501座8.1磚混10辦公區(qū)6404501座28.8磚混土建費(fèi)總計(jì)187.7萬元b.設(shè)備費(fèi)用概算表8方案一主要設(shè)備費(fèi)用序號(hào)名稱型號(hào)數(shù)量單價(jià)〔元〕總價(jià)〔萬元〕1攪拌機(jī)型攪拌機(jī)315000.452潛污泵100QW120—10—5.52200004潷水器BFR200型連桿式430000124鼓風(fēng)機(jī)RME-20型14000045攪拌機(jī)JGM10型31000036帶式壓濾機(jī)PFM—1000型1100000157污泥泵2500018曝氣器SX-I型擴(kuò)散器256300.8設(shè)備費(fèi)用小計(jì)40.25萬元直接費(fèi)用：土建費(fèi)用=187.7萬元設(shè)備材料費(fèi)用=40.25萬元直接費(fèi)用=227.9萬元方案二工程投資概算a.土建費(fèi)用概算表9方案二投資費(fèi)用概算序號(hào)構(gòu)筑物名稱單池容積〔m3〕單位造價(jià)(元/m3)數(shù)量投資(萬元)備注1調(diào)節(jié)池8965001座44.8鋼混2UASB3005002座30鋼混3接觸氧化池+二沉池3005002座30鋼混4混凝沉淀池2325002座23.2鋼混5污泥濃縮池1125001座5.6鋼混序號(hào)構(gòu)筑物名稱單池容積〔m3〕單位造價(jià)(元/m3)數(shù)量投資(萬元)備注6污泥脫水間2204501座10磚混7鼓風(fēng)機(jī)房2084501座9.4磚混8加藥間484501座2.2磚混9配電房1804501座8.1磚混10辦公區(qū)6404501座28.8磚混土建費(fèi)總計(jì)192.1萬元b.設(shè)備費(fèi)用概算表10方案二主要設(shè)備費(fèi)用序號(hào)名稱型號(hào)數(shù)量單價(jià)〔元〕總價(jià)〔萬〕元〕1攪拌機(jī)型攪拌機(jī)315000.452潛污泵100QW120—10—5.52200004鼓風(fēng)機(jī)RME-20型14000044攪拌機(jī)JGM10型31000035帶式壓濾機(jī)PFM—1000型1150000156污泥泵PNL型2500017生物膜組合填料掛膜2003006設(shè)備費(fèi)用小計(jì)33.45萬元直接費(fèi)用：土建費(fèi)用=192.1萬元設(shè)備材料費(fèi)用=33.45萬元直接費(fèi)用=225.55萬元3.5.3處理工藝方案確實(shí)定對(duì)以上兩種處理工藝進(jìn)展技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的比擬，以及該啤酒廠的實(shí)際要求，最終選擇UASB+SBR工藝進(jìn)展啤酒廢水的處理。3.6UASB+SBR工藝的工程總費(fèi)用概算3.6.1投資費(fèi)用建立單位管理費(fèi)、工程監(jiān)理費(fèi)、供電費(fèi)、設(shè)計(jì)費(fèi)、招標(biāo)管理費(fèi)等。按直接費(fèi)用的50%計(jì)算：萬元預(yù)備費(fèi)、價(jià)格因素預(yù)備費(fèi)、建立期貸款利息、鋪底流動(dòng)資金。工程預(yù)備費(fèi)按直接費(fèi)用的10%計(jì)，那么：萬元價(jià)格因素預(yù)備費(fèi)按直接因素的5%計(jì)，那么萬元貸款期利息、鋪底流動(dòng)資金按直接費(fèi)用的20%計(jì)，那么萬元費(fèi)用合計(jì)=421.62萬元3.6.2運(yùn)行費(fèi)用人工費(fèi)用：萬元能源消消耗：萬元式中：N——污水處理廠水泵，鼓風(fēng)機(jī)或空壓機(jī)及其他機(jī)電設(shè)備〔不包括備用設(shè)備〕功率，kw；D——電費(fèi)單價(jià)，元/〔kw×h〕，取1.5元/〔kw×h〕。折舊費(fèi)：萬元維修費(fèi)：萬元藥劑費(fèi)：萬元6.管理費(fèi)、銷售費(fèi)和其他費(fèi)用：管理費(fèi)、銷售費(fèi)和其他費(fèi)用包括管理和銷售部門的辦公費(fèi)、取暖費(fèi)、租憑費(fèi)、保險(xiǎn)費(fèi)、差旅費(fèi)、研究試驗(yàn)費(fèi)、會(huì)議費(fèi)、本錢中列支的稅金，以及其他不屬于以上工程的支出等，萬元那么運(yùn)行費(fèi)用：萬元3.6.3本錢核算1.年處理本錢：43萬元2.年處理量：∑Q=55萬噸3.單位處理本錢：∑E/∑Q=0.8元/m33.7UASB+SBR工藝的達(dá)標(biāo)分析表11工藝達(dá)標(biāo)分析表調(diào)節(jié)池工程CODBODSSTNNH3-NTP進(jìn)水〔mg/l〕20001050400453512出水〔mg/l〕20001050400453512去除率——————UASB池工程CODBODSSTNNH3-NTP進(jìn)水〔mg/l〕20001050400453512出水〔mg/l〕40052.5140453512去除率80%95%65%———SBR池工程CODBODSSTNNH3-NTP進(jìn)水〔mg/l〕40052.5160453512出水〔mg/l〕6010.52811.253.54.2去除率85%80%80%75%90%65%混凝沉淀池工程CODBODSSTNNH3-NTP進(jìn)水〔mg/l〕6010.52811.253.54.2出水〔mg/l〕548.45.611.253.50.42去除率10%20%80%——90%標(biāo)準(zhǔn)≤80≤10≤10≤15≤5≤0.5結(jié)論符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)4.污水處理站工程總體設(shè)計(jì)4.1污水處理系統(tǒng)簡(jiǎn)介4.1.1系統(tǒng)組成表12UASB+SBR處理工藝主要處理單元單體成效調(diào)節(jié)池用于調(diào)節(jié)水質(zhì)水量UASB去除BOD、COD、SBR去除BOD、COD、、脫氮除磷混凝沉淀除磷污泥濃縮池處理污泥污泥脫水間污泥脫水處理4.1.2各單體構(gòu)筑物尺寸表13UASB+SBR處理工藝主要單體構(gòu)筑物尺寸單體尺寸調(diào)節(jié)池UASBSBR混凝沉淀污泥濃縮池污泥脫水間5污水處理廠布置5.1污水處理廠平面布置在污水處理站的廠區(qū)有各處理單元構(gòu)筑物；連通各處理構(gòu)筑物之間的管、渠及其他管線；輔助性建筑物；道路以及綠地等。因此，要對(duì)污水處理站區(qū)各種工程設(shè)施進(jìn)展合理的平面規(guī)劃。5.1.1污水處理廠設(shè)施組成根據(jù)選定的處理方案和處理工藝流程，污水處理工程設(shè)施包括下面幾方面。1.生產(chǎn)性構(gòu)筑物生產(chǎn)性構(gòu)筑物分為污水、污泥處理設(shè)施。廢水處理設(shè)施包括調(diào)節(jié)池、UASB池、SBR池、混凝沉淀池、鼓風(fēng)機(jī)房等。污泥處理設(shè)施包括污泥濃縮池、污泥脫水間等。2.輔助設(shè)施輔助設(shè)施分為生產(chǎn)和生活輔助設(shè)施。生產(chǎn)輔助設(shè)施包括綜合辦公樓〔含化驗(yàn)室、中心控制室〕。3.各類管道廠區(qū)管道包括污水工藝管道、污泥工藝管道、空氣管道、上清液回管道、廠區(qū)給水管道、排水管道、加藥管。4.其他設(shè)施其他設(shè)施有道路、綠化、照明、圍墻、大門。5.1.2平面布置原那么1.各處理單元構(gòu)筑物的平面布置處理構(gòu)筑物是污水處理廠的主體建筑物，在做平面布置時(shí)，應(yīng)根據(jù)各構(gòu)筑物的功能要求和水力要求，結(jié)合地形和地質(zhì)條件，確定它們?cè)趶S區(qū)平面的位置。對(duì)此，應(yīng)考慮：〔1〕貫穿、連接各處理構(gòu)筑物之間的管、渠，使之便捷、直通，防止迂回曲折?！?〕土方量做到根本平衡，并避開劣質(zhì)土壤地段?！?〕在處理構(gòu)筑物之間應(yīng)保持一定的間距，以保證敷設(shè)連接收，渠的要求，一般的間距可取值5～10m?！?〕各處理構(gòu)筑物在平面布置上，應(yīng)考慮盡量緊湊。〔5〕污泥處理構(gòu)筑物應(yīng)盡可能單獨(dú)布置，以方便管理，應(yīng)布置在廠區(qū)夏季主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)向。2.管、渠的平面布置〔1〕在各處理構(gòu)筑物之間，設(shè)有貫穿、連接的管、渠。此外，還應(yīng)設(shè)有能夠使各處理構(gòu)筑物獨(dú)立運(yùn)行的管、渠，當(dāng)某一處理構(gòu)筑物因故停頓工作時(shí)，其后接處理構(gòu)筑物仍能夠保持正常的運(yùn)行?！?〕應(yīng)設(shè)超越全部處理構(gòu)筑物，直接排放水體的超越管?！?〕在廠區(qū)還應(yīng)設(shè)有空氣管路、給水管路及輸配電線路，這些管線有的敷設(shè)在地下，但大都在地上，對(duì)它們的安排，既要便于施工和維護(hù)管理，又要緊湊，少占用地。3.輔助建筑物的平面布置污水廠的輔助建筑物是污水處理廠不可缺少的組成局部?！?〕輔助建筑物建筑面積的大小應(yīng)與處理構(gòu)筑物保持一定距離，應(yīng)位于廠區(qū)夏季主方向的上風(fēng)向。〔2〕生活居住區(qū)、綜合樓等建筑物保持一定距離，應(yīng)位于廠區(qū)夏季主風(fēng)向的上風(fēng)向。〔3〕操作工人的值班室應(yīng)盡量布置在使工人能夠便于觀察各處理構(gòu)筑物運(yùn)行情況的位置。4.廠區(qū)綠化平面布置時(shí)應(yīng)安排充分的綠化地帶，改善衛(wèi)生條件，為污水廠工作人員提供優(yōu)美的環(huán)境。5.道路布置在污水處理廠應(yīng)合理的修建道路，方便運(yùn)輸，要設(shè)置通向各處理構(gòu)筑物和輔助構(gòu)筑物的必要通道，通道的設(shè)計(jì)應(yīng)符合如下要求：〔1〕主要車行道的寬度：?jiǎn)诬嚨罏?～4m，雙車道為6～7m，并應(yīng)有回車道?！?〕車行道的轉(zhuǎn)彎半徑不宜小于6m。〔3〕人行道的寬度為1.5～2.0m〔4〕通向高架構(gòu)筑物的扶梯傾角不宜大于45°?！?〕天橋?qū)挾炔灰诵∮?m。5.1.3平面布置1.工藝流程布置工藝流程布置應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書提供的廠區(qū)面積和地形，采用直線型布置。這種布置方式生產(chǎn)聯(lián)絡(luò)管線短，水頭損失小，管理方便，且有利于日后擴(kuò)建。2.構(gòu)筑物平面布置〔1〕污水處理區(qū)，該區(qū)域位于污水廠中部，由各項(xiàng)污水處理設(shè)施組成，呈直線型布置。包括調(diào)節(jié)池、UASB池、SBR池、混凝沉淀池、鼓風(fēng)機(jī)房。〔2〕污泥處理區(qū)，該區(qū)域位于污水廠東北角，廠區(qū)主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)向，由各項(xiàng)污泥處理設(shè)施組成，呈直線型布置。包括污泥濃縮池、污泥脫水間。3.污水站管線布置〔1〕污水工藝管道污水經(jīng)按照處理工藝經(jīng)各個(gè)處理構(gòu)筑物后排入水體?！?〕污泥工藝管道污水站在處理污水的同時(shí)，也要處理產(chǎn)生的污泥。來自UASB池、SBR池、混凝沉淀池的剩余污泥，按照工藝處理后運(yùn)出場(chǎng)外。〔3〕廠區(qū)排水管道廠區(qū)排水管道系統(tǒng)包括四局部，構(gòu)筑物上清液和溢流管、構(gòu)筑物放空管、各建筑物排水管、廠區(qū)雨水管。這些污水的污染物濃度很高，不能直接排放，設(shè)計(jì)中收集后接入泵前集水池繼續(xù)進(jìn)展處理。〔4〕空氣管道空氣管道由鼓風(fēng)機(jī)房至SBR池。〔5〕廠區(qū)給水管道和消防栓布置由廠外接入送至各建筑物用水點(diǎn)，廠區(qū)每隔120.0m間距設(shè)置個(gè)室外消火栓。4.廠區(qū)道路布置〔1〕主廠道布置由廠外道路與廠辦公樓連接的道路采用主廠道，道寬6.0m，設(shè)雙側(cè)1.5m人行道，并植樹綠化?！?〕車行道布置：廠區(qū)各主要構(gòu)筑物布置車行道，道寬4.0m，呈環(huán)狀布置，以便車輛回程?！?〕步行道布置對(duì)于無物品器材運(yùn)輸?shù)慕ㄖ铮O(shè)步行道與主廠道或車行道聯(lián)系。5.廠區(qū)綠化布置利用道路與構(gòu)筑物的帶狀空地進(jìn)展綠化，綠化帶以草皮為主，靠路一側(cè)種植綠籬，臨靠構(gòu)筑物一側(cè)栽種花木或灌木，草地中栽種一些花卉。廠區(qū)平面布置見污水處理站平面布置圖。5.2污水處理站高程布置污水處理站高程布置的主要任務(wù)是：①確定各處理構(gòu)筑物的標(biāo)高；②確定處理構(gòu)筑物之間連接收渠的尺寸及其標(biāo)高；③通過計(jì)算各確定部位的水面標(biāo)高，從而能夠使污水沿處理流程在處理構(gòu)筑物之間通暢低流動(dòng)，保證污水處理站的正常運(yùn)行。5.2.1高程布置原那么1.認(rèn)真計(jì)算管道沿程損失、局部損失，各處理構(gòu)筑物、計(jì)量設(shè)備及聯(lián)絡(luò)管渠的水頭損失；考慮最大時(shí)流量、雨天流量和事故時(shí)流量的增加，并留有一定的余地；還應(yīng)考慮當(dāng)某座構(gòu)筑物停頓運(yùn)行時(shí)，與其并聯(lián)運(yùn)行的其余構(gòu)筑物及有關(guān)的連接收渠能通過全部流量。2.考慮遠(yuǎn)期開展，水量增加的預(yù)留水頭。3.防止處理構(gòu)筑物之間跌水等浪費(fèi)水頭的現(xiàn)象，充分利用地形高差，實(shí)現(xiàn)自流。4.在認(rèn)真計(jì)算并留有余量的前提下，力求縮小全程水頭損失及提升泵站的揚(yáng)程，以降低運(yùn)行費(fèi)用。5.需要排放的處理水，在常年大多數(shù)時(shí)間里能夠自流排放水體。注意排放水位不一定選取水體多年最高水位，因?yàn)槠涑霈F(xiàn)時(shí)間較短，易造成常年水頭浪費(fèi)，而應(yīng)選取經(jīng)常出現(xiàn)的高水位作為排放水位，當(dāng)水體水位高于設(shè)計(jì)排放水位時(shí)，可進(jìn)展短時(shí)間的提升排放。6.應(yīng)盡可能使污水處理工程的出水管渠高程不受水體洪水頂托，并能自流。5.2.2污水處理構(gòu)筑物高程布置污水處理構(gòu)筑物高程布置的主要任務(wù)是：確定各處理構(gòu)筑物的標(biāo)高，確定各處理構(gòu)筑物之間連接收渠的尺寸及標(biāo)高，確定各處理構(gòu)筑物的水面標(biāo)高，從而能夠使污水沿處理構(gòu)筑物之間順暢流動(dòng)，保證污水站正常運(yùn)行。構(gòu)筑物水頭損失構(gòu)筑物水頭損失見下表表14構(gòu)筑物水頭損失表構(gòu)筑物名稱水頭損失〔m〕調(diào)節(jié)池0.3UASB池0.7SBR池0.4混凝沉淀池0.32.管渠水力計(jì)算管渠水力計(jì)算見下表表15污水管渠水力計(jì)算表名稱流量(L/s)管徑(mm)坡度i(‰)流速v(m/s)管長(zhǎng)(m)i·L(m)(m)(m)出水管—混凝沉淀池3520011.51.1480.090.130.25混凝沉淀池—SBR池17.52003.190.57100.040.140.20SBR池—UASB池17.52003.190.57120.040.780.90UASB池—調(diào)節(jié)池3520011.51.14100.120.130.250.93.構(gòu)筑物及管渠水面標(biāo)高計(jì)算見下表表16構(gòu)筑物及管渠水面標(biāo)高計(jì)算表序號(hào)管渠及構(gòu)筑物名稱水面標(biāo)高〔m〕池底標(biāo)高〔m〕進(jìn)水-2.50/調(diào)節(jié)池-0.50-4.00UASB池3.70-3.80SBR池2.10-1.90混凝沉淀池1.50-5.00污水高程布置見污水處理站高程布置圖。第二局部設(shè)計(jì)計(jì)算書1主要構(gòu)筑物的計(jì)算1.1調(diào)節(jié)池1.1.1設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)流量Q=35L/s=125m3/h；調(diào)節(jié)池停留時(shí)間T=6.0h。1.1.2設(shè)計(jì)計(jì)算1.調(diào)節(jié)池有效容積2.調(diào)節(jié)池面積調(diào)節(jié)池有效水深取3.5米，超高0.5米，那么取調(diào)節(jié)池長(zhǎng)度為16m，寬為14m，池的實(shí)際尺寸為：長(zhǎng)×寬×高=16m×14m×4m=896m3。3.調(diào)節(jié)池的攪拌器為了使廢水混合均勻,調(diào)節(jié)池中設(shè)3臺(tái)型反響攪拌機(jī)。調(diào)節(jié)池的提升泵使用兩臺(tái)100QW120—10—5.5潛污泵。1.2UASB反響池1.2.1設(shè)計(jì)參數(shù)〔1〕設(shè)計(jì)流量Q=1500m3/d=62.5m3/h=0.0174m3/s；〔2〕容積負(fù)荷〔Nv〕為：5kgCOD/(m3·d)；〔3〕污泥產(chǎn)率為：0.1kgMLSS/kgCOD；〔4〕產(chǎn)氣率為：0.5m3/kgCOD；〔5〕水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)見下表：表17UASB反響器進(jìn)出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)工程CODBODSSTNNH3-NTP進(jìn)水〔mg/l〕20001050400453512出水〔mg/l〕40052.5140453512去除率80%95%65%———1.2.2UASB反響器構(gòu)造尺寸計(jì)算反響器容積計(jì)算UASB有效容積為：式中：V有效-------------反響器有效容積，m3Q-------------設(shè)計(jì)流量，m3/dS0-------------進(jìn)水有機(jī)物濃度,kgCOD/m3Nv-------------容積負(fù)荷,kgCOD/(m3·d)UASB反響器的形狀和尺寸將UASB設(shè)計(jì)成2座矩形池子，采用共壁合建，那么取反響器的高度H=7.5m，超高0.5m從布水均勻性和經(jīng)濟(jì)性考慮，當(dāng)反響器的長(zhǎng)寬比在2/1左右時(shí)較適宜，那么取長(zhǎng)L=9m，寬B=5m，那么實(shí)際橫截面積：實(shí)際總橫截面積：每個(gè)單池的體積：反響池的總體積：3.反響區(qū)水里停留時(shí)間t實(shí)際外表水力負(fù)荷為：，對(duì)顆粒污泥，水力負(fù)荷，故符合要求。1.2.3UASB反響器進(jìn)水區(qū)的設(shè)計(jì)計(jì)算1.設(shè)計(jì)原那么①進(jìn)水必須要反響器底部均勻分布，確保各單位面積進(jìn)水量根本相等，防止短路和外表負(fù)荷不均；②應(yīng)滿足污泥床水力攪拌需要，要同時(shí)考慮水力攪拌和產(chǎn)生的沼氣攪拌；2.設(shè)計(jì)計(jì)算①布水點(diǎn)的設(shè)置本設(shè)計(jì)采用連續(xù)均勻的進(jìn)水方式，穿孔管布置方式，一共設(shè)置40個(gè)出水孔，每個(gè)反響池各20個(gè)出水孔。由所取容積負(fù)荷為5m3/(m2.h)，那么每個(gè)點(diǎn)的布水負(fù)荷面積大于2m2，本設(shè)計(jì)中每個(gè)布水點(diǎn)的負(fù)荷面積為：，滿足要求。②布水管的設(shè)置每個(gè)反響池采用穿孔管配水，每個(gè)反響池設(shè)置4根支管，布水支管的直徑采用取DN100mm，每根管上有5個(gè)配水孔。兩個(gè)池子的進(jìn)水總管管徑取取DN200mm，流速約為1.5m/s。每個(gè)池子的總管管徑取DN150mm為了使穿孔管出水均勻，要求出口流速不小于2m/s，孔徑采用直徑18mm。本設(shè)置采用連續(xù)進(jìn)料方式，布水孔孔口向下，有利于防止管口堵塞，而且由于UASB反響器底部反射散布作用，有利于布水均勻。為了增強(qiáng)污泥和廢水之間的接觸，減少底部進(jìn)水管的堵塞，進(jìn)水點(diǎn)距反響池底為200—500mm，本設(shè)計(jì)取300mm。圖10UASB布水系統(tǒng)設(shè)計(jì)示意圖1.2.4三相別離器的設(shè)計(jì)計(jì)算1.設(shè)計(jì)說明UASB的重要構(gòu)造是指反響器三相別離器的構(gòu)造，三相別離器的設(shè)計(jì)直接影響氣、液、固三相在反響器的別離效果和反響器的處理效果。對(duì)污泥床的正常運(yùn)行和獲得良好的出水水質(zhì)起十分重要的作用，根據(jù)已有的研究和工程經(jīng)歷，三相別離器應(yīng)滿足以下幾點(diǎn)要求：沉淀區(qū)的外表水力負(fù)荷<1.0m/h；三相別離器集氣罩頂以上的覆蓋水深可采用0.5～1.0m；沉淀區(qū)四壁傾斜角度應(yīng)在45o～60o之間，使污泥不積聚，盡快落入反響區(qū)；淀區(qū)斜面高度約為0.5～1.0m；進(jìn)入沉淀區(qū)前，沉淀槽底縫隙的流速≤2m/h；總沉淀水深應(yīng)≥1.5m；水力停留時(shí)間介于1.5～2h；別離氣體的擋板與別離器壁重疊在20mm以上；以上條件如能滿足，那么可到達(dá)良好的別離效果。①沉淀區(qū)的設(shè)計(jì)沉淀器〔集氣罩〕斜壁傾角θ=55°沉淀區(qū)面積：外表水力負(fù)荷：，符合要求。②回流縫設(shè)計(jì)三相別離長(zhǎng)度B=9m，分為4個(gè)單元，每個(gè)單元的寬度為取h1=0.5mh2=0.7mh3=1.0m,依據(jù)三相別離器設(shè)計(jì)計(jì)算草圖中的幾何關(guān)系，那么式中：b1—下三角集氣罩底水平寬度θ—下三角集氣罩斜面的水平夾角h3—下三角集氣罩的垂直高度，m下三角集氣罩之間的污泥回流縫中混合液的上升流速V1：式中：Q1—反響器中廢水流量〔m3/h〕——下三角形集氣罩之間污泥回流縫中混合液的上升流速，m/h；——下三角形集氣罩回流縫的總面積，；——反響器的寬度，即三相別離器的長(zhǎng)度B，m；n——反響器的三相別離器的單元數(shù)。，符合要求。上下三角形集氣罩之間回流縫流速V2：式中：——上三角集氣罩下端與下三角集氣罩斜面之間水平距離的回流縫中水流的速度，m/h；——上三角形集氣罩回流縫的總面積，；CE—上三角形集氣罩回流縫的寬度，CE>0.2m，取CE=0.5mCF—上三角形集氣罩底寬，取CF=1.0mv2<v1<2.0m/h,符合要求。確定上下集氣罩相對(duì)位置及尺寸：圖11三相別離器設(shè)計(jì)計(jì)算草圖θb1b2b1圖11三相別離器設(shè)計(jì)計(jì)算草圖θb1b2b1③氣液別離設(shè)計(jì)由三相別離器設(shè)計(jì)計(jì)算草圖可知，欲到達(dá)氣液別離的目的，上、下兩組三角形集氣罩的斜邊必須重疊，重疊的水平距離〔AB的水平投影〕越大，氣體別離效果越好，去除氣泡的直徑越小，對(duì)沉淀區(qū)固液別離效果的影響越小，所以，重疊量的大小是決定氣液別離效果好壞的關(guān)鍵。由反響區(qū)上升的水流從下三角形集氣罩回流縫過渡到上三角形集氣罩回流縫再進(jìn)入沉淀區(qū)，其水流狀態(tài)比擬復(fù)雜。當(dāng)混合液上升到A點(diǎn)后將沿著AB方向斜面流動(dòng)，并設(shè)流速為Va，同時(shí)假定A點(diǎn)的氣泡以速度Vb垂直上升，所以氣泡的運(yùn)動(dòng)軌跡將沿著Va和Vb合成速度的方向運(yùn)動(dòng)，根據(jù)速度合成的平行四邊形法那么，那么有：要使氣泡別離后進(jìn)入沉淀區(qū)的必要條件是：在消化溫度為25℃，沼氣密度=1.12g/L；水的密度=997.0449kg/m3；水的運(yùn)動(dòng)粘滯系數(shù)v=0.0089×10-4m2/s；取氣泡直徑d=0.01cm根據(jù)斯托克斯〔Stokes〕公式可得氣體上升速度vb為vb—?dú)馀萆仙俣取瞔m/s〕g—重力加速度〔cm/s2〕β—碰撞系數(shù)，取0.95μ—廢水的動(dòng)力粘度系數(shù)，g/(cm.s)μ=vβ水流速度,校核：，故設(shè)計(jì)滿足要求。1.2.5排泥系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算每日產(chǎn)泥量為：污泥含水率為99%，當(dāng)含水率>95%，取，那么污泥產(chǎn)量1.2.6集氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算每日產(chǎn)氣量為：1.3SBR反響池1.3.1設(shè)計(jì)說明具有脫氮