四川农业大学本科生毕业论文(设计)开题报告.docx

四川农业大学本科生毕业论文（设计）开题报告毕业论文（设计）题目中国长城葡萄酒厂生产废水处理技改工程选题类型应用型课题来源自选项目学 院资源环境学院专 业环境工程指导教师XXX职 称教授姓 名XX年 级2008学 号XXXX1选题背景1.1 公司概况中国长城葡萄酒有限公司是世界500强中国粮油食品进出口集团旗下一家专门生产和销售各种葡萄酒的外商独资企业。公司成立于1983年，位于张家口怀来沙城，销售的长城牌葡萄酒属国内葡萄酒中的著名品牌。2008年，中国长城葡萄酒有限公司完成葡萄酒产量5万吨1。根据公司20082012年五年远景规划，未来五年，中国长城葡萄酒有限公司生产销售葡萄酒，将由2008年的每年5万吨达到每年10万吨。中国长城葡萄酒有限公司地处怀涿盆地，属海河流域的洋河末端，永定河的源头，官厅水库西北5km，位于水库的进水口处。如果排放的污水指标偏高，根本没有自然降解的时间，将直接流入官厅水库，对水库水质带来危害。污水必须妥善处理，达到国家排放标准，才能实现经济与环境的共同发展。1.2 工程概况如下图1为公司原有的污水处理工艺格栅集水井储泥池污泥脱水机房SBR泵泵栅渣外运鼓风机排水泥饼外运污水图1 原有污水处理工艺该污水处理设备日处理能力1000m3， SBR在出水要求较高的情况下不易稳定达标2，当含有大量悬浮物高浓度污水集中排放时，出水水质往往达不到一级排放标准，甚至大于二级排放标准。就目前情况而言，情况不容乐观。原有工艺不能达到排放标准，并且随着公司的五年远景规划公司2012年生产量将达到10万吨，污水排放量将增大一倍，原有的污水处理厂不能容纳。为了公司更好的发展，优化原有污水处理工艺迫在眉睫。1.3 基础资料中国长城葡萄酒有限公司地处怀涿盆地，属海河流域的洋河末端，永定河的源头，官厅水库西北5km，位于水库的进水口处。该地区属温带大陆行季风气候，冬季寒冷干燥，夏季炎热，春秋季多风沙。长城葡萄酒公司为沙城地区较大的用水企业，在生产过程中产生的废水主要为发酵罐清洗水（冲洗酒泥）、地面冲洗水、洗瓶水和生活污水。废水的水质水最波动性较大。废水中的污染物主要为有机物和悬浮物等。每年排污情况如表1所示表1 公司排放污水水质情况 mg/L项目pHCODBODSS每年49月68.51600800210每年94月6925001300600全年排污水约20万吨。葡萄酒生产分为榨汁季和非榨汁季。每年9月4月是榨汁季，废水来源于葡萄破碎、发酵、分离压榨、过滤设备及罐的冲洗，其特点是间断排放、水量较大、有机污染物浓度高，排水量也最大有15万吨；每年4月9月是非榨汁季，废水来源于过滤设备、酒罐的冲洗，其特点是间断排放、水量相对较小、有机污染物浓度高。只有选择适宜的工艺才能使处理后的污水达标排放2。2 设计依据与原则2.1 工程设计依据及规范可行性研究报告的批准文件和工程建设单位的设计委托书；厂家提供的有关设计文件和基础数据；污水综合排放标准（GB89781996）一级排放标准；给水排水工程构筑物结构设计规范（GB50069-2002）；给水排水工程结构设计规范（GB50015-2003）。 2.2设计原则根据国家和当地有关环境保护法规的要求，使工厂对排出的废水进行有效处理，使之符合国家和当地废水排放标准，取得明显的环境和社会效益，使企业树立良好社会形象。严格遵循有关环境保护的各项规定，使处理后的各项指标达到或优于污水综合排放标准（GB89781996）一级排放标准；针对废水水质特点采用先进、合理、成熟、可靠的处理工艺，最大可能的发挥投资效益，对污水进行综合治理；工艺设计能够在生产过程具较大的灵活性和调节余地，能适应水质水量的变化，确保出水水质稳定、达标排放。2.3 设计参数目前公司生产量为7万吨，全年排污水约20万吨，每年9月4月排水量为15万吨；2012年生产量将达到10万吨。若每生产一吨产品排出的污水量是定值（算高峰期时的）设计日处理水量=1020/70.75307=1020.8m3 实际设计日处理量=1100m32.4 执行标准1997年12月31日之前建设的单位，第二类污染物最高允许浓度。GB89781996污水综合排放标准如表2所示1003333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333表2 葡萄酒废水综合排放标准 mg/l项目pHCODBOD5SS一级标准691003070二级标准69300150200三级标准691000600400执行污水综合排放标准（GB89781996）一级排放标准。3 核心工艺比选葡萄酒制造工艺中产生的污染废水有机物浓度高、悬浮颗粒多、BOD/COD比值大，可生化性好，易于生物降解。国内外对葡萄酒废水一般均采用生物处理方法3。郭金峰采用厌氧-好氧处理法联合运用的组合工艺处理华夏葡萄酿酒有限公司废水，运行工程表明，进水水质：pH69；COD20002500mg/l；BOD510001200mg/l；SS300500mg/l，出水水质：pH69；COD150mg/l；BOD530mg/l；SS150mg/l4。 目前用于中高浓度有机物污染废水的处理方法包括厌氧生物处理和厌氧好氧结合的工艺5。国内外应用广泛的有20世纪70年代末开始使用的第二代厌氧反应器UASB(上流式厌氧污泥床反应器)，以及第三代厌氧反应器IC(厌氧内循环反应器)和ABR(厌氧折流板反应器)。3.1 UASB反应器(上流式厌氧污泥床反应器)3.1.1 UASB工艺概述升流式厌氧污泥床反应器（UASB反应器）是荷兰学者lettinga等在20世纪70年代初开发的6。UASB装置主体由反应区和气、液、固三相分离区组成。在反应区下部，是由沉淀性能良好的颗粒污泥形成的厌氧污泥床7。废水在上升的过程中，与悬浮的颗粒污泥充分接触，并利用颗粒污泥中厌氧微生物的新陈代谢作用，降解了废水中的有机物。悬浮液进入分离区后，实现三相分离8。UASB不设沉淀池，被沉淀区分离出来的污泥重新回到污泥床反应区内9。3.1.2 UASB的优点(1) UASB内污泥浓度高，平均污泥浓度为2040gVSS/l；(2) 有机负荷高，水力停留时间短；(3) 无混合搅拌设备，靠发酵过程中产生的沼气的上升运动。使污泥床上部的污泥处于悬浮状态，对下部的污泥层也有一定程度的搅动；(4) 污泥床不填载体，节省造价及避免因填料发生堵塞问题；(5) UASB内设三相分离器，通常不设沉淀池，被沉淀区分离出来的污泥重新回到污泥床反应区内。3.1.3 UASB的缺点(1) 进水中悬浮物需要适当控制，不宜过高，一般控制在100mg/1以下；(2) 污泥床内有短流现象，影晌处理能力；(3) 对水质和负荷突然变化较敏感，耐冲击力稍差9。3.2 IC反应器(厌氧内循环反应器)3.2.1 IC工艺概述1985年荷兰PAQUES公司建立了第一个IC中试反应器，是第三代厌氧生化反应器的代表工艺之一10。IC反应器实际上是由上下两个UASB （即第二反应室和第一反应室）一体化组合而成 11。运行过程中，进水由反应器底部进入第一反应室，并通过水系统使其与由颗粒污泥组成的污泥床均匀混合，废水中大部分有机地物在此得到降解并转化为沼气。所产生的沼由集气罩收集后经气提管上升至气液分离室。分离后的沼气由顶部管道排出反应器，而分离后的泥水混合液则经气液分离室底部的回流管返回至第一反应室，并与部污泥床及进水充分混合，实现了第一反应室混合液的内循环12。有关资料显示13，对低浓度有机废水(15002000mg/l)，容积负荷可达2040KgCOD/m3.d，水力停留时间仅为2.13h，COD去除率稳定在80%。 3.2.2 IC的优点 (1) 处理容量高，抗冲击负荷能力强，运行稳定性好；(2) 基建投资省，占地面积少；(3) 内循环技术的采用，致使污泥活性高增殖快14；(4) 循环回流的碱度使反应器缓冲pH变化的能力高15；(5) 节能。 3.2.3 IC的缺点(1) 国内IC工艺还未成熟，核心技术未掌握；(2) 引进国外IC设备成本高。3.3 ABR反应器(厌氧折流板反应器)3.3.1 ABR工艺概述 ABR(Anaerobic Baffled Reactor)称为厌氧折流板反应器，是20世纪80年代美国McCarty专家开发研制的一种高效厌氧生物反应器。ABR反应器构造上类似于多个无三相分离器的UASB反应器简单串联，每一个反应室中的污泥可以颗粒化形式或絮状形式存在，废水进入反应室后沿导流板上下折流前进，依次通过每个反应室的污泥床，废水中有机物通过与微生物充分接触而得到去除。借助水流作用，反应室中的污泥上下运动。由于导流板的阻挡作用和污泥的自身沉降性能，大量厌氧污泥被截留在反应室内16。3.3.2 ABR优点(1) 工艺构造设计简单、无需设置三相分离器，可以在较广温度和浓度范围内运行；(2) 反应器水力条件好，容积利用率高，经过反应器内水流的多次上下折流作用，提高了污泥微生物与所处理废水的混合接触时间，稳定了处理效率，促进了颗粒污泥的形成和生长；(3) 反应器内微生物有明显的种群配合和良好的沿程分布，能在高负荷条件下有效地截留活性微生物固体；(4) 较短的水力停留时间；(5) 反应期内所形成的颗粒污泥具有良好的沉降性能和较长的固体停留时间，可长期运行而不需排泥17。3.4 核心工艺的选定中国长城葡萄酒厂生产污水特征：水质水量变化较大，有机污染物浓度高，可生化性好。IC与UASB反应器相比，IC反应器有明显的优势：处理容量高，抗冲击负荷能力强，运行稳定性好；基建投资省，占地面积少；节能。但是IC反应器目前在国内应用并不广泛，必须高价从国外引进设备。而作为同样的第三代厌氧反应器ABR可达到与IC的处理效果；相对于UASB来说，ABR的设备更简单易操作，并且抗冲击负荷能力强，运行稳定。针对以上ABR反应器的独特优点，和进水水质特点和出水水质要求以及当地实际情况，选定ABR工艺是非常符合现状的。4工程设计范围4.1设计范围本工程范围包括：工艺设计、工程设计、主要工艺的平面图高程图剖面图、每吨水的费用。具体的工程设计如下：(1) 废水流入处理设施开始，直到最后达标排放涉及的所有工艺流程；(2) 废水处理站的工艺设计、平面设计、高程设计、机械设备选型；(3) 废水处理站的安装调试及验收；(4) 废水处理站全套工艺资料、竣工资料。4.2 设计路线中国长城葡萄酒厂生产废水悬浮物浓度高，可延用原有格栅进行预处理。酒厂排放的水量不稳定需在核心工艺前修建一个调节池，同时调节池还可起到预沉淀作用。废水经ABR反应器处理后，污水中的有机物去除率大约为80%。剩余的20%，浓度比较低可以直接延用原有的SBR进行处理，可达到排放标准。由于ABR是连续进水，连续出水，而SBR是序批式的，为达到连续处理，延用原有工艺的两个SBR达到要求。优化后的工艺只需在原有工艺基础上增加一个ABR反应器、一个消毒池即可，由于其处理水量的增大，其它工艺容量只需适当扩建即可，这样大大减少了工程费用，同时也实现了资源的充分利用。其工艺流程图如图2所示。格栅预沉调节池池ABR反应器SBR污泥脱水机房消毒池储泥池栅渣外运泥饼外运污水排水沼气利用泵上清液回流泵图2 工艺流程图5 预期目标本设计采用的ABR工艺对葡萄酒废水进行处理，能满足设计出水水质要求(GB89781996污水综合排放标准一级标准)；完成主要工艺CAD设计图，包括平面图、高程图、剖面图；毕业论文的撰写。6 时间安排2011年3月：前期准备，初步选定研究课题，查找相关文献和资料，并构思开题报告；2011年4月：开始着手开题报告，不断完善，做好开题的答辩；2011年5月10月：完善具体参数的设计与计算，并完成设计图纸；2011年10月11月：论文撰写及答辩。参考文献 1 /view/76814.htm2 朱翠霞，吕建伟. 葡萄酒生产废水处理工程J. 给水排水，2008，34(3) ：6667 3 贺延龄. 废水的厌氧生物处理M. 北京：中国轻工业出版社. 19984 郭金峰. 红酒废水处理技术研究D. 南京. 南京理工大学. 20055 叶红. 厌氧-好氧结合工艺处理湘泉酒厂酿酒废水的设计研究J. 湖南轻工业高等专科学校学报，2003，15(3)：12146 Van der Meer. 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