环境工程专业毕业论文--啤酒废水处理的初步设计.doc

环境工程专业毕业论文-啤酒废水处理的初步设计 目 录中文摘要5英文摘要6前 言71文献综述811好氧生物处理技术8111 SBR法8112 CASS工艺8113 生物接触氧化工艺812厌氧生物处理技术9121 ASBR法9122厌氧内循环 IC技术9123 UASB法9124 EGSB 厌氧反应器1013其他处理技术10131 土地处理技术10132 植物处理102设计说明书1121设计概述11211设计依据11212城市概况和自然条件11213 自然条件11设计任务1122处理工艺方案论证选择12221 处理工艺方案介绍12 222 处理工艺方案确定143工艺流程设计1531厂区建设15311厂址选择15312 厂址条件1532工艺流程设计15321工艺流程图15322主要构筑物16323平面布置20324 管线设计20325 布置特点2033 高程布置204设计计算2141 格栅21411 设计说明21412 设计参数21413 设计计算2142 集水池22421 设计说明22422 设计参数22423 设计计算2243 泵房23431 设计说明23432 设计参数23433 设计计算2344 水力筛23441 设计说明23442 设计参数2345 调节池24451 设计说明24452 设计参数24453 设计计算2446 UASB反应池24461 设计说明24462 设计参数24463设计计算2447 CASS反应池26471 设计说明26472 设计参数27473设计计算2748 集泥井29481 设计说明29482 设计参数29483 设计计算2949 污泥浓缩池29491 设计泥量29492参数选取30493 设计计算30410 污泥脱水间314101 设计参数314102 工艺流程324103 设计计算325 污水构筑物高程计算3251 污水流经各处理构筑物水头损失3252高程确定336主要技术经济指标337 主要设备338 结束语34参考文献34附录35致 谢47摘 要啤酒酒类中消费量最大的酒种在啤酒酿制过程中产生了大量废水如果直接排人水体将消耗水中大量的溶解氧造成水体缺氧水质恶化因此对其进行有效处理对保护环境重要对啤酒水质进行分析初选的处理方案进行比较从等方面综合考虑选出reliminary design of brewery wastewater treatmentAbstractBeer is the world biggest alcohol of production and consumption In the process of beer brewage produce a lot of wastewater Wastewater containing organic material if direct emissions will consume large amounts of dissolved oxygen in water Easy to eutrophication water quality deterioration and environmental pollution So its effective treatment for environmental protection is very important This design is one beer waste water preliminary treatment The water which needs to treatment in the beer waste water treatment plant is 5000 regardless of the specified future development Various target in the raw waste water is the concentration of BOD is 1000 mgL the concentration of COD is 1800 mgL the concentration of SS is 300 mgLAfter the treatment of water discharge requirements must be strictly to reach the beer industrial standards for pollutants discharge This passage analyzed the water volume and water quality Based on the different primary treatment scheme comparison From the process processing efficiency etc comprehensive consideration choose the UASBCASS process This process have many advantages for advanced technology process simple and practical have a good effects stable operation easy operation and management project investment low operating costKey words beer wastewaterUASBCASS前 言水资源既是基础自然资源是生态环境的控制性因素之一同时又是战略性经济资源是一个国家综合国力的有机组成部分中国水资源问题十分突出尤其是水资源短缺旱涝灾害以及与水污染相关的生态环境问题已经成为我国社会经济发展重要的制约因素受到国家和社会的高度关注尤其近几年各类河流湖泊水质污染事件频发水环境的污染已经对饮水安全及人身健康造成了严重影响2000年污水排放总量620亿吨约80未经任何处理直接排入江河湖库90以上的城市地表水体97的城市地下含水层受到污染其中有10河段污染严重已基本丧失使用价值淡水湖泊处于中度污染水平75以上湖泊出现富营养化张利平等2009所以提高水资源的利用效率优化各类废水处理技术是缓解我国水资源忧患的重要举措啤酒行业是一个耗水量极大的行业我国2007年啤酒产量达3000多万吨已连续4年保持世界第一啤酒工业迅速发展的同时啤酒工业废水的排放量也相应增加污染程度加重每生产1 吨啤酒需要l030吨新鲜水相应地产生1020 吨废水我国现在每年排放的啤酒废水已达15亿吨预计到2012年至少达到21亿吨李宏昌等2008由于这种废水含有较高浓度的蛋白质脂肪纤维糖分废酵母酒花残渣等有机无毒成分排人天然水体后将消耗水中的溶解氧既造成水体缺氧还能促使水底沉积化合物的厌氧分解产生臭气恶化水质所以选择高效合理的啤酒废水处理工艺对保护环境优化水资源现状具有十分重要的意义 本文在分析各种有效经济的啤酒废水处理技术的基础上结合本项目的具体现状以及啤酒废水的特点最终选择出UASBCASS工艺对本厂废水进行有效处理处理后的废水可以严格符合啤酒工业污染物排放标准的要求1文献综述d另外接触氧化工艺不需要污泥回流无污泥膨胀问题运行管理较活性污泥法简单对水量水质的波动有较强的适应能力该工艺采用水解酸化作为生物接触氧化的预处理水解酸化菌通过新陈代谢将水中的悬浮固体水解为溶解性物质将大分子有机物降解为小分子有机物水解酸化去除了部分有机污染物提高了废水的可生化性有益于后续的生物接触氧化处理石锦慎2009该工艺在处理方法工艺组合及参数选择上是比较合理的在啤酒废水处理中具有较大优势12厌氧生物处理技术121 ASBR法 ASBR工艺是20世纪90年代美国Richard RDague教授开发出了一种间歇供水排放的处理工艺厌氧序批式活性污泥法 Anaerobic Sequencing Batch Reactor Dague R Rbanik G C1998它的运行以间歇操作为主要特征每个池子的运行操作在时间上都是按次序排列的一般可按运行次序分为4个阶段即进水反应沉淀和排水阶段称为一个周期该工艺克服了UASB等高效厌氧反应器的缺点且工艺简单操作方便被认为是最有可能替代UASB的废水厌氧处理技术之一ASBR反应器对啤酒废水具有较高的处理效率和抗冲击负荷实验中在有机负荷为15 kg m3d 5 m3d 范围内反应器对有机物的去除率在90以上而且增加负荷时去除率保持稳定滕朝华杨倩2008研究表明ASBR 处理啤酒废水适宜参数为 温度3040pH78反应时间24hMLSS 50005500mgL在此工艺参数下连续运行1 周COD和SS的去除率分别为809和74产气率约为500 Lkg COD张文艺等2005122厌氧内循环 IC技术 IC反应器是以UASB反应器内污泥已颗粒化为基础构造的新型厌氧反应器由2 个UASB 反应器单元相互重叠而成与以往厌氧处理工艺相比IC 反应器具有有机负荷高水力停留时间短剩余污泥少靠沼气提升产生循环无需用外部动力进行搅拌混合和使污泥回流具有节省动力消耗等优点陈武2009当COD的浓度维持在1 5002 500 mgL之间经过IC反应器处理的废水其COD浓度降为250350 mgL之间去除率维持在8085杨晓峰等20071995 年上海富士达酿酒公司采用IC 技术处理废水处理能力为4800m3dIC 反应器直径5m高度205m水力停留时间2h 有机负荷达15 kg CODm3d何晓娟1997沈阳华润雪花啤酒有限公司1996 年从荷兰Paques 公司引进IC 技术处理啤酒生产废水反应容积为70m3设计日处理高浓度有机废水400m3 COD 容积负荷达25kg m3d 30kg m3d COD 去除率80王林山等1998123 UASB法UASB即上流式厌氧污泥床UASB由污泥反应区气液固三相分离器包括沉淀区和气室三部分组成在底部反应区内存留大量厌氧污泥具有良好沉淀性能和凝聚性能的污泥在下部形成污泥层要处理的污水从厌氧污泥床底部流入与污泥层中污泥进行混合接触污泥中的微生物分解污水中的有机物把它转化为沼气废水经过UASB 处理后85以上的有机物被去除使后续好氧处理负荷大大降低产泥量相应减少部分好氧剩余污泥也可进入UASB 消化使得污泥量进一步减少匡武等2006应用UASB 反应器处理啤酒废水当进水COD 为10002000mgL 时出水COD 一般在500mgL 左右广西桂林漓泉啤酒有限公司采用UASBSBR 工艺进行废水处理设计处理水量为6500m3d厌氧水力停留时间为70h 反应器有效容积为1870m3在进水水量COD 浓度和水温均随生产和季节变化的情况下UASB出水的COD 浓度始终稳定在200-500mgL张振家2001124 EGSB 厌氧反应器 EGSBExpanded Granular Sludge Bed反应器即膨胀颗粒污泥床反应器是UASB 反应器的变形是厌氧流化床与UASB 反应器两种技术的成功结合其主要特点是采用介于普通UASB 和IC 之间的高径比和上升流速 并通过设置外循环系统来保证进水和污泥的充分混合具有处理负荷高基建投资省占地面积小运行稳定等特点Jeison 等人对EGSB 反应器和UASB 反应器处理啤酒废水进行了对比试验COD 浓度3000mgLEGSB 反应器的COD 去除率为85 而UASB 反应器则为70EGSB 反应器的处理效果好于UASB 反应器Jeisonet al 199913其他处理技术131 土地处理技术 废水的土地利用其目的不单纯是废水农田灌溉而是根据生态学原理在充分利用水资源的同时科学地运用土壤植物系统的净化功能使该系统起到废水的二三级处理作用这种方法对于渗透较慢的土壤最为适用经调查啤酒废水经过土地利用系统后水质明显改善能够达到农田灌溉水质标准的要求同时又可节省水源增加农田土壤的有机质含量提高农作物产量其经济效益在干旱地区更能得到体现施云芬刘月华2003132 植物处理 啤酒废水中有机碳含量丰富氮磷的含量也有一定水平可以为植物生长提供必要的营养物质近年来一些学者利用啤酒废水对普通丝瓜多花黑麦草金针菜等植物进行水培试验发现这些植物长势良好并能完成其生活史 戴全裕等1994这种处理技术既创造了经济效益同时又显著降低了废水中多种污染物的浓度这为啤酒废水的资源化处理开拓了一条新思路2设计说明书21设计概述211设计依据 设计题目啤酒废水处理的初步设计 进水水质BOD5为1000 mgLCODcr为1800 mgLSS为300 mgL 设计要求出水符合啤酒工业污染物排放标准GB 198212005 设计依据 中华人民共和国环境保护法 建设项目环境保护设计规定22处理工艺方案论证221 处理工艺方案介绍啤酒废水的BOD5CODcr值很高非常有利于生化处理目前采用最广泛的是厌氧好氧的联合处理技术废水通过处理后可以达到排放标准通过资料调研从众多处理工艺中初选三种进行对比选出最优处理方案2211 UASBCASS工艺 该工艺是一种应用较广泛的厌氧好氧处理工艺 其特点在UASB反应器中大部分有机物被去除去除率在80以上 降低了直接进行好氧处理的能耗厌氧过程有机负荷高水力停留时间短且污泥产率低从而可降低污泥处理费CASS法是将可变容积的活性污泥工艺过程与生物选择器原理有机结合的SBR工艺可变容积活性污泥工艺的选择使整个工艺流程紧凑基建投资省占地面积小静置状态下进行固液分离排水质量稳定UASBCASS工艺可节省投资 整套工艺处理效率高操作简单运行稳定袁丽2005工艺流程图如下 图1 UASBCASS工艺流程图处理效果如下表表1 UASBCASS工艺各单元效果分析表项目进水 mgL UASB出水 mgL CASS出水 mgL 去除率 CODcr250025060976BOD5150010020987SS600100309502212 EGSB生物接触氧化工艺 此法属于一种新型的厌氧好氧处理工艺其特点是采用的厌氧技术是EGSB工艺EGSB与UASB相比EGSB具有布水容易均匀传质效果好有机物去除率高能够在更高的进水浓度和更高的容积负荷下运行EGSB装置的高度可以为UASB装置的2倍以上其占地面积更小在装置中污泥浓度可提高有机物主要是在这样的颗粒层中被分解产生大量的沼气可回收利用具有良好的经济效益袁雅静等2008其工艺流程图如下 图2 EGSB生物接触氧化工艺流程图处理效果如下表表2 EGSB生物接触氧化工艺各单元处理效果表项目进水 mgL EGSB出水 mgL 生物接触氧化出水mgL 去除率 CODcr180054080956BOD51000300120880SS25080508002213 厌氧水解酸化三相好氧生物流化床工艺 此法属于一种新型厌氧好氧处理工艺其特点为厌氧水解酸化生物处理工艺较其它厌氧工艺对环境条件要求低废水的可生化性和降解速度大幅度提高使后续的好氧生物处理可在较短的水力停留时间内达到较高的COD去除率三相好氧生物流化床中的填料提供了微生物栖息生长的巨大比表面积使流化床内维持高浓度的微生物量提高了流化床的容积负荷不存在污泥膨胀现象好氧过程生化反应速率快传质效果好在保持良好的处理效果的同时减少流化床容积占地面积相对较小流化床中的微孔曝气器设立导流筒以曝气为动力利用内外筒的密度差形成真正的流化且无死角无需专门的流化设备节省投资内部结构简单维护检修方便袁雅静等2008工艺流程图如下 图3 厌氧水解酸化三相好氧生物流化床工艺流程图处理效果如下表表3 厌氧水解酸化三相好氧生物流化床工艺各单元效果表项目进水 mgL 水解酸化池出水 mgL 好氧生物流化床出水 mgL 去除率 CODcr230092091960BOD5150060030980SS40022840900222 处理工艺方案确定2221 确定原则废水处理工艺决定着污水处理站的面积及投资不同的处理方法有不同的进水要求以及出水效果因此根据本厂实际选择合理的处理工艺十分重要在具体选择中应该依据以下原则采用的技术应成熟处理效果稳定保证出水水质达到要求的排放标准投资低运行费用省尽可能的采用生化处理技术避免产生二次污染尽量减少占地面积一方面可以节省投资同时也可以产生较好的社会效益要综合考虑到地形气候等自然条件要保证低温期和高温期的出水达到排放标准2222 主要技术指标对比表4 初选方案主要技术指标对比表 比较项目UASBCASS工艺EGSB生物接触氧化工艺水解酸化好氧生物流化床工艺 技术可行性 可行可行可行出水稳定性 稳定稳定稳定出水水质 高BOD5与SS较低SS5较低工程建设难度一般较高 一般占地面积一般较省一般操作及维护操作简单维护方便操作与维护较复杂 操作简单维护方便基建费用较低一般一般处理成本较低一般一般通过以上工艺流程及处理效果对比EGSB生物接触氧化工艺占地面积最小但是构筑物较高处理费用高处理效率较低厌氧水解酸化三相好氧生物流化床工艺结构简单但是SS处理效率较低UASBCASS工艺占地面积较小工艺简单处理效果最好所以最终选择UASBCASS工艺该工艺具有结构简单处理效率高电耗低操作管理方便的特点可以很好的完成工程要求目标3工艺流程设计31厂区建设311厂址选择 选择啤酒厂区西北面一片开阔场地标高为1520米312 厂址条件 厂址工程地质条件好承载力大湿陷性等级低地下含水层的透水性好多为粗沙粉细沙和加油粗沙的松散土层地下水位埋深低于50米全年主导风向为西北风夏季最高气温30冬季最低气温-1032工艺流程设计321工艺流程图 图4 工艺流程图 啤酒废水先经过中格栅去除大杂质后进入集水池用污水泵将废水提升至水力筛然后进入调节池进行水质水量的调节进入调节池前根据在线pH计的监测的pH值用计量泵将酸碱送入调节池调节池的PH值在6575之间调节池中出来的水用泵连续送入UASB反应器进行厌氧消化降低有机物浓度厌氧处理过程中产生的沼气被收集到沼气柜UASB反应器内的污水流入CASS池中进行好氧处理后达标排放来自UASB反应器CASS反应池的剩余污泥先收集到集泥井在由污泥提升泵提升到污泥浓缩池内被浓缩浓缩后进入污泥脱水机房进一步降低污泥的含水率实现污泥的减量化污泥脱水后形成泥饼装车外运处置322主要构筑物3221 格栅池 构筑物功 能放置机械格栅数 量1座结 构砖混结构尺 寸270030003000Hmm 主要设备机械格栅功 能去除大颗粒悬浮物型 号HF-500数 量2台栅 宽B 10mm栅 隙b 15mm安装角度 60电机功率N 11kw3222 集水池构筑物功 能贮存废水数 量1座结 构钢筋砼结构尺 寸58002000Hmm主要设备废水提升泵功 能提升废水进入酸化调节池型 号100QW120-10-55数 量3台两用一备流 量Q 30Ls扬 程H 100m功 率N 55KW水力筛功 能过滤废水中的细小悬浮物型 号HS120数 量3台二用一备处理量Q 100m3h栅 隙b 15mm3223 酸化调节池构筑物功 能调节并预酸化数 量1座尺 寸250001000055000Hmm水力停留时间T 60h主要设备 潜水搅拌机功 能使废水混合均匀型 号QJB7566403-303cs推 力990N数 量1台功 率N 75kw 配水泵功 能UASB进水泵型 号150QW1100-15-11数 量3台两用一备流 量Q 30Ls扬 程H 15m功 率N 110KW 加药装置设备类型AHJ-I数 量1套其中a酸输送泵数 量1台型 号CQF40-25-120F流 量Q 63 m3h扬 程H 150m功 率N 075kWb碱贮罐 数 量1台尺 寸14001800 H mm3224 UASB反应器构筑物功 能去除CODcrBOD5SS产生沼气池 数2座类 型钢筋砼结构尺 寸20000100006500Hmm 容积负荷Nv为45kgCOD m3d 去除率80附件 水封功 能保持UASB中气相一定压力数 量2台尺 寸5001200Hmm 沼气贮罐尺 寸7000mmH6000mm数 量1台3225 CASS池 构筑物功 能去除CODcrBOD5SS结 构钢筋砼结构数 量2座 尺 寸40000100005500HmmBOD污泥负荷Ns为01kgBODkgMLSS 去除率85 主要设备 鼓风机功 能提供气源数 量2台一用一备型 号DG超小型离心鼓风机风 量Q 50m3min风 压P 638Kpa功 率N 750KW3226 集泥井 构筑物功 能收集存储污泥数 量1座结 构砖混结构尺 寸400040003500 H mm主要设备污泥提升泵功 能提升污泥进入浓缩池型 号80QW50-10-3数 量2台一用一备流 量Q 14Ls扬 程H 10功率N 3KW3227 污泥浓缩池功 能浓缩污泥数 量1座结 构钢筋砼结构尺 寸570057005800 H mm3228 污泥脱水间带式压滤机功 能污泥脱水型 号DYQ-1000数 量1台滤带快度1000mm电机功率N 15kw配套设备溶药搅拌机 ZJ-470 1台 N 22kw加药泵 J-Z12532 1台 N 075kw 323平面布置3231 布置原则1处理站构筑物的布置应该紧凑节约用地减少管线的长度以便于管理2要充分的利用地形尽量做到土方平衡减少投资3建筑物的布置要考虑到风向生活区和生产区应该分开4做好建筑道路绿地与工艺构筑物的协调做到即使生产运行安全方便又使站区环境美观向外界展现优美的形象324 管线设计 在厂区应该有完整的管道系统管道之间应该协调安排避免相互干扰输水输泥管道应该尽量长度短水头损失小流行畅通不宜堵塞和便于疏通同时在厂区内要设有完整的雨水管道系统325 布置特点 平面布置特点布置紧凑构筑物占地面积比例大重点突出运行及安全重点区域UASB放于前部美化环境集水井调节池侧面污泥储存池设于后部33 高程布置 污水处理工程的污水处理流程高程布置的主要任务是确定各处理构筑物和泵房的标高确定处理构筑物之间连接管渠的尺寸及其标高通过计算确定各部位的水面标高从而使污水能够在处理构筑物之间顺畅的流动保证污水处理工程的正常运行4设计计算41 格栅411 设计说明格栅由一组平行的金属栅条或筛网制成安装在废水渠道的进口处用于截留较大的悬浮物或漂浮物主要对水泵起保护作用另外可减轻后续构筑物的处理负荷412 设计参数 设计流量Q 5000m3d 20833 m3h 0058m3s 栅条宽度S 10mm 栅条间隙d 15mm 栅前水深h 04 m 格栅安装角度 60栅前流速07 ms 过栅流速08ms 单位栅渣量W 007m3 m3 废水 413 设计计算4131栅条间隙数 式中Q - 设计流量m3s - 格栅倾角度b - 栅条间隙mh - 栅前水深mv - 过栅流速ms 1046 取n 114132 栅槽宽度B S n-1 bn 001 11-1 001511 0027m 栅槽宽度一般比格栅宽0203m取03 m 即栅槽宽为02703 057 m取06 m4133 过栅水头损失取k 3 179栅条断面为圆形v 08ms则 h1 式中k - 系数水头损失增大倍数 - 系数与断面形状有关S - 格条宽度md - 栅条净隙mmv - 过栅流速ms - 格栅倾角度 代入数值 h1 0088m4134 每日栅渣量栅渣量 m3103m3污水 取01001粗格栅用小值细格栅用大值中格栅用中值取W1 007m3103m3 K2 15则 W 式中Q - 设计流量m3sW1 - 栅渣量 m3103m3污水 取007m3103m3 代入数值 W 023 m3d 02 m3d 采用机械清渣 42 集水池421 设计说明集水池是汇集准备输送到其他构筑物去的一种小型贮水设备设置集水池作为水量调节之用贮存盈余补充短缺使生物处理设施在一日内能得到均和的进水量保证正常运行422 设计参数设计流量Q 5000m3d 20833 m3h 0058m3s 423 设计计算集水池的容量为大于一台泵五分钟的流量设三台水泵两用一备每台泵的流量为Q 0029 m3s003 m3s 集水池容积采用相当于一台泵30min的容量W QT 3060003 54m 有效水深采用2m则集水池面积为F 27 m2 其尺寸为 58m58m43 泵房431 设计说明泵房采用下圆上方形泵房集水池与泵房合建集水池在泵房下面采用全地下式考虑三台水泵其中一台备用432 设计参数 设计流量Q 5000m3d 20833 m3h 0058m3s 取Q 60Ls则一台泵的流量为30 Ls433 设计计算4331 选泵前总扬程估算 经过格栅水头损失为02m集水池最低水位与所需提升高水位之间的高差为 15212-15181 31m4332 出水管水头损失 总出水管Q 60Ls选用管径DN250查表的v 123ms1000i 991一根出水管Q 30Ls选用管径DN200v 097ms1000i 86设管总长为40m局部损失占沿程的30则总损失为4333 水泵扬程 泵站内管线水头损失假设为15m考虑自由水头为10m则水泵总扬程为 H 31051510 61m 取7m44 水力筛441 设计说明 过滤废水中的细小悬浮物442 设计参数 设计流量Q 5000m3d 20833 m3h 0058m3s 45 调节池451 设计说明 调节池是用来均衡调节污水水量水质水温的变化降低对生物处理设施的冲击为使调节池出水水质均匀防止污染物沉淀调节池内宜设置搅拌混合装置452 设计参数 设计流量Q 5000m3d 20833 m3h 水力停留时间T 6h 453 设计计算 有效容积为V QT 208336 1250 m3 取池子总高度H 55m其中超高05m有效水深h 5m则池面积为A Vh 12505 250 m2 池长取L 25 m池宽取B 10m 则池子总尺寸为LBH 25105546 UASB反应池461 设计说明 UASB反应池由进水分配系统反应区三相分离器出水系统排泥系统及沼气收集系统组成UASB反应池有以下优点沉降性能良好不设沉淀池无需污泥回流不填载体构造简单节省造价由于消化产气作用污泥上浮造成一定的搅拌因而不设搅拌设备污泥浓度和有机负荷高停留时间短462 设计参数 设计流量Q 5000m3d 20833 m3h 0058m3s 进水COD 1800mgL 容积负荷Nv为45kgCOD m3d 污泥产率为010kgMLSSkgCOD 产气率为05m3kgCOD 463设计计算4631反应器容积计算 UASB有效容积为 V有效 QS0NV 式中 V有效 - 反应器有效容积m3 Q - 设计流量m3d S0 - 进水有机物浓量kgCODm3 Nv - 容积负荷kgCOD m3d 代入数值的V 2000m34632 USAB池尺寸计算根据经验UASB最经济的高度一般在46米之间并且大多数情况下这也是系统最优的运行范围取h 55 m 则A 3636 m2 采用2座相同的UASB反应器 则A1 1818m2 采用公壁建造四边行池比圆形池较经济有关资料显示当长宽比在21左右时基建投资最省取长L 20 m宽B 10 m则实际横截面积为A2 LB 2010 200m2 设计反应池总高H 65m其中超高05 m一般应用时反应池装液量为70-90UASB体积有效系数 833 在0-90之间符合要求4633 布水系统设计计算 配水系统采用穿孔配管进水管总管径取200mm流速约为095 ms每个反应器设置10根DN150mm支管每根管之间的中心距离为15 m配水孔径采用16mm孔距15 m每孔服务面积为1515 225m2孔径向下穿孔管距离反应池底02 m每个反应器有66个出水孔采用连续进水4634 UASB反应器中污泥总量计算 一般UASB污泥床主要由沉降性能良好的厌氧污泥组成平均浓度为15gVSSL则两座UASB反应器中污泥总量G VGSS 200015 30000kgssd 厌氧生物处理污泥产量取007kgMLSSkgCOD UASB反应器总产泥量 X rQC0E 0075000180008 504kgVSSd 式中 X UASB反应器产泥量kgVSSd r 厌氧生物处理污泥产量kgVSSkgCOD Co 进水COD浓度kgm3 E 去除率本设计中取80 每日产泥量为W 式中 Pss - 产生的悬浮固体kgvssd P - 污泥含水率以98计 r - 污泥密度以1000kgm3计 代入数值W 252m3h4635 排泥系统设计 在UASB三相分离器下05m和底部400mm高处各设置一个排泥口共两个排泥口每天排泥一次4636 出水系统设计 采用锯齿形出水渠渠宽02m高02m每个反应器设计4条出水渠基本保证出水均匀4637 产气量计算G rQC0E 045000180008 2880m3h 式中 G 总产气量m3h r 设计产气率取04 Co 进水COD浓度kgm3 E 去除率本设计中取8047 CASS反应池471 设计说明 CASS工艺是SBR工艺的发展其前身是ICEAS由预反应区和主反应区组成预反应区控制在缺氧状态因此提高了对难降解有机物的去除效果与传统的活性污泥法相比有以下优点建设费用低省去了初沉池二沉池及污泥回流设备运行费用低节能效果显著有机物去除率高出水水质好具有良好的脱氮除磷功能管理简单运行可靠不易发生污泥膨胀污泥产量低性质稳定便于进一步处理与处置472 设计参数 设计流量Q 5000m3d 20833 m3h 0058m3s 进水COD 360mgL 去除率为85 BOD污泥负荷Ns为01kgBODkgMLSS 混合液污泥浓度为X 4000mgL 充水比为 032 进水BOD 150 mgL去除率为90 一个运行周期为6个小时473设计计算4731 池子容积计算 每周期处理水量体积为V0 式中 Q - 每天处理水量 h - 运行周期6小时 n- CASS池子数目个 代入数值V0 625m3单池 根据选取的充水比参数求暴气池子的容积为 V 2V0032 390625m3 选用两座反应池则单池容积为1953125m34732 CASS反应池的构造尺寸 CASS反应池为满足运行灵活和设备安装需要设计为长方形一端为进水区另一端为出水区 据资料BH 12LB 46取B 10mL 40m H 5m所以 40105 2000 m3 单池面积 S 400m2 CASS池沿长度方向设一道隔墙将池体分为预反应区和主反应区两部分靠近进水端为CASS池容积的10左右的预反应区作为兼氧吸附区和生物选择区另一部分为主反应区 根据资料预反应区长L1 016025L取L1 8 m4733污泥COD负荷计算 由预计COD去除率得其COD去除量为360085 306mgL 每日去除的COD量为50003061000 1530kgd 污泥负荷Ns 式中 Q - 每天处理水量 SU - 进水COD浓度与出水浓度之差mgL n- CASS池子个数 X- 设计污泥浓度mgL V- 主反应区池体积 代入数值Ns 0144734 产泥量 CASS池的剩余污泥主要来自微生物代谢的增值污泥还有很少部分由进水悬浮物沉淀形成CASS池生物代谢产泥量为 式中 a 微生物代谢增系数kgVSSkgCOD b 微生物自身氧化率1d 根据啤酒废水性质参考类似经验数据设计a 083b 005则有X 72369kgd 假定排泥含水率为98则排泥量为QS X103 1-P 3618m3d4735排泥系统 每池池底坡向排泥坡度i 001 池出水端池底设101005m3排泥坑一个每池排泥坑中接出泥管DN200一根48 集泥井481 设计说明 污水处理系统各构筑物所产生的污泥每日排泥一次集中到集泥井然后在由污泥泵打到污泥浓缩池 污泥浓缩池为间歇运行运行周期为24h其中各构筑物排泥污泥泵抽送污泥时间为1015h污泥浓缩时间为200h浓缩池排水时间为20h闲置时间为05h10h482 设计参数 设计泥量 啤酒废水处理过程产生的污泥来自以下几部分 UASB反应器Q1 252 m3d含水率98 CASS反应器Q2 3618 m3d含水率98 总污泥量为Q Q1 Q2 6138m3d设计中取70 m3d483 设计计算 考虑各构筑物为间歇排泥每日总排泥量为70 m3d需在15h内抽送完毕集泥井容积确定为污泥泵提升流量70 m3d的10min的体积即78m3 此外为保证CASS排泥能按其运行方式进行集泥井容积应外加3723 m3则集泥井总容积为783723 4500 m3 集泥井有效深度为30m则其平面面积为 设集泥井平面尺寸为4040m集泥井为地下式池顶加盖由污泥泵抽送污泥 集泥井最高泥位为-05m最低泥位为-3m池底标高为-35m浓缩池最高泥位为2 m则排泥泵抽升的所需净扬程为5 m排泥泵富余水头20 m管道水头损失为05 m则污泥泵所需扬程为5205 75 m49 污泥浓缩池491 设计泥量 啤酒废水处理过程产生的污泥来自以下几部分 UASB反应器Q1 252 m3d含水率98 CASS反应器Q2 3618 m3d含水率98 总污泥量为Q Q1 Q2 6138m3d 考虑到CASS含水率设计较低设计总污泥量为70m3d492参数选取 固体负荷固体通量M一般为1035kgm3h 取M 30 kgm3d 125kgm3h 浓缩时间取T 20 h 设计污泥量Q 40 m3d 浓缩后污泥含水率为96 493 设计计算4931容积计算 浓缩后污泥体积V V0 1-P0 1-P 35m3d 式中 V0污泥含水率变为P0时污泥体积4932 池子边长 根据要求浓缩池的设计横断面面积应满足A QCM 式中 Q 入流污泥量m3d M 固体通量kgm3d C 入流固体浓度kgm3 入流固体浓度C的计算如下 W1 Q11000 1-98 490 kgd W2 Q21000 1-99 4468 kgd Qc W2 W1 9368kgd C 936870 1338 kgm3 浓缩后污泥浓度为C1 936835 2677 kgm3 浓缩池的横断面积为A QcM 70133830 3122 m2 设计一座正方形浓缩池则每座边长B 57 m则实际面积A 5757 325 m24933 池子高度 取停留时间HRT 20 h有效高度h2 QT24A 7020243122 15 m超高h1 05 m 缓冲区高h3 05 m则池壁高 H1 h1h2h 3 27 m4934 污泥斗 污泥斗下锥体边长取05 m污泥斗倾角取50则污泥斗的高度为h4 572052 tg50 31 m 污泥斗的容积为V2 h4 a12a1a2a22 3 31 572 5705 052 3 3678 m34935总高度 H 28 31 58 m4936 排水口 浓缩后池内上清液利用重力排放由站区溢流管管道排入格栅间浓缩池设四根排水管于池壁管径DN150mm于浓缩池最高处设置一根向下每隔10m06m04m处设置一根排水管410 污泥脱水间4101 设计参数41011 设计泥量 浓缩后污泥含水率为96 浓缩后污泥体积 35 m3d41012 参数选取 压滤时间取T 4 h 设计污泥量Q 35 m3d 浓缩后污泥含水率为96 压滤后污泥含水率为75 4102 工艺流程 工艺流程见图5图5污泥脱水工艺流出图4103 设计计算 污泥体积 式中 Q脱水后污泥量 m3d Q0脱水前污泥量 m3d P1脱水前含水率 P2脱水后含水率 M脱水后干污泥重量 kgd 56 m3d 1400 kgd 污泥脱水后