机械毕业设计28成都电子机械高等专科学校关于啤酒废水的设计

成都电子机械高等专科学校 毕业设计（论文） 第 1 页 共 39 页 目录 1-摘要 3 2-设计课题的目的和意义 3 3-啤酒废水治理 概况 4 3 1 啤酒废水概述 4 3 2 啤酒废水的来源和特点 4 3 3 啤酒废水的处理工艺 5 3 4 啤酒废水处理方案的确定 8 3 5 啤酒废水处理方案的应用条件 9 3 6 啤酒废水处理工艺（水解 生物接触氧化） 的设计参数 9 4-设计任务的概况 10 4 1 污水水质、水量 10 4 2出水水质要求 10 4 3设计原则 10 4 4 工艺流程 11 5-设计工艺中各处理构筑单元的概况及主要作用 11 5. 1 格栅 11 5. 2 调节池 12 5. 3 水解 (酸化 )池 13 5. 4 生物接触氧化池 (沉淀池 ) 14 5. 5 污泥浓缩池 16 成都电子机械高等专科学校 毕业设计（论文） 第 2 页 共 39 页 6-主要设备及构筑物的设计计算 17 6. 1 格栅 17 6. 2 调节池 18 6. 3 水解 (酸化 )池 19 6. 4 生物接触氧化池 20 6. 5 接触沉淀池 23 6. 6 污泥浓缩池 27 7-致谢 28 8-参考文献 28 9-附图 成都电子机械高等专科学校 毕业设计（论文） 第 3 页 共 39 页 摘要 本设计是关于啤酒废水的设计 ,日设计水量是 10000t,包啤酒污水和生活污水， 其主要污染物为 CODCr、 BOD5、 SS、大肠菌群等 。 设计要求处理后水质达到国家二级排放标准 。本设计采用水解（酸化） +生物接触氧化的工艺 ，其中生物接触氧化法占地少、污泥产量低、出水水质好而稳定、动力消耗低、不存在污泥膨胀问题。设计主要构筑物有调节池、水解（酸化）池、生物接触氧化池（沉淀池）、污泥浓缩池。 本设计包括：设计说明书， 设计计算书， 设计图纸 。 关键词 ：啤酒废水 水解（酸化） 生物接触氧化 污泥浓缩 Abstract This text is a design concerning the beer waste water, the day designs the amount of water is a 10000 tons, inclucle the dirty water of beer and live dirty Water, Its main pollutant for CODCr, BOD5, SS, coliforms organisms etc. The fluid matter attains the national second class exhaustion standard after designing to request to handle.This design adoped by the design is hydrolysis acidificaion + biocontact oxidation process, among them, biocontact oxidation to cover the little and activated sludge yield low, a water fluid matter like but the stability, motive consume the low and nonexistent and activated sludge inflation problem.Design to mainly construct the thing to regulate the pond, hydrolysis acidificaion pond, biocontact oxidation and activated sludge concentrated pond. 成都电子机械高等专科学校 毕业设计（论文） 第 4 页 共 39 页 This design include:The Design the manual, the design to compute the book, design the diagram paper. Keyword:The beer waste water hydrolysis acidificaion biocontact oxidation activated sludge 2 设计课题的目的和意义 高等院校工科专业毕业设计是实现本科培养目标要求的重要阶段 .毕业设计是学生在毕业前的综合训练阶段 ;是学习 ,深化 ,拓宽 ,综合教学的重要过程 ;是学生学习 ,研究与实践成果的全面总结 ;是培养学生综合素质和工程实践能力的重要方法 . 是培养方案中的重要环节。学生通过毕业论文，综合性地运用几年内所学知识去分析、解决一个问题，在作毕业论文的过程中，所学知识得到疏理和运用，它既是一次检阅，又是一次锻炼。 培养 组织管理和社交能力 ,独立工作能力 ,培养学生严谨的科学作风和认真的工作态度 ,树立事业心和责任感 , 不少学生在作完毕业设计后，感到自己的实践动手、动笔能力得到锻炼，增强了即将跨入社会去竞争，去创造的自信心。 毕业设计对于提高毕业生全面素质具有重要意义。 3 啤酒废水治理 概况 3. 1 啤酒废水概述 “七五 ”以来，我国对啤酒废水的处理工艺和技术进行了大量的研究和探索，特别是轻工业系统的设计院和科研单位，对啤酒废水的处理进行了各方面的试验、研究和实践，取得了行之有效的成功经验，逐渐形成了以生化为主、生化与物化相结合的处理工艺。生化法中常用的有活性污泥法、生物膜 法、厌氧 与好氧相结合法、水 解酸化与 SBR 相组合等各种处理工艺。这些处理成都电子机械高等专科学校 毕业设计（论文） 第 5 页 共 39 页 方法与工艺各有其特点和不足之处，但各自都有较为成功的经验。目前还有不少新的处理方法和工艺优化组合正在试验和研究，有的已取得了理想的成效，不久将应用于实践中。 3. 2 啤酒废水的来源和特点 1） 啤酒厂废水的主要来源有：麦芽生产过程的洗麦水、浸麦水、发芽降温喷雾水、麦槽水、洗涤水、凝固物洗涤水；糖化过程的糖化、过滤次第水；发酵过程的发酵罐洗涤、过滤洗涤水；罐装过程洗瓶、灭菌 及破瓶啤酒；冷却水和成品车间洗涤祸祟；以及来自办公楼、食堂、单身宿舍和浴室的生活废水。 2） 啤酒生产废水的特点：啤酒生产过程用水量很大，特别是酿造、罐装工序过程，由于大量使用新鲜水，相应产生大量废水。由于啤酒的生产工序较多，不同啤酒厂生产过程中吨酒耗水量和水质相差较大 。管理和技术水平较高的啤酒厂吨酒耗水量 为 8-12t，我国啤酒仗的吨酒耗水量一般大于该数值。国内每吨啤酒从糖化到灌装总耗水 10-20m3。 啤酒工业废水可分为以下几类： 清洁废水 冷冻机、麦汁和发酵冷却水等。这类废水基本上未受污染。 清洗废水 如大麦浸渍废水、大麦发芽降温喷雾水、清洗生产装置废水、漂洗酵母水 、洗瓶机初期洗涤水、酒罐消毒废液、巴斯德杀菌喷淋水和地面冲洗水等。这类废水受到不同程度的有机污染。 (冲渣废水 如麦糟液、冷热凝固物、酒花糟、剩余酵母、酒泥、滤酒渣和残碱性洗涤液等。这类废水中含有大量的悬浮性固成都电子机械高等专科学校 毕业设计（论文） 第 6 页 共 39 页 体有机物。工段中将产生麦汁冷却水、装置洗涤水、麦糟、热凝固物和酒花糟。装置洗涤水主要是糖化锅洗涤水、过滤槽和沉淀槽洗涤水。 此外，糖化过程还要排出酒花糟、热凝固物等大量悬浮固体。 装酒废水 在灌装酒时，机器的跑冒滴漏时有发生，还经常出现冒酒。废水中掺人 大量残酒。另外喷淋时由于用热水喷淋 ，啤酒升温引起瓶内压力上升，“炸瓶”现象时有发生，因此大量啤酒洒散在喷淋水中。循环使用喷淋水为防止生物污染而加人防腐剂，因此被更换下来的废喷淋水含防腐剂成分。 洗瓶废水 清洗瓶子时先用碱性洗涤剂浸泡，然后用压力水初洗和终洗。瓶子清洗 水中含有残余碱性洗涤剂、纸浆、染料、浆糊、残酒和泥砂等。碱性洗涤剂定期更换，更换 时若直接排人下水道可使啤酒废水呈碱性。因此废碱性洗涤剂应先进入调节、沉淀装置进行 单独处理。所以可以考虑将洗瓶废水的排出液经处理后储存起来，用来调节废水的 pH 值 (啤酒废水平时 呈弱酸性 )，这可以节省污水处理的药剂用量。 3.3 啤酒废水的处理工艺 对于啤酒废水的处理， 常 采用直接好氧处理，如氧化沟、 SBR等工艺、或水解 -好氧处理工艺、厌氧（ UASB）反应器 -好氧联合处理。工艺包括如下的技术环节：粗细格栅、泵房、调节（酸化）池、升流式厌氧污泥床反应器（或为水解或初沉池）、好氧曝气池、二沉池和污泥处理系统等。其中预处理部分 粗成都电子机械高等专科学校 毕业设计（论文） 第 7 页 共 39 页 细格栅、泵房、调节（酸化）池 、好氧处理（好氧曝气池、二沉池和供气系统）和污泥处理部分（集泥池、浓缩池和污泥脱水机房）。 根据啤酒废水 BOD5 CODCr大的特点，上述 几 个处理工艺方案的共同点，均以生物处理为主体，而且基本上均以前级为厌氧 (水解酸化为主 )，后级为好氧处理，所不同的为：一是后级好氧生化处理分为生物接触氧化法 (生物膜法 )和活性污泥法 (微生物呈悬浮状态 )； 二 是在厌氧和好氧生物处理中，又分为成熟的传统方法和较新技术应用的方法。 目前，国内外普遍采用生化法处理啤酒废水 .根据处理过程中是否需要曝气，可把生物处理法分为好氧生物处理和厌氧生物处理两大类 . 1） 好氧生物处理 好氧生物处理是在氧气充足的条件下，利用好氧微生物的生命活动氧化啤酒废水中 的有 机物，其产物是二氧化碳、水及能量（释放于水中） .这类方法没有考虑到废水中有机物的利用问题，因此处理成本较高 .活性污泥法、生物膜法、深井曝气法是较有代表性的好氧生物处理方法 . 活性污泥法 活性污泥法是中、低浓度有机废水处理中使用最多 、运行最可靠的方法，具有投资省、处理效果好等优点 .该处理工艺的主要部分是曝气池和沉淀池 .废水进入 曝气池后，与活性污泥（含大量的好氧微生物）混合，在人工充氧的条件下，活性污泥吸附 并氧化分解废水中的有机物，而污泥和水的分离则由沉淀池来完成 .我国的珠江啤酒厂、烟台啤 酒厂、上海益民啤酒厂、武汉西湖啤酒厂、广州啤酒厂和长春啤酒厂等厂家均采用此法 处理啤酒废水 .据报成都电子机械高等专科学校 毕业设计（论文） 第 8 页 共 39 页 道，进水 CODcr 为 1200 1500 mg/L 时，出水 CODcr 可降至 50 100 mg/L，去除率为 92% 96% .活性污泥法处理啤酒废水的缺点是动力消耗大，处理中常出现污泥膨胀 .污泥膨胀的原因是啤酒废水中碳水化合物含量过高，而 N， P，Fe等营养物质缺乏，各营 养成分比例失调，导致微生物不能正常生长而死亡 .解决的办法是投加含 N， P的化学药剂，但这将使处理成本提高 .而较为经济的方法是把生活污水（其中 N， P浓 度较大）和啤酒废水混合 . 间歇式活性污泥法（ SBR）通过间歇曝气可以使动力耗费显著降低，同时，废水处理时间也短于普通活性污泥法 .例如，珠江啤酒厂引进比利时 SBR 专利技术，废水处理时间仅需 19 20 h ,比普通活性污泥法缩短 10 11 h， CODcr的去除率也在 96%以上 .扬州 啤酒厂和三明市大田啤酒厂采用 SBR技术处理啤酒废水，也收到了同样的效果 .SBR法对废水的稀释程度低，反应基质浓度高，吸附和反应速率都较大，因而能在较短时间内使污泥获得再生 . 深井曝气法 为了提高曝气过程中氧的利用率，节 省能耗，加 拿大安大略省的巴利啤酒厂、我国的上海啤酒厂和北京五星啤酒厂 均采用深井曝气法 (超深水曝气 )处理 啤酒废水 .深井曝气实际上是以地下深井作为曝气池的活性污泥法，曝气池由下降管以及上 升管组成 .将废水和污泥引入下降管，在井内循环，空气注入下降管或同时注入两管中，混合液则由上升管排至固液分离装置，即废水循环是靠上升管和下降管的静水压力差进行的 . 其优点是：占地面积少，效能高，对氧的利用率大，无恶臭产生等 .据测定， 当进水 BOD5浓度为 2400 mg/L时，出水浓度可降为 50 mg/L，去除率高达 97.92% .当然，深井曝气也有不足之处，如施工难度大，造价高，防渗漏技术不过关等 . 成都电子机械高等专科学校 毕业设计（论文） 第 9 页 共 39 页 生物膜法 与活性污泥法不同，生物膜法是在处理池内加入软性填料，利用固着生长于填料表面的微生物对废水进行处理，不会出现污泥膨胀的问题 . 生物接触氧化池和生物转盘是这类方法的代表，在啤酒废水治理中均被采用，主要是降低啤酒废水中的 BOD5. 生物接触氧化池是在微生物固着生长的同时，加以人工曝气 .这种方法可以得到很高的 生物固体浓度和较高的有机负荷，因此处理效率高，占地面积也小于活性污泥法 .国内的淄博啤酒厂、青岛啤酒厂、渤海啤 酒厂和徐州酿酒总厂等厂家的废水治理中采用了这种技术 .青岛啤酒厂在二段生物接触氧化之后辅以混凝气浮处理，啤酒废水中 CODcr和 BOD5的去除率分别在 80% 和 90%以上 .在此基础上，山东省环科所改常压曝气为加压曝气（ P=0.25 0.30 MPa），目的在于强化氧的传质，有效提高废水中的溶解氧 浓度，以满足中、高浓度废水中微生物和有机物氧化分解的需要 .结果表明，当容积负荷 1 3.33 kg/m3 d,停留时间为 3 4 h 时， COD 和 BOD 平均去除率分别达到 93.5 2%和99.03% .由于停留时间缩短 为原来的 1/3 1/4，运转费用也较低 . 生物转盘是较早用以处理啤酒废水的方法 .它主要由盘片、氧化槽、转动轴和驱动装置等部分组成，依靠盘片的转动来实现废水与盘上生物膜的接触和充氧 .该法运转稳定、动力消耗少，但低温对运行影响大，在处理高浓度废水时需增加转盘组数 .该方法在美国应用较 为普及，国内的杭州啤酒厂、上海华光啤酒厂和浙江慈溪啤酒厂也在使用 .据 报道，废水中 BOD5 的去除率在 80%以上 . 2） 厌氧生物处理 成都电子机械高等专科学校 毕业设计（论文） 第 10 页 共 39 页 厌氧生物处理适用于高浓度有机废水（ CODcr 2000 mg/L, BOD5 1000 mg/L） .它是在无氧条件下，靠厌气细菌的作用分解有机物 .在这一过程中，参加生物降解的有机基质有 50% 90%转化为沼气（甲烷），而发酵后的剩余物又可作为优质肥料和饲料 .因此，啤酒废水的厌氧生物处理受到了越来越多的关注 . 厌氧生物处理包括多种方法，但以升流式厌氧污泥床（ UASB）技术在啤酒废水的治理方面应用最为成熟 .UASB的主要组成部分是反应器，其底部为絮凝和沉淀性能良好的厌氧污泥构成的污泥床，上部设置了一个专用的气 -液 -固分离系统（三相分离室） .废水从反应器底部加入，在上向流、穿过生物颗粒组成的污 泥床时得到降解，同时生成沼气（气泡） .气、液、固（悬浮污泥颗粒）一同升入三相分离室，气体被收集在气罩里，而污泥颗粒受重力作用下沉至反应器底部，水则经出流堰排出 .但有一个共同点是可以肯定的：啤酒废水 (混合水 )采用厌氧 (水解酸化 )生物处理与好氧生物处理相结合 (为主体 )的处理工艺是成熟、可靠的工艺 、 是可以接受和被采用的。 3.4 啤酒废水处理方案的确定 各种工艺单元相差不大，仅仅在体积和设备的数量上有差别，有共性可以统一分析对比。真正的差别是在生物预处理（ UASB，水解池和初沉池）工艺上，所以重点 评价厌氧 -好氧联合处理工艺。 随着厌氧技术的发展，厌氧处理从开始只能粗劣高浓度的污水发展到可以处理中低浓度的污水，如啤酒、屠宰甚至生活废水。特别是对于低浓度污水，开发的水解 -好氧生物粗、护理技术。水解反应器利用厌氧反应中的水解酸化阶段，而放弃了停留时间长的甲烷发酵阶段。水解反应器对有机物的去除率，特别是对悬浮物的去除率显著高于具有相成都电子机械高等专科学校 毕业设计（论文） 第 11 页 共 39 页 同停留时间的初沉池。由于水解反应器可使啤酒废水中的大分子难降解有机物被转变小分子易降解的有机物，出水的可生化性能得到改善，这使的好氧处理单元的停留时间小于传统的工艺。与此同时，悬浮 固体物质（包括进水悬浮物和后续好氧处理中的剩余污泥）被水解为可溶性物质，使污泥得到处理。事实上水解池是一种以水解产酸 菌为主的厌氧上流式污泥床，水解反应工艺是一种预处理工艺，其后面可以采用各种好氧工艺。在各种工程中，分别采用过活性污泥发、接触氧化法、氧化沟和序批法。 因此，水解 -好氧生物处理工艺是具有自己特点的一种新型处理工艺， 多数情况下厌氧 -好氧联合工艺的优点远远大于其缺点，并在啤酒废水处理方面有较大的优势。 因此，此工程的方案选为水解 -好氧生物处理工艺 3.5 啤酒废水处理方案的应用条件 20世 纪 80年代末，轻工部北京设计规划研究院与北京市环科院一起采用北京市环科院开发的厌氧水解 好氧技术应用于啤酒废水处理。啤酒废水中大量的污染物是溶解性的糖类、乙醇等。这些物质是容易生物降解的，一般并不需要水解酸化。但由于啤酒废水的悬浮性有机物成分较高，而水解池又具有有效地截留去除悬浮性颗粒物质的特点，将其应用于啤酒废水的处理可去除相当一部分的有机物，从实验结果看水解池最高 COD 去除率可以达到 50，当废水中包含制麦废水 (浓度较低 )时去除率也在 30 40。 因此，水解和好氧处理相结合，确实要比完全好氧处理经济 一些。这也是在 20 世纪 80 年代末期和 90 年代初期，啤酒废水处理采用水解 好氧工艺的原因。该工艺主要特点是由于水解池较高的去除率 (30 50 )，所以将完全成都电子机械高等专科学校 毕业设计（论文） 第 12 页 共 39 页 好氧工艺中二级的接触氧化工艺简化为一级接触氧化，并且能耗大幅度降低，从实际运行结果看出水 COD浓度也有所改善。 3.6 啤酒废水处理工艺（水解 生物接触氧化） 的设计参数 有关的设计参数如下 ： 1） 水解池的设计参数 以细格栅和沉砂池作为预处理设备； 平均水力停留时间： HRT= 2 5 3 0h； 最大上升流速 (Vmax)=2 5m h(持续 时间不小于 3 0h)； 反应器深度： H=4 0 6 Om； 布水管密度： 1 2m2厅 L； 出水三角堰负荷： 1 5 3 0L (s m)； 污泥床的高度在水面之下 1 0 1 5m； 污泥排放口在污泥层的中上部，即在水面下 2 0 2 5m； 成都电子机械高等专科学校 毕业设计（论文） 第 13 页 共 39 页 在污泥龄大于 15 天时，污泥水解率为所去除 SS的 25一 50。设计污泥系统需按冬季最不利情况考虑。 2）生物接触氧化池的设计参数 生物接触氧化池每个（格）平面形状宜采用矩形，沿水流方向池长不宜大于 10m。其长宽比宜采用 1 2 1 1，有效面积不宜大雨 100m2。 生物接触氧化池由下至上应包括构造层、填料层、稳水层和超高。其中，构造层高宜小于 0.6 1.2m，填料层高宜采用 2.5 3.5m，稳水层高宜采用0.4 0.5m，超高不宜小于 0.5m。 生物接触氧化池进水端宜设导流槽，其宽度不宜小于 0.8m。导流槽与生物接触氧化池应采用导流墙分隔。导流墙下缘至填料底面的距离宜为 0.30.5m，至池底的距离宜不大于 0.4m。 生物接触氧化池应在填料下方满平面均匀曝气。 当采用穿孔管曝气时，每根穿孔管的水平长度不宜大于 5m；水平误差每根不宜大于 2mm，全池不宜大于 3mm，且应有调节气量和方便维修的设施。 生物接触氧化池应设集水槽均匀出水。集水槽过堰负荷宜为 2.0 3.0L/（ s m） 。 成都电子机械高等专科学校 毕业设计（论文） 第 14 页 共 39 页 生物接触氧化池底部应有放空设施。 当生物接触氧化池水面可能产生大量泡沫时，应有消除泡沫措施。 生物接触氧化池应有检测溶解氧的设施。 3）填料 生物接触氧化池的填料应采用对微生物无毒害、易挂膜、比表面积较大、空隙率较高、氧转移性能较好、机械强度较大、经久耐用、价格低廉的材料。 当采用炉渣等粒状填料时，填料层 下部 0.5m高度范围内的填料粒径宜采用50 80mm，其上部填料粒径宜采用 20 50mm。 当采用蜂窝填料时，孔径宜采用 25 30mm。材料宜为玻璃钢、聚氯乙烯等。 不同类型的填料可组合应用。 4-设计任务的概况 4 1 污水水质、水量 设计参数： 水量 (m3/d） CODcr(mg/l) BOD5(mg/l) SS(mg/l) 10000 2000 1000 4000 4 2 出水水质要求 处理后出水要求达到国家污水综合排放标准（ GB8978-1996）二级标准： 成都电子机械高等专科学校 毕业设计（论文） 第 15 页 共 39 页 CODcr(mg/l) BOD5(mg/l) SS(mg/l) 300 100 150 4 3 设计原则 1).本设计方案严格执行国家有关环境保护的各项规定 ,废水处理后必须确保各项出水水质指标均达到城市废水排放要求。 2).针对本工程的具体情况和特点 ,采用成熟可靠的处理工艺和设备 ,尽量采用新技术、新材料 ,实用性与先进性兼顾 ,以实用可靠为主。 3).处理系统运行应有较大的灵活性和调节余地 ,以适应水质、水量变化。 4).管理、运行、维修方便 ,尽量考虑操作自动化 ,减少劳动强度。 5).在不影响处理效果的前提下 ,充分利用原有的构筑 物和设施 ,节省工程费用 ,减少占地面积和运行费。 6).降低噪声 ,改善废水处理站及周围环境。 7).本处理工艺流程要求耐冲击负荷 ,有可靠的运行稳定性。 4 4 工艺流程 水解（酸化池）格栅废水调节池污泥浓缩池生物接触氧化池外运排放成都电子机械高等专科学校 毕业设计（论文） 第 16 页 共 39 页 5-设计工艺中各处理构筑单元的概况及主要作用 5.1 格栅 格栅是一种最简单的过滤设备，用来截留污水中粗大的悬浮物和漂浮物 。主要拦截细小糟渣、麦皮、麦芒、废酵母絮体和其它细小漂浮物，防止在调节池中沉淀，产生新的 COD，并减少后续活性污泥中无机悬浮固体与惰性有机物质。 以免其对后续处理单元的机泵或工艺管线造成危害。格栅栅条间距 21mm,栅前水深 0.4m,格栅的建筑宽度为 0.5m,长度为 2.2m,每日栅渣量为 0.44m3,采用机械清渣 ,栅后槽的总高度 0.8m,格栅安装倾角为 60o. 11 0 0 0格 栅h1hh21HH5 0 01Lt a n 1HhL 2 215. 2 调节池 成都电子机械高等专科学校 毕业设计（论文） 第 17 页 共 39 页 它是调节水量水质的 构筑物。在污水处理过程中，污水的流量是非恒定的，要使污水流量恒定、波动小，必须采用流量调节的方法，使污水的流量趋于恒定。 由于啤酒厂各工段排水水质、水量、排水时间及时段差异很大，为了不 形成对后续生化处理的水力负荷冲击、污染浓度负荷的冲击和酸碱冲击，应设调节池，其主要功能是均匀水质和调节水量。 均匀水质的关键，是通过水力行程使车间各个时刻的不同水质的排水互相混参，以达到均质的目的。一般是利用水池双向对流水中间斜渠出水的方式，使不同时刻的进水在斜渠内混参而实现均质，实践表明当 PH 在 4 10 之间变化的原污水，通过 6hr均质，斜渠出水可以稳定在 PH值 6 左右。 在池的隔墙下部设联通孔口，使本池具有水量调节功能。 过去为了防止池中沉淀，一般设布气管。布 气量在 1 3m3/h.m2,由于鼓 风设备电耗较大，现均采用回流水方式，依靠回流水管孔口流速防止池底淤泥沉积，同时由于回流水由池底向上喷射，产生一定的厌氧生化作用，对整个流程的去除效率有好的作用，这就是所谓的厌氧调节池。池中会有生物气产生，因此本池设计时注意设通风孔，在大修时，应放空池水，并通风除生物气后再进行施工，以防产生人员中毒或火花引起爆炸等不安全事故。 对于啤酒厂工业废水，本池水力停留时间应在 5 8hr，最小不得小于 3hr。 成都电子机械高等专科学校 毕业设计（论文） 第 18 页 共 39 页 出水进水对角线调节池5.3 水解 (酸化 )池 工程 上厌氧发酵产生沼气的过程可分为水解阶段、酸化阶段和甲烷化阶段。水解池是把反应控制在第二阶段完成之前，不进入第三阶段。在水解反应器中实际上完成水解和酸化两个过程（酸化也可能不十分彻底），水解池可以降低 COD总量，同时也可以提高可生化性，将污水中固体状态的大分子和不易生物降解的有机物，降解为易于生物降解的小分子有机物。水解反应器对有机物的降解在一定程度上只是一个预处理过程，水解反应过程中没有彻底完成有机物的降解任务，而只是改变了有机物的形态。与好氧工艺结合对处理啤酒废水十分有效。 本池溶解氧为零，使好氧 细菌得不到发展。池中设 1/2 高度的填料层，由于水流相对稳定，可采用软填料，半软填料或弹性填料。水的流态应保证从下而上穿透填料层。填料层上生长着厌氧水解和酸化膜状细菌，同时在填料下部成都电子机械高等专科学校 毕业设计（论文） 第 19 页 共 39 页 和中间也存在悬浮状厌氧水解酸化细菌和其它适宜微生物。成熟的酸化水解污泥呈黑色。在原污水穿透这一污泥层时，大量微生物将水中颗粒物质和胶体物质迅速截留和吸附在污泥表面，进行分解和代谢，在水解菌作用下将不溶性有机物水解为溶解性物质，在产酸菌作用下，将大分子物质，难于生物降解的物质转化为易于生物降解的小分子物质，重新释放于污水中。由于水解 和产酸菌世代周期较短，这一过程是迅速发生的。因此本池包括了物理、化学、生物化学在内的综合反应过程。目前多用酸化池取代初次沉淀池，提高了整个生化系统的功能与效率。 池底设穿孔布水器及水流反射体，保证污泥悬浮上向流。池底穿孔布 水管应有向池外排泥功能，以防止堵塞和定期排泥。本池对于啤酒厂工业废水，只要投加 1/10 池容的普通活性污泥，配合后续好氧池培菌间断或连续进水， 2周后功能即成熟，出水澄清。本池水力停留时间 2 4hr，每周排泥一次。 本池出水含有大量的挥发酸和各种代谢中间产物，容易在后续好氧池工艺中产生污泥膨胀，应在设计中引起注意和采用一定防止膨胀的措施。一般以好氧池中加填料，即采用接触氧化法不失为一种有效途径。 成都电子机械高等专科学校 毕业设计（论文） 第 20 页 共 39 页 放空管排水管布水管水解池5.4 生物接触氧化池 生物接触氧化法在运行初期，少量的细菌附着于填料表面，由于细菌的繁殖逐渐形成很薄的生物膜。在溶解氧的食物都充足的条件下，微生物的繁殖十分迅速，生物膜逐渐增厚。溶解氧和污水中的有机物凭借扩散作用，为微生物所利用。但当生物膜达到一定厚度 时，氧已经无法向生物膜内层扩散，好氧菌死亡，而兼性菌、厌氧菌在内层开始繁殖，形成厌氧层，利用死亡的好痒菌为基质，并在此基础上不断发展厌氧菌。 经过一段时间后在数量上开始下降，加上代谢气体产物的逸出， 使内层生物膜大块脱落。在生物膜的填料表面上，新的生物膜有重新发展起来，在接触氧化池内，由于填料表面积较大，所以生物膜发展的每一个阶段都是同时存在的，使去除有机物的能力稳定在一定的水平上。生物膜在池内呈立体结构，对保持稳定的处理能力有利。 生物接触氧化池法是高负荷、高效率的处理工艺。 成都电子机械高等专科学校 毕业设计（论文） 第 21 页 共 39 页 在接触氧化池中，呈立体状 均布填料层作为微生物生长床。丝状细菌为主体的生物膜栖附固着其上，在池中整个空间形成密集的、相对固定的生物群体，成为组合状生物滤网，原污水从生物群体中滤过时，均匀地接受细菌的吸附和氧化。填料层曾经采用过直管六角型蜂窝填料、维纶丝束软性填料、放射线状盘式半软性填料、丝盘复合的盾形填料、尼龙丝纺绳毛刷状弹性填料等，经多年实践，既要有较大的比表面积，又要防止填料自身污泥淤塞，对于啤酒厂工业废水采用弹性填料效果较好，其中以 0.3mm和 0.5mm 拉毛尼龙丝混合编纺的弹性填料效果更佳。 填料架有刚性和软性之分。刚 性采用焊钢或塑料架，成单元设置，便于安装与维修，但由于软填料绳和刚性架子之间，在曝气时扭摆磨损，很易断绳，影响使用寿命，同时造价也高，现在广泛采用软性填料架，即采用具有一定强度的粗尼龙绳作架，填料纲绳与之扣接，摆动时互相吻合，磨损很少，有些啤酒厂已使用 8年之久，未发现断绳现象。现也有采用多面球浮动填料，但整体均匀性较差。 曝气装置采用穿孔管或伞流曝气器均可。由于填料的设置，对气泡有切割和再分配的作用，明显地提高了氧的利用率，由于中、大气泡曝气器阻力小，对填料的冲刷更新生物膜的作用也明显。有些设计采用 微孔曝气器，虽然理论上氧利用率提高了，但对于有填料层的氧化池作用不太大，由于忽略了填料本身的气泡切割作用，也忽略了生物膜本身代谢物质流动和更新的要求，反而造成钱多花了，效果不显著。 为了充分保证池中生物膜量，设置填料时，应尽可能压缩下部进水布气区的高度，以 400mm高较为合适。 布气管阀门应设置在池面上 ,便于观察布水和随时调整阀门，同时，停电成都电子机械高等专科学校 毕业设计（论文） 第 22 页 共 39 页 时也防止主气管内倒灌水。 对于啤酒厂工业污水氧化池可采用二段流程串联。一般采用三段流程串联，使各类微生物得到最佳的工艺条件，实践证明处理能力和出 水水质更好，耐负荷波动冲击的能力更强。从生物膜外观看，一段生物膜比二、三段更为肥大饱满，依次差之。反映各段生物相的差别和不同。 本池容积去除负荷在 6 8kg BOD5/m3填料 d。 本池负荷高，去除效率高的原因是： 生物相是垂丝状菌胶团和大量丝状菌交织，它们对有机物质的氧化能力比普通活性污泥高 1.81 倍。 由于填料下布气，生物膜受上升气流的强烈搅动，衰老的生物膜容易脱落，因此生物膜更新快，泥龄短，能经常保持较高的活性。 池中呈立体状栖息大量的微生物，整体稳定在 4.8g/l以上 ，是生化负荷高的重要保证。本池不需要污泥回流补充生物量。 本池微生物与水、气在整个空间固定连续均匀接触，因此池的利用率比普通活性污泥法高。 由于水、气流在填料间强烈的紊动，生物膜表面代谢物质更新快，浓度梯度大，加快了传质速度。 由于这些特点，接触氧化池在占地和土建投资上，均显示出其经济上的优越性 成都电子机械高等专科学校 毕业设计（论文） 第 23 页 共 39 页 反冲气管1 - 导 流 槽 ； 2 - 稳 水 层 ； 3 - 填 料 层 ； 4 - 导 流 墙5 - 构 造 层 ； 6 - 滤 层 ； 7 - 清 水 层接触氧化池及沉淀池曝气管453进水612曝气管反冲气管曝气干管7出水5.5 污泥浓缩池 污泥浓缩池采用重力浓缩池，它的目的在于去除污泥颗粒间的空隙水，以减少污泥 体积，为污泥的后续处理提供便利条件 。适用于活性污泥、活性污泥与初沉污泥的混合体以及消化污泥的浓缩，不宜用于脱磷工艺产生的剩余污泥。 成都电子机械高等专科学校 毕业设计（论文） 第 24 页 共 39 页 1000辐流式浓缩池2000315551000150003006-主要设备及构筑物的设计计算 6. 1 格栅 1) 栅条的间隙数 设：栅前水深 h=0.4m，过栅流速 v=0.8m/s，栅条间隙宽度 b=0.021m，格栅倾角 =60O m a x s i n 0 . 0 1 6 s i n 6 0 160 . 0 2 1 0 . 4 0 . 8Qn bhv 个 2）栅槽宽度 设：栅条宽度 S=0.01m 成都电子机械高等专科学校 毕业设计（论文） 第 25 页 共 39 页 B=S（ n-1） +bn=0.01（ 16-1） +0.021 16 0.5 m 3）进水渠道渐宽部分的长度 设：进水渠宽 B1=0.35 m 其渐宽部分展开角度 1=20O 2210 . 5 0 . 3 5 0 . 2 12 2 2 0BBLt g t g m 4）栅槽与出水渠道连接处的渐宽部分长度 120 . 2 1 0 . 1 122LL m 5）通过格栅的水头损失 设：栅条面为锐边矩形断面 33224420 . 0 1 0 . 8s i n 2 2 . 4 2 s i n 6 0 3 2 0 . 0 7 70 . 0 2 1 9 . 8bvh g msk 6)栅后槽总高度 设：栅前渠道超高 h2=0.3 H= h1+ h2+ h=0.077+0.3+0.4 =0.8 m 为避免造成栅前涌水，故将栅后槽底下降 h1作为补偿 7）栅槽的总长度 H1= h2+ h=0.3+0.4=0.7（ H1为栅前渠道深） 成都电子机械高等专科学校 毕业设计（论文） 第 26 页 共 39 页 L=L1+L2+0.5+1.0+1Htg=0.21+0.11+0.5+1.0+ 0.760tg =2.22m 8）每日栅渣量 在格栅间隙为 21 时，设栅渣量 W=0.07（ m3/103m3） 污水 kz=1.60 W = 8 6 4 0 0 Q m a x W 11000kz= 8 6 4 0 0 0 . 1 1 6 0 . 0 71 0 0 0 1 . 6= 0.44 m3/d 0.2 m3/d 因此采用机械清渣 6. 2 调节池 采用对角线调节池： 平均每小时流量 q= 24Q=416.7 m3/h 取 6 h的调节时间确定对角线调节池容积 V= 4 1 6 . 7 6 1 7 8 5 . 92 2 0 . 7qT m3 考虑到污水在池内的不均匀流动的容积利用系数，取 0.7 取调节池 H=5 m LB=2 表面积 A=357.18 m2 L=26.7 m B=13.4 m2 6.3 水解（酸化）池 最经济的反应器高度一般为 4-6 m。池型的长宽比一般采用 2 1。上升流速 v=0.5-1.8 m/h 1)水解池的容积 V1=1.5（ 10000/24） 2.5=1562.5 m3 设计一组水解池分 2格，设每格池宽为 7m，水深为 4.5m，按长宽比 2 1 成都电子机械高等专科学校 毕业设计（论文） 第 27 页 共 39 页 则每组水解池池长为 2（ 2 7） =28 m 则每组水解容积为 28 14 4.5=1764 m3 2）水解池上升流速核算 反应器的高度确定后，反应器的高度与上升流速之间的关系如下： v= QA= VHRTA= HHRTv 上升流速 H 反应器高度 HRT 水力停留时间 V=4.5/2.5=1.8 m/h符合要求 3）配水方式 采用穿孔管布水器（分支式配水方式）配水支管出水口距池底 200 。位于所服务面积的中心，出水管孔径为 20 （一般在 15-25 之间） 4）出水收集 出水采用钢板矩形堰 5）排泥系统涉及 采用静压排泥装置，沿矩形池纵向多点排泥。排泥点设在污泥区中上部 。污泥排放采用静定时排泥，每日 1 2 次，另外，由于反应器底部可能会积累成都电子机械高等专科学校 毕业设计（论文） 第 28 页 共 39 页 颗粒物质和小砂砾需在水解池底部设排泥管。 6.4 生物接触氧化池 分二组并列，填料选用炉渣，一氧池填料高 h1-3取 3 m，二氧池填料高 h2-3取 2.5 m 1）填料容积负荷 NV=6.0-8.0 / (m3 d) 2) 污水与填料接触时间 t 024 2 4 1 0 0 0 3 . 4 31 0 0 0 1 0 0 0 7VSthN 一氧池接触氧化时间 t1占总接触时间的 60% 1t=0.6 t =0.6 3.43=2.06 h 二氧池接触时间氧化时间占总接触时间 40% 2t=0.4 t =0.4 3.43=1.37 h 3) 接触氧化池尺寸计算 单组一氧池（单池）填料体积： 311 10000 2 . 0 6 4 2 9 . 22 2 2 4QV t m 一氧池面积： 21114 2 9 . 2 1 4 3 . 133VAmh 成都电子机械高等专科学校 毕业设计（论文） 第 29 页 共 39 页 一氧池宽 B1选取 4m，池长： 111 4 3 . 1 3 5 . 84ALmB 一氧池超高 h1-1取 0.5。稳水层高 h1-2取 0.5m。底部构造层高 h1-4取 0.8m。则 一氧池总高： H1= h1-1+ h1-2+h1-3+h1-4=0.5+0.5+3+0.8=4.8m 一氧池尺寸： L1 B1 H1=35.8 4 4.8（ m） 单组二氧池填料体积： 32 10000 1 . 3 7 2 8 5 . 42 2 2 4QV t m 二氧 池面积： 22232 8 5 . 4 1 1 4 . 22 . 5VAmh 二氧池宽 B2 选取 4m。池长： 2221 1 4 . 2 2 8 . 64ALmB 二氧池超高 h2-1 取 0.5m。稳水层高 h2-2 取 0.5m。底部构造层 h2-4取 0.8m。则二氧池总高 ： H2= h2-1+ h2-2+h2-3+h2-4=0.5+0.5+2.5+0.8=4.3m 单池二氧池尺寸： L2 B2 H2=28.6 4 4.3（ m） 成都电子机械高等专科学校 毕业设计（论文） 第 30 页 共 39 页 4) 接触氧化需气量计算 接触氧化池曝气采用在填料下方穿孔管鼓风曝气方式 据验证气水比 20 1 符合总需气量 5 3 32 0 2 0 1 0 0 0 0 2 1 0 1 3 8 . 9 m i nQ Q m d m 汽一氧池需气量： 3122 1 3 8 . 9 9 2 . 6 m i n33Q Q m 气 气单组一氧池需气量： 3111