黄酒废水处理设计.doc

i 101 摘摘 要要 本设计为某黄酒废水处理设计 设计程度为初步设计 黄酒废水水 质的主要特点是含有大量的有机物 属高浓度有机废水 故其生化需 氧量也较大 该黄酒废水处理厂的处理水量为 12000 高浓度废dm 3 水 3500 低浓度废水 1250 不考虑远期发展 原污水中dm 3 dm 3 各项指标均非常高 严重超出国家标准 故要求处理后的排放水要严 格达到国家一级排放标准 又因为高低浓度废水的物质浓度相差较大 且水量也有很大差异 故将高低浓度废水分开处理 之后再混合 本设计采用厌氧好氧相结合的方法降低污水中的有机污染物 本 设计工艺主要是用 UASB 工艺和 UCT 工艺处理黄酒废水的 其流程为 黄酒废水 高 格栅 调节池 UASB 集水池 UCT 辅流式二 沉池 设计中对 UASB UCT 工艺所涉及到的设施等进行了严密计算 在预算方面充分考虑到各方面可能涉及到的花费 整个工艺具有总投 资少 处理效果好 工艺简单 占地面积省 运行稳定 能耗少的优 点 关键词关键词 黄酒废水处理 UASB 处理 UCT 工艺 ii 101 Abstract The graduate work is a primary design for yellow wine wastewater treatment The main characteristic of the rice wine wastewater is that it is high concentration organic wastewater containing large amounts of organic matters So it needs large amount of oxygen in biochemical reaction The treatment plant of the rice wine wastewater can treat water of 12000 m3 d high concentration wastewater of 3500 m3 d low concentration wastewater of 1250 m3 d it doesn t consider of long term development Each index of the original sewage is all very high exceeds national standard seriously The level of the discharge water after treatment demands to reach grade 1 national standard strictly Because of large difference between high concentration wastewater and low concentration wastewater in material concentration they will be handled separately and then mixed together This design employed the anoxia oxidation method to reduce the organic pollutants of the wastewater using UASB and UCT Its process is Rice wine wastewater high grilling regulating ponds UASB Collecting tank UCT the second pond of auxiliary streaming The design did a tight calculation on the establishment that involved in USAB and UCT process it also has taken the budgetary on many terms into consideration The whole process has the advantages of less investment good effect of the treatment simple process covers little area stable operation and less energy consumption Key words rice wine wastewater treatment UASB processing UCT process i 101 目目 录录 1 1 绪言绪言 1 2 2 设计依据 原则和范围设计依据 原则和范围 3 2 1 设计依据 3 2 2 设计规范 3 2 3 设计原则 4 3 3 工程规模 进水水质及处理程度工程规模 进水水质及处理程度 5 3 1 工程内容 5 3 2 进水水量 水质 5 3 3 排放标准 5 4 4 废水处理工艺的确定废水处理工艺的确定 7 4 1 废水特性 7 4 2 主要废水处理工艺的比较与选择 8 4 3 工程实例 15 4 4 工艺确定比较 22 5 5 工艺流程确定及简介工艺流程确定及简介 26 5 1 工艺流程图 26 5 2 流程简介 26 6 6 工艺计算工艺计算 28 6 1 中格栅 28 6 2 调节池 31 6 3 UASB 33 6 4 集水池 44 6 5 UCT 确定 45 ii 101 6 6 二沉池 50 6 7 贮泥池 57 6 8 污泥提升及回流泵房 59 6 9 污泥浓缩脱水一体机房 59 6 10 鼓风机房 60 7 7 总平面布置总平面布置 62 7 1 总平面布置原则 62 7 2 总平面布置结果 62 8 8 高程布置高程布置 64 8 1 设计原则 64 8 2 构筑物高程计算 64 9 9 经济核算经济核算 68 9 1 构筑物费用 68 9 2 设备费用 69 9 3 不可预见费用 70 9 4 工程总投资 70 9 5 运行费用 70 1010 结结 论论 72 致致 谢谢 73 参参 考考 文文 献献 74 附录 英文文献及翻译附录 英文文献及翻译 76 1 101 1 1 绪言绪言 水是人们生活和生产活动的重要资源之一 但由于自然界的水资 是有限的 分布也很不均匀 近几十年来 随着工业和城市建设的发 展 我国城市的环境污染特别是水污染问题日趋严重 我国是一个人 均水资源占有量匮乏的国家 仅为世界人均值的四分之一 而且时空 分布不均 开发利用难度大 许多地区和城市严重缺水 与此同时 全国年排污量为 350 亿立方米 但城市污水集中处理率仅为 7 80 的 污水未经有效处理就排入江河湖海 使我国的水污染情况十分严重 并进一步加剧了水资源的短缺 可以说水污染严重和水资源的短缺已 成为严重制约我国社会经济持续发展 危害生态环境 影响人民生活 和身体健康的突出问题 迫切需要加以解决 纺织 印染 造纸 食品等产业现在都日益壮大起来 这些工业 废水的排放给环境带来的破坏 污染了河流土地等重要资源 所以为 了保护我们赖以生存的环境 维护生态平衡而有不影响人类的正常发 展 国家规定废水要经过处理 达标后才可排放 食品工业废水是造成城市水体污染的重要来源之一 其中酿酒废 水 啤酒废水 黄酒废水 白酒废水以及酒槽废水等 给水体造成了 巨大的污染伤害 为了将这种伤害免除或将程度减少到最低 国家再 三提高了废水处理指标标准 本设计就是针对黄酒废水进行处理 黄酒是我国的民族特产 也称为米酒 ricewine 属于酿造酒 在世界三大酿造酒 黄酒 葡萄酒和啤酒 中占有重要的一席 酿酒 技术独树一帜 成为东方酿造界的典型代表和楷模 其中以浙江绍兴 2 101 黄酒为代表的麦曲稻米酒是黄酒历史最悠久 最有代表性的产品 山 东即墨老酒是北方粟米黄酒的典型代表 福建龙岩沉缸酒 福建老酒 是红曲稻米黄酒的典型代表 黄酒以大米 黍米为原料 一般酒精含 量为 14 20 属于低度酿造酒 黄酒含有丰富的营养 含有 21 种氨 基酸 其中包括有特中未知氨基酸 而人体自身不能合成必须依靠食 物摄取 8 种必需氨其酸黄酒都具备 故被誉为 液体蛋糕 黄酒在我 国传承了数代至今 其兴盛之地在南方居多 而南方江浙一代水体污 染较严重 故合理的处理黄酒废水是非常重要的 3 101 2 2 设计依据 原则和范围设计依据 原则和范围 2 1 设计依据设计依据 a 国家现行的建设项目环境保护设计规定 b 国内外有关该类废水治理的技术资料 c 业主提供的基础资料 d 同类废水治理的工程经验和技术 e 设计技术规范与标准 该废水处理项目的设计 施工与安装严格执行国家的专业技术规 范与标准 2 2 设计规范设计规范 其主要规范与标准如下 1 室外排水设计规范 GBJ14 87 2 城镇污水处理厂污染物排放标准 GB18918 2002 3 环境噪声标准 GB5096 93 4 污水综合排放标准 GB8978 1996 中的一级标准 5 建设项目环境保护管理条例 国务院令第 253 号 1998 11 29 6 地面水环境质量标准 GB3838 2002 4 101 2 3 设计原则设计原则 本设计遵循如下原则进行工艺路线的选择及工艺参数的确定 a 采用成熟 合理 先进的处理工艺 b 废水处理具有适当的安全系数 各工艺参数的选择略有富余 c 在满足工艺要求的条件下 尽量减少建设投资 降低运行费用 d 处理设施具有较高的运行效率 以较为稳定可靠的处理手段完成 工艺要求 e 处理设施应有利于调节 控制 运行操作 f 在设计中采用耐腐蚀设备及材料 以延长设施的使用寿命 g 根据地形地貌 结合站区自然条件及外部物流方向 并尽可能使 土石方平衡 减少土石方量 以节约基建投资 降低运行费用 h 总图设计应考虑符合环境保护要求 i 工程竖向设计应结合周边实际情况提出雨水排放方式及流向 j 管线设计应包括各专业所有管线 并满足工艺的要求 k 所有设计应满足国家相关专业设计规范和标准 l 所有设备的供应安装应满足国家相关专业施工及安装技术规范 m 所有工程及设备安装的验收及资料应满足国家相关专业验收技 术规范和标准 5 101 3 3 工程工程规模 进水水质及处理程度规模 进水水质及处理程度 3 1 工程内容工程内容 本工程建设内容包括 从污水管网接入污水处理站开始 至污水处理站总出 水排放口为止 3 2 进水水量 水质进水水量 水质 污水站的处理水量为 12000m3 d 其中坛装基酒生产废水 高浓度 废水 约 3500m3 d 洗瓶废水 低浓度废水 约 8500m3 d 项目Ph CODCr mg l BOD5 m g l NH3 N mg l TP mg l SS mg l 高浓度废 水 7 81300065006518450 低浓度废 水 8 912505003010500 3 3 排放标准排放标准 根据环保部门的要求 本污水处理厂需达到 污水综合排放标准 GB8978 1996 中表 4 中一级标准的要求后排放 即 6 101 序号 污染物名 称 标准限值序号污染物名称标准限值 1pH6 94NH3 N15 2CODcr1005TP0 5 3BOD5206SS70 7 101 4 4 废水处理工艺的确定废水处理工艺的确定 4 1 废水特性废水特性 该厂工艺流程为 大米 浸米 洗米 蒸饭 淋饭拌饭 加曲 糖化发酵 后发酵 压榨 酿酒着色 煎酒 装罐 根据该厂的建设规模 确定污水站的处理水量为 12000m3 d 其中 坛装基酒生产废水 高浓度废水 约 3500m3 d 洗瓶废水 低浓度废 水 约 8500m3 d 水量大 浓度高 黄酒生产过程中 会产生多种废水和废气 废水需要处理 废气 可以利用 废水主要来源于浸米 洗米 糖化 发酵 洗瓶及罐装等 工序 4 1 14 1 1 高浓度废水高浓度废水 浸米及洗米 废水中的主要污染物为长链淀粉 短链淀粉 糊 精 植物蛋白及可溶性糖类等 淀粉的沉淀性能较好 含量较多 先 经投药沉淀 可以去除大部分的淀粉 但可溶性糖类不能去除 此项 目废水需要进行生化处理 本项目废水的可生化性较好 好氧生化处 理可以将废水中的污染物给予充分的降解 发酵和装罐 工序的废弃物是废酵母 酵母是在黄酒发酵过程 中沉淀下来的 一般生产需要 沉淀下来的酵母经洗涤后重复使用 8 101 但多余和失去活力的酵母 如不经综合利用则随废水排出 酵母除含 水 80 85 外 其他组分是蛋白质 脂肪 纤维 灰分和无机氮浸出物 4 1 24 1 2 低浓度废水低浓度废水 洗瓶水 杀菌水 地面冲洗水及流出的残酒等 其排放量较大 COD 浓度为 800 1000mg L 约占总量的 70 80 采用连续排放 由于 排放方式的波动 导致污水水质的波动较大 此外 酿造过程还有大量的冷却水和电渗析产生的废水 这些废 水基本未受污染 可以循环使用 根据以上废水特性 选择工艺对这种废水进行处理 以下工艺均 可实现对此废水的处理 4 2 主要废水处理工艺的比较与选择主要废水处理工艺的比较与选择 4 2 14 2 1 水解酸化水解酸化 SBRSBR 法处理黄酒废水法处理黄酒废水 机械搅拌 出水 废水 加药 泥饼 粗细格栅调节池泵水解酸化池SBR 污泥浓缩池污泥泵反应池污泥泵压滤机 9 101 其主要处理设备是水解酸化池和 SBR 反应器 这种方法在处理黄 酒废水时 在厌氧反应中 放弃反应时间长 控制条件要求高的甲烷 发酵阶段 将反应控制在酸化阶段 这样较之全过程的厌氧反应具有 以下优点 1 由于反应控制在水解 酸化阶段反应迅速 故水解池体积小 2 不需要收集产生的沼气 简化了构造 降低了造价 便于维 护 易于放大 3 对于污泥的降解功能完全和消化池一样 产生的剩余污泥量 少 同时 经水解反应后溶解性 COD 比例大幅度增加 有利于微生物 对基质的摄取 在微生物的代谢过程中减少了一个重要环节 这将加 速有机物的降解 为后续生物处理创造更为有利的条件 4 水解酸化 SBR 法处理高浓度黄酒废水效果比较理想 去除 率均在 94 以上 最高达 99 以上 但要想使此方法在处理黄酒废水达到理想的效果时运行环境需要 达到下列要求 1 水解酸化 SBR 法处理中高浓度黄酒废废水 酸化至关重要 它具有两个方面的作用 其一是对废水的有机成分进行改性 提高废 水的可生化性 其二是对有机物中易降解的污染物有不可忽视的去除 作用 酸化效果的好坏直接影响 SBR 反应器的处理效果 有机物去 除 主要集中在 SBR 反应器中 2 水解酸化 SBR 法处理黄酒废水受进水碱度和反应温度的影 响 最佳温度是 24 最佳碱度范围是 500 750mg L 视原水水质情 况 如碱度不足 采取预调碱度方法进行本工艺处理 若温度差别不 10 101 大 运行参数可不做调整 若温度差别较大 视具体情况而定 4 2 24 2 2 UASBUASB 好氧接触氧化工艺处理黄酒废水好氧接触氧化工艺处理黄酒废水 高浓度废水 格栅 沉砂池 分离机 调节池 泵 UASB 沼 气 低浓度废水 格栅 沉砂池 分离机 调节池 泵 水解池 离心风机 接触氧化池 泥饼外运 带式压滤机 污泥泵 污泥浓缩池 气浮池 排 放 此处理工艺中主要处理设备是上流式厌氧污泥床和好氧接触氧化 池 处理主要过程为 废水经过转鼓过滤机 转鼓过滤机对 SS 的 去 除率达 10 以上 随着麦壳类有机物的去除 废水中的有机物浓度也有 所降低 调节池既有调节水质 水量的作用 还由于废水在池中的停 留时间较长而有沉淀和厌氧发酵作用 由于增加了厌氧处理单元 该 工艺的处理效果非常好 上流式厌氧污泥床能耗低 运行稳定 出水 水质好 有效地降低了好氧生化单元的处理负荷和运行能耗 因为好氧 处理单元的能耗直接和处理负荷成正比 好氧处理 包括好氧生物接 触氧化池和斜板沉淀池 对废水中 SS 和 COD 均有较高的去除率 这是 因为废水经过厌氧处理后仍含有许多易生物降解的有机物 该工艺处理效果好 操作简单 稳定性高 上流式厌氧污泥床和 好氧接触氧化池相串联的啤酒废水处理工艺具有处理效率高 运行稳 定 能耗低 容易调试和易于每年的重新启动等特点 只要投加占厌 11 101 氧池体积 1 3 的厌氧污泥菌种 就能够保证污泥菌种的平稳增长 经 过 3 个月的调试 UASB 即可达到满负荷运行 整个工艺对 COD 的去除率 达 96 6 对悬浮物的去除率达 97 3 98 该工艺非常适合在啤酒 废水处理中推广应用 4 2 34 2 3 生物接触氧化法处理黄酒废水 生物接触氧化法处理黄酒废水 进水 接触氧化池 二沉池 出水 污泥浓缩池 污泥脱水池 干污泥 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固体物质水解为溶解性物质 将大分子有机物降 解为小分子有机物 水解酸化不仅能去除部分有机污染物 而且提高 了废水的可生化性 有益于后续的好氧生物接触氧化处理 该工艺在处理方法 工艺组合及参数选择上是比较合理的 充分 利用各工序的优势将污染物质转化 去除 然而 如果由于某些构筑 物的构造设计考虑不周会影响运行效果 致使出水水质不理想 使生 物接触氧化池的出水 静沉 30 min 的澄清液 COD 为 500 600 mg L 经混凝气浮处理后出水 COD 仍高达 300 mg L 远高于排放要求 150 mg L 机械格栅调节池 水解池一沉池 12 101 因此当采用此工艺处理啤酒废水时要遵循下列要求 采用水解 酸化作为预处理工序时应考虑悬浮物去除措施 采用推流式生物接 触氧化池时 为避免前端有机物负荷过高可采用多点进水 应严格 控制溶解氧浓度 供氧不足会造成生物膜大范围脱落 导致运行失败 4 2 44 2 4 UASBUASB 反应器 氧化沟工艺处理黄酒废水反应器 氧化沟工艺处理黄酒废水 沼气 气柜 锅炉 污 格 达标 水 栅 排放 回流 污泥浓缩池 过量厌氧泥 剩泥 污泥脱水机 泥渣外运 此工艺采用厌氧和好氧相串联的方式 厌氧采用 UASB 技术 好氧 处理用地有一处狭长形池塘 为了降低土建费用 因地制宜 采用氧 化沟工艺 本处理工艺的关键设备是 UASB 反应器 该反应器是利用厌 氧微生物降解废水中的有机物 其主体分为配水系统 反应区 气 液 固三相分离系统 沼气收集系统四个部分 厌氧微生物对水质的要求不象好氧微生物那么宽 最佳 pH 为 6 5 7 8 最佳温度为 35 40 这就要求废水进入 UASB 反应器之 前必需进行酸度和温度的调节 这无形中增加了电器 仪表专业的设 备投资和设计难度 UASB 调 节 池 氧化沟二沉池 13 101 UASB 反应器采用环状穿孔管配水 通过三相分离器出水 并在三 相分离器的上方增加侧向流絮凝反应沉淀器 它由玻璃钢板成 60 安 装而成 能在最大程度上截留三相分离出水中的颗粒污泥 此处理工艺主要有以下特点 实践证明 采用 UASB 反应器 氧化沟工艺处理黄酒废水是可行的 其运行结果表明 CODCr总去除率 高达 95 以上 由于采用的是 UASB 反应器和氧化沟工艺串联组合 的方式 可根据啤酒生产的季节性 水质和水量的情况调整 UASB 反 应器或氧化询处理运行组合 以便进一步降低运行费用 4 2 54 2 5 UASB SBRUASB SBR 法处理黄酒废水法处理黄酒废水 格栅 泵 泵 泵 格栅 一级泵 二级泵 UASB SBR 排 反应池 反应池 放 滤液 沼气 上清液 泥饼 污泥脱水间 污泥浓缩池 UASB SBR 工艺流程图 本处理工艺主要包括 UASB 反应器和 SBR 反应器 将 UASB 和 SBR 两种处理单元进行组合 所形成的处理工艺突出了各自处理单元的优 低浓度 废水 集水池 水利筛集水池 锅炉房 高浓度 废水 集水池 水利筛 14 101 点 使处理流程简洁 节省了运行费用 而把 UASB 作为整个废水达标 排放的一个预处理单元 在降低废水浓度的同时 可回收所产沼气作 为能源利用 同时 由于大幅度减少了进入好氧处理阶段的有机物量 因此降低了好氧处理阶段的曝气能耗和剩余污泥产量 从而使整个废 水处理过程的费用大幅度减少 采用该工艺既降低处理成本 又能产 生经济效益 并且 UASB 池正常运行后 每天产生大量的沼气 将其回 收作为热风炉的燃料 可供饲料烘干使用 UASB 去除 COD 达 7 500 kg d 以沼气产率为 0 5m3 kgCOD 计算 UASB 产气量为 3 500m3 d 甲 烷含量为 55 65 沼气的热值约为 22 680kJ m3 煤的热值为 21 000 kJ t 计算 则 1m3沼气的热值相当于 1 kg 原煤 这样可节煤约 4 t d 左右 年收益约为 39 6 万元 4 2 64 2 6 UASB UCTUASB UCT 工艺处理黄酒废水工艺处理黄酒废水 厌氧池缺氧池好氧池二沉池 进水 调节池UASB 剩余污泥 出 水 UCT 是南非开普敦大学开发类似于 A2 O 工艺的一种脱氮除磷工艺 工艺流程如下图 15 101 回流 1 2 Q NO3 回流 进水 出水 污泥回流 0 5Q 剩余污泥 UCT 工艺与 A2 O 工艺不同之处在于沉淀池污泥回流到缺氧池 而不是回流到厌氧池 这样可以防止由于硝酸盐氮进入厌氧池 破坏 厌氧池的厌氧状态而影响系统的除磷率 增加了从缺氧池到厌氧池的 混合液回流 由缺氧池向厌氧池回流的混合液中含有较多的溶解性 BOD 而硝酸盐很少 为厌氧段内所进行的有机物水解反应提供了最 优的条件 在实际运行过程中 当进水中总凯氏氮 TKN 与 COD 的比值 高时 需要降低混合液的回流比以防止 NO3 进入厌氧池 本处理工艺是利用 UASB 工艺与 UCT 工艺结合 利用 UASB 的高 效除有机物和 UCT 的高效除氮磷 综合以上处理工艺和废水水质特性 因为设计废水的有机浓度非 常高 一般工艺很难达到所需标准 故选择以下两种工艺对其进行 处理 其有实际的工程实例证明可达到处理效果 4 3 工程实例工程实例 4 3 14 3 1 浙江塔牌绍兴酒厂废水处理浙江塔牌绍兴酒厂废水处理 1 浙江塔牌绍兴酒厂废水处理和新能源示范工程简介 浙江塔牌绍兴稻厂是一家外贸出口企业 主要生产国内外享有盛 厌氧池 缺氧池 好氧池 二沉淀 16 101 誉的传统绍兴黄酒 废水处理和新能源示范工程是年产2万吨黄酒生产 线的环境保护配套工程 工程总投资180万元 主体设备罐引进德国 Lipp技术和设备射作 采用不锈钢复合板双咬口工艺卷制厌氧罐 贮 气柜和SBR曝气池 不仅解决了钢筋混凝土施工工期长 质量较难控制 的缺点 而且增加了使用寿命和运行可靠程度 该工程于1997年7月验 收合格 至今运行正常 2 废水水质与水量 传统绍兴黄酒生产有明显的季节性 黄酒废水的产生与排放也表 现出相应的季节性 传统黄酒最适应冬季酿造 生产时间一般为10月 份至次年3月份 其余季节进行瓶酒灌装生产 7 8月高温季节一般停 产 黄酒生产排放废水分为高浓度废水 COD 1o 000 mg L 中低浓 度废水 COD口 10 000 rag L 其水质水量列于表1 高浓度废水主 要有米浆废水 前酵缸冲洗废水 带槽洗坛废水 淋饭废水 高浓度 废水富古淀粉 糖类 蛋白质等有机物质 是造成水环境污染的主要 污染源 中低浓度废水主要有瓶l 6装车间杀菌废水 厂内职工的生 活污水等 3 废水处理工艺流程 为了提高废水处理系统的处理效率 节约工程投资 减少能源消 耗 降低运行成本 根据清污分流原则及实际生产可操作性 本方案 对高浓度废水和中低浓度废水进行分流处理 高浓度废水先采用厌氧 消化 充分利用厌氧消化能耗低 处理效率高 耐负荷能力强 能回 收生物质能源等特点 使92 以上的COD在酸化罐和厌氧消化罐中降解 厌氧消化采用复合式上流厌氧污泥床工艺 厌氧出水再与中低浓度的 杀菌废水和生活污水混合 调节混合废水的BOD COD 比值 提高可生 17 101 化性能 混合废水进A序批式括性污泥法 sBR 好氧处理 好氧生化处理 后出水达标排放 废水处理工艺流程见图2 废水处理系统各单元 COD BOD 控制指标见表2 水量 t d COD mg l BOD mg l SS mg l PH 高浓度废水90250001500040004 低浓度废水6010006002505 5 脱硫塔 图 2 废水处理工艺流程 表 2 处理单元 COD BOD 控制指标 处理单元进水 酸化 池 厌氧罐配水池SBR出水 水量 t d 909090150150150 滞留期 b 241202412 配水池SBR出水 池 气 水 分 离 器 废水集水池酸化池进料泵 UASB 稀 废 水 18 101 PH4 54 07 26 588 COD mg l 250001875020001220183 小于 300 去除率 2590预曝 2086 BOD mg l 150001050052544444 小于 150 去除率 3095 预曝 20 90 产物 1012m3 d 沼气 4 主要技术经济指标 处理能力 高浓度废水90 t d 中低浓度废水60t d COD负荷是 2310 kg COD d 出水指标 捧放量 150 t d COD 300 mg L BODs 150 mg L SS 200 mg L pH 6 9 占地面积 1 350平方米 总装机容量 47千瓦 日耗电量 359千瓦 小时 平均每吨废水耗电 2 4千瓦 小 时 平均每公斤COD耗电 0 155千瓦 小时 工程总投资 180万元 19 101 运行费用 l1 34万元 年 沼气收益 7 28万元 年 实际运行费 4 06万元 年 平均每吨废水处理成本0 90元 每公斤COD处理成本0 137元 日产沼气1 012立方米 每年10月 3月份 每立方米沼气热值5 500大卡 以沼气价格0 60元计算 每天收入607元 120天收益7 28 万元 沼气收入与运行费用支出相抵后尚需支出4 06万元 根据传统黄酒季节性生产的特点 10月份至趺年3月份生产旺季 有高浓度废水和中低浓度废水 水解酸化单元 厌氧单元 好氧单元 全负荷运行 其余月份只有中低浓度废水 水解酸化单元和厌氧单元 停开 中低浓度废水经好氧单元处理后即可达标排放 5 工程运行检测结果 检测时间 1997 11 19到1997 11 21 两个生产周期采样三次 表3 监测结果表 项目时间进水 集水池 出水 PH194 817 55 PH204 907 74 PH214 787 54 SS19143026 SS2096417 SS2139017 20 101 COD19759045 9 COD20858059 6 COD21525055 0 BOD19562073 2 BOD20428089 4 BOD21373042 0 综上所述 废水经处理后 出水水质pH SS COD 项指标选到 污水综合排放标准 GB 8978 1996一级标准 出水水质BOD 指标 达到 污水综合排放标准GB 8978 1996二级标准 4 3 24 3 2 上海某酿酒药业有限公司处理黄酒废水上海某酿酒药业有限公司处理黄酒废水 上海某酿酒药业有限公司的主要产品为和酒 生产原料为黄酒 蜂蜜和构祀子 为治理生产过程中排放的废水 厂方先后两次投资进 行废水治理 由于生产规模扩大 废水排放量急剧加 废水处理工程 需要扩建 该厂通过技术改进 利用UASB与改进后的AA O工艺即UCT 工艺对黄酒废水进行处理 达到了很好的处理效果 1 废水水质水量 本厂废水总量为 7500M3 d 其中包括米泔水等高浓度有机废水 以及淋饭水 洗罐冲洗废水等 废水排放执行 污水综合排放标准 GB8978 1996 中表 4 中一级标准的要求后排放 21 101 1 高浓度有机废水 水量 2000m3 d COD 8000mg L BOD 2500mg L SS 300mg L 2 低浓度有机废水 水量 5500m3 d COD 700mg L BOD 450mg L SS 500mg L 3 处理后出水水质COD 100mg L BOD 50mg L SS 100mg L 2 工艺流程图 高浓度废水 调节池UASB 沼 气 厌氧缺氧好氧池二沉池 出 水 剩 余 污 泥 筛网 低浓度废水 该厂有高低浓度两种废水 进行分流处理 高浓度废水先经调节 池调节水质和水量 之后进入UASB反应器 在反应器中有机物被大量 消耗 COD值降低很多 UASB可以降50 70 的有机物 之后进入UCT工 艺段 在进入UCT之前 低浓度废水经筛网 低浓度废水中含有洗瓶废 22 101 水 其中含有标签纸 与前处理过的高浓度废水混合 二者一同进入 UCT工艺段 经厌氧 缺氧 好氧处理后 进入二沉池 澄清出水 二 沉池剩余污泥回流至UCT缺氧段 3 处理效果 项目调节池UASBUCT二沉池 进水834568903160780 出水6890316078060 去除率 17 54 75 92 3 总去除效率可达到99 5 4 4 工艺确定比较工艺确定比较 UASB SBRUASB SBR工艺与工艺与UASB UCTUASB UCT工艺进行比较工艺进行比较 4 4 14 4 1 技术可行性分析技术可行性分析 1 集水井和水解酸化池与调节池的比较 集水井加水解酸化池一方面可以集水调节水量也可以通过水解酸 化池去除一部分COD 但是处理对象是黄酒废水 则处理效果并不太理想 而且造成浪费 要铺设多一部分管道 而且本设计高低浓度废水分别进 水 此处水量不大 只有3500m3 s 故用调节池更经济一些 而且调节池 也是对水质水量进行调节 2 UASB 二者在厌氧部分均用了UASB 升流式厌氧污泥床反应器 它是第 二代废水厌氧生物处理反应器的典型代表 与传统的厌氧生物处理工 23 101 艺相比 不仅十分有效地实现了水力停留时间与污泥停留时间的分离 使反应器中可截留大量的生物量 使水力停留时间大大缩短 同时由 于其特殊的水力特征使反应器中污泥以颗粒化存在 由此极大的改善 了污泥的沉降的分离性能 大大延长了污泥在反应器中的停留时间 显著提高了其处理能力 3 UCT工艺与SBR工艺的比较 UCT工艺是AA O的改良工艺 UCT工艺与A2 O工艺不同之处在于沉 淀池污泥回流到缺氧池而不是回流到厌氧池 这样可以防止由于硝酸 盐氮进入厌氧池 破坏厌氧池的厌氧状态而影响系统的除磷率 增加 了从缺氧池到厌氧池的混合液回流 由缺氧池向厌氧池回流的混合液 中含有较多的溶解性BOD 而硝酸盐很少 为厌氧段内所进行的有机 物水解反应提供了最优的条件 在实际运行过程中 当进水中总凯氏 氮TKN与COD的比值高时 需要降低混合液的回流比以防止NO3 进入厌 氧池 现在对于AA O工艺以及它的改良工艺已经趋于成熟 当实用在 工程上时 在操作运行方面会相对轻松 调试时间上也会缩短 SBR工艺是序批式间歇活性污泥法 传统的SBR工艺脱氮除磷效果 并不好 但经过改良后 其具有高效的脱氮除磷效果 改良后与传统 工艺相比它也有很多优点如流程简单 造价低等 但是它对控制条件 与结构选择有相当严格的标准 故而很难调试 而且对自动化程度也 要求很高 所以 在比较总工艺流程的复杂程度与调试 运行方面综合考虑 还是选择方案二 UASB UCT工艺进行对本厂的黄酒废水进行处理比较 有利 24 101 4 4 24 4 2 经济比较经济比较 假设钢筋混凝土每立方米500元 方案一方案一 序号工程名称体积指标 元 m3 体积 m3 个数工程价格 元 1中格栅1351 48 0 57 1 00 770 2调节池374 41 1167 1 00 436 3UASB 厌氧池806 12 17132 00 2761767 12 4集水池373 15336 1 00 125 3 5UCT 反应池806 12 2953 2 00 4760944 72 6二沉池328 5213732 00 900 68 7污泥泵房363 29 200 1 00 72658 8贮泥池396 13 101 67 1 00 40274 5 序号工程名称体积指标 元 m3 体积 m3 个数工程价格 元 11鼓风机房1107 40 200 00 1 00 221 5 12污泥脱水机房1100 21 2250 00 1 00 2475472 5 共计 元 10113570 32 注 体积指标包括土建直接费 配水管及安装直接费 间接费为直接费的 20 元 投资总计 元 23711181 71 方案二 序号工程名称体积指标 元 m3 体积 m3 个数工程价格 元 1中格栅1351 48 0 57 1 00 770 25 101 2集水池374 41 1167 1 00 436 3水解酸化池437 4511 00 197 1 4UASB 反应池806 1216002 00 2579200 5配水井373 15336 1 00 125 3 5SBR 反应池806 12 5734 2 00 9229377 6 6二沉池328 5213732 00 900 68 7污泥泵房363 29 200 1 00 72658 8贮泥池396 13 101 67 1 00 40274 5 11鼓风机房1107 40 200 00 1 00 221 5 12污泥脱水机房1100 21 2250 00 1 00 2475472 5 共计 元 11846222 注 体积指标包括土建直接费 配水管及安装直接费 间接费为直接费的 20 元 投资总计 元 3553866 4 从上表可以看出UASB SBR工艺的建设费用比UASB UCT工艺的 多一些 故选用方案一 综合以上方案 决定选择方案一 稍加改动进行处理 26 101 5 5 工艺流程确定及简介工艺流程确定及简介 5 1 工艺流程图工艺流程图 高浓度废水 调节池UASB 沼 气 厌氧缺氧好氧池二沉池 出 水 剩 余 污 泥 筛网 低浓度废水 5 2 流程简介流程简介 采用厌氧与好氧相结合的处理方式 高低浓度废水分别处理 1 高浓度废水经格栅进入调节池 虽然废水中SS并不高 但是为了 阻隔废水中的漂浮物 由于人为或其他原因进入的 设置了粗格栅 27 101 之后废水进入调节池调节水质和水量 同时调节PH 废水进入UASB反 应器 高浓度废水COD值大幅度下降 2 经过UASB处理后的废水 要与经过筛网的低浓度废水汇流 低浓 度废水中含有洗瓶废水 其中含有标签纸要加筛网去除 以免影响后 续工艺运行 此过程发生在集水池中 由集水池混合均匀高低浓度废 水 3 之后进入UCT工艺段处理 UCT工艺是A2 O工艺的改良工艺主要 为了解决A2 O工艺中污泥回流到厌氧时带入的大量硝酸盐破坏厌 氧条件所改进 三池型将污泥回流到缺氧池前端 通过缺氧池反 硝化去除硝酸盐 然后从缺氧池出水混合液分流一部分进入厌氧 池 作为厌氧池的污泥回流 4 最后经二沉池泥水分离后 澄清出水 28 101 6 6 工艺计算工艺计算 6 1 中格栅中格栅 中格栅是由一组平行的金属栅条或筛网制成 用以截留水中的较 大悬浮物或漂浮物 以便减轻后续处理构筑物的负荷 并使之正常运 行的装置 污水处理站的污水由一根半径为 250mm 的管从生产车间直接接入 格栅间 6 1 16 1 1 设计参数设计参数 设计流量 Q 3500m d 41L s 栅前流速 v 0 7m s 过栅流速 v 0 8m s 栅条宽度 s 0 01m 格栅间隙 b 10mm 栅前部分长度 0 5m 格栅倾角 45 单位栅渣量 0 05m 栅渣 10 m 污水 6 1 26 1 2 设计计算设计计算 1 确定格栅前水深 根据最优水力断面公式计算得 2 1 2 1 1 vB Q 栅前槽宽 则栅前水深 m v Q B34 0 7 0 041 0 22 1 1 1 29 101 m B h17 0 2 34 0 2 1 所以栅前槽宽为 0 34m 栅前水深为 h 0 17m 2 栅条间隙数 取 n 22 21 8 017 0 01 0 45sin041 0 sin 2 max ehv Q n 设计一组格栅 设计中 S 取 0 01 3 栅槽宽度 B s n 1 bn 0 01 21 1 0 01 21 0 41m 4 进水渠道渐宽部分长度 其中 1 为进水渠展开角 m BB L10 0 20tan2 34 0 41 0 tan2 1 1 1 5 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度 L2 L1 0 10m 6 过栅水头损失 h1 设栅条断面为锐边矩形断面 01 hkh 17 0 45sin 81 9 2 8 0 01 0 01 0 42 2 3 sin 2 2 3 4 2 3 4 m g v b s k 其中 h0 v2 sin 2g S e 2 42 v 0 8m s h0 计算水头损失 k 系数 格栅受污物堵塞后 水头损失增加倍数 取 k 3 30 101 阻力系数 与栅条断面形状有关 当为矩形断面时 2 42 7 栅后槽总高度 H 取栅前渠道超高 h2 0 3 则栅前槽总高度 H1 h h2 0 17 0 3 0 47m 栅后槽总高度 H h h1 h2 0 17 0 17 0 3 0 64m 8 格栅总长度 L L1 L2 0 5 1 0 H1 tan 0 1 0 1 0 5 1 0 0 47 tan45 2 17m 9 每日栅渣量 W 在格栅间隙为 21mm 情况下 设栅渣为 0 05m3 103m3 11 0 100055 1 8640005 0 041 0 1000 86400 31max dm K WQ W z 图图 4 1 中格栅计算草图中格栅计算草图 31 101 6 2 调节池调节池 6 2 16 2 1 设计计算设计计算 平均流量 Q 3500m3 d 146m3 h 40 55L S 41L S 设计停留时 间取 8h 有效容积 V Q HRT 3500 m3 d 24h 8h 1167m3 有效水深 有效水深取 h 4m 表面积 则调节池的表面积为 A V h2 1167 4 292m2 A 总高度 1 取调节池为长方形 则边长为 L 24m 2 取超高为 h1 0 1m 3 进水高度为 1 2m 水面高度应低于 1 2m 所以调节池总 1 2 4 0 1 5 3m 工艺尺寸为 24m 12 2m 5 3m 采用铸铁管进出水 流量为 3500 m3 d 41L s 取管径为 250mm 流 速 V 0 84m s 1000i 4 87 出水管径与进水管径取相同的 6 2 26 2 2 升温升温 由于调节池后接入 UASB 反应器 反应器采用中温厌氧 所以废水应 在调节池内进行加热 一般采用铺设蒸汽管进行加热 但是黄酒废水生产 过程中会产生大量剩余蒸汽 此处可以加以利用 在管线上增加一个交换 器即可 32 101 6 2 36 2 3 潜污泵潜污泵 调节池集水坑内设 2 台自动搅匀潜污泵 一用一备 水泵的基本 参数为 型号为 150QW100 40 30 水泵流量 Q 200m3 h 扬程 H 22m 转速 980 功率 30 效率 60 1 出口直径 150mm 重量 900kg 尺寸 长宽为 600mm 480mm 取装泵的槽为 2000 1000 水泵最低水位为距底 387mm 高为 525mm 取槽高为 1500mm 6 2 46 2 4 搅拌搅拌 为防止污水中悬浮物的沉淀和使水质均匀 可采用水泵强制循环 进行搅拌 也可采用专用搅拌设备进行搅拌 水泵强制搅拌 是在调节池底部设穿孔管 穿孔管与水泵压力水 相连 用压力水进行搅拌 水泵强制循环搅拌的优点是不需要在池内 安装其他专用搅拌设备 并可根据悬浮物沉积的程度随时调节压力水 循环的强度 其缺点是穿孔管容易堵塞 检修也不太方便 影响使用 所以 目前工程上常采用潜水搅拌机进行搅拌 根据调节池的有效的容积 搅拌功率一般按 1 m3 污水 4 8W 选配 搅拌设备 该处理站取 5W 调节池选配潜水搅拌机的总功率为 500 5 2500W 选配 2 台潜水搅拌机单台设备的功率为 0 85KW 叶轮直径为 33 101 260mm 叶轮转速为 740r min 型号为 MXAT4 0 12 615 480 将 2 台潜水搅拌机 分别安装在中间部位 6 2 56 2 5 计算草图计算草图 最高水位 i 0 01 潜污泵 出水 进水 图图 4 3 均质调节池计算草图均质调节池计算草图 6 3 UASB 6 3 16 3 1 设计参数设计参数 1 污泥参数 设计温度 T 35 容积负荷 NV 14kgCOD m3 d 污泥为颗粒状 污泥产率 0 1kgMLSS kgCOD 产气率 0 5m3 kgCOD 2 设计水量 Q 3500m3 d 145 83m3 h 0 041 m3 s 3 水质指标 34 101 表 5 UASB 反应器进出水水质指标 水 质 指 标COD L BOD L SS L 进 水 水 质130006500450 设计去除率85 90 50 设计出水水质1950650225 6 3 26 3 2 UASBUASB 反应器容积及主要工艺尺寸的确定反应器容积及主要工艺尺寸的确定 1 UASB 反应器容积的确定 反应器有效容积 v F QS V 0 式中 Q UASB 反应器的进水流量 m3 d S0 进水有机物质量浓度 mg l Fv 进水有机物容积负荷 kgCOD m3 d 根据酿酒废水容积负荷取值标准以及进水浓度值 取容积负荷为 14 kgCOD m3 d 3 3250 14 133500 mV 2 主要构造尺寸的确定 UASB 反应器采用方形钢混结构池子 布水均匀 处理效果好 取水力负荷 q 0 5m3 m2 h 反应器表面积 35 101 反应器高度 H V A 3250 291 6 11 2m 超高取 0 5m 总高 H 11 7m 采用 2 座方形的 UASB 反应器 每池面积为 A1 A 2 145 8 m2 取池子边长为 L 12 07m 取 12 1m 则实际横截面积 A1 12 1 12 1 146 41m2 实际表面水力负荷 q1 Q A2 146 41 292 6 0 5m3 m2 h q1在 0 5 1 5m h 之间 符合设计要求 6 3 36 3 3 UASBUASB 进水配水系统设计进水配水系统设计 1 设计原则 进水必须要反应器底部均匀分布 确保各单位面积进水量基本 相等 防止短路和表面负荷不均 应满足污泥床水力搅拌需要 要同时考虑水力搅拌和产生的沼 气搅拌 易于观察进水管的堵塞现象 如果发生堵塞易于清除 本设计采用圆形布水器 每个 UASB 反应器设 32 个布水点 2 设计参数 每个池子的流量 Q1 145 8 2 73m3 h 3 设计计算 查有关数据 对颗粒污泥来说 容积负荷大于 4m3 m2 h 时 每个 进水口的负荷须大于 2m