畢業(yè)設(shè)計畢業(yè)論文關(guān)于啤酒廢水的設(shè)計

目錄1-摘要32-設(shè)計課題的目的和意義33-啤酒廢水治理概況43．1啤酒廢水概述43．2啤酒廢水的來源和特點43．3啤酒廢水的處理工藝53．4啤酒廢水處理方案的確定83．5啤酒廢水處理方案的應(yīng)用條件93．6啤酒廢水處理工藝（水解—生物接觸氧化）的設(shè)計參數(shù)94-設(shè)計任務(wù)的概況104．1污水水質(zhì)、水量104．2出水水質(zhì)要求104．3設(shè)計原則104．4工藝流程115-設(shè)計工藝中各處理構(gòu)筑單元的概況及主要作用115.1格柵115.2調(diào)節(jié)池125.3水解(酸化)池135.4生物接觸氧化池(沉淀池)145.5污泥濃縮池166-主要設(shè)備及構(gòu)筑物的設(shè)計計算176.1格柵176.2調(diào)節(jié)池186.3水解(酸化)池196.4生物接觸氧化池206.5接觸沉淀池236.6污泥濃縮池277-致謝288-參考文獻(xiàn)289-附圖摘要本設(shè)計是關(guān)于啤酒廢水的設(shè)計,日設(shè)計水量是10000t,包啤酒污水和生活污水，其主要污染物為CODCr、BOD5、SS、大腸菌群等。設(shè)計要求處理后水質(zhì)達(dá)到國家二級排放標(biāo)準(zhǔn)。本設(shè)計采用水解（酸化）+生物接觸氧化的工藝，其中生物接觸氧化法占地少、污泥產(chǎn)量低、出水水質(zhì)好而穩(wěn)定、動力消耗低、不存在污泥膨脹問題。設(shè)計主要構(gòu)筑物有調(diào)節(jié)池、水解（酸化）池、生物接觸氧化池（沉淀池）、污泥濃縮池。本設(shè)計包括：設(shè)計說明書，設(shè)計計算書，設(shè)計圖紙。關(guān)鍵詞：啤酒廢水水解（酸化）生物接觸氧化污泥濃縮AbstractThistextisadesignconcerningthebeerwastewater,thedaydesignstheamountofwaterisa10000tons,incluclethedirtywaterofbeerandlivedirtyWater,It’smainpollutantforCODCr,BOD5,SS,coliformsorganismsetc..Thefluidmatterattainsthenationalsecondclassexhaustionstandardafterdesigningtorequesttohandle.Thisdesignadopedbythedesignishydrolysisacidificaion+biocontactoxidationprocess,amongthem,biocontactoxidationtocoverthelittleandactivatedsludgeyieldlow,awaterfluidmatterlikebutthestability,motiveconsumethelowandnonexistentandactivatedsludgeinflationproblem.Designtomainlyconstructthethingtoregulatethepond,hydrolysisacidificaionpond,biocontactoxidationandactivatedsludgeconcentratedpond.Thisdesigninclude:TheDesignthemanual,thedesigntocomputethebook,designthediagrampaper.Keyword:Thebeerwastewaterhydrolysisacidificaionbiocontactoxidationactivatedsludge2設(shè)計課題的目的和意義高等院校工科專業(yè)畢業(yè)設(shè)計是實現(xiàn)本科培養(yǎng)目標(biāo)要求的重要階段.畢業(yè)設(shè)計是學(xué)生在畢業(yè)前的綜合訓(xùn)練階段;是學(xué)習(xí),深化,拓寬,綜合教學(xué)的重要過程;是學(xué)生學(xué)習(xí),研究與實踐成果的全面總結(jié);是培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)和工程實踐能力的重要方法.是培養(yǎng)方案中的重要環(huán)節(jié)。學(xué)生通過畢業(yè)論文，綜合性地運用幾年內(nèi)所學(xué)知識去分析、解決一個問題，在作畢業(yè)論文的過程中，所學(xué)知識得到疏理和運用，它既是一次檢閱，又是一次鍛煉。培養(yǎng)組織管理和社交能力,獨立工作能力,培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)和認(rèn)真的工作態(tài)度,樹立事業(yè)心和責(zé)任感,不少學(xué)生在作完畢業(yè)設(shè)計后，感到自己的實踐動手、動筆能力得到鍛煉，增強了即將跨入社會去競爭，去創(chuàng)造的自信心。畢業(yè)設(shè)計對于提高畢業(yè)生全面素質(zhì)具有重要意義。

3啤酒廢水治理概況3.1啤酒廢水概述“七五”以來，我國對啤酒廢水的處理工藝和技術(shù)進(jìn)行了大量的研究和探索，特別是輕工業(yè)系統(tǒng)的設(shè)計院和科研單位，對啤酒廢水的處理進(jìn)行了各方面的試驗、研究和實踐，取得了行之有效的成功經(jīng)驗，逐漸形成了以生化為主、生化與物化相結(jié)合的處理工藝。生化法中常用的有活性污泥法、生物膜法、厭氧與好氧相結(jié)合法、水解酸化與SBR相組合等各種處理工藝。這些處理方法與工藝各有其特點和不足之處，但各自都有較為成功的經(jīng)驗。目前還有不少新的處理方法和工藝優(yōu)化組合正在試驗和研究，有的已取得了理想的成效，不久將應(yīng)用于實踐中。

3.2啤酒廢水的來源和特點1）啤酒廠廢水的主要來源有：麥芽生產(chǎn)過程的洗麥水、浸麥水、發(fā)芽降溫噴霧水、麥槽水、洗滌水、凝固物洗滌水；糖化過程的糖化、過濾次第水；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禍祟；以及來自辦公樓、食堂、單身宿舍和浴室的生活廢水。2）啤酒生產(chǎn)廢水的特點：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，不同啤酒廠生產(chǎn)過程中噸酒耗水量和水質(zhì)相差較大。管理和技術(shù)水平較高的啤酒廠噸酒耗水量為8-12t，我國啤酒仗的噸酒耗水量一般大于該數(shù)值。國內(nèi)每噸啤酒從糖化到灌裝總耗水10-20m3。啤酒工業(yè)廢水可分為以下幾類：①清潔廢水冷凍機、麥汁和發(fā)酵冷卻水等。這類廢水基本上未受污染。②清洗廢水如大麥浸漬廢水、大麥發(fā)芽降溫噴霧水、清洗生產(chǎn)裝置廢水、漂洗酵母水、洗瓶機初期洗滌水、酒罐消毒廢液、巴斯德殺菌噴淋水和地面沖洗水等。這類廢水受到不同程度的有機污染。(沖渣廢水如麥糟液、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性固體有機物。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固體。③裝酒廢水在灌裝酒時，機器的跑冒滴漏時有發(fā)生，還經(jīng)常出現(xiàn)冒酒。廢水中摻人大量殘酒。另外噴淋時由于用熱水噴淋，啤酒升溫引起瓶內(nèi)壓力上升，“炸瓶”現(xiàn)象時有發(fā)生，因此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加人防腐劑，因此被更換下來的廢噴淋水含防腐劑成分。④洗瓶廢水清洗瓶子時先用堿性洗滌劑浸泡，然后用壓力水初洗和終洗。瓶子清洗水中含有殘余堿性洗滌劑、紙漿、染料、漿糊、殘酒和泥砂等。堿性洗滌劑定期更換，更換時若直接排人下水道可使啤酒廢水呈堿性。因此廢堿性洗滌劑應(yīng)先進(jìn)入調(diào)節(jié)、沉淀裝置進(jìn)行單獨處理。所以可以考慮將洗瓶廢水的排出液經(jīng)處理后儲存起來，用來調(diào)節(jié)廢水的pH值(啤酒廢水平時呈弱酸性)，這可以節(jié)省污水處理的藥劑用量。3.3啤酒廢水的處理工藝對于啤酒廢水的處理，常采用直接好氧處理，如氧化溝、SBR等工藝、或水解-好氧處理工藝、厭氧（UASB）反應(yīng)器-好氧聯(lián)合處理。工藝包括如下的技術(shù)環(huán)節(jié)：粗細(xì)格柵、泵房、調(diào)節(jié)（酸化）池、升流式厭氧污泥床反應(yīng)器（或為水解或初沉池）、好氧曝氣池、二沉池和污泥處理系統(tǒng)等。其中預(yù)處理部分[粗細(xì)格柵、泵房、調(diào)節(jié)（酸化）池]、好氧處理（好氧曝氣池、二沉池和供氣系統(tǒng)）和污泥處理部分（集泥池、濃縮池和污泥脫水機房）。根據(jù)啤酒廢水BOD5／CODCr大的特點，上述幾個處理工藝方案的共同點，均以生物處理為主體，而且基本上均以前級為厭氧(水解酸化為主)，后級為好氧處理，所不同的為：一是后級好氧生化處理分為生物接觸氧化法(生物膜法)和活性污泥法(微生物呈懸浮狀態(tài))；二是在厭氧和好氧生物處理中，又分為成熟的傳統(tǒng)方法和較新技術(shù)應(yīng)用的方法。目前，國內(nèi)外普遍采用生化法處理啤酒廢水.根據(jù)處理過程中是否需要曝氣，可把生物處理法分為好氧生物處理和厭氧生物處理兩大類.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氧化啤酒廢水中的有機物，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物的利用問題，因此處理成本較高.活性污泥法、生物膜法、深井曝氣法是較有代表性的好氧生物處理方法.①活性污泥法活性污泥法是中、低濃度有機廢水處理中使用最多、運行最可靠的方法，具有投資省、處理效果好等優(yōu)點.該處理工藝的主要部分是曝氣池和沉淀池.廢水進(jìn)入曝氣池后，與活性污泥（含大量的好氧微生物）混合，在人工充氧的條件下，活性污泥吸附并氧化分解廢水中的有機物，而污泥和水的分離則由沉淀池來完成.我國的珠江啤酒廠、煙臺啤酒廠、上海益民啤酒廠、武漢西湖啤酒廠、廣州啤酒廠和長春啤酒廠等廠家均采用此法處理啤酒廢水.據(jù)報道，進(jìn)水CODcr為1200～1500mg/L時，出水CODcr可降至50～100mg/L，去除率為92%～96%.活性污泥法處理啤酒廢水的缺點是動力消耗大，處理中常出現(xiàn)污泥膨脹.污泥膨脹的原因是啤酒廢水中碳水化合物含量過高，而N，P，F(xiàn)e等營養(yǎng)物質(zhì)缺乏，各營養(yǎng)成分比例失調(diào)，導(dǎo)致微生物不能正常生長而死亡.解決的辦法是投加含N，P的化學(xué)藥劑，但這將使處理成本提高.而較為經(jīng)濟的方法是把生活污水（其中N，P濃度較大）和啤酒廢水混合.間歇式活性污泥法（SBR）通過間歇曝氣可以使動力耗費顯著降低，同時，廢水處理時間也短于普通活性污泥法.例如，珠江啤酒廠引進(jìn)比利時SBR專利技術(shù)，廢水處理時間僅需19～20h,比普通活性污泥法縮短10～11h，CODcr的去除率也在96%以上.揚州啤酒廠和三明市大田啤酒廠采用SBR技術(shù)處理啤酒廢水，也收到了同樣的效果.SBR法對廢水的稀釋程度低，反應(yīng)基質(zhì)濃度高，吸附和反應(yīng)速率都較大，因而能在較短時間內(nèi)使污泥獲得再生.②深井曝氣法為了提高曝氣過程中氧的利用率，節(jié)省能耗，加拿大安大略省的巴利啤酒廠、我國的上海啤酒廠和北京五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，在井內(nèi)循環(huán)，空氣注入下降管或同時注入兩管中，混合液則由上升管排至固液分離裝置，即廢水循環(huán)是靠上升管和下降管的靜水壓力差進(jìn)行的.其優(yōu)點是：占地面積少，效能高，對氧的利用率大，無惡臭產(chǎn)生等.據(jù)測定，當(dāng)進(jìn)水BOD5濃度為2400mg/L時，出水濃度可降為50mg/L，去除率高達(dá)97.92%.當(dāng)然，深井曝氣也有不足之處，如施工難度大，造價高，防滲漏技術(shù)不過關(guān)等.③生物膜法與活性污泥法不同，生物膜法是在處理池內(nèi)加入軟性填料，利用固著生長于填料表面的微生物對廢水進(jìn)行處理，不會出現(xiàn)污泥膨脹的問題.生物接觸氧化池和生物轉(zhuǎn)盤是這類方法的代表，在啤酒廢水治理中均被采用，主要是降低啤酒廢水中的BOD5.生物接觸氧化池是在微生物固著生長的同時，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負(fù)荷，因此處理效率高，占地面積也小于活性污泥法.國內(nèi)的淄博啤酒廠、青島啤酒廠、渤海啤酒廠和徐州釀酒總廠等廠家的廢水治理中采用了這種技術(shù).青島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.在此基礎(chǔ)上，山東省環(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物氧化分解的需要.結(jié)果表明，當(dāng)容積負(fù)荷≤13.33kg/m3·d,停留時間為3～4h時，COD和BOD平均去除率分別達(dá)到93.52%和99.03%.由于停留時間縮短為原來的1/3～1/4，運轉(zhuǎn)費用也較低.生物轉(zhuǎn)盤是較早用以處理啤酒廢水的方法.它主要由盤片、氧化槽、轉(zhuǎn)動軸和驅(qū)動裝置等部分組成，依靠盤片的轉(zhuǎn)動來實現(xiàn)廢水與盤上生物膜的接觸和充氧.該法運轉(zhuǎn)穩(wěn)定、動力消耗少，但低溫對運行影響大，在處理高濃度廢水時需增加轉(zhuǎn)盤組數(shù).該方法在美國應(yīng)用較為普及，國內(nèi)的杭州啤酒廠、上海華光啤酒廠和浙江慈溪啤酒廠也在使用.據(jù)報道，廢水中BOD5的去除率在80%以上.2）厭氧生物處理厭氧生物處理適用于高濃度有機廢水（CODcr＞2000mg/L,BOD5＞1000mg/L）.它是在無氧條件下，靠厭氣細(xì)菌的作用分解有機物.在這一過程中，參加生物降解的有機基質(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，但以升流式厭氧污泥床（UASB）技術(shù)在啤酒廢水的治理方面應(yīng)用最為成熟.UASB的主要組成部分是反應(yīng)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)置了一個專用的氣-液-固分離系統(tǒng)（三相分離室）.廢水從反應(yīng)器底部加入，在上向流、穿過生物顆粒組成的污泥床時得到降解，同時生成沼氣（氣泡）.氣、液、固（懸浮污泥顆粒）一同升入三相分離室，氣體被收集在氣罩里，而污泥顆粒受重力作用下沉至反應(yīng)器底部，水則經(jīng)出流堰排出.但有一個共同點是可以肯定的：啤酒廢水(混合水)采用厭氧(水解酸化)生物處理與好氧生物處理相結(jié)合(為主體)的處理工藝是成熟、可靠的工藝、是可以接受和被采用的。3.4啤酒廢水處理方案的確定各種工藝單元相差不大，僅僅在體積和設(shè)備的數(shù)量上有差別，有共性可以統(tǒng)一分析對比。真正的差別是在生物預(yù)處理（UASB，水解池和初沉池）工藝上，所以重點評價厭氧-好氧聯(lián)合處理工藝。隨著厭氧技術(shù)的發(fā)展，厭氧處理從開始只能粗劣高濃度的污水發(fā)展到可以處理中低濃度的污水，如啤酒、屠宰甚至生活廢水。特別是對于低濃度污水，開發(fā)的水解-好氧生物粗、護(hù)理技術(shù)。水解反應(yīng)器利用厭氧反應(yīng)中的水解酸化階段，而放棄了停留時間長的甲烷發(fā)酵階段。水解反應(yīng)器對有機物的去除率，特別是對懸浮物的去除率顯著高于具有相同停留時間的初沉池。由于水解反應(yīng)器可使啤酒廢水中的大分子難降解有機物被轉(zhuǎn)變小分子易降解的有機物，出水的可生化性能得到改善，這使的好氧處理單元的停留時間小于傳統(tǒng)的工藝。與此同時，懸浮固體物質(zhì)（包括進(jìn)水懸浮物和后續(xù)好氧處理中的剩余污泥）被水解為可溶性物質(zhì)，使污泥得到處理。事實上水解池是一種以水解產(chǎn)酸菌為主的厭氧上流式污泥床，水解反應(yīng)工藝是一種預(yù)處理工藝，其后面可以采用各種好氧工藝。在各種工程中，分別采用過活性污泥發(fā)、接觸氧化法、氧化溝和序批法。因此，水解-好氧生物處理工藝是具有自己特點的一種新型處理工藝，多數(shù)情況下厭氧-好氧聯(lián)合工藝的優(yōu)點遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其缺點，并在啤酒廢水處理方面有較大的優(yōu)勢。因此，此工程的方案選為水解-好氧生物處理工藝3.5啤酒廢水處理方案的應(yīng)用條件20世紀(jì)80年代末，輕工部北京設(shè)計規(guī)劃研究院與北京市環(huán)科院一起采用北京市環(huán)科院開發(fā)的厭氧水解—好氧技術(shù)應(yīng)用于啤酒廢水處理。啤酒廢水中大量的污染物是溶解性的糖類、乙醇等。這些物質(zhì)是容易生物降解的，一般并不需要水解酸化。但由于啤酒廢水的懸浮性有機物成分較高，而水解池又具有有效地截留去除懸浮性顆粒物質(zhì)的特點，將其應(yīng)用于啤酒廢水的處理可去除相當(dāng)一部分的有機物，從實驗結(jié)果看水解池最高COD去除率可以達(dá)到50％，當(dāng)廢水中包含制麥廢水(濃度較低)時去除率也在30％～40％。因此，水解和好氧處理相結(jié)合，確實要比完全好氧處理經(jīng)濟一些。這也是在20世紀(jì)80年代末期和90年代初期，啤酒廢水處理采用水解—好氧工藝的原因。該工藝主要特點是由于水解池較高的去除率(30％～50％)，所以將完全好氧工藝中二級的接觸氧化工藝簡化為一級接觸氧化，并且能耗大幅度降低，從實際運行結(jié)果看出水COD濃度也有所改善。3.6啤酒廢水處理工藝（水解—生物接觸氧化）的設(shè)計參數(shù)有關(guān)的設(shè)計參數(shù)如下：1）水解池的設(shè)計參數(shù)①以細(xì)格柵和沉砂池作為預(yù)處理設(shè)備；②平均水力停留時間：HRT=2．5—3．0h；③最大上升流速(Vmax)=2．5m／h(持續(xù)時間不小于3．0h)；④反應(yīng)器深度：H=4．0～6．Om；⑤布水管密度：1～2m2廳L；⑥出水三角堰負(fù)荷：1．5～3．0L／(s·m)；⑦污泥床的高度在水面之下1．0～1．5m；⑧污泥排放口在污泥層的中上部，即在水面下2．0～2．5m；⑨在污泥齡大于15天時，污泥水解率為所去除SS的25％一50％。設(shè)計污泥系統(tǒng)需按冬季最不利情況考慮。2）生物接觸氧化池的設(shè)計參數(shù)①生物接觸氧化池每個（格）平面形狀宜采用矩形，沿水流方向池長不宜大于10m。其長寬比宜采用1∶2～1∶1，有效面積不宜大雨100m2②生物接觸氧化池由下至上應(yīng)包括構(gòu)造層、填料層、穩(wěn)水層和超高。其中，構(gòu)造層高宜小于0.6～1.2m，填料層高宜采用2.5～3.5m，穩(wěn)水層高宜采用0.4～0.5m，超高不宜小于0.5m③生物接觸氧化池進(jìn)水端宜設(shè)導(dǎo)流槽，其寬度不宜小于0.8m。導(dǎo)流槽與生物接觸氧化池應(yīng)采用導(dǎo)流墻分隔。導(dǎo)流墻下緣至填料底面的距離宜為0.3～0.5m，至池底的距離宜不大于0.4m。④生物接觸氧化池應(yīng)在填料下方滿平面均勻曝氣。⑤當(dāng)采用穿孔管曝氣時，每根穿孔管的水平長度不宜大于5m；水平誤差每根不宜大于±2mm，全池不宜大于±3mm，且應(yīng)有調(diào)節(jié)氣量和方便維修的設(shè)施。⑥生物接觸氧化池應(yīng)設(shè)集水槽均勻出水。集水槽過堰負(fù)荷宜為2.0～3.0L/（s·m）。⑦生物接觸氧化池底部應(yīng)有放空設(shè)施。⑧當(dāng)生物接觸氧化池水面可能產(chǎn)生大量泡沫時，應(yīng)有消除泡沫措施。⑨生物接觸氧化池應(yīng)有檢測溶解氧的設(shè)施。3）填料①生物接觸氧化池的填料應(yīng)采用對微生物無毒害、易掛膜、比表面積較大、空隙率較高、氧轉(zhuǎn)移性能較好、機械強度較大、經(jīng)久耐用、價格低廉的材料。②當(dāng)采用爐渣等粒狀填料時，填料層下部0.5m高度范圍內(nèi)的填料粒徑宜采用50～80mm，其上部填料粒徑宜采用20～50mm。③當(dāng)采用蜂窩填料時，孔徑宜采用25～30mm。材料宜為玻璃鋼、聚氯乙烯等。④不同類型的填料可組合應(yīng)用。4-設(shè)計任務(wù)的概況4．1污水水質(zhì)、水量設(shè)計參數(shù)：水量(m3/d）CODcr(mg/l)BOD5(mg/l)SS(mg/l)100002000100040004．2出水水質(zhì)要求處理后出水要求達(dá)到國家污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（GB8978-1996）二級標(biāo)準(zhǔn)：CODcr(mg/l)BOD5(mg/l)SS(mg/l)3001001504．3設(shè)計原則1).本設(shè)計方案嚴(yán)格執(zhí)行國家有關(guān)環(huán)境保護(hù)的各項規(guī)定,廢水處理后必須確保各項出水水質(zhì)指標(biāo)均達(dá)到城市廢水排放要求。2).針對本工程的具體情況和特點,采用成熟可靠的處理工藝和設(shè)備,盡量采用新技術(shù)、新材料,實用性與先進(jìn)性兼顧,以實用可靠為主。3).處理系統(tǒng)運行應(yīng)有較大的靈活性和調(diào)節(jié)余地,以適應(yīng)水質(zhì)、水量變化。4).管理、運行、維修方便,盡量考慮操作自動化,減少勞動強度。5).在不影響處理效果的前提下,充分利用原有的構(gòu)筑物和設(shè)施,節(jié)省工程費用,減少占地面積和運行費。6).降低噪聲,改善廢水處理站及周圍環(huán)境。7).本處理工藝流程要求耐沖擊負(fù)荷,有可靠的運行穩(wěn)定性。4．4工藝流程5-設(shè)計工藝中各處理構(gòu)筑單元的概況及主要作用5.1格柵格柵是一種最簡單的過濾設(shè)備，用來截留污水中粗大的懸浮物和漂浮物。主要攔截細(xì)小糟渣、麥皮、麥芒、廢酵母絮體和其它細(xì)小漂浮物，防止在調(diào)節(jié)池中沉淀，產(chǎn)生新的COD，并減少后續(xù)活性污泥中無機懸浮固體與惰性有機物質(zhì)。以免其對后續(xù)處理單元的機泵或工藝管線造成危害。格柵柵條間距21mm,柵前水深0.4m,格柵的建筑寬度為0.5m,長度為2.2m,每日柵渣量為0.44m3,采用機械清渣,柵后槽的總高度0.8m,格柵安裝傾角為60o5.2調(diào)節(jié)池它是調(diào)節(jié)水量水質(zhì)的構(gòu)筑物。在污水處理過程中，污水的流量是非恒定的，要使污水流量恒定、波動小，必須采用流量調(diào)節(jié)的方法，使污水的流量趨于恒定。由于啤酒廠各工段排水水質(zhì)、水量、排水時間及時段差異很大，為了不形成對后續(xù)生化處理的水力負(fù)荷沖擊、污染濃度負(fù)荷的沖擊和酸堿沖擊，應(yīng)設(shè)調(diào)節(jié)池，其主要功能是均勻水質(zhì)和調(diào)節(jié)水量。均勻水質(zhì)的關(guān)鍵，是通過水力行程使車間各個時刻的不同水質(zhì)的排水互相混參，以達(dá)到均質(zhì)的目的。一般是利用水池雙向?qū)α魉虚g斜渠出水的方式，使不同時刻的進(jìn)水在斜渠內(nèi)混參而實現(xiàn)均質(zhì)，實踐表明當(dāng)PH在4～10之間變化的原污水，通過6hr均質(zhì)，斜渠出水可以穩(wěn)定在PH值6左右。在池的隔墻下部設(shè)聯(lián)通孔口，使本池具有水量調(diào)節(jié)功能。過去為了防止池中沉淀，一般設(shè)布?xì)夤堋２細(xì)饬吭?～3m3/h.m2,由于鼓風(fēng)設(shè)備電耗較大，現(xiàn)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積，同時由于回流水由池底向上噴射，產(chǎn)生一定的厭氧生化作用，對整個流程的去除效率有好的作用，這就是所謂的厭氧調(diào)節(jié)池。池中會有生物氣產(chǎn)生，因此本池設(shè)計時注意設(shè)通風(fēng)孔，在大修時，應(yīng)放空池水，并通風(fēng)除生物氣后再進(jìn)行施工，以防產(chǎn)生人員中毒或火花引起爆炸等不安全事故。對于啤酒廠工業(yè)廢水，本池水力停留時間應(yīng)在5～8hr，最小不得小于3hr。5.3水解(酸化)池工程上厭氧發(fā)酵產(chǎn)生沼氣的過程可分為水解階段、酸化階段和甲烷化階段。水解池是把反應(yīng)控制在第二階段完成之前，不進(jìn)入第三階段。在水解反應(yīng)器中實際上完成水解和酸化兩個過程（酸化也可能不十分徹底），水解池可以降低COD總量，同時也可以提高可生化性，將污水中固體狀態(tài)的大分子和不易生物降解的有機物，降解為易于生物降解的小分子有機物。水解反應(yīng)器對有機物的降解在一定程度上只是一個預(yù)處理過程，水解反應(yīng)過程中沒有徹底完成有機物的降解任務(wù)，而只是改變了有機物的形態(tài)。與好氧工藝結(jié)合對處理啤酒廢水十分有效。本池溶解氧為零，使好氧細(xì)菌得不到發(fā)展。池中設(shè)1/2高度的填料層，由于水流相對穩(wěn)定，可采用軟填料，半軟填料或彈性填料。水的流態(tài)應(yīng)保證從下而上穿透填料層。填料層上生長著厭氧水解和酸化膜狀細(xì)菌，同時在填料下部和中間也存在懸浮狀厭氧水解酸化細(xì)菌和其它適宜微生物。成熟的酸化水解污泥呈黑色。在原污水穿透這一污泥層時，大量微生物將水中顆粒物質(zhì)和膠體物質(zhì)迅速截留和吸附在污泥表面，進(jìn)行分解和代謝，在水解菌作用下將不溶性有機物水解為溶解性物質(zhì)，在產(chǎn)酸菌作用下，將大分子物質(zhì)，難于生物降解的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為易于生物降解的小分子物質(zhì)，重新釋放于污水中。由于水解和產(chǎn)酸菌世代周期較短，這一過程是迅速發(fā)生的。因此本池包括了物理、化學(xué)、生物化學(xué)在內(nèi)的綜合反應(yīng)過程。目前多用酸化池取代初次沉淀池，提高了整個生化系統(tǒng)的功能與效率。池底設(shè)穿孔布水器及水流反射體，保證污泥懸浮上向流。池底穿孔布水管應(yīng)有向池外排泥功能，以防止堵塞和定期排泥。本池對于啤酒廠工業(yè)廢水，只要投加1/10池容的普通活性污泥，配合后續(xù)好氧池培菌間斷或連續(xù)進(jìn)水，2周后功能即成熟，出水澄清。本池水力停留時間2～4hr，每周排泥一次。本池出水含有大量的揮發(fā)酸和各種代謝中間產(chǎn)物，容易在后續(xù)好氧池工藝中產(chǎn)生污泥膨脹，應(yīng)在設(shè)計中引起注意和采用一定防止膨脹的措施。一般以好氧池中加填料，即采用接觸氧化法不失為一種有效途徑。5.4生物接觸氧化池生物接觸氧化法在運行初期，少量的細(xì)菌附著于填料表面，由于細(xì)菌的繁殖逐漸形成很薄的生物膜。在溶解氧的食物都充足的條件下，微生物的繁殖十分迅速，生物膜逐漸增厚。溶解氧和污水中的有機物憑借擴散作用，為微生物所利用。但當(dāng)生物膜達(dá)到一定厚度時，氧已經(jīng)無法向生物膜內(nèi)層擴散，好氧菌死亡，而兼性菌、厭氧菌在內(nèi)層開始繁殖，形成厭氧層，利用死亡的好癢菌為基質(zhì)，并在此基礎(chǔ)上不斷發(fā)展厭氧菌。經(jīng)過一段時間后在數(shù)量上開始下降，加上代謝氣體產(chǎn)物的逸出，使內(nèi)層生物膜大塊脫落。在生物膜的填料表面上，新的生物膜有重新發(fā)展起來，在接觸氧化池內(nèi)，由于填料表面積較大，所以生物膜發(fā)展的每一個階段都是同時存在的，使去除有機物的能力穩(wěn)定在一定的水平上。生物膜在池內(nèi)呈立體結(jié)構(gòu)，對保持穩(wěn)定的處理能力有利。生物接觸氧化池法是高負(fù)荷、高效率的處理工藝。在接觸氧化池中，呈立體狀均布填料層作為微生物生長床。絲狀細(xì)菌為主體的生物膜棲附固著其上，在池中整個空間形成密集的、相對固定的生物群體，成為組合狀生物濾網(wǎng)，原污水從生物群體中濾過時，均勻地接受細(xì)菌的吸附和氧化。填料層曾經(jīng)采用過直管六角型蜂窩填料、維綸絲束軟性填料、放射線狀盤式半軟性填料、絲盤復(fù)合的盾形填料、尼龍絲紡繩毛刷狀彈性填料等，經(jīng)多年實踐，既要有較大的比表面積，又要防止填料自身污泥淤塞，對于啤酒廠工業(yè)廢水采用彈性填料效果較好，其中以0.3mm和0.5mm拉毛尼龍絲混合編紡的彈性填料效果更佳。填料架有剛性和軟性之分。剛性采用焊鋼或塑料架，成單元設(shè)置，便于安裝與維修，但由于軟填料繩和剛性架子之間，在曝氣時扭擺磨損，很易斷繩，影響使用壽命，同時造價也高，現(xiàn)在廣泛采用軟性填料架，即采用具有一定強度的粗尼龍繩作架，填料綱繩與之扣接，擺動時互相吻合，磨損很少，有些啤酒廠已使用8年之久，未發(fā)現(xiàn)斷繩現(xiàn)象?，F(xiàn)也有采用多面球浮動填料，但整體均勻性較差。曝氣裝置采用穿孔管或傘流曝氣器均可。由于填料的設(shè)置，對氣泡有切割和再分配的作用，明顯地提高了氧的利用率，由于中、大氣泡曝氣器阻力小，對填料的沖刷更新生物膜的作用也明顯。有些設(shè)計采用微孔曝氣器，雖然理論上氧利用率提高了，但對于有填料層的氧化池作用不太大，由于忽略了填料本身的氣泡切割作用，也忽略了生物膜本身代謝物質(zhì)流動和更新的要求，反而造成錢多花了，效果不顯著。為了充分保證池中生物膜量，設(shè)置填料時，應(yīng)盡可能壓縮下部進(jìn)水布?xì)鈪^(qū)的高度，以400mm高較為合適。布?xì)夤荛y門應(yīng)設(shè)置在池面上,便于觀察布水和隨時調(diào)整閥門，同時，停電時也防止主氣管內(nèi)倒灌水。對于啤酒廠工業(yè)污水氧化池可采用二段流程串聯(lián)。一般采用三段流程串聯(lián)，使各類微生物得到最佳的工藝條件，實踐證明處理能力和出水水質(zhì)更好，耐負(fù)荷波動沖擊的能力更強。從生物膜外觀看，一段生物膜比二、三段更為肥大飽滿，依次差之。反映各段生物相的差別和不同。本池容積去除負(fù)荷在6～8kgBOD5/m3填料·d。本池負(fù)荷高，去除效率高的原因是：①生物相是垂絲狀菌膠團(tuán)和大量絲狀菌交織，它們對有機物質(zhì)的氧化能力比普通活性污泥高1.81倍。②由于填料下布?xì)?，生物膜受上升氣流的強烈攪動，衰老的生物膜容易脫落，因此生物膜更新快，泥齡短，能經(jīng)常保持較高的活性。③池中呈立體狀棲息大量的微生物，整體穩(wěn)定在4.8g/l以上，是生化負(fù)荷高的重要保證。本池不需要污泥回流補充生物量。④本池微生物與水、氣在整個空間固定連續(xù)均勻接觸，因此池的利用率比普通活性污泥法高。⑤由于水、氣流在填料間強烈的紊動，生物膜表面代謝物質(zhì)更新快，濃度梯度大，加快了傳質(zhì)速度。由于這些特點，接觸氧化池在占地和土建投資上，均顯示出其經(jīng)濟上的優(yōu)越性5.5污泥濃縮池污泥濃縮池采用重力濃縮池，它的目的在于去除污泥顆粒間的空隙水，以減少污泥體積，為污泥的后續(xù)處理提供便利條件。適用于活性污泥、活性污泥與初沉污泥的混合體以及消化污泥的濃縮，不宜用于脫磷工藝產(chǎn)生的剩余污泥。6-主要設(shè)備及構(gòu)筑物的設(shè)計計算6.1格柵1)柵條的間隙數(shù)設(shè)：柵前水深h=0.4m，過柵流速v=0.8m/s，柵條間隙寬度b=0.021m，格柵傾角α=60O2）柵槽寬度設(shè)：柵條寬度S=0.01mB=S（n-1）+bn=0.01×（16-1）+0.021×16≈0.53）進(jìn)水渠道漸寬部分的長度設(shè)：進(jìn)水渠寬B1=0.35m其漸寬部分展開角度α1m4）柵槽與出水渠道連接處的漸寬部分長度m5）通過格柵的水頭損失設(shè)：柵條面為銳邊矩形斷面6)柵后槽總高度設(shè)：柵前渠道超高h(yuǎn)2=0.3H=h1+h2+h=0.077+0.3+0.4=0.8為避免造成柵前涌水，故將柵后槽底下降h1作為補償7）柵槽的總長度H1=h2+h=0.3+0.4=0.7（H1為柵前渠道深）L=L1+L2+0.5+1.0+=0.21+0.11+0.5+1.0+=2.28）每日柵渣量在格柵間隙為21㎜時，設(shè)柵渣量W=0.07（m3/103m3）W===0.44m3/d＞0.2因此采用機械清渣6.2調(diào)節(jié)池采用對角線調(diào)節(jié)池：平均每小時流量q==416.7m3取6h的調(diào)節(jié)時間確定對角線調(diào)節(jié)池容積V=m3α——考慮到污水在池內(nèi)的不均勻流動的容積利用系數(shù)，取0.7取調(diào)節(jié)池H=5m=2表面積A=357.18m26.3水解（酸化）池最經(jīng)濟的反應(yīng)器高度一般為4-6m。池型的長寬比一般采用2∶1。上升流速v=0.5-1.81)水解池的容積V1=1.5×（10000/24）×2.5=1562.5設(shè)計一組水解池分2格，設(shè)每格池寬為7m，水深為4.5m，按長寬比2∶1則每組水解池池長為2×（2×7）=2則每組水解容積為28×14×4.5=17642）水解池上升流速核算反應(yīng)器的高度確定后，反應(yīng)器的高度與上升流速之間的關(guān)系如下：v===v——上升流速H——反應(yīng)器高度HRT——水力停留時間V=4.5/2.5=1.8m3）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㎜。位于所服務(wù)面積的中心，出水管孔徑為20㎜（一般在15-25㎜之間）4）出水收集出水采用鋼板矩形堰5）排泥系統(tǒng)涉及采用靜壓排泥裝置，沿矩形池縱向多點排泥。排泥點設(shè)在污泥區(qū)中上部。污泥排放采用靜定時排泥，每日1－2次，另外，由于反應(yīng)器底部可能會積累顆粒物質(zhì)和小砂礫需在水解池底部設(shè)排泥管。6.4生物接觸氧化池分二組并列，填料選用爐渣，一氧池填料高h(yuǎn)1-3取3m，二氧池填料高h(yuǎn)2-31）填料容積負(fù)荷NV=6.0-8.0[㎏/(m3·d)]2)污水與填料接觸時間一氧池接觸氧化時間t1占總接觸時間的60%=0.6=0.6×3.43=2.06h二氧池接觸時間氧化時間占總接觸時間40%=0.4=0.4×3.43=1.37h3)接觸氧化池尺寸計算單組一氧池（單池）填料體積：一氧池面積：一氧池寬B1選取4m，池長：一氧池超高h(yuǎn)1-1取0.5。穩(wěn)水層高h(yuǎn)1-2取0.5m。底部構(gòu)造層高h(yuǎn)1-4取0.8m。則一氧池總高：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）單組二氧池填料體積：二氧池面積：二氧池寬B2選取4m。池長：二氧池超高h(yuǎn)2-1取0.5m。穩(wěn)水層高h(yuǎn)2-2取0.5m。底部構(gòu)造層h2-4取0.8m。則二氧池總高：H2=h2-1+h2-2+h2-3+h2-4=0.5+0.5+2.5+0.8=4.3m單池二氧池尺寸：L2×B2×H2=28.6×4×4.3（m）4)接觸氧化需氣量計算接觸氧化池曝氣采用在填料下方穿孔管鼓風(fēng)曝氣方式據(jù)驗證氣水比20∶1符合總需氣量一氧池需氣量：單組一氧池需氣量：二氧池需氣量：單組二氧池需氣量：接觸氧化池曝氣強度校核：一氧池曝氣強度：二氧池曝氣強度：二池均滿足《生物接觸氧化設(shè)計規(guī)程》要求范圍。接觸氧化池曝氣管采用鋼管，干管流速選取v=10m/s左右。小支管流速v=5m/s。干管管徑選用dN=200~100mm。支管管徑選用dN=32mm。支管布置間距20cm。支管上小孔孔徑5mm，小孔間距6cm。小孔向下455）接觸氧化池進(jìn)出水設(shè)計①進(jìn)水導(dǎo)流槽設(shè)計根據(jù)《生物接觸氧化法設(shè)計規(guī)程》，導(dǎo)流槽寬選取0.8m。導(dǎo)流槽長與寬相同為4m。導(dǎo)流墻下緣距填料底為0.3m。導(dǎo)流墻距池底0.5m。②出水槽計算接觸氧化池出水槽采用鋸齒形集水槽（兩邊進(jìn)水），集水槽污水過堰負(fù)荷q選取2L/(s·m)，一氧單池集水槽總長Lj-1一氧池單池集水槽條數(shù)n1：二氧單池集水糟總長Lj-2：二氧單池集水槽條數(shù)n2：6.5接觸沉淀池計算接觸沉淀池表面水力負(fù)荷一般采用5~7m3/(m2·h)，有效水深為1.8~2.5m?？諝鉀_洗強度采用24~40m3/(m1）接觸沉淀池表面積A第一接觸沉淀池表面水力負(fù)荷Nq-1選取5.5m3/(m2·h)。有效水深h1-2為2m,第二接觸沉淀池表面水力負(fù)荷Nq-2選取5m3/(m2·h)，有效水深h2A1=單組二沉池面積A2：A2=2）校核水力停留時間一沉池水力停留時間：二沉池水力停留時間：符合規(guī)程要求3）接觸沉淀池尺寸單組一沉池寬B1取值4m池長：一沉池超高h(yuǎn)1-1取值0.5m，有效水深h1-2取2m。泥斗斜壁設(shè)計與水平面傾角為600。清水層選取0.4m，濾料層0.5m。均包括在有效水深內(nèi)，緩沖層0.5m，包入泥斗中，泥斗下底邊長0.2m，泥斗高：一沉池總高：H1=h1-1+h1-2+h1-3=0.5+2+3.3=5.8m一沉池尺寸：L1×B1×H1=9.5×4×5.8（m）單組2沉池有效水深1.8m，其他相同二沉池池長：二沉池總高：H2=h2-1+h2-2+h2-3=0.5+1.8+3.3=5.6m二沉池尺寸：L2×B2×H2=10.4×4×5.6（m）4）污泥產(chǎn)率Qs《生物接觸氧化法設(shè)計規(guī)程》中推薦該工藝系統(tǒng)污泥產(chǎn)率為0.3~0.4kgDS/kgBOD5。含水率96%~98%。取污泥產(chǎn)率為0.4kgDS/kgBOD5，含水率97%則干泥量WDS=YQ（S0-Se）+（X0-Xb-Xe）QWDS——污泥干重，kg/dY——活性污泥產(chǎn)率，kgDS/kgBOD5Q——污水量，m3/dS0——進(jìn)水BOD5，kg/m3Se——出水BOD5，kg/m3X0——進(jìn)水總SS，kg/m3Xb——進(jìn)水中SS活性部分量，kg/m3Xe——出水SS濃度值，kg/m3設(shè)該污水SS中70%可為生物降解活性物質(zhì)，污泥干重：WDS=0.3×10000×（1―0.1）+（4－0.7×4－0.15）×10000=13200污泥體積：Qs=5）校核泥斗容積泥斗容積計算公式：——泥斗容積，m3h——泥斗高，m——泥斗上口面積，m2上邊長為8m