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啤酒厂废水处理108491669

2020-01-19 来源:爱问旅游网
水污染控制工程

课程设计

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1 概述

1.1 工程概况

某啤酒厂位于江南某市,该地区常年主导风向为东南风。该厂以大麦为主要原料生产啤酒,年生产规模为3万吨啤酒,拥有员工500多名。其生产过程中排放量为生产量的25倍,污水含有高浓度的有机污染物,是该市的污染大户。为此,环保局要求该厂对其废水进展限期治理,以达到有关部门有关排放标准,防止对附近河道的进一步污染,并在较短时间内恢复该河道的水质,以消除对厂周边地区居民和其他企业生活和生产的影响。该厂排放的生产废水(不包括生活污水)的水质为:CODCr=800-1200mg/L,BOD5=500-750mg/L,SS=180-250mg/L,PH=6-8,色度为200倍。该公司按三班制方式生产,每天从生产车间集中排出无规律排放废水。该厂拟建废水处理站,要求废水经处理后达到《啤酒工业污染物排放标准》〔GB19821-2005〕.

1.2 啤酒生产工艺

啤酒生产过程主要分为:制麦、糖化、发酵、罐装四个局部。 在计算机与检测设备的配合下,借助监控组态软件平台,可根据不同需要选择不同控制方案,实现生产过程温度、压力等参数的准确调节,确保生产工艺要求。几十年来的啤酒产业开展,是一个工业化到自动化不断演变的过程。啤酒产业的未来也应与其它流程行业相似,逐渐向管控一体化方向过渡,使生产数据更好地整合到经营决策渠道,生产控制模型将愈加趋于合理,智能化程度也将得到

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进一步提高。

1.3 废水来源

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由图中可以看出,废水主要来源有: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、过滤洗涤水;发酵过程的发酵罐洗涤、过滤洗涤水;罐装过程洗瓶、灭菌与破瓶啤酒;冷却水和成品车间洗涤水;以与工厂员工的生活用水等等。

1.4 国内啤酒厂废水水质情况

占总废水废水种类 废水来源 量的/% 麦糟水、糖化车间的刷锅水等 高浓度有发酵车间机废水 的前酵罐、20---25 后酵罐洗涤水、洗酵2000-3000 1000-1500 5---10 20000-40000 4000-6000 COD /(mg/l) COD/(mg/l) COD/(mg/l) 混合废水 综合废水 DOC.

母水等 制麦车间浸麦水、刷20---25 锅水、冲洗低浓度有水等 机废水 罐装车间的酒桶、酒瓶洗涤水 各种冷凝无有机污染物 冷却水 水、冷却水 与杀菌水 由上表可知: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8-12吨。

<100 30---40 500-800 300-400 300-700 2 水质水量和处理要求

2.1 原水水质

原水中包括生产污水与生活污水,生产污水为其生产能力的25倍,那就是1吨啤酒产生25吨的生产污水。啤酒厂年产量为3万吨,每天排放的生产污水为2054.8m3。生活污水按每人每天180升计算,啤酒厂有员工500人,每天产生活污水:90m3。因此,综合排放水量Q为2145 m3,按2200 m3计算。

Q=2200m3/d DOC.

CODCr:1200mg/L BOD5:750mg/L SS:250mg/L TN:35 mg/l 色度: 200 PH:6-8 TP:10 mg/l NH3-N:2.6 mg/l 含少量油类 2.2 总设计规模

Q=2200 m3/d

2.3 处理要求

该污水处理站的排放标准执行《污水综合排放标准》、《啤酒工艺污染物排放标准》、《地表水环境质量标准》等。选择较严格标准执行,废水处理系统的最终排放执行《啤酒工业污染物排放标准》〔GB19821-2005〕一级标准。

CODcr≤80mg/l PH: 6-9 T≤1 mg/l

BOD5≤20mg/l NH3-N≤15 mg/l TP≤ 3 mg/l SS≤70mg/l TN≤ 20 mg/l 2.4 设计依据

《城市污水处理工程项目建设标准》 〔2001〕

《室外排水设计规X》 GB50014-2006 《啤酒工艺污染物排放标准》 GB19821-2005 《污水综合排放标准》 GB8978-1996 《给水排水工程结构设计规X》 GB 500069-2002 国家现行的建设项目环境保护法规、条例 其它有关设计规X

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3 工艺流程的选择

3.1 水质分析

鉴于啤酒废水自身的特性,啤酒废水不能直接排入水体,据统计,啤酒厂工业废水如不经处理,每生产100吨啤酒所排放出的BOD值相当于14000人生活污水的BOD值,悬浮固体SS值相当于8000人生活污水的SS,其污染程度是相当严重的,所以要对啤酒废水进展一定的处理。

啤酒废水主要来自麦芽车间〔浸麦废水〕,糖化车间〔糖化,过滤洗涤废水〕,发酵车间〔发酵罐洗涤,过滤洗涤废水〕,灌装车间〔洗瓶,灭菌废水与瓶子破碎流出的啤酒〕以与冷却水和成品车间洗涤水,办公楼、食堂、浴室的生活污水等。工业废水主要含糖类,醇类等有机物,有机物浓度较高,虽然无毒,但易于腐败,排入水体要消耗大量的溶解氧,对水体环境造成严重危害。啤酒废水的水质和水量在不同季节有一定差异,处于顶峰流量时的啤酒废水,有机物含量也处于顶峰。国内啤酒厂废水中:CODcr含量为:1000~2500mg/L,BOD5含量为:600~1500 mg/L,该废水具有较高的生物可降解性,且含有一定量的凯氏氮和磷。 因为啤酒废水的BOD/COD比高达0.5以上,所有具有良好的生物可降解性能,处理方法主要选择生物氧化法。在生物氧化过程中,有些微生物如球衣细菌〔俗称丝状菌〕、酵母菌等虽能适应高有机碳、低N量的环境,由于球衣细菌、酵母菌等微生物体系大、密度小菌胶团细菌不能在活性污泥法的处理构筑物中正常生长,这也是早期活性污泥处理啤酒废水不理想的主要原因之一。因此,早期啤酒废水在

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进展生物氧化处理时,通常采用生物膜法,一般可选用生物接触氧化法。生物接触氧化法利用池内填料聚集球衣细菌等微生物,使处理取得理想的效果,所以啤酒厂废水处理站的主要工艺建议采用生物接触氧化法。也可先采用厌氧处理,降低污染负荷,再用好氧生物处理。目前国内的啤酒厂工业废水的污水处理工艺,都是以生物化学方法为中心的处理系统。80年代中前期,多数处理系统以好氧生化处理为主。由于受场地、气温、初次投资限制,除少数采用塔式生物滤池,生物转盘靠自然充氧外,多数采用机械曝气充氧,其电耗高与运行费用高制约了污水处理工程的开展和限制了已有工程的正常使用或运行。

随着人们对于节能价值和意义的认识不断变化与提高,开发节能工艺与产品引起了国内环保界的重视。1988年##啤酒厂国内首次将厌氧酸化技术成功的

引用到啤酒厂工业废水处理工程中,节能效果明显,约节能30~50%,而且使整个工艺达标排放更加容易和可靠。随着改革开放的开展,90年代初完整的厌氧技术也在国内啤酒、饮料行业得到应用。这里所说完整的意义在于除厌氧生化技术外,沼气通过自动化系统得到燃烧,这是厌氧系统安全运行和不产生二次污染的重要保证,这也是国内外开发厌氧技术和设备应充分引起重视的问题。厌氧技术的引进与应用能耗节约70%以上。以以下举好氧和厌氧处理方法的各种工艺的处理效果与其优缺点:

3.1.1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、水与能量〔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,因此处理本钱较高。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:中、低浓度有机

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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。该处理工艺的主要局部是曝气池和沉淀池。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,而污泥和水的别离那么由沉淀池来完成。我国的珠江啤酒厂、##啤酒厂、##益民啤酒厂、##西湖啤酒厂、##啤酒厂和##啤酒厂等厂家均采用此法处理啤酒废水〔1,2〕。据报道,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。解决的方法是投加含N,P的化学药剂, 但这将使处理本钱提高。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消耗显着降低,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〔3〕。##啤酒厂和##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〔4,5〕。X永淞等认为〔3〕,SBR法对废水的

稀释程度低,反响基质浓度高,吸附和反响 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,加拿大安大概省的巴利啤酒厂〔6〕、我国的##啤酒厂和五星啤酒厂〔2〕 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,曝气池由下降管以与上升管组成。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,混合液那么由上升管排至固液

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别离装置,即废水循环是靠上升管和下降管的静水压力差进展的。 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〔6〕,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。 生物膜法:与活性污泥法不同,生物膜法是在处理池内参加软性填料,利用固着生长于填料外表的微生物对废水进展处理,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。 生物接触氧化法: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##啤酒厂、##啤酒厂、渤海啤酒厂和##酿酒总厂等厂家的废水治理中采用了这种技术〔2〕。##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B OD5的去除率分别在80% 和90%以上〔7〕。在此根底上,##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。结果说明,当容积负荷≤1 3.33

kg.m-3.d-1COD,停留时间为3~4 h时,COD和BOD平均去除率分别达到 93.52%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〔8〕。 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局部组成,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与,国内的##啤酒厂、##华光啤 酒厂和##慈溪啤酒厂也在使用〔7〕。据 报道,废水中BOD5的去除率在80%以上

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〔7〕。

3.1.2 厌氧生物处理

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〔9〕。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的主要组成局部是反响器,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-固别离系统〔三相别离室〕〔10〕。废水从反响器底部参加,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〕一同升入三相别离室,气体被收集在气罩里,而污泥颗粒受重力作用下沉至反响器底部,水那么经出流堰排出。 实践证明,UASB成功处理高浓度啤酒废水的关键是培养出沉降性能良好的厌氧颗粒污泥。颗粒污泥的形成是厌氧细菌群不断繁殖、积累的结果,较多的污泥负荷有利于细菌获得充足的营养基质,故对颗粒污泥的形成和开展具有决定性的促进作用;适当高的水力负荷将产生污泥的水力筛选,淘汰沉降性能差的絮体污泥而留下沉降性能好的污泥,同时产生剪切力 ,使污泥不断旋转,有利于丝状菌互相缠绕成球。此外,一定的进水碱度也是颗粒污泥形成的必要条件,因为厌氧生物的生长要求适当高的碱度,例如:产甲烷细菌生长的最适宜pH值为6.8~7.2。一定的碱度既能维持细菌生长所需的pH值,又能保证足够的平衡缓冲能力〔16,17〕。由于啤酒废水的碱度一般为500~800 mg/l(以CaCO3计)〔18〕,碱度不足,所以需投加工业碳酸钠或氧化钙加以补充。

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研究说明〔4,15〕,在 UASB启动阶段,保持进水碱度不低于1000 mg/l对于颗粒污泥的培养和反响器在高负荷下的良好运行十分必要。应该指出,啤酒废水中的乙醇是一种有效的颗粒化促进剂〔19〕,它为UASB的成功运行提供了十分有利的条件。

总之,UASB具有效能高,处理费用低,电耗省,投资少,占地面积小等一系列优点,完全适用于高浓度啤酒废水的治理。其不足之处是出水CODcr的浓度仍达500 mg/l左右,需进展再处理或与好氧处理串联才能达标排放。 由上可知,采用厌氧+好氧的工艺处理啤酒废水是比拟适宜的,先厌氧使微生物处理掉较多的有机物,然后接好氧工艺做后续处理,是废水达标排放是我们这次设计的大方向。以以下举各种厌氧+好氧的组合工艺情况与其优缺点,然后从中选出2个较为可行的方法进展比拟,选取适宜的一个作为处理工艺流程并进展详细计算。

3.2 各种流程比拟

〔1〕 酸化—SBR法处理啤酒废水:其主要处理设备是酸化柱和SBR反响器。这种方法在处理啤酒废水时,在厌氧反响中,放弃反响时间长、控制条件要求高的甲烷发酵阶段,将反响控制在酸化阶段,这样较之全过程的厌氧反响具有以下优点: 由于反响控制在水解、酸化阶段反响迅速,故水解池体积小; 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; 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,经水解反响后溶解性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。 酸化—SBR法处理高浓度啤酒废水效果比拟理想,去除率均在94%以上,最高达99%以上。 要想使此方法在处理啤酒废水达到理想的效果时运行环境要达到以下要

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求: 酸化—SBR法处理中高浓度啤酒废废水,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展改性,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无视的去除作用。酸化效果的好坏直接影响SBR反响器的处理效果,有机物去除主要集中在SBR反响器中。 酸化—SBR法处理啤酒废水受进水碱度和反响温度的影响,最正确温度是24℃,最正确碱度X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展本工艺处理;假设温度差异不大,运行参数可不做调整,假设温度差异较大,视具体情况而定。 〔2〕UASB—好氧接触氧化工艺处理啤酒废水: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。 〔3〕生物接触氧化法处理啤酒废水:该工艺

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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局部有机污染物,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、工艺组合与参数选择上是比拟合理的,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)。 但是此处理方法在设计和运行中会出现以下问题:

水解酸化池存在的问题主要是沉淀污泥不能与时排除。由于该废水中悬浮物浓度较高,因而池内污泥产量很大,而原工艺仅在水解酸化池前端设计了污泥斗,所以池子的后部很快就淤满了污泥。另外,随着微生物量的增加在软性生物填料 的中间部位形成了污泥团,使得传质面积减小。针对污泥淤积情况,在水解酸化池前可增设一级混凝气浮以去除水中的悬浮物,经此改良后水解酸化池能长期、稳定、有效地运行,其出水COD也从1100~1200 mg/L降至900 ~1000mg/L,收到了较好的效果。不过,增设混凝气浮增加了运行费用,而且气浮过程中溶入的O2还可能对水解酸化产生不利影响。因此,在设计采用水解酸化处理悬浮物浓度高的污水时,可增设污泥斗的数量以便与时排除沉淀污泥。此外,为防止填料外表形成污泥团应采用比外表积大、不结泥团的半软性填料。 如果废水中污染物浓度较高或前处理效果不理想,生物接触氧化池前端的有机物负荷较高,使得供氧相对不足,此时该处的生物膜呈灰白色,处于严重的缺氧状态,而池末端成熟的好氧生物膜呈琥珀黄色。同时,水中的生物活性抑制性物质浓度也较高,对微生

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物也有一定的抑制作用。这些因素使得生物接触氧化池没有发挥出应有的作用,处理效果不理想。鉴于此,可一采取阶段曝气措施即多点进水,污水沿池长多点流入生物接触氧化池以均分负荷,消除前端缺氧与抑制性物质浓度较高的不利影响。改为多点进水并经过一段时间的稳定运行后,生物接触氧化池的出水(30 min的澄清液)COD为200~300 mg/L。再经混凝气浮工序处理后最终出水COD<150 mg/L(一般在130 mg/L),达到了排放要求。 在调试运行过程中,生物接触氧化池中生物膜脱落、气泡直径变大(曝气方式为微孔曝气)、出水浑浊、处理效果恶化的现象时有发生。经研究、分析、验证发现这是由于负荷波动或操作不当造成溶解氧不足而引起的。溶解氧不足使得生物膜由好氧状态转变为厌氧状态,其附着力下降,在空气气泡的搅动下生物膜大量脱落,导致水粘度增加、气泡直径增大、氧转移效率下降,这又进一步造成缺氧,如此形成恶性循环致使处理效果恶化。 在调试运行初期,发生这种现象时一般是增大供气量以提高供氧能力来消除缺氧,结果由于气泡搅动强度增大,造成了更大X围的生物膜脱落、水粘度更大、氧转移效率更低,非但没 能提高供氧能力反而使情况更糟。正确的处理措施应是减小曝气量,待脱落的生物膜随水流 流出后再逐渐增加曝气量使溶解氧浓度恢复到原有水平,假设水温适宜那么2~3 d后生物膜就可恢复正常。

因此当采用此工艺处理啤酒废水时要遵循以下要求:①采用水解酸化作为预处理工序时应考虑悬浮物去除措施。②采用推流式生物接触氧化池时,为防止前 端有机物负荷过高可采用多点进水。③应严格控制溶解氧浓度,供氧不足会造成生物膜大X围脱落,导致运行失败。 〔4〕 内循环UASB反响器+氧化沟工艺处理啤酒废水:此工艺采用厌氧和好氧相串联的方式,厌氧采用内循环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

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艺。本处理工艺的关键设备是UASB反响器。该反响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,反响区,气、液、固三相别离系统,沼气收集系统四个局部。厌氧微生物对水质的要求不象好氧微生物那么宽,最正确pH为6.5-7.8,最正确温度为35℃-40℃[2],而本工程的啤酒废水水质超出了这个X围。这就要求废水进入UASB反响器之前必需进展酸度和温度的调节。这无形中增加了电器。仪表专业的设备投资和设计难度。 内循环UASB技术是在普通UASB技术的根底上增加一套内循环系统,它包括回流水池与回流水泵。UASB反响器的出水水质一般都比拟稳定,在回流系统的作用下重新回到配水系统。这样一来能提高UASB反响器对进水水温、pH值和COD浓度的适应能力,只需在UASB反响器进水前对其pH和温度做一粗调即可。 UASB反响器采用环状穿孔管配水,通过三相别离器出水,并在三相别离器的上方增加侧向流絮凝反响沉淀器,它由玻璃钢板成60°安装而成,能在最大程度上截留三相别离出水中的颗粒污泥。 此处理工艺主要有以下特点:①实践证明,采用内循环UASB反响器+氧化沟工艺处理啤酒废水是可行的,其运行结果说明CODCr总去除率高达95%以上。②由于采用的是内循环UASB反响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反响器或氧化询处理运行组合,以便进一步降低运行费用。

〔5〕 UASB+SBR法处理啤酒废水:本处理工艺主要包括UASB反响器和SBR反响器。将UASB和SBR两种处理单元进展组合,所形成的处理工艺突出了各自处理单元的优点,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

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用该工艺既降低处理本钱,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3500m3/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,那么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。 UASB+SBR法处理工艺与水解酸化+SBR处理工艺相比有以下优点:①节约废水处理费用。UASB取代原水解酸化池作为整个废水达标排放的一个预处理单元,削减了全部进水COD的75%,从而降低后续SBR池的处理负荷,使SBR池在废水处理量增加的情况下,运行周期同样为12 h,废水也能达标排放。也就是说,耗电量并没有随废水处理量的增加而增加。同原工艺相比拟,每天实际节约1 500~2 500 m3废水的处理费用,节约能耗约21.4 万元/a。②节约污泥处理费用。废水经过UASB处理后,75%的有机物被去除,使SBR处理负荷大大降低,产泥量相应减少。水解酸化+SBR处理工艺工艺计算,产泥量达17 t/d(产泥率为0.3 kg污泥/kgCOD,污泥含水率为80%),UASB+SBR法处理工艺产泥量只有5 t/d(含水率为80%)左右,只有水解酸化+SBR处理工艺的1/3,污泥处理费用大大减少,节约污泥处理费用约为20万元/a。

3.3工艺流程的拟定

由上可看出比拟经典的是传统的水解酸化+接触氧化法与先进的UASB+SBR工艺法。2个工艺各有其优缺点,差异也较大,现将这两个工艺方法进展比拟,从中选取适用的一个作为该啤酒厂污水处理的实际方案。

方案一为生物接触氧化法;方案二为酸化-SBR法。 方案一流程图:

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方案一的流程说明:

第一阶段为预处理阶段,格栅+调节池,调节池出水用泵直接打到水解酸化池,污水经格栅去除较大的杂质,经调节池后,水质水量得到均化。

第二阶段为水解酸化阶段,水解、产酸阶段的产物主要为小分子有机物,可生物降解性一般较好。故水解池可以改变原污水的可生化性,从而减少反响的时间和处理的能耗。水解酸化池对COD的去除率为40%。

第三阶段为接触氧化阶段,用来降解小分子有机物,接触氧化法的污泥不需回流,不会发生污泥膨胀的现象,而且负荷高,产泥少,可减小曝气池体积。接触氧化池多极串联,设计对COD去除率为95%。

第四阶段为二沉池,对接触氧化池的出水进展沉淀,从而得到澄清的出水。经过沉淀作用后,出水便可达到排放标准排出厂区。

污泥处理经浓缩池浓缩后,脱水外运。滤液送到细格栅池子进展处理。该处理工艺是轻工部##为代表的推荐采用方案,####啤酒厂、##湖岛啤酒厂、##冷冻厂啤酒厂等均采用此处理工艺流程,处理后均达标排放。细格栅起初步的固液别离作用,故不设初沉池;酸化池中设填料,为细菌提供呈立体状的生物床,把水中的颗粒物质和胶体物质截留和吸附,同时在水解细菌作用下,将不溶解性有机物水解为溶解性物质,在产酸菌协同作用下,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微生物所需要的营养,主要为碳水化合物、

DOC.

氮化合物、水、无机盐类(氮和磷)与维生素。通常要求COD∶N∶P=100∶5∶1,为满足此要求,故在接触氧化池前投加氨氮。

方案二流程图:

方案二的流程说明:

第一阶段为预处理阶段,格栅+调节池后,出水用泵直接打到水解酸化池,污水经格栅去除较大的杂质,经调节池后,水质水量得到均化。

第二阶段为厌氧生化阶段,UASB具有容积负荷高,运行本钱低,占地面积小,污泥最少,设备简单等优点,是高浓度有机废水前处理的有效处理方法,并且UASB已经在传统形式的根底上进展改造,形成了多种更高效和方便的厌氧发生器。

第三阶段为SBR反响阶段,SBR池为间歇式活性污泥池,集曝气、沉淀于一身,进一步降解小分子有机物,产泥少且不必回流污泥。可省掉沉淀池和污泥回流的设施。

污泥处理经浓缩池浓缩后,脱水外运。滤液送到细格栅池子进展处理。该工艺以厌氧生化-SBR为主体。水解酸化池内设填料(球形填料),水力停留时间为4h左右(利用厌氧过程的前阶段),COD去除率80%。SBR反响池内反响时间约为6h左右,水温20~25℃,污泥浓度4000mg/L左右,出水水质达到原GB19821-2005一级排放标准,COD总去除率大于92%,BOD总去除率大于98%。SBR处理工艺的特点是集生物降解和终沉排水等功能于一体,与传统的连续式活性污泥法(CFS)相

DOC.

比,可省去沉淀池和污泥回流设施,具有运行稳定,净化效率高,耐冲击负荷,防止污泥膨胀,便于操作管理等特点。

4 污水处理方案比拟

4.1 主要构筑物设计参数

调节池停留时间 厌氧池容积负荷 停留方案一 6h 方案二 6h 3.6kgCOD/m3/d 4kgCOD/m3/d 10h 0.07kgVSS/kgCOD 时间 污泥产率 4h 0.05kgMLSS/kgCOD 好氧池容积负荷 停留1.5kgBOD/m3/d 11h 时间 污泥产0.2kgMLSS/kgCOD 率 二沉池停留时间 构筑物设计参数选择说明:

DOC.

0.1kgBOD/kgMLSS/d 8h 0.8kgVSS/kgBOD5 2.5h —— (1) 调节池:调节池按2200m3/d计算,停留时间设为6h,有效水深为4米。 (2) 厌氧反响器:方案一为水解酸化池,该池降解局部大分子有机物,按传统经验数据降解率设为30%;方案二为UASB反响器,因其降解有机物能力比水解酸化池高,所以容积负荷也比水解酸化较高。

(3) 好氧反响器:方案一为接触氧化池,大局部的有机物在这里被降解,考虑到出水水质的要求,停留时间较长;方案二为SBR反响器,周期设为8h,进水时搅拌不曝气,曝气后有2小时的搅拌时间用来去除N、P。

(4) 二沉池:由于SBR反响器已有沉淀效果故方案二中不设二沉池。

DOC.

4.2 两个方案主要构筑物的比拟表

主要设计参数 水解酸化+接触氧化工艺 中格栅 过水能力Q=2200 m3/d〔一用一备〕 过栅流速v=0.6 m3/s 栅间距10mm;栅条宽10mm 单位栅渣量0.06 m3栅渣/103 m3污水 调节池与提升泵 设计流量Q=2200 m3/d 停留时间为6h;池深4m; 有效容积550 m3;超高0.5m 尺寸:12m×12m×4.5m 搅拌机型号:JWH-650-1 提升泵扬程15m,流量91.7m3/h 水解酸化池 设计流量Q=2200 m3/d 外表负荷q=1.0 m3/ m2/d HRT=4h;有效水深4m; 有效容积370m3,超高0.5m, 尺寸:10m×9.5m×4.5m 污泥产率0.05kgMLSS/kgCOD 接触氧化池 设计流量Q=2200 m3/d 容积负荷1.5kgBOD/ m3d 填料容积1080 m3 填料高度3m;总高4.8m HRT=11h;需氧量15 m3/ m2 尺寸:6*7m×9m×4.8m 污泥产率0.2kgMLSS/kgCOD DOC.

UASB+SBR工艺 中格栅 同方案一 调节池与提升泵 同方案一 提升泵扬程15m,流量91.7 m3/h UASB反响池 设计流量Q=2200 m3/d 容积负荷4kgCOD/ m3/d HRT=10h;有效水深3.5m; 有效容积440 m3超高0.5m 尺寸:4*6m×5m×6.23m 污泥产率0.07kgVSS/kgCOD 水利负荷0.7 m3/ m2/h SBR反响池 设计流量Q=2200 m3/d 进水2h;周期T=8h;设4座 有效容积4*445m3SVI=100;MLSS=3000mg/l 充水比0.7 有效水深5m,超高0.5m 尺寸:4*14m×7m×5.5m 污泥负荷0.1kgBOD/kgMLSS/d 二沉池 设计流量Q=2200 m3/d,采用竖流式 外表负荷q=2.52 m3/ m2/h HRT=2.5h;上升流速v=2.5m/h 尺寸:圆柱局部:Φ6.5m×6.85m 圆锥局部:锥底Φ0.44m,倾角55° 超高0.3m;缓冲高度0.5m 总高12.3m,总容积285 m3 无

4.3污泥的处理处置

序号 1 2 3 4 5 项目 污泥量kg/d 污泥体积/m3/d 污泥贮存池/m3 污泥浓缩池/m3 脱水机房/ m3 水解-好氧处理 63940 63.94 33 90 240 UASB-SBR处理 135000 135.0 无 102.85 240 4.4 计算方案可行性 4.4.1 有机物的去除

序号 项目 水解-好氧处理 UASB-好氧处理 Q=2200m3/d,进水COD=1200mg/l,BOD5=750mg/l 1 DOC.

HRT/h COD去除率/% BOD去除率/% 水解池 4 30 —— UASB反响器 10 80 85 2 出水COD/mg/l 出水BOD/mg/l HRT/h COD去除率/% BOD去除率/% 进水COD/mg/l 840 525 接触氧化法 11 95 98 840 240 115 SBR法 8 90 90 240 出水COD/mg/l <70〔达标排放〕 <60〔达标排放〕 进水BOD/mg/l 525 115 〈20〔达标排 出水BOD/mg/l <20〔达标排放〕 放〕 由上表可以看出两个工艺流程对有机物的去除均能达到排放标准,方案二的出水水质比方案一的较好。

DOC.

4.4.2 TP、TN的去除

项目 水解-好氧处理 UASB-好氧处理 Q=2200m3/d 进水TN=35mg/l TP=10mg/l 去除BOD 去除N 去除P 出水TN 出水TP 去除BOD 去除N 去除P 出水TN 水解酸化池〔300∶5∶1〕 UASB反响器〔250∶5∶1〕 350mg/l 5.8 mg/l 1.2mg/l 29.2 mg/l 8.8mg/l 1020mg/l 20.4mg/l 4.08mg/l 14.6mg/l 5.92mg/l 接触氧化池〔100∶5∶1〕 SBR反响器〔除磷SBR〕 830mg/l 41.5mg/l〔加N肥〕 8.3mg/l 160 mg/l 60% 85% ≤5mg/l 〔达标排放〕 ≤5.8mg/l 〔达标排放〕 ≤0.89mg/l 〔达标排出水TP ≤0.9mg/l 〔达标排放〕 放〕 由上表可以看出两个工艺流程对N、P的去除均能达到排放标准,方案二的出水水质比方案一的较好

4.5 工艺方案的经济比拟

DOC.

根据这两套流程的处理工艺,选择合理的工艺设计参数,对两个流程进展工艺计算和工程投资与运行费用计算,分别说明如下:

4.5.1流程上的土建费用

水解好氧工艺的土建费用见下表

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 合计 构筑物名称 调节池 水解酸化池 接触氧化池 二沉池 储泥池 污泥浓缩池 脱水机房 鼓风机房 有效容积/m3 550 370 1080 285 33 90 240 300 数量/个 1 1 1 1 1 1 1 1 土建费用/元 247500 166500 732910 171000 16200 58500 96000 120000 1608610 UASB+SBR工艺的土建费用见下表

序号 1 2 3 4 5 6 DOC.

构筑物名称 调节沉淀池 UASB SBR 污泥浓缩池 脱水机房 鼓风机房 规格m3 550 440 445 102.85 240 100 数量/个 1 1 4 1 1 1 土建费用/元 247500 374000 819550 63750 96000 40000 合计 1640800 4.5.2流程上的设备费用

水解氧化工艺的设备费用见下表

序号 1 2 3 4 5 6 名称 格栅 潜污泵 鼓风机 曝气头 热交换器 水下搅拌器 室内自动化7 设备 8 滗水器 自动化监控9 系统 10 11 12 13 14

UASB+SBR的设备费用见下表

DOC.

单位 台 台 套 个 台 台 数量 3 2 2 144 2 4 估算 33000 40000 40000 77400 50000 10000 备 注 2用1备 1用1备 1用1备 个 1 100000 套 4 240000 台 1 100000 水封罐 沼气收集器 带式压滤机 阀与管道 合计 台 1 1 3000 40000 65000 100000 898400 序号 名称 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 格栅 潜污泵 鼓风机 曝气头 热交换器 水下搅拌器 室内自动化设备 滗水器 自动化监控系统 水封罐 沼气收集器 带式压滤机 阀与管道 合计 单位 台 台 套 个 台 台 个 套 台 台 数量 3 2 2 144 2 4 1 4 1 1 1 估算 33000 40000 40000 77400 50000 10000 100000 240000 100000 3000 40000 65000 100000 898400 备注 2用1备 1用1备 1用1备

4.5.3总建设费用

该建设费用只包括土建、设备、安装费用,而不含场地费用。因任务书中有规定场地X围为2000m2。

水解氧化工艺:土建费用+设备费用+安装费用=1608610+984000+500000=3092610元。

UASB+SBR工艺:土建费用+设备费用+安装费用=1640800+988400+500000=3129200元。

从建设费用上看方案一比方案二节约了3.7万元;但是从总体费用上看,方案一的占地面积比方案二大,而且方案二每年收集的沼气可以为公司节省8万元左右的开支;所以从经济角度与长远角度看:方案二优于比方案一。

DOC.

DOC.

4.5.4两个工艺流程运行费用的比拟见下表

金额/〔元/吨废水〕 序号 项目 水解氧化 1 2 3 电费 人工费 药剂费 0.52 0.042 0.26 UASB+SBR 0.48 0.042 0.16 按0.8元/kwh计 按2500元/人月计 年维修费按直接的投4 维护费 0.038 0.03 资的2%计 5 6 7 运行费 折旧费 处理本钱 0.86 0.052 0.912 0.712 0.04 0.752 为前4项之和 折旧费按5%计 运行费和折旧费之和 备注 4.6 总结

由以上几X表格的比拟可得出以下结论:

DOC.

水解氧化工艺 达到排放标准,但是N/P的UASB+SBR工艺 达到排放标准且去除率较高,处理效果比拟好 污染物去除方面 出水浓度比UASB+SBR高 产泥量较大,增加污泥处理产泥量比水解氧化工艺少,污泥产泥方面 费用 工艺组合与参数选择较为操作方面 合理,操作简单 如果构筑物的构造不合理流程中可回收大量沼气作为能构造方面 会影响运行效果,致使出水源,节省运行费用 水质下降 造价较高,且运行本钱高,造价比水解酸化低,运行本钱也造价方面 占地面积大 较低,占地面积小 节省劳动力 处理费用少 处理流程简洁,全自动化操作,终上所述,该工程应选用UASB+SBR工艺处理啤酒厂生产废水,该工艺具体流程如下:

5 主要处理设备和构筑物的设计计算

5.1.中格栅

作用:去除污水中较大颗粒悬浮物,保证后续工艺的正常运行。计算时设计流量以2200 m3/d计,建2座,为一用一备。

DOC.

5.1.1 设计参数:

设计流量:Q=2200m3/d=0.026 m/s

3

过栅流速:v2=0.6m/s;栅前水深:h=0.3m 栅条宽度:s=0.01m; 栅条间距:e=0.01m 栅前局部长0.5m ; 格栅倾角:α=60° 单位栅渣量ω1=0.06m栅渣/10m污水

3

3

3

5.1.2 设计计算

〔1〕栅条数 栅条间隙数n=

Q1sinα0.026sin60==12.5〔取n=13〕 ehv20.01x0.3x0.6〔2〕格栅宽度栅槽有效宽度B2=s〔n-1〕+en=0.01(13-1)+0.01x13=0.25m 经计算,由于流量过小,造成格栅难以实现,按设计经验取栅槽宽度0.8m那么代入上式,可得栅条间隙数n=41 〔3〕进水槽宽

进水槽宽取0.7m以便有利施工,为了保障水流速度,施工时将进水槽下方建窄以防止水流过慢影响格栅的正常运行,令渐窄局部宽度为0.4m,高为0.5m以便使格栅容易安装,且水流不易绕过格栅直接进入调节池。 〔4〕过栅水头损失〔h1〕

因栅条边为矩形截面,取k=3,那么

0.010.62V2h1=kh0=kεsinα=3x2.42##sin60=0.1m ()2x9.812g0.01其中ε=β〔s/e〕4/3 h0:计算水头损失

DOC.

43k:系数,格栅受污物堵塞后,水头损失增加倍数,取k=3 ε:阻力系数,与栅条断面形状有关,当为矩形断面时β=2.42 〔5〕栅后槽总高度〔H〕

取栅前渠道超高h2=0.4m,那么栅前槽总高度H1=h+h2=0.4+0.3=0.7 m 栅后槽总高度H=h+h1+h2=0.3+0.1+0.4=0.8 m 〔6〕格栅总长度

格栅总长度L=L1+L2+0.5+1.0+0.6/tanα =0.14+0.07+0.5+1.0+0.68/tan60°=2.1 m

〔7〕栅渣量的计算

中格栅栅渣量W1取0.06 m3 /103 m3污水;污水总变化系数K取1.3

每日栅渣量ω=QW1×86400/〔Kz×1000〕=0.026x86400/(1000x1.3)=1.728m3 /d 采用机械格栅,但是调节清理时间,格栅每2小时清理一次。 〔8〕计算草图如下:

DOC.

细格栅计算草图

5.2 调节池

主要功能:将一段时间内车间排放废水的水量、水质浓度、酸碱、温度等进展均质均量调节,不受废水高、低峰流量或浓度变化影响,确保废水处理构筑物正常运行.

5.2.1设计参数

设计流量Q=2200m3/d=91.7m3/h 有效水深h=4m 停留时间t=6h

5.2.2设计计算

〔1〕有效容积V: V=Qt=91.7x6=550 m3 〔2〕池子的面积F:F=V/h=550/4=138 m2 (3〕池子的平面尺寸:采用L×B=12m×12m 〔4〕池子的总高度H:

设超高h1=0.5 m∴ H=h+h1=4.0+0.5=4.5 m 〔5〕池子的几何尺寸: 采用L×B×H=12m×12m×4.5m

考虑到应用过程中让调节池真正做到均质均量比拟困难,在设计时于池子中间安装4台混合搅拌机,型号为JWH-650-1。对污水进展混合同时可以预防池底沉淀;调节池与格栅合建,格栅槽后出水口跟调节池进水口连接,出水口设出水槽,出经过泵送入UASB反响池。

DOC.

〔6〕搅拌机型号的选择

搅拌机选用4台立轴式机械混合搅拌机,搅拌机型号为JWH-650-1。 浆板深度2500mm,浆叶直径650mm,浆叶宽度120mm,转速250r/min,功率为7.5kW,重686kg,服务面积为3m×3m×4m。

5.3 UASB反响池

Q=2200m/d=91.7 m/h,设UASB有机COD负荷为4kg/( m·d)

3

3

3

5.3.1反响器设计采用的参数:

参数: COD(mg/L) 反响温度/°C 反响区有效深度h1/m 空塔水流速度u/(m/h) 空塔沼气上升速度ug/(m/h) 污泥层高度/m 沼气产率/〔m3/ kgCOD〔去除〕〕 取值: 进水1200,出水400 25 5.0 ≤1.0m/h ≤1.0m/h 2.5—3.5 0.4 DOC.

污泥产率/〔kg TSS/kgCOD〔去除〕〕 0.07 5.3.2 UASB反响器的有效容积V有效:

V有效=Q×〔Co-Ce〕/Nv=2200x(1200-400)x10-3/4=440(m3) 式中 Q---设计处理量,2200m3/d;

Co,Ce---进出水COD的浓度,mg/l; Nv---COD容积负荷,kgCOD/〔m3 *d〕。

5.3.3 UASB反响器的形状与尺寸确实定:

污水上升流速一般为0.6-0.9m/h,取0.8m/h。 那么外表积A=Q/V=91.7/0.8=114.6m2,取120m2. 有效高度h1=440/120=3.7(m)

拟建4个一样的池子〔便于管理与维护〕,单池面积f=120/4=30(m2) 设L:B≈1:1〔长宽比一般取1:1—4:1〕,计算得L=6m,B=5m

合理性验证:空塔水流速度u=Q/F=91.7/(6×5×4)=0.76(m/h)<1.0(m/h),合理。 反响器尺寸为:4*6×5×3.7

5.3.4水力停留时间〔HRT〕和水力负荷率〔Vr〕

HRT=〔440/2200〕×24=4.8h〔取5h〕 Vr=Q/A=2200/〔24×120〕=0.76 m3/〔m2·h〕

对于颗粒污泥,水力负荷Vr=0.1-0.9 m3/〔m2·h〕,符合要求。

5.3.5进水分配系统的设计

〔1〕布水点的设置由于所取容积负荷为4.0kgCOD/ m3/d,所以每个点的布水负荷面积大于2m2;本设计池中共设置48个布水点,那么每个点的负荷面积为: Si=S/n=120/48=2.5 m2〔符合要求〕

DOC.

〔2〕配水系统形式本设计采用U形穿孔管配水,一管多孔式为配水均匀,配水管中心距可采用1.0-2.0m,出水孔孔距也可采用1.0-2.0m,孔径一般为10-20mm,常采用15mm,孔口向下或与垂线呈45°方向,每个出水孔的服务面积一般为2-4 m2。配水管中心距池底一般为20-25cm,配水管的直径最好不小于100mm。为了是穿孔管各孔出水均匀,要求出口流速不小于2m/s。

本设计中进水总管管径取150mm,流速约为1.2m/s。单个反响器中设4根直径为75mm的支管,每两根之间的中心距为1.25m,每根管上有3个配水孔,孔距为1.6m,每个孔的服务面积1.6×1.25=2 m2,孔口向下。 共设48个布水孔,出水流速u选为2.4m/s, 那么孔径为: d=〔4Q/3600nπu 〕1/2=0.015m

本装置采用连续进料方式,布水孔孔口向下,有利于防止管口堵塞,而且由于UASB反响器底部反射散布作用,有利于布水均匀。为了增强污泥和废水之间的接触,减少底部进水管的堵塞,设计中布水管离UASB反响器底部200mm。

〔3〕上升水流速度和气流速度

本次设计中常温下容积负荷Nv=4.0kgCOD/ m3/d,沼气产率r=0.4 m3/ kgCOD,

DOC.

采用厌氧消化污泥接种,空塔水流速度uk≤1.0m/h;空塔沼气上升速度ug≤1.0m/h。

空塔水流速度uk=Q/S=91.7/120=0.76m/h〔符合要求〕

空塔气流速度 ug=Q△Coηr/S=〔91.7×2×0.8×0.4〕/120=0.49〔符合要求〕 式中η---COD的去除率,去80%。

r---沼气产率,m3/ kgCOD 〔4〕布水器配水压力计算

H4=h1+h2+h3,其中布水器配水压力其中布水器配水压力最大淹没水深h1=4.0mH2O;UASB反响器水头损失h2=1.0 mH2O;布水器布水所需自由水头h3=2.5 mH2O,那么H4=7.5 mH2O。

四格反响器呈田字形布置,设进水管2根,由2个潜污

5.3.6三相别离器的设计:

三相别离器有气液别离、固液别离和污泥回流等3个功能,其组成分为气封、沉淀区和回流缝3个局部。 (1) 沉淀区的设计

与短边平行,沿长边布置3个集气罩,构成2个别离单元,那么一共设置8个三相别离器。三相别离器单元结构示意图如下:

DOC.

三相别离器的长度为B=6m,每个单元宽度为6/2=3.0m,其中沉淀区长B1=5m,宽度b=2m,集气罩顶宽度a=0.5m,沉淀室底部进水口宽度b1=1m。 沉淀区面积S1=nB1b=4×2×5×2=80 m2

沉淀区外表负荷q=Q/S1=75/80=0.94m3/m2h<1.0 m3/m2h〔符合要求〕。 沉淀室进水口面积S2=nBb1=4×2×5×1=40m2

沉淀室进水口水流上升速度v2=Q/S2=75/40=1.875 m3/m2h<2.0 m3/m2h 〔符合要求〕

(2) 沉淀区斜壁角度与深度设计

三相别离器沉淀区斜壁倾斜角度应在45°-60°之间;超高0.5m;集气罩顶以上的覆盖水深h2=0.5m;沉淀区斜面的高度h3=0.7m。那么倾角α=arctan〔h3/0.5〔b-b1〕〕=55°〔符合要求〕。 (3) 气液别离设计

DOC.

如下图:设倾角β=60°,Υ=70°,b2=0.6m,分隔板下端距反射锥的垂直距离MN=0.35m,那么缝隙宽度l1=MNsinβ=0.35×sin60°=0.3m。

废水流量为2200m3/d,根据资料设有0.7Q=1540 m3/d的废水通过进水缝进 入沉淀区,另外0.3Q=540 m3/d的废水通过回流缝进入沉淀区,那么 νM=0.3Q/24nl1B=660/〔24×8×0.3×6〕=1.91 m/h<2.0m/h〔符合要求〕 MC=b2/2sinβ=0.6/2sinβ=0.346 m

设BC=0.5m,那么MB=BC-MC=0.5-0.346=0.154 m AB=2BCcos30°=2×0.5×cos30°=0.866 m BD=AD=AB/2cos20°=0.866/2cos20°=0.461 m

CD=BCsin30°+BDsin20°=0.5sin30°+0.461sin20°=0.408 m 那么h5=CD+MN-MCcosβ=0.408+0.225-0.346cos60°=0.46 m 条件校核:

设能别离气泡的最小直径为dg=0.01cm,常温下清水运动黏滞系数r=1.01×10-2cm2/s,废水密度ρ1=1.03g/cm3,气体密度ρg=1.2×10-3g/cm3,气泡碰撞系数β=0.95,那么

有斯托克斯公式:νN=βg〔ρ1-ρg〕dg2/18μ可以求得气泡上升速度为:

DOC.

νN=0.95×981×〔1.03-1.2×10-3〕×0.012/18×2.0×10-2=0.266cm/s=9.58m/h 验证:νN/νM=9.58/1.875=5.1 MN/MB=0.225/0.154=1.46 可见νN/νM >MN/MB 合理。

所以,该三相别离器可dg≥0.01cm的沼气泡,别离效果良好。 (4) 分隔板的设计

从图中可以看出b2=0.6m,b3=0.5〔b- b2〕=0.5〔2-0.6〕=0.7m 上面已经计算出,气体因受浮力的作用,气泡上升速度在进水缝中

νN=9.58m/h ,沿进水缝向上的速度分量为νNsinα=9.58×sin55°=7.8m/h,那么进水缝中水流速度应该满足ν<7.8m/h,否那么水流把气泡带进沉淀区。 假设水流速度ν刚好等于7.8m/h,前面计算中已经设有1540m3/d废水 通过进水缝进入沉淀区,那么三相别离器的进水缝纵截面总面积为: S进水缝=Q进水缝/ν=1540/24×7.8=8.2m2

总共有8组〔16条〕进水缝,每条进水缝纵截面积 S进水缝′=8.2/16=0.51 m2

进水缝宽度ι2= S进水缝′/5=0.102m,应满足ι2与ι1级数相当,且ι2>0.102 设计ι2=0.15,那么进水缝中水流速度

ν= Q进水缝/ S进水缝=1540/〔24×2×8×0.15×5〕=5.35m/h<7.8 m/h 满足设计要求,

Δh=ι2/cosα=0.1/cos55°=0.07m

那么h4高度: h4= b3tanα+Δh- h3=0.7×tan55°+0.07-0.7=0.37m 设进水缝下板上端比进水缝下端高出0.2m,那么进水缝下板长度为:

DOC.

〔0.2+ h4〕/sinα=〔0.2+0.37〕/sin55°=0.7m 进水缝上板长度为: h3/sinα=0.7/sin55°=0.85m

5.3.7三相别离器与UASB高度设计

三相别离器总高h=h2+h3+h4+h5=0.5+0.7+0.37+0.46=2.03m 取超高为h1=0.5m

那么H=3.7+2.03+0.5=6.23<10m。合理。

5.3.8排泥系统的设计

〔1〕UASB反响器中污泥产量的计算

设反响器最高液面9.5m,其中沉淀区高2.03m,污泥浓度ρ1=0.5gSS/L;悬浮区高2m,污泥浓度ρ2=2.0gSS/L;污泥床高3.5m,污泥浓度ρ3=15.0gSS/L。那么反响器内污泥总量

M=S h1ρ1+ S h2ρ2+ S h3ρ3=100×〔2.03×0.5+2×2.0+3.5×15.0〕=5752kgSS 〔2〕BOD污泥负荷

污泥负荷表示反响器内单位质量的活性污泥在单位时间内承受的有机质质量。

F/M=ΔS*Q/M=〔1.2-0.18〕×2200/5752=0.39 gkBOD5/kgSS*d 〔3〕产泥量的计算

设每去除1gkCOD产生0.07kgVSS/kgCOD,那么产泥量为: ΔX=XQSr=0.07×2200×2.0×0.8=246.4 kgVSS/d 式中 Q---设计处理量,m3/d

Sr---去除的COD浓度,kgCOD/ m3

DOC.

设VSS/SS=0.9,那么ΔX′=246.4/0.9=274 kgSS/d 污泥含水率P为98%,因含水率大于95%,去ρs=1000kg/ m3

那么污泥产量为Qs=ΔX′/ρs〔1-P〕=274/1000〔1-0.98〕=13.7 m3/d 排泥管设在距离池底0.8m处,与放空管共用,放空管排向调节池,接点前设人工阀一个。排泥管利用水静压力将剩余污泥排向集泥井。 〔4〕污泥泥龄的计算

θc=M/ΔX=5752/246.4=23.3 d (5) 排泥系统的设计

因为该反响器要求排泥均匀,所以设计多点排泥,设计中在三相别离器下1.0m出设置2个排泥口,这样设计的优点在于能排除污泥床上面局部的剩余絮状污泥而且不讳把颗粒污泥带出。

UASB反响器每个月排泥一次,污泥排入集泥池,再由污泥泵送入污泥浓缩池,排泥管选DN150的钢管,排泥总管选用DN200的钢管。

5.3.9出水系统的设计计算

〔1〕溢流堰设计计算

为了保持出水均匀,沉淀区的出水系统通常采用出水渠,一般每个单元三相别离器沉淀区设一条出水渠,出水渠每隔一定距离设三角出水堰。 池中设有8个单元三相别离器,出水槽共有8条,槽宽bc=0.2m 反响器流量q=0.0255 m3/s,设出水槽槽口附近水流速度为0.3m/s,那么 槽口附近水深hc=0.0255/〔8×0.3×0.2〕=0.05 m,水槽深度取0.2m,出水槽坡度为0.01。

出水槽溢流堰共有16条,每条长5m。

DOC.

设计90°三角堰,堰高50mm,堰口宽100mm,那么堰口水面宽度b′=50mm UASB处理水量为25.5L/s,设计溢流负荷为f=0.64L/m*s。那么 堰上水面总长L=q/f=25.5/0.64=40 m

三角堰数量n=L/b′=40/0.05=800个,那么每条溢流堰三角堰的数量为800/16=50个,共50个100mm的堰口,堰口长0.1m中间不设间隙。

堰上水头校核

每个堰出流率q′=q/n=0.0255/800=3.2×10-5m3/s,按90°三角堰计算公式q′=1.43h2.5

那么堰上水头: h=〔q′/1.43〕0.4=〔3.2×10-5/1.43〕=0.014 m

0.4

〔2〕出水渠设计计算

UASB反响器中间设一出水渠,8条出水槽的出流流至此出水渠,出水渠保持水平,出水由一个出水口排出。

出水渠宽ba=0.4m,坡度0.01。设出水渠渠口附近水流速度0.4m/s 那么渠口附近水深 ha=0.0255/〔0.4×0.4〕=0.16 m 考虑渠深应以出水槽槽口为基准计算,所以出水渠渠深 ha=0.2+0.125=0.325m 〔3〕出水管设计计算

UASB反响器排水量为25.5L/s,选用DN200钢管排水,水流速度约为0.7m/s,充满度为0.7,设计坡度为0.001。

5.3.10沼气收集系统的设计

DOC.

〔1〕沼气收集系统布置

每个集气罩的沼气用一根集气管收集,共有12根集气管,采用DN75的钢管作为收集管支管,主管采用DN100的钢管。 〔2〕水封罐的设计计算

水封罐的作用是控制三相别离器的集气室中气液两相的界面高度,保证集气室出气管在反响器运行过程中不被淹没,运行稳定并将沼气与时排出反响器,以防止浮渣堵塞等问题的发生。

设计其水封有效水深h为三相别离器沉淀区水深h2+气室液面下水深h2′,令h2′为h3/2,因为集气口与最高液面等高,所以不必考虑浮渣堵塞集气口的问题,h=0.5+0.5+0.5+0.7/2=1.85m。取水封罐内液面至其顶的高度为1.0m,水封近气管底距水封罐底为0.5m,那么水封罐总高度为 H=1.85+0.5+1.0=3.35m〔取3.5m〕

取水封罐总高度为H=3.5m,直径φ800mm,设进气管DN100钢管一根,出气管 DN100钢管一根,进水管DN52钢一根,放空管DN50钢一根,并设液面计。 〔3〕气水别离器

气水别离器的作用是对沼气进展枯燥,选用Φ500mm×1500mm钢制气水别离器一个,气水别离器中预装钢丝填料,在气水别离器前设置过滤器以净化沼气,在别离器出水管上装设流量计与压力表。

DOC.

5.3.11其它设计考虑

〔1〕取样管设计

在池壁高度方向设置假设干个取样管,用以采取反响器内的污泥样,以随时掌握污泥在高度方向上的浓度分布情况。在距反响器底1.2m以上,三相别离器底1m以下的位置内,延池壁高度上设置取样管6根,高度方向各管相距1m,水平方向各管相距0.5m。取样管选用DN100的钢管,取样管设于距地面1.2m处,配球阀取样。 〔2〕检修

为便于检修,在UASB反响器距离地面0.5m处设Φ800mm人孔一个,冲洗反响器或者检修时压缩空气的管子可以通过人孔进入反响器,所以不设预留管,为保证检修时采光,不设UASB顶盖 〔3〕防腐措施

厌氧反响器腐蚀比拟严重的地方是反响器的上部,此处无论是钢材或水泥都会被损坏,因此,UASB反响器应重点进展顶部的防腐处理。为了延长反响器的使

DOC.

用寿命,在反响器上部3m以上池壁用玻璃钢防腐,三相别离器所有裸露的钢材部位用玻璃钢防腐。

〔4〕给排水在UASB反响器布置区设置一根DN100供水管补水,冲洗与排空时使用。

〔5〕通行在反响器顶面上设置钢架,钢板行走平台,并连接上台楼梯。 〔6〕安全要求 UASB反响器的所有电器设施,包括泵、阀、灯等全部采用防爆设备,禁止明火火种进入该布置区域,动火操作应远离该区沼气柜,保持该区域良好的通风。

5.4 SBR反响器

Q=2200m/d=92 m/h,经UASB反响器处理的废水,出水仍达不到排放标准,因

3

3

此必须进一步处理,本设计采用间歇式活性污泥法。

5.4.1根本参数的设定

项目 单位 kgBOD/kgMLSS·d g/L kgVSS/kgBOD5 kgTP/kgVSS kgO2/kgBOD5 h % % 参数值 0.1 4.0 0.8 0.07 0.7 8h 其中厌氧段2h 90(BOD5) 85(TP) BOD污泥负荷Ls 污泥浓度〔MLSS〕X 污泥产率Y 污泥含磷率 需氧量O2 水力停留时间HRT 总处理效率η 5.4.2 SBR周期的设计

原始数据

项目 进水水质(mg/L) 去除率(%) 出水水质(mg/L) COD 400 85 60 BOD 180 90 20 TP 5.92 85 0.89 污泥负荷率:NS取值为0.1kgBOD/(kg MLSS*d)

DOC.

污泥浓度和SVI:污泥浓度采用3000mgMLSS/L;污泥体积系数SVT采用100 反响周期数:SBR周期数采用T=8h,反响器1d内周期数:n=24/8=3 周期内的时间分配反响池数N=4 进水时间:T/N=8/4=2h 搅拌时间:2.0h 反响时间:2.0h 静沉时间:1.0h 排水检修时间:1h 周期进水量:

Q0=

QT=24N2200x824x4=185m3

5.4.3 SBR有效容积的计算

〔1〕反响池有效容积:V1=

〔2〕反响池最小水量:Vmin=V1-Q0=445-185=260m3 〔3〕反响池中污泥体积

Vx=

SVI.MLSS.V1=610100x3000x445106NQ0S0=XN54x185x1803000x0.1=445m3

=134m3

Vmin>Vx,符合要求 〔4〕校核周期进水量 周期进水量应满足下式: Q0<(1-SVI.MLSS100x3000)V=(1-)x445=311.5m3, 661010 Q0=185m3,符合要求

5.4.4单座反响池尺寸确实定

SBR的有效水深取5m,超高0.5m,那么SBR总高为5.5m

DOC.

SBR的面积为:445/5=89m

2

设SBR的长宽比约为2:1,那么SBR的池宽为7m,池长为14m SBR反响池最低水位为:260/(7×14)=2.65 m SBR反响池的污泥高度为:134/(7×14)=1.37 m

可见,SBR最低水位与污泥泥位之间的距离为:2.65-1.37=1.28m,大于0.5m的缓冲层,符合要求。

SBR进水管管径200mm,流速0.7m/s。

5.4.5鼓风曝气系统的设计

〔1〕确定需氧量O2由公式:O2=a’Q(S0-Se)+b’XvV 取a’=0.5,b’=0.15,出水=20mg/L, XV=fX=0.7×3000=2100mg/L=2.1kg/m3 V=4V1=4×445=1780m3代入数据可得需氧量:

O2=0.5×2200×(180-20)/1000+0.15×2.25×1780=777kgO2/d 供氧速度:R= O2/24=777/24=32.4 kgO2/h 〔2〕供气量的计算

采用SX—1型曝气器,曝气口安装在距池底0.3m处,淹没深度为4.7m,计 算温度取250C,性能参数为:EA=8%,EP=2kgO2/kWh,服务面积:1-3m2,供氧能力:20~25m3/(h. 个),氧在水中饱和溶解度为:CS(20)=9.17mg/L, CS(25)=8.38mg/L 扩散器出口处绝对压力为:

Pb=P0+9.8×103H=1.013×105+9.8×103×4.7=1.47×105Pa 空气离开反响池时氧的百分比为:

DOC.

反响池中的溶解氧的饱和度:

取α=0.85,β=0.95,C=2,ρ=1,那么20℃时脱氧清水的充氧量:

=

32.4x10.9=49.2kgO2/h 50.85(0.95x1x10.0-2)x1.024R049.2==2050m3/h=34.2m3/min 0.3EA0.3x0.08供气量:GS=

〔3〕布气系统的计算

反响池的平面面积:6×12×4=288m2,每个扩散器的服务面积取2 m2,那么需288/2=144个,每个池子需36个。设池底平行铺设4跟曝气管,管间距离1.5m,每跟管子上面设置9个曝气头,曝气头间距1.33m。采用DN150的钢管作为主管,支管采用DN100的钢管。

鼓风机选用罗茨鼓风机,型号为TRD130,鼓风机口径125A,理论流速34.9m3/min进口流量为28.3 m3/min,压力为147kP,所需轴功率75.8 kW,所配电机功率为90kW。

DOC.

〔4〕污泥产量计算

SBR工艺每一周期的排泥量按下式计算:Qw=T〔H-h〕V/〔24Hθc〕 -----《污水处理新技术》P507 式中 T---周期h

H---有效水深m h---进水水深m〔H-h即最底水位高〕 V---池容m3 θc---泥龄d〔设为7d〕 所以剩余污泥量为

Qw=T〔H-h〕V/〔24Hθc〕=8×2.65×445/〔24×5×7〕=11.23 m3

即每运行周期间的单池排泥量为11.23 m3,那么单池排泥量33.7 m3/d,

总排泥量为33.7×4=135 m3/d。

DOC.

5.4.6其它设计

〔1〕空气管计算

假设空气管路水头损失为0.15m,管路富余压力水头为0.1m,即100mmH2O,SX-1型空气扩散器压力损失为200 mH2O,那么曝气系统总压力损失为h=0.15+0.1+0.20=0.45 mH2O。总水头为0.45+4.7=5.25 mH2O。

鼓风机房出来的空气供气干管,在相邻两SBR池的隔墙上设两根供气支管,为两SBR供气。在每根支管上设4条配气竖管,为SBR池配气。 〔2〕排泥设置

每池池底坡向排泥坑坡度i=0.01,池出水端池底设〔1.0×1.0×0.5〕m3排泥坑一个,每池排泥坑中接出DN200泥管一根,排泥管安装高程相对地面为-0.5m,相对最底水位为1.42m,剩余污泥在重力作用下排入集泥井。令SBR池每天排泥一次,排泥量为=135 m/d

3

〔3〕滗水器设计每个池子的进水量即滗水量,每个池子设滗水器一台,共4台,采用机械旋转滗水器,滗水器参数为300 m3/h〔排水的实际时间为30分钟,剩余30分钟为闲置时间,在这个时间段可以进展设备维修或者污泥的充氧〕,滗水器的活动高度为5-2.92=2.08m。

〔4〕搅拌设备在距离池底0.5m处安装2个潜水搅拌机供厌氧阶段时搅拌用,左右各一个,搅拌机型号为650Q-5.5-J,电动机功率5.5kW,电动机转速1400r/min,叶轮转速308r/min,叶轮直径650mm,推力1190.5N。

5.5加氯接触消毒池 5.5.1计算参数

本工艺采用矩形隔板式接触池条件:最大设计流量Q=92m3/h,采用氯消毒工艺,

DOC.

接触时间t=30min,设计接触池各局部尺寸.

5.5.2构筑物计算

〔1〕接触池容积V,接触池水利停留时间 V=Qt=92×0.5=46m3设一座,SBR到消毒池之间设0.5m的水头使水流能够与消毒剂完全混合。 〔2〕尺寸设计

取接触池水深h=1.5m,单格宽b=1m

那么池外表积A=46/1.5=31m2,池长L=9*1=9m,水流长度36*1=36m 所以接触池分格数=36/9=4格 接触池宽4.0米,长9米

水深1.5m,超高0.3m,接触池出水不设溢流堰,直接从池子底部出水接到河面,设河流距离消毒池50m。

5.6 间歇式污泥浓缩池 5.6.1. 设计参数

进泥浓度:10g/L

污泥含水率P1=99.0%,污泥总流量:Qω=135m3/d=5.63m3/h 设计浓缩后含水率P2=96.0%

污泥固体负荷:qs=45kgSS/(m2.d) 污泥浓缩时间:T=18h

5.6.2. 设计计算

〔1〕浓缩池池体计算:

设2座公壁合建的正方形池子,每座浓缩池所需外表积 A=

QW1350==30 m2 45qSDOC.

所以设计池子边长为5.5m,那么外表积A=30.25 m

2

水力负荷u=

QW135==4.5m3/(m2.d)=0.19m3/(m2.h) A30.25有效水深 h1=uT=0.19x18=3.42m取h1=3.4m

浓缩池有效容积 V1=Ah1=30.25x3.4=102.85m3>94.5 m3〔符合〕 〔94.5为所需容积〕。 〔2〕泥斗设计:

浓缩后排出含水率P2=96.0%的污泥,那么 Q w′=

100-P1100-99QW=X135=33.75m3/d=1.4m3/h

100-P2100-96按24h贮泥时间计泥量,那么贮泥区所需容积 V2=24Q w′=24x1.4=33.6m

3

因为是间歇式污泥浓缩池,只要在池子底部一角上加一简易泥斗即可排泥,设计为先排泥后排水,泥斗下口边长设为0.6m,高h4=0.5m,2个斜坡向泥斗底边倾斜;泥斗体积V3=10.125 m3。

剩余污泥体积为33.6-10.125=23.475m3,需占用浓缩池有效高度0.75m。所以出泥管离水面高度h3=3.2-0.75=2.45m 〔3〕浓缩池总高度:

浓缩池的超高h2取0.50m,那么浓缩池的总高度H为H=3.4+0.50+0.5=4.4m 〔4〕浓缩池出水设计:

Q=Qw-Q w′=5.63-1.4=4.23m3/h=0.0012 m3/s

由上可知清水有效水深为2.45m,在最高水位处设一溢流管,再设两根上清液排出管两根,相距1.4m,那么剩出0.4m的缓冲高度,出水在0.5小时内排完上清液。

DOC.

取上清液排出管管内流速为V=0.7m/s 那么A1=Q/V=0.0012/0.7=0.0017 m2 管径D==0.046m〔取管径75mm〕 〔5〕集泥井设计:

在两浓缩池外公壁合建一集泥井,集泥井设计容积为单个周期内所排泥量的一半,即16.4 m3,设泥深为2.1m,集泥井尺寸为1.5m×4m,超高0.3m,那么总高为2.4m。集泥井外设一抽泥泵将浓缩下来的污泥抽至脱水机房。

〔6〕污泥泵的选型浓缩后的污泥量为23.475 m3/d,在6个小时内完成脱水过程,所以污泥泵的流量Q=23.475/6=4.0 m3/h,扬程为3m 〔7〕浓缩池计算草图:

5.7 脱水机房的设计 5.7.1压滤机

主要功能:对污泥进展脱水处理,方便外运。 厢式压滤机

本设备用于处理浓缩污泥,其中处理后的压滤水进入后续处理,泥饼由业主委外有资质的单位处置。压滤机进水口设一压力控制器,当压力过高时可自动停止气动泵气路,从而停止进泥。

DOC.

压滤机简介

板框压滤机作为固液别离设备,应用于工业生产已有悠久历史,它具有别离效果好、适应性广,特别对于粘细物料的别离,有其独特的优越性。 结构原理

液压压紧:液压压紧机构的组成由液压站、油缸、活塞、活塞杆以与活塞杆与压紧板连接的哈夫兰卡片液压站的结构组成有:电机、油泵、溢流阀〔调节压力〕换向阀、压力表、油路、油箱。液压压紧机械压紧时,由液压站供高压油,油缸与活塞构成的元件腔充满油液,当压力大于压紧板运行的摩擦阻力时,压紧板缓慢地压紧滤板,当压紧力达到溢流阀设定的压力值〔由压力表指针显示〕时,滤板、滤框〔板框式〕或滤板〔厢式〕被压紧,溢流阀开始卸荷,这时,切断电 机电源,压紧动作完成,退回时,换向阀换向,压力油进入油缸的有杆腔,当油压能克制压紧板的摩擦阻力时,压紧板开始退回。液压压紧为自动保压时,压紧力是由电接点压力表控制的,将压力表的上限指针和下限指针设定在工艺要求的数值,当压紧力达到压力表的上限时,电源切断,油泵停止供电,由于油路系统可能产生的内漏和外漏造成压紧力下降,当降到压力表下限指针时,电源接通,油泵开始供油,压力达到上限时,电源切断,油泵停止供油,这样循环以达到过滤物料的过程中保证压紧力的效果。

5.7.2脱水机房

脱水机房尺寸定为:12.0m*5.0m*4.0m

5.8 鼓风机房的设计

选用罗茨鼓风机,型号为TRD130

鼓风机口径125A,理论流速34.9m3/min,进口流量为28.3 m3/min,

DOC.

压力为147kP,所需轴功率75.8 kW,所配电机功率为90kW。 鼓风机房尺寸:5.0*5.0*4.0m

采用出风管放,在出风管上设一旁通管,一旦风量降低至Qmin,旁通管上的阀门自动打开放气,此时进口的流量增加,工作点可由喘振区移至稳定工作区,从而消除了进气流量小、冲角过大引起失速和发生喘振的可能性。在采用进口导叶片调节风量时,随着工况变化,导叶旋转改变通道面积适应新工况的要求,从而防止气流失速,可有效防止风机喘振。

5.8.1噪声控制

鼓风机的噪声对污水处理厂的环境影响非常严重,噪声的辐射主要通过风机本体,进、出风管和连接风道。据有关资料介绍,国外有的鼓风机房为减小噪音将鼓风机设在地下,而地上式鼓风机房室内设有吸音板,门、窗全部是密封的,其造价很可观。结合我国实际情况,针对风机组产生的各种噪声源,通常采取的措施有:消声、隔声、隔振和包覆。 〔1〕消声

装设消声器是控制风机噪声的主要途径,消声器是一种阻止声音传播而允许气流通过的装置,可以大大减弱进、出风口辐射出来的噪声。东郊污水厂在进风廊道内两侧整个截面设有假设干2 m多长的吸音板块,空气从板块间通过,降低了噪声。而纪庄子污水厂那么在进、出风管道上加设消音器。 〔2〕隔声和吸声

风机进、出风管加设消音器后,其风机壳体的辐射噪声仍对周围环境有较大干扰。在条件允许的情况下,可采取隔音措施,设置隔声室,在室内壁与天棚衬贴多孔性吸声材料,以消除机组产生的噪声。

DOC.

〔3〕隔振

振动是噪声的主要起源,风机组的振动会产生低频噪声,故减轻机器振动是控制噪声的治本方法。为此,风机的外壳材料宜选用铸铁,以增加设备自重与外壳厚度,减小自振。在风机进、出口处设置柔性波纹管减振接头,降低风机振动传递到风道上产生的辐射噪声,对于小型鼓风机可在机组的根底下加设减振器。 〔4〕包覆

室外出风管道目前大多数设在地面上,实际运行中噪声很大,可将出风管全部设在地面以下,利用土层吸音或用隔音材料包覆管道。 通过综合控制会使整个鼓风系统噪声减弱,达到规X的要求。

5.8.2风机冷却

为改善鼓风机房运行管理环境,在选择鼓风机时需考虑鼓风机的冷却形式。目前常采用的冷却方式有水冷和风冷。通过运行发现,水冷虽然增加了冷却水系统,但运行环境良好;而风冷的鼓风机,热量直接排至室内,夏季室温高达40 ℃以上,在每台鼓风机上加设通风机与排风管道,影响了机房的环境。因此,鼓风机选型时宜选择水冷式。

5.9 污水厂平面高程布置 5.9.1.平面布置

各处理单元构筑物的平面布置:

处理构筑物是污水处理厂的主体建筑物,在对它们进展平面布置时,应根据各构筑物的功能和水力要求结合当地地形地质条件,确定它们在厂区内的平面布置应考虑:

〔1〕贯穿,连接各处理构筑物之间管道应直通,应防止迂回曲折,造成管理

DOC.

不便。

〔2〕土方量做到根本平衡,防止劣质土壤地段

〔3〕在各处理构筑物之间应保持一定产间距,以满足放工要求,一般间距要求5~10m,如有特殊要求构筑物其间距按有关规定执行。

〔4〕各处理构筑物之间在平面上应尽量紧凑,在减少占地面积。

5.9.2.管线布置

〔1〕应设超越管线,当出现故障时,可直接排入水体。

〔2〕厂区内还应有给水管,生活水管,雨水管,消化气管管线。辅助建筑物:污水处理站的辅助建筑物有鼓风机房,办公室,集中控制室,水质分析化验室,变电所,存储间,其建筑面积按具体情况而定,辅助建筑物之间往返距离应短而方便,安全,变电所应设于耗电量大的构筑物附近,化验室应机器间和污泥干化场,以保证良好的工作条件,化验室应与处理构筑物保持适当距离,并应位于处理构筑物夏季主风向所在的上风中处。在污水站内主干道应尽量成环,方便运输。主干宽4m,次干道宽3m,人行道宽2.0m,有40%以上的绿化。

5.10高程计算

5.10.1污水水头损失的计算

〔1〕总水头损失的计算公式如下:

h1—沿程水头损失 h1=il, i--坡度 l--管长

V2 h2—局部水头损失 h2=Σξξ--管道局部水头损失系数

2gv --水流速度 h3—构筑物水头损失

DOC.

〔2〕沿程水头损失和局部水头损失的计算如下表所示: 由计算说明书可以得出各构筑物间水头损失如下表所示:

构筑物名称 格栅 调节池 UASB池 SBR池 消毒池 水头损失(m) 0.2 0 1.2 2.6 0.1

水头损失计算表

设计 名称 消毒池至出水口 消毒池 SBR池至消毒池 SBR池 UASB池至SBR池 UASB池 提升泵至UASB池 提升泵 调节池至提升泵 调节池 格栅至调节池 格栅 管径 坡降 流速 管长 沿程损失 ν l (m/s) 〔m〕 0.9 0.8 0.8 1.5 1.5 0.8 50 10 30 35 1 1 0.015 0.03 0.0357 0.0015 0.002 h1=il 〔m〕 0.06 流量 D i 〔L/s〕 〔mm〕 〔‰〕 25.46 25.46 25.46 25.46 25.46 25.46 200 200 200 150 150 200 1.2 1.5 1 1.02 1.49 2 Σh V2 Σξ Σξ〔m〕 2g0.56 0.023 1 0.11 1.7 0.056 3.6 0.12 5.62 0.65 0.08 0.1 0.07 2.6 0.15 1.2 0.69 2 0.11 0 0.08 0.1 2.42 0.08 〔3〕计算所得各标高如下表所示:

各污水处理构筑物的设计水面标高与池底标高

构筑物名称 进水管 格栅 调节池 UASB池 SBR池 消毒池 出水管 DOC.

池〔管〕顶标高 〔m〕 3.2 5.5 5.5 7.5 6.5 2.8 1.4 5.2 5.0 7.1 6.0 2.3 水面标高 〔m〕 池〔管〕底标高 〔m〕 2.8 2.8 1.0 1.2 1.0 1.0 1.2 地面标高 〔m〕 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 浓缩池 5.2 4.7 0.8 1.2 注:浓缩池的水面高度是根据SBR污泥管高度求得,浓缩池池底高度是根据上清液回流管应高于调节池水面高度的原那么求得;浓缩池后通过小型污泥泵把浓缩沉淀下来的污泥抽升至脱水机房进展脱水。

5.10.2选泵

(1)水泵选择

设计水量2200m/d,选择用3台潜污泵(2用1备,二期工程另外选泵)

3

提升前水位-2.6m, 提升后水位7.1m,

提升净扬程Z=7.9-〔-2.6〕=10.5m

水泵水头损失取2m;UASB池布水器所需自由水头2.5m。 从而需水泵扬程H=Z+h+h′=15m ,Q=46m3/h 选择50QW40-15A型潜水排污泵,两用一备

扬程(m) 15.5 DOC.

流量/(m3/h) 46 转速/(r/min) 1440

泵功率2.34kW,配用功率4kW;效率67.7%;重量130kg;杨州市亚太特种水泵厂生产。 (2) 泵位与安装

由于进水流量较小,且选用2台水泵同时工作,所以选用小体积的潜污泵进展污水提升。在调节池出水位上设一3m×2m×0.4m的凹槽放置3台水泵,2用1备。出水管埋深1.0m,然后穿过UASB池壁进入反响器内,从反响器底部进水。

5.10.3.高程布置

为了降低运行费用和使维护管理,污水在处理构筑物之间的流动以按重力流考虑为宜,厂内高程布置的主要特点是先确定最大构筑物的地面标高,然后根据水头损失,通过水力计算,递推出前后构筑物的各项控制标高。根据氧化沟的设计水面标高,推求各污水处理构筑物的水面标高,根据和处理构筑物结构稳定性,确定处理构筑物的设计地面标高。

5.11附属构筑物

鼓风机房:摆放SBR池的附属鼓风机,尺寸为:6m×5m×5m。 配电房:设于办公大楼内。

消毒间:设在SBR池后,尺寸为:9m×4m×3m。 综合楼:建在预留空地内,预留空地尺寸:12m×10m。

DOC.

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