工学]葡萄酒废水处理工程设计

工学]葡萄酒废水处理工程设计内容摘要：

中的生物活性抑制性物质浓度也较高，对微生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，消除前端缺氧及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。 （ 3）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。 （ 4）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，造成了更大范围的生物膜脱落、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，若水温适宜则 2～ 3 d 后生物膜就可恢复正常。 因此当采用此工艺处理葡萄酒废水时要遵循下列要求：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，为避免前端有机物负荷过高可采用多点进水。 ③ 应严格控第 1章 绪论 5 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。 （五）、内循环 UASB 反应器＋氧化沟工艺处理葡萄酒废水：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 － ，最佳温度为 35℃ － 40℃ ，而本工程的葡萄酒废水水质超出了这个范围。 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。 内循环 UASB技术是在普通 UASB 技术的基础上增加一套内循环系统，它包括回流水池及回流水泵。 UASB 反应器的出水水质一般都比较稳定，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 反应器对进水水温、 pH 值和 COD浓度的适应能力，只需在 UASB 反应器进水前对其 pH和温度做一粗调即可。 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 60176。 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：① 实践证明，采用内循环 UASB 反应器＋氧化沟工艺处理葡萄酒废水是可行的，其运行结果表明 COD Cr总去除率高达 95％以上。 ② 由于采用的是内循环UASB 反应器和氧化沟工艺串联组合的方式，可根据葡萄酒生产的季节性、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。 （六）、 UASB+SBR 法处理葡萄酒废水：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，又能产燕山大学本科生毕业设计（论文） 6 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 3 /kgCOD 计算， UASB 产气量为 3500 m 3/d(甲烷含量为 55%～65%)。 沼气的热值约为 22 680kJ/m 3 ，煤的热值为 21 000 kJ/t 计算，则1m 3 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 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。 同原工艺相比较，每天实际节约 1 500～ 2 500 m 3 废水的处理费用，节约能耗约 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 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 元 /日。 水处理技术发展趋势 尽管目前污水处理技术众多 ， 但其发展目标是一致的 ， 即以发展绿色技术、实现资源可持续开发利用和生态安全为目标。 根据国内外研究动向 ， 葡萄酒废水处理技术发展趋势将表现在以下几个方面 : (1) 充分利用新技术对现有的葡萄酒废水处理工艺进行因地制宜的技术改造 ， 采用高效节能的生物反应器。 (2) 实行污水规模化集中处理 ， 可免除重复性设备投资 ， 易于采用新技术。 (3) 葡萄酒废水中含有多种有用物质 ,在处理前应尽量回收 有用的固体物质 ， 经加工后作饲料添加剂或药品 ， 在处理时应多考虑变废为宝 ， 提高经济效益。 第 1章 绪论 7 (4) 针对葡萄酒废水中有机物含量高、生物降解性差的特点 ,同时考虑能源紧张的形势 ， 主要采用厌氧 好氧联合技术 ， 并将产生的污泥干化后作肥料使用。 (5) 当前全球水资源紧张已成为世界关注的焦点 ， 而葡萄酒废水有害无毒 ， 如能将其净 化后回收利用 ， 可达到节约水资源的目的。 (6) 在污水处理中实行自动化控制技术 ， 实现反应器自控管理 ， 将会节省人力。 (7) 开发生物基因技术在环保领域的应用 ， 向着节能、回收有用物质的方向发展。 本论文研究内容 本设计研究的主要内容主要有：。 ,确定污水处理厂的工艺流程。 、型号、数量及工艺参数。 、高程图。 该设计主要解决的问题是由于 制酒 工艺 而产生的污水废水并对其进行处理设计处理水量为 12020m3/d， 经过处理后的水质应达 《 污水综合排放标准 》（ GB89781996） 国家二级排放标准。 燕山大学本科生毕业设计（论文） 8 第 2章 葡萄酒废水处理工艺设计 9 第 2 章 葡萄酒废水处理工艺设计 工程概况 该 葡萄酒 厂 葡萄酒 废水平均日产量 12020立方米 ,其原水水质和设计要求如表。 表 原水水质和设计要求 水质指标 BOD5（ mg/L） COD（ mg/ L） SS（ mg/ L） pH 原 水 1600 3000 1200 610 排放标准 20 100 70 69 设计要求 20 90 60 69 其气象资料如下： 温度：多年平均气温 ℃。 月均最冷气温 12℃，最热气温 ℃ ， 最高气 温 ℃ ， 极端最低气温 ℃，最大温差 ℃。 降雨量：年降雨量 ， 小时最大降雨量 ， 地区最大时降雨量Q= m3/h。 日照：平均日照率 65%，你按照时间 2451h，冬日照率 %，消极照率%。 风速：夏季平局风速 ， 冬季 ， 夏季为南风向，冬季为北风。 地质条件；该地区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。 地下水位埋深已超过。 300m内没有生活区和办公楼。 处理站面积为 200m 200m。 南北向方形。 根据当地资料及工艺方案比较 ,采用 UASBCASS处理工艺。 工艺流程 废水经过格栅后 ， 除去较在的悬浮物及漂浮物 ， 进入调节池 ， 经泵提升至 UASB反应器进行厌氧发酵 ， 然后现进入 CASS反应器进行好氧处理，其工艺流程图见图 21。 燕山大学本科生毕业设计（论文） 10 处理构筑物 格栅 设计作用 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。 工作原理 本设计采用人工清渣格 栅。 由于本设计水量 一般 ，故格栅直接安置于排水渠道中。 图 21 UASBCASS处理工艺流程图 调节池 设计作用 葡萄酒 废水的水量和水质随时间的变化幅度较大，为了保证后续处理构筑物或设备的正常运行，需对废水的水量和水质进行调节，保证后续处理构筑物能连续运行， 工作原理 其均质作用主要靠池侧的沿程进水 及两台旋转式推流搅拌机 ，使同时进入池的废水转变为前后出水，以达到与不同时序的废水相混合的目的。 污泥泵 UASB 池 消毒脱色 废水 格栅 提升泵 调节池 CASS 池 排放 污泥浓缩池 污泥脱水间 泥饼外运 上清液 过滤机 滤液回流 风机 第 2章 葡萄酒废水处理工艺设计 11 提升泵房 设计作 用 污水泵房用于提升污水厂的污水 ， 以保证污水能 依靠重力流 在后续处理构筑物内畅通的流动。 过滤机 设计作用 用于 进一步 截留较大的悬浮物或漂浮物，减轻后续构筑物的处理负荷。 WYB型卧式叶片过滤机是一种高效、节能、自动密闭操作的精密澄清过滤设备 ， 该设备完全密闭操作 ,无泄露 ， 无环境污染；滤网板自动拉出结构方便操作和维护；双面过滤 ， 过滤面积大，容渣两量大；振动排渣，降低劳动强度；液压操作，实现操作自动化；适合大容量、大面积的过滤系统。 由于 截留 的 悬浮物 大 部分都是较 清洁的谷壳等。 所以，截留的悬浮物直接运至饲料制造厂，用于制造饮料。 UASB 反应池 设计作用 是进行废水处理的主要构筑物之一，对高浓度的废水进行厌氧发酵，去除大部分的有机污染物。 工作原理 UASB，即上流式厌氧污泥床，集生物反应与沉淀于一体，是一种结构紧凑，效率高的厌氧反应器 ， 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，具有良好的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。 沼气以微小气泡形式不断放出，微小气泡在上升过程中，不断合并，逐渐形成较大的气泡，在污泥床上部由于沼气的搅动形成一个污泥浓度较稀薄的污泥和水一起上升进入三相分离器，沼气碰到分离器下部的反射板时，折向反射板的四周，然后穿过水层进入气室，集中在气室沼气，用燕山大学本科生毕业设计（论文） 12 导管导出，固液混合液经过反射进入三相分离器的沉淀区，污水中的污泥发生絮凝，颗粒逐渐增大，并在重力作用下沉降。 沉淀至斜壁上的污泥沼着斜壁滑回厌氧反应区内，使反应区内积累大量的污泥，与污泥分离后的 处理出水从沉淀区溢流堰上部溢出，然后排出污泥床。 它的污泥床内生物量多，容积负荷率高，废水在反应器内的水力停留时间较短，因此所需池容大大缩小。 设备简单，运行方便，勿需设沉淀池和污泥回流装置，不需充填填料，也不需在反应区内设机械搅拌装置，造价相对较低，便于管理，且不存在堵塞问题。 CASS 反应池 设计作用 是进行废水处理的主要构筑物之一，对从 UASB反应器出来的低浓度的有机废水进行进一步好氧处理，去除剩余的有机污染物 ,完成废水的最后处理 ,使出水水质达到排。