最新UASB-接触氧化法处理啤酒工业废水的工艺设计——李云龙.doc
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1、Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-dateUASB-接触氧化法处理啤酒工业废水的工艺设计李云龙蓝色代表需要修改,红色代表意见唐 山 学 院毕 业 设 计设计题目:UASB+接触氧化法处理啤酒工业废水的工艺设计 系 别: 环境与化学工程系 班 级: 09 环境工程(1)班 姓 名: 李云龙 指 导 教 师: 刘昆 2013年6月4 日-UASB+接触氧化法处理啤酒工业废水的工艺设计摘 要 本文针对啤酒车间废水处
2、理工艺进行初步设计。啤酒废水含有许多有机物质,这些有机物质浓度较高,虽然无毒,但易于腐败,排入水体后要消耗大量的溶解氧,对水体环境造成严重的危害。啤酒废水中BOD5/CODcr值比较高,在50及以上,非常有利于生化处理。同时生化处理与物理法、化学法相比较:一是处理工艺较成熟;二是处理效率较高,BOD5。CODcr去除率高,一般可达8090以上;三是处理成本低(运行费用节省);经过各种啤酒废水处理工艺的对比,最终选择UASB+生物接触氧化法作为处理工艺。本工艺流程设有格栅、调节池,对污水进行预处理,去除水中较大的悬浮颗粒和调节水质水量。生化处理采用生物接触氧化法,可提高有机物的去除效率。沉淀池用
3、来进行泥水分离。本文介绍了有关UASB+生物接触氧化法的处理流程和设计的计算、对格栅、调节池、UASB、接触氧化池、斜管沉淀池、贮泥池等进行了精细的设计和计算。并对主要构筑物UASB池、接触氧化池做了详细的说明。关键词:UASB;生物接触氧化;啤酒废水;UASB + contact oxidation method and treatment of wastewater in beer production process designAbstract This article was to make a preliminary design dealing with wastewater f
4、rom beer industry. Beer wastewater contains many organic substances, which can cause serious harm to the aquatic environment though consuming a large amount of dissolved oxygen, although they were nontoxic. But easy to corruption, into the water to consume large amounts of oxygen in the aquatic envi
5、ronment, causing serious harm. The value of BOD5/CODcr of beer wastewater was very high, generally 50% or more, which was very conducive to biochemical treatment .Compared to physical and chemical method, biochemical has some advantage, such as mature technology, high treatment efficiency, which BOD
6、5 and CODcr removal rate was high, generally up to 80% 90%, and low operating cost. UASB + biological contact oxidation was finally selected as treatment process after comparing the various treatment processes. First of all, the Pretreatment process was composed by bar screen, regulating pond. The w
7、astewaters quality and quantity were regulated and the large suspended particles were also removed in this part. Biological treatment by biological contact oxidation, can increase the organic matter removal efficiency. Traps used for spate separation.From this literary you can achieve a lot of ways
8、about UASB+ biological contact oxidation to the brewery of the treatment .The treatment of calculation, for example, grid accommodator; the biological contact oxidation flatulence reactor. Concentrate mud pool and make a detailed explanation for the main building. UASB pool and the biological contac
9、t oxidation flatulence reactor.Keywords: UASB; biological contact oxidation; brewery wastewater; 目 录 1 引言1 2 设计原则依据与要求72.1 设计依据72.2 设计原则72.3设计任务73 污水处理方案的确定83.1设计思路83.2方案比较8 3.3方案确定9 3.3.1污水处理流程9 3.3.2各级处理单元污染物去除率分析94 污水处理构筑物设计114.1 格栅的设计 11 4.1.1格栅的作用11 4.1.2设计参数11 4.1.3设计计算114.2 集水井的设计 14 4.2.1设计说
10、明14 4.2.2设计计算14 4.3调节池的设计 14 4.3.1调节池作用14 4.3.2设计参数15 4.3.3设计计算15 4.4 UASB反应器的设计计算 15 4.4.1 UASB反应器作用15 4.4.2 UASB反应器的工作原理16 4.4.3 UASB反应器的选择依据16 4.4.4 设计参数16 4.4.5 设计计算16 4.5 接触氧化池的设计计算 20 4.5.1 生物接触氧化池简介20 4.5.2 生物接触氧化池作用20 4.5.3 设计参数21 4.5.4 设计计算21 4.6 斜板沉淀池的设计 23 4.6.1 沉淀池简介23 4.6.2 沉淀池作用23 4.6.
11、3 设计参数23 4.6.4 设计计算245 集泥井的设计计算26 5.1 设计说明 26 5.2 设计参数 26 5.3 设计计算 26 6 污泥处理27 6.1 污泥浓缩池的设计计算 27 6.1.1 设计参数27 6.1.2 设计计算27 6.2 污泥脱水间的设计计算 28 6.2.1 设计说明28 6.2.2 设计参数28 6.2.3 设计计算29 6.2.4 污泥脱水机297 污水处理站平面及高程布置30 7.1 平面布置 30 7.1.1 平面布置原则30 7.2 高程布置 31 7.2.1 高程设计任务及原则31 7.2.2污水处理高程计算318 水泵选型358.1选泵原则359
12、 结论36谢辞37参考文献381 引言 随着社会经济的快速发展,人民生活水平的不断提高,餐饮娱乐行业发展迅速,也带动了我国啤酒产业的迅猛发展,其需求量逐年上升,同时,也向环境中排放了大量的高负荷有机废水,每生产1 t啤酒约需要10 30 t新鲜水,相应地产生1020 t废水1。由于这种废水含有较高浓度的蛋白质、纤维、脂肪、碳水化合物、废酵母、酒花残渣等有机无毒成分,排入天然水体后将消耗水中大量的溶解氧,既造成水体缺氧,又促使水底沉积化合物的厌氧分解,产生臭气,使水质恶化。另外,上述成分多来自啤酒生产原料,弃之不用不仅造成资源的巨大浪费,更降低了啤酒生产的原料利用率,因此,在粮食缺乏,水和资源供
13、应紧张的今天,如何既有效地处理啤酒废水又充分利用其中的有用资源,已成为环境保护的一项重要研究内容。1啤酒废水的来源与特点(1)啤酒废水的主要来源 啤酒生产工艺分为制麦芽、糖化、发酵以及后处理四大工序。麦芽制备工段的废水主要来自浸麦、洗麦,废水当中悬浮固体以及谷皮内的浸出物较多;麦汁制备工段的废水主要来自糖化锅和糊化锅的刷锅水、清洗水和麦槽贮存池底部流出的麦槽水,每制成1t成品酒产生COD污染物3.77kg;发酵工程的水来自洗涤水,COD浓度在20003000mgL。排放量约为废水总量的1520,在此工段,每制1t成品酒产生COD浓度8.3kg活BOD浓度5kg;灌装工段的废水来自洗瓶水喷淋杀菌
14、水、冷却水、地面冲洗水和包装物破损流出的残酒等,这部分的排放量较大,约占总量的3040,COD浓度为500800mgL。啤酒废水中主要污染物成分是:糖类、醇类等有机物和少量无机盐类,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。国内啤酒厂废水中CODcr含量为:10002500mg/L,BOD5含量为8001500 mg/L,SS为200600 mg/L,pH值为59,属于中等浓度有机废水,需经过废水处理才能排放2。啤酒废水可生化性强且含有一定量的凯氏氮和磷,会导致水体的严重富营养化,破坏水体的生态平衡,对环境造成严重污染,所以啤酒废水的处理势在必行
15、。(2)啤酒废水的特点啤酒废水水量比较大、无毒无害,属于中浓度有机废水。啤酒厂生产啤酒过程用水量很大,相应产生大量废水,啤酒酿造中消耗的大量水除一部分转入产品外,绝大部分作为工业废水排入环境。啤酒废水按其有机物含量可分为冷却水、清洗废水、冲渣废水、灌装废水、洗瓶废水。 2啤酒废水处理现状与趋势 鉴于啤酒废水中COD,BOD,SS等含量较高,目前常依据BOD5/CODcr的比值来判断废水的可生化性,即当啤酒废水的BOD5/CODcr0.3时易生化处理3,当BOD5/CODcr0.3,所以处理啤酒废水的方法一般多采用好氧生化处理,为了降低污染负荷,一般先采用厌氧处理,再用好氧生物处理。目前国内多用
16、以生化处理为中心的方法,从实施并运行的装置来看,好氧生物处理的应用还是比较广泛的,常用的方法是活性污泥法及其改进行式和生物接触氧化法。在国外,传统活性污泥法、升流式流化床等工艺已广泛应用于啤酒废水的处理。在80年代中前期,一般以好氧生物处理为主,好氧生物处理是在有游离氧(分子氧)存在的条件下,好氧微生物降解有机物,使其稳定、无害化的处理方法。主要有活性污泥法和生物膜法。由于受场地、气温、初次投资的限制,除了少数采用塔式生物滤池,生物转盘靠自然充氧外,多采用机械曝气充氧,但高电耗和高运行费用限制了其发展。厌氧生物处理与好氧生物处理法相比,在获得同样高的去除率条件下具有成本低、稳定、易脱水、操作方
17、便、产生的淤泥少、占地面积小、且产生的甲烷可作为燃料再利用的优点。七五以来我国对厌氧工艺进行了大量的研究和探索,以生化为主,生化物化相结合的处理工艺,生化法中常用的有生物膜法,活性污泥法,厌氧与好氧相结合法,水解酸化与SBR组合法等。20世纪70年代荷兰学者Lettinga发展了上流式厌氧污泥床(UASB)反应器处理技术,可以大幅度地降低处理设施的建设费用和运行费用,具有很大的经济型,已经从欧洲的荷兰等国向亚洲辐射。而在UASB反应器的基础上发展起来的以厌氧颗粒污泥膨胀床(expanded granular sludge bed,EGSB)以及厌氧内循环反应器(internal cycle,I
18、C)为代表的第3代厌氧反应器,也已经引入啤酒废水的实际工程应用中,并取得良好的效果。虽然厌氧反应器的出水需要进一步的处理才能达标,即需好氧工艺最为后续处理单元,但是厌氧-好氧组合工艺在能源日益紧张的今天,越来越法混出它的优势,这将成为未来几年啤酒废水处理的主要发法之一。3各种啤酒废水处理方法比较啤酒废水中的大量污染物是溶解性的糖类、乙醇等,这些物质普遍具有良好的生物可降解性,处理方法主要是生物氧化法,根据处理过程中是否需要曝气,可把生物处理法分为好氧和厌氧两大类4。(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。啤
19、酒废水处理主要采用好氧处理工艺,主要有普通活性污泥法、生物滤池法、接触氧化法和SBR法。传统的活性污泥法由于产泥量大、脱氮除磷能力差、操作技术要求严,目前已被其他工艺代替。近年来SBR和氧化沟工艺的动了很大程度的发展和应用。 a.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。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。可以通过投加化
20、学药剂解决,但这将使处理成本提高。b.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。c.深井曝气法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,但是也有施工难度大,造价高,防渗漏技术不过关等缺点。d.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
21、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BOD55-6。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7。 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。 为了既获得更好的处理效果,又可以降低处理成本,并且使能源得到合理有效地利用,废水
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