ｍｄ啤酒生产废水处理工程设计 毕业设计(论文) 102页

昆明理工大学毕业设计（论文）题目：10000ｍ³/ｄ啤酒生产废水处理工程设计学院：环境科学与工程专业：环境工程学生姓名：学号：指导教师：日期：2014.2.25-2014.6.9教务处制82nKumingUniversityofScienceandTechnologyGraduationthesis10000m³/dWastewaterofBreweryTreatmentPlantEngineeringDesignAcademy:EnvironmentalScienceandEngineeringSpecialty：EnvironmentalEngineeringNameofStudent：NumberofStudent：Time：教务处制毕业设计任务书82n毕业设计题目：10000ｍ³/ｄ啤酒生产废水处理工程设计（一）设计内容：1.设计规模：10000m^3/d2.设计啤酒废水的进水水质表1。（mg/L）指标CODBOD5SSPH进水水质平均值220015005008.5处理后的废水必须达到《啤酒工业水污染排放标准》（GB19821-2005）的排放要求3.出水指标指标CODBOD5SSPH数值≤70≤80≤70≤8.54.设计书要求设计计算书应含：计算项目、计算公式及公式来源处、计算数据、计算过程、计算结果、设计确定结果或数据等。绘制工程图纸5张。在下列图中可自选：处理站总平面布置图，处理流程图、处理构筑物设计布置图、其他平面图、面图、部分节点大样图、局部断面图等。（5）计算内容主要设备的尺寸计算、沿程阻力损失、高程计算、设备选型、投资计算等。毕业设计指导教师（签字）：主管教学院（部）长（签字）：年月日82n摘要本设计为啤酒废水处理工程设计,设计程度为初步设计。通过比较多种处理啤酒废水工艺，确定最为合适的方法。啤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。该啤酒废水处理厂的处理水量为10000m³/d。原污水中各项指标为：BOD浓度为1500mg/L,COD浓度为2200mg/L，SS浓度为500mg/L。因该废水COD、BOD值较大,不经处理会对环境造成巨大污染，故要求处理后的排放水要严格达到国家二级排放标准,即：BOD≤80mg/L，COD≤70mg/L，SS≤70mg/L。经过查阅大量的资料，确定以UASB-CASS厌氧——好氧处理工艺为核心，一步步设计整个系统，使其达到合理性。实现了啤酒废水的处理净化、再生利用及节约资源的目的。此工艺可将废水COD由2200mg/L降至70mg/L以下，BOD从1500mg/L降至80mg/L以下，SS由500mg/L降到70mg/L以下，出水符合标准。该处理工艺具有结构紧凑简洁，运行控制灵活，抗冲击负荷，污泥量小等特点，实践表明该组合工艺处理性能可靠，投资少，运行管理简单的特点。为啤酒工业废水处理提供了一条可行途径。具有良好的经济效益、环境效益和社会效益。关键字：啤酒废水、UASB-CASS、计算分析AbstractThisdesignisonebeerwastewatertreatment.Thedegreeofthedesignisinapreliminaryphase.,Bycomparingavarietyofbeerwastewatertreatmentprocess,to82ndeterminethemostappropriatemethod.Themainfeaturesofbrewerywastewaterwatercontainsalotoforganicmatteris,isahighconcentrationorganicwastewater.Thebrewerywastewatertreatmentwatertreatmentplantforthe10000m³/d.Rawsewageintheindicators:BODconcentrationof1500mg/L,CODconcentrationof2200mg/L,SSconcentrationof500mg/L.BecauseofthewastewaterCOD,BODvalueislarger,causinghugepollutionontheenvironmentwithouttreatment,itrequiresdischargetreatedwatertostrictlymeetthenationalemissionstandards,namely:BOD≤80mg/L,COD≤70mg/L,SS≤70mg/L.。Afteraccesstolargeamountsofdata,todeterminetheUASB-CASSanaerobic-aerobictreatmentprocessasthecore,astepbystepdesignofthewholesystemtoachievereasonable.Achieveabrewerywastewatertreatmentpurification,recyclingandconservationofresources.ThisprocesscanbetheCODbythe2200mg/Ldownto70mg/Lorless,BODfrom1500mg/Ldownto80mg/Lorless,SSfromthe500mg/Ldownto70mg/LTheprocesshastheadvantagesofcompactstructureissimple,flexiblecontrol,resistancetoimpactload,smallamountofsludgecharacteristics,thepracticeshowsthatthecombinedprocessofreliableperformance,lowinvestment,simpleoperationandmanagementcharacteristics.Beerindustrialwastewatertreatmentprovidesafeasiblepath.Havinggoodeconomicbenefit,environmentalbenefitandsocialbenefit.Keywords:BeerWastewater;UASB-CASS;ComputationalAnalysis目录第一章总论91.1设计的目的与意义982n1.2啤酒废水处理发展方向91.3设计项目的工艺原理121.3.1啤酒生产工艺流程121.3.2啤酒废水的来源131.3.3啤酒生产废水的特点131.3.4啤酒废水的处理方法141.3.4.1好氧生物处理技术141.3.4.1.1活性污泥法151.3.4.1.2生物接触氧化法151．3.4.2.1酸化—SBR法处理啤酒废水171.3.4.2.2UASB—好氧接触氧化工艺处理啤酒废水171.3.4.2.3新型接触氧化法处理啤酒废水171.3.4.2.4生物接触氧化法处理啤酒废水181.3．4.2.5UASB＋氧化沟工艺处理啤酒废水181.3.4.2.6UASB+SBR法处理啤酒废水191.3.4.2.7UASB+CASS法处理啤酒废水191.4方案论证201.4.1不同处理系统的技术经济分析201.4.2处理工艺选择及分析211.5设计依据231.6工段划分及人员编制24第二章工艺篇252.1工艺路线及流程252.2流程各个结构介绍262.3设备配置和选择说明29第三章总图、运输及土建工程303.1站址选择303.2处理站道路303.3处理站绿化303.4布置原则303.5管道布置313.6高程布置原则323.7处理站的运输量、运输路线和运输工具设置333.8土建工程343.9主要建筑材料用量综合表35第四章动力供应364.1水、电（汽）、压缩空气需用量364.2水、电（汽）来源和供应方式3682n第五章技术经济篇385.1原材料消耗385.2动力消耗385.3投资概算395.4处理成本估算425.5经济效益及环境效益分析435.5.1经济效益435.5.2环境效益43第六章环境保护篇446.1环境保护标准446.2环境保护范围446.3施工过程中对环境影响的措施45总结47致谢48参考文献48附录50计算书50第一章中格栅的计算501.1设计计算501.2设计草图53第二章调节池的设计计算532.1设计计算532.2药剂量的估算54第三章污水提升泵房的设计计算553.1设计计算553.2选泵55第四章平流沉淀池的设计计算564.1设计计算564.2设计结构图59第五章UASB反应器的设计计算605.1设计计算605.2配水系统设计615.3三相分离器设计645.4出水系统设计685.5排泥系统设计685.6产气量计算68第六章CASS反应池的设计计算696.1设计计算6982n6.2污泥COD负荷计算726.3产泥量及排泥系统726.4需氧量及曝气系统设计计算73第七章污泥部分各处理构筑物设计与计算777.1污泥浓缩池设计77第八章构筑物高程计算798.1污水流经各处处理构筑物水头损失798.2部分污水管渠水头损失80附录2外文文献原文及翻译82n第一章总论1.1设计的目的与意义近年来，我国啤酒工业发展迅速，已成为世界五大啤酒生产国之一。同时啤酒工业又是资源消耗大户和产污排污大户，它在消耗大量资源同时向环境排放了大量的污染物，这些污染物包括废水、废气、废渣和噪声。　80年代以来，我国啤酒工业得到迅速发展，到目前我国啤酒生产厂已有800多家，据1996年统计我国啤酒产量达1650万t，既成为世界啤酒生产大国，又成为较高浓度有机物污染大户，啤酒废水的排放和对环境的污染已成为突出问题，引起了各有关部门的重视。啤酒生产废水的特点是高COD、高BOD、高悬浮物（CODcr含量达到2000mg/L以上），这种“三高”的污水不经处理排放到地表，则使河（湖）水浑浊、水体腐败发臭、鱼虾绝迹、危害人体健康，使生态环境遭受严重破坏。由于啤酒废水的污染程度是相当严重的，所以要对啤酒废水进行一定的处理使其达标排放，这也是啤酒生产实施可持续发展的必经途径。[1]为了改善啤酒生产废水对环境造成的污染，更加有效地实施清洁生产，提高企业的经济效益，所以应建立啤酒废水处理排放系统，以解决目前存在的污染问题。1.2啤酒废水处理发展方向随着人民生活水平的不断提高及对现代处理工艺的严格要求，啤酒生产及废水处理将向以下几个方向发展[3]。1、清洁生产82n啤酒厂的特点是消耗高，除有机物污染外几乎不产生对环境有毒害的物质。因此啤酒厂的清洁生产重点应考虑如何使资源消耗最小，如何提高生产效率。我国啤酒厂的清洁生产潜力很大，表现在：A:节约原料(1)节约原料：原料大麦应科学保存，严格进出仓管理。大麦进仓前先进行清麦、除杂，然后测定水分含量，水分只有在12%以下的大麦才可进仓，否则应日光摊晒或低温干燥；水分不同的大麦应分堆保存；做好通风、灭虫杀菌工作；应有专人负责经常检查，并做好记录。此外，在运输途中应防止洒落。(2)麦汁过滤：麦汁在糖化后，必须在最短时间内与不溶解的酒糟分离。采用板框式压滤机可以较好地解决上述问题。缩短过滤时间，排污量减少80%，麦汁质量大为提高，对环境有利,是较典型的清洁生产技术。(3)回收再用：灌装生产线的残留啤酒应回收，怎样继续使用，取决于残留啤酒的质量，但应避免直接排入下水道。B:节约水耗生产用水包括工艺用水、冷却用水、冲洗用水等3个方面。国内每生产1t啤酒，水消耗量约为10～30t，而国外已达到8t以下，可见我国水资源浪费的严重程度。相应的，这也是清洁生产潜力较大的地方,为降低生产用水量，主要从回收角度考虑,回收措施主要用于冷却用水和冲洗用水。2、啤酒废水土地利用废水的土地利用在国内外都有悠久的历史。其目的不单纯是废水农田灌溉，而是根据生态学原理，在充分利用水资源的同时，科学地运用土壤——植物系统的净化功能，使该系统起到废水的二、三级处理作用。废水的土地利用一般有快速渗滤（快速渗滤，RI，是将污水有控制地投配到具有良好渗透性能的土壤表面，污水向下渗透过程中通过生物氧化、硝化、反硝化、过滤、沉淀、氧化和还原等一系列作用从而得到净化的一种土地处理工艺）和地表漫流两种方法。82n前者的特点是加入的废水大部分都经过土壤渗透到下层,因而仅限于在砂及砂质粘土之类的快渗土壤上使用，植物对废水的净化作用较小，主要是由土壤中发生的物理、化学和生物学过程使废水得到处理。后者是一种固定膜生物处理法,废水从生长植物的坡地上游沿沟渠流下，流经植被表面后排入径流集水渠。废水净化主要是通过坡地上的生物膜完成的。这种方法对于渗透较慢的土壤最为适用。经调查,啤酒废水经过土地利用系统后，水质明显改善，能够达到农田灌溉水质标准（GB5084—85）的要求；同时又可节省水源，增加农田土壤的有机质含量，提高农作物产量。其经济效益在干旱地区更能得到体现。当然，啤酒废水的土地利用也存在一定的问题：(1)处理过程中会产生臭味，必须将处理场地设在远离居住区的地方，这样需要较长的输水干管；(2)废水的含盐量过高时，将危害植物生长，并造成土壤排水、通气不良。如何避免这些问题发生，将是啤酒废水处理行业的一个的发展方向。3、啤酒废水的植物净化啤酒废水中有机碳含量丰富，氮、磷的含量也有一定水平，可以为植物生长提供必要的营养物质。通过利用啤酒废水对普通丝瓜、多花黑麦草、水雍菜、金针菜等植物进行水培试验，发现这些植物长势良好并能完成其生活史，既创造了经济效益,同时又显著降低了废水中多种污染物(COD除外)的浓度。这为啤酒废水的资源化处理开拓了一条新思路。水培植物对废水中COD的去除率不高,主要是因为废水中C的含量大大高于N、P，而植物是按照一定的C、N、P比例来摄取营养物质的。从这一点来看，水培植物用于生物处理后出水(含C量已大为降低)的深度净化更为合理。82n1.3设计项目的工艺原理1.3.1啤酒生产工艺流程啤酒生产工艺流程主要分为两个部分，分别是麦芽制造过程和啤酒酿造过程[2]。①麦芽制造工艺流程：麦芽制造主要有三大步骤：浸麦、发芽、干燥，流程如下：②啤酒酿造工艺流程：1.3.2啤酒废水的来源82n啤酒的废水主要来源于：麦芽生产过程的洗麦水、浸买水、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、过滤洗涤废水；罐装过程洗瓶、灭菌和破瓶啤酒废水；冷却车间和成品车间洗涤水[4]。1.3.3啤酒生产废水的特点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，不同的啤酒厂生产过程每吨酒的耗水量和水质相差较大.国内每吨啤酒从糖化到灌装总耗水10~20吨。啤酒废水可分为以下几类[4]：1．清洁废水冷冻机、麦汁和发酵冷却水等，这些水基本未受污染。2．清洗废水如清洗生产装置废水、漂洗酵母水、洗瓶机初期洗涤水、酒罐消毒废水、巴斯德杀毒喷淋水和地面冲洗水等，这类废水受到不同程度的有机污染。冲洗废渣水，如麦糟液、冷热凝固物、酒花糟、剩余酵母、酒泥、滤酒渣和残碱性洗涤液等，这类废水中含有大量的悬浮固体有机物。工段中将产生麦汁冷却水、装置洗涤水、麦糟、热凝固物和酒花糟。装置洗涤水主要是糖化锅洗涤水、过滤槽和沉淀槽洗涤水。此外，糖化过程还要排出酒花糟、热凝固物等大量悬浮物。3．装酒废水在灌装酒时，机器的跑冒滴漏时有发生，还经常冒酒，废水中掺入大量残酒。喷淋时由于用热水喷淋，啤酒升温引起瓶内压力增大，“炸瓶”现象时有发生，所以，在大量啤酒洒散在喷淋水中，循环使用喷淋水为防止生物污染而加入防腐剂，因此被更换下来的废喷淋水含防腐剂成分。82n4．洗瓶废水清洗瓶子时先用碱液洗涤剂浸泡,然后用压力水初洗和终洗.瓶子清洗水中含有残余碱性洗涤剂、浆纸、燃料、浆糊、残酒和泥砂等。碱性洗涤剂的更换，更换时若是直接排入下水道可以使啤酒废水呈碱性。因此废碱性洗涤剂应先进入调节池沉淀装置进行单独处理。所以可以考虑将洗瓶废水的排出液经处理后储存起来，用来调节废水的pH值。这样可以节省污水处理的药剂用量。1.3.4啤酒废水的处理方法鉴于啤酒废水自身的特性，啤酒废水不能直接排入水体。啤酒废水的处理方法可以分为好氧生物处理和厌氧生物处理两大类。目前，国内外普遍采取生化法处理啤酒废水。1.3.4.1好氧生物处理技术好氧生物处理是在氧气充足的情况下，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（释放于水中）。这种方法没有考虑到废水中有机物的利用问题，因此处理成本较高。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。1.3.4.1.1活性污泥法82n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，具备投资省、处理效果好等优点。该水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。间歇式活性污泥法（SBR）通过间歇曝气可以使动力消耗显著降低，同时，废水处理时间也短于普通活性污泥法。引进比利时的SBR专利技术，废水处理时间仅需19～20h，比普通活性污泥法缩短10～11h，CODcr的去除率也在96%以上。在传统的活性污泥法基础上，科研人员开发了新型高效好氧生物生理技术周期循环活性污泥法。其优点是：利用位于反应器前端的预反应池作为生物选择器对水中有机底物快速吸附及吸收，提高了处理效率，增强了系统运行的稳定性；可变容积的运行提高了系统对水质水量变化的适应性和操作的灵活性；根据生物反应动力学原理，对废水在反应器的流动呈现出整体推流，而在不同区域内为完全混合的复杂流态，不仅保证了稳定的处理效果，而且提高了容积利用率；通过对生物速率的控制，使反应器以好氧－缺氧－厌氧状态周期循环运行，使其具有优良的脱氮除磷效果，降低了运转费用。1.3.4.1.2生物接触氧化法该方法20世纪70年代由日木初创，它是在生物反应器内装载填料，利用微生物自身的附着作用，在填料表面形成生物膜，使污水在与生物膜接触过程中得到净化。它与传统活性污泥法相比有一定的优势，在啤酒工业中得到了广泛的应用。但由于啤酒废水的进水COD浓度高，处理中一般采用两级接触氧化工艺，此法可防止高糖含量废水引起污泥膨胀现象。该法的缺点是对于大型污水厂填料需要量过大，不便运输和装填，而且污泥排放量大。82n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。水解酸化去除了部分有机污染物，提高了废水的可生化性，有益于后续的生物接触氧化处理。该工艺的处理方法、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。采用此工艺处理啤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。1.3.4.2厌氧－好氧结合处理技术厌氧生物处理适用于高浓度有机废水，它是在无氧的条件下，靠厌氧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。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的主要组成部分是反应器，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－固分离系统（三相分离室）。废水从反应器底部加入，在向上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）一同升入三相分离室，气体被收集在气罩里，而污泥颗粒受重力作用下沉至反应器底部，水则经出流堰排出。下面着重介绍集中处理啤酒废水的方法。1．3.4.2.1酸化—SBR法处理啤酒废水其主要处理设备是酸化柱和SBR反应器，这种方法在处理啤酒废水时，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。82n优点：水解池体积小，造价低、易于维护、产生的剩余污泥少。1.3.4.2.2UASB—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。主要处理过程为：废水经过转鼓过滤机，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。优点：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。1.3.4.2.3新型接触氧化法处理啤酒废水此方法处理过程为：废水首先通过微滤机去除大部分悬浮物，出水进入调节池，然后中提升泵打入VTBR反应器中进行生化处理，通过风机强制供风使废水与填料接触，维持生化反应的需氧量，VTBR反应器出水进入沉淀器，去除一部分脱落的生物膜以减轻气浮设备的处理负荷，之后流人气浮设备去除剩余的生物膜，污泥及浮渣送往污泥池浓缩后脱水。优点：节省投资，运行稳定，处理效果好等特点。冬季运行时，在VTBR反应器外部加了一层保温材料，使罐中始终保持较高的温度，提高了生物的活性。缺点：耗电量大。82n1.3.4.2.4生物接触氧化法处理啤酒废水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。但是此处理方法在设计和运行中会出现以下问题：①沉淀污泥不能及时排除。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。②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。因此，当采用此工艺处理啤酒废水时要遵循下列要求：①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。1.3．4.2.5UASB＋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，82n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。此处理工艺主要有以下特点：①CODCr总去除率高达95％以上。②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。1.3.4.2.6UASB+SBR法处理啤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，又能产生经济效益。1.3.4.2.7UASB+CASS法处理啤酒废水厌氧处理工艺采用UASB反应器，高浓度废水单独进行厌氧处理后，与中低浓度废水混合进行好氧处理后，与中低浓度废水混合进行好氧处理。好氧生化法采用CASS生物反应池，曝气池、二沉池合二为一，在单一反应池内利用活性污泥完成废水的生物处理和固液分离。UASB-CASS组合工艺特点：①有机负荷高，COD去除率高②布水均匀，能保证微生物与基质的充分接触③抗冲击负荷能力强④容积产气率高，能耗很低82n①整个系统完全自控，设置全自动防酸化保护系统，不会出现酸化现象②系统占地小，为其它厌氧系统的60%左右③运行稳定，处理效果好，管理简单④由于采用静止沉淀，出水水质较其它处理好⑤好氧微生物富集简单，系统启动容易⑥系统除对有机物有很好去除外，对N、P的去除也较高方案论证1.4方案论证1.4.1不同处理系统的技术经济分析不同处理方法的技术、经济特点比较，见表1-1。表1-1不同处理方法的技术、经济特点比较处理方法主要技术、经济特点好氧工艺生物接触氧化法采用两级接触氧化工艺，可防止高糖含量废水引起污泥膨胀现象；但需要填料过大，不便于运输和装填，且污泥排放量大。氧化沟工艺简单，运行管理方便，出水水质好，但污泥浓度高，污水停留时间长，基建投资大，曝气效率低，对环境温度要求高。SBR法占地面积小，机械设备少，运行费用低，操作简单，自动化程度高；但还需曝气能耗，污泥产量大。厌氧好氧工艺水解—好氧技术节能效果显著，且BOD/COD值增大，废水的可生化性能增加，可缩短总水力停留时间，提高处理效率，剩余污泥量少。82nUASB—好氧技术技术上先进可行，投资小，运行成本低，效果好，可回收能源，产出颗粒污泥产品，由一定收益；操作要求严。1.4.2处理工艺选择及分析拟采用UASB+CASS处理工艺。啤酒工厂废水处理技术路线是以去除流失在水中的糖类、醇类、胶体等为主要目的。采用以物理法分离、化学法去除、生物法降解的方式。以美国、德国为代表的西方发达国家致力于将多项专利技术集设备于一体的研究，开发的新型复合式处理装置具有更高效、更稳定、更经济适用的特点。厌氧生物处理工艺是在无氧的条件下，用生物方法处理有机物。近年来，多采用厌氧法对易降解的发酵废水进行处理。厌氧法具有很多优点：①处理设备简单、投资小；②剩余污泥数量少，且污泥浓缩脱水性极好；③生产沼气，能够作燃料使用，因而是一种节省能源的处理技术；④厌氧消化设备是密闭的，不会发生臭味恶化环境。升流式厌氧污泥层反应器（UASB）属于现代废水厌氧处理工艺，该反应器具有较高的容积负荷率和较短的水力停留时间，从而使此类反应器具有很高的效能。好氧生物处理是在有氧的情况下，借助好氧微生物的作用来进行的，好氧生物处理一般用来处理低浓度有机废水，传统的好氧处理工艺包括活性污泥工艺和生物膜法工艺。采用活性污泥工艺的厂家有广州啤酒厂、珠江啤酒厂、长春啤酒厂等，但由于发酵废水有机负荷较高，使用此法有时会出现污泥膨胀的问题。采用生物膜法工艺的有杭州啤酒厂、青岛啤酒厂、房山啤酒厂等。82n值得注意的是：完全使用厌氧法处理，虽可以回收沼气能源，但很难达到排放标准。而如果采用两段好氧生物处理法，不仅投资大，且动力消耗和运转费用也较高。另外，好氧处理比较使用于处理低浓度有机废水，如果用以处理高浓度有机废水，有时会出现污泥膨胀的问题。因此，为了使高浓度有机废水得以更为有效的处理，可以采用厌氧生物法先作预处理，然后用好氧生物法作后处理，这在技术上是可行的，在经济上是合理的。在厌氧阶段，将不溶性有机物水解为溶解性物质，是大分子物质转化为小分子物质，由于水解和产酸菌世代周期较短，这一过程能够较快完成，并且可在常温下完成，此厌氧过程可减轻好氧生物处理负荷，提高污水的可生化性，提高有机物去除率，降低产泥量。本处理工艺拟采用污水处理工艺为UASB厌氧和CASS好氧组合工艺。将UASB和CASS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+CASS法处理工艺与水解酸化+CASS处理工艺相比,因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500mg.L-1左右，需进行再处理或好氧处理串连才能达标排放。通过水质的分析和各种工艺的优缺点比较，选用厌氧＋好氧工艺，厌氧段采用厌氧反应器――UASB，好氧段采用序批式间歇活性污泥法SBR法基础上发展起来的CASS法。只用UASB处理啤酒废水出水的COD5仍然达不到废水排放标准，故将UASB和CASS82n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，又能产生经济效益。1.5设计依据1.废水来源：啤酒厂产生的废水。2.设计废水排量:10000m^3/d3.设计水质：设计啤酒废水的进水水质表（mg/L）指标CODBOD5SSPH进水水质平均值220015005008.54.处理要求：处理后的废水必须达到《啤酒工业水污染排放标准》（GB19821-2005）的排放要求，具体见下表：处理后出水水质指标CODBOD5SSPH数值≤70≤80≤70≤8.51.6工段划分及人员编制82n因整个工艺过程实行自动化操作系统，操作管理十分方便。采用四班三运转的轮班制度，每班连续上两天，8天中休息两天，即2个早班、2个中班、2个夜班，然后休息两天。每班2人值班，每天3班。前端污水处理工段1人，末端污泥处理工段1人。具体人员编制见下表1-4。表1-4人员编制表序号人员名称班数每班人数小计1站长兼技术员1112专职政工人员1113杂勤（助理）1114污水处理值班工人3265污泥处理值班工人3266分析化验员1227维修人员1228汽车驾驶员3139门卫313合计25人82n第二章工艺篇2.1工艺路线及流程格栅调节池沉淀池UASB池CASS池污泥浓缩池脱水间沼气罐废水外运污泥污泥污水污水排放图2.1工艺路线图啤酒废水先经过中格栅去除大杂质，通过调节池进行水质水量调节，调节池中出来的水用泵连续送入平流沉淀池，通过初沉池再次去除较小的悬浮物，在进入调节池前，根据在线PH计的PH值用计量泵将酸碱送入调节池，调节池的PH值在6.5～7.5之间。平流沉淀池中出来的水自流入UASB反应器进行厌氧消化，降低有机物浓度。厌氧处理过程中产生的沼气被收集到沼气柜。UASB反应器内的污水流入CASS池中进行好氧处理，而后达标出水。来自平流沉淀池、UASB反应器、CASS反应池的剩余污泥先收集，再由污泥提升泵提升到污泥浓缩池内被浓缩，浓缩后进入污泥脱水机房，进一步降低污泥的含水率，实现污泥的减量化。脱出的污水回流至初沉池处理，污泥脱水后形成泥饼，装车外运处置。82n该处理工艺具有结构紧凑简洁，运行控制灵活，抗冲击负荷，污泥量小等特点。为啤酒工业污水处理提供了一条可行途径。具有显著的经济效益、环境效益和社会效益。2.2流程各个结构介绍格栅啤酒废水中含有大量的漂浮物与悬浮物质，污水处理法的处理对象就是这些漂浮物与悬浮物质。污水物理处理就是利用物理作用分离污水中呈悬浮状态的固体污染物质，而格栅就是物理处理方法中的典型工具。格栅是由一组平行的金属栅条或筛网制成，安装在污水渠道、泵房集水井的进口处或污水处理厂的端部。用以截留啤酒废水中较大的悬浮物或漂浮物，以便减轻后续处理构筑物的处理负荷，并使之正常进行，被截留的物质称为栅渣。按格栅栅条间距的大小不同，格栅分为粗格栅、中格栅和细格栅3类。按格栅的清渣方法，有人工格栅、机械格栅和水力清除格栅三种。按格栅构造特点不同可分为抓耙式、循环式、弧形、回转式、转鼓式、旋转式、齿耙式和阶梯式等多种形式。沉淀池沉淀是水处理中广泛应用的一种方法，主要用于去除粒径在20～100mm以上的可沉固体颗粒。而初沉池正是用于沉淀能经过格栅的颗粒，为了后续反应更好的进行。本论文设计的初沉池位于生化反应之前，所以叫做初沉池。初沉池按池内水流方向可分为平流式、竖流式和辐流式三种，本次设计采用平流式初沉池。其结构如图2.2所示：82n图2.2平流式初沉池由图可以看出初沉池由进、出水口、水流部分和污泥斗三个部分组成。池体平面为矩形，一般采用淹没进水孔，水由进水渠通过均匀分布的进水孔流入池体，进水孔后设有挡板,使水流均匀地分布在整个池宽的横断面。初沉池的出口设在池的另一端，多采用溢流堰，以保证沉淀后的澄清水可沿池宽均匀地流入出水渠。堰前设浮渣槽和挡板以截留水面浮渣。污泥斗用来积聚沉淀下来的污泥,设在池前部的池底以下,斗底有排泥管，定期排泥。平流式初沉池多用混凝土筑造，也可用砖石圬工结构，或用砖石衬砌的土池。平流式初沉池构造简单，沉淀效果好，工作性能稳定，使用广泛，但占地面积较大。若加设刮泥机或对比重较大沉渣采用机械排除，可提高初沉池工作效率。泵房污水泵房在污水处理系统中常被称为污水提升泵房，其作用主要是将上游来水提升至后续处理单元所要求的高度，使其实现重力自流。它的工作特点是它所抽升的水是不干净的，一般含有大量的杂质，而且来水的流量随时都在变化。UASB反应池UASB反应器示意图。82n图2.3UASB反应器示意图由图可知，UASB反应器在反应器的上部设置了一个气、固、液三相分离器。通过三个分离器，消化气首先被分离到气室，由导管不断引出，泥水混合液进入沉淀区，通过沉淀作用进行泥水分离。上清液不断从池顶流出，而污泥被截留下来，再返回到反应区。反应区可分为两区，即污泥床区和污泥悬浮层区。污泥床区的污泥浓度很高，而污泥悬浮层区的污泥浓度较低。由于有了沉淀区，污泥不会随水流走，使反应器能保持很多生物量，因此污泥龄很长。这就是反应器有很高的污泥负荷率。CASS反应池CASS池分预反应区和主反应区。在预反应区内，微生物能通过酶的快速转移机理迅速吸附污水中大部分可溶性有机物，经历一个高负荷的基质快速积累过程，这对进水水质、水量、PH和有毒有害物质起到较好的缓冲作用，同时对丝状菌的生长起到抑制作用，可有效防止污泥膨胀；随后在主反应区经历一个较低负荷的基质降解过程。CASS工艺集反应、沉淀、排水、功能于一体，污染物的降解在时间上是一个推流过程，而微生物则处于好氧、缺氧、厌氧周期性变化之中，从而达到对污染物去除作用，同时还具有较好的脱氮、除磷功能。污泥浓缩池介绍82n污泥浓缩池是采用重力或气浮法来降低污泥含水量，使污泥稠化的装置。经浓缩后的污泥近似糊状，仍保持流动性。浓缩后的污泥含水率一般为95%～97%。污泥浓缩池中所排出的污泥水含有大量有机物质，一般混入原水一起处理，不能直接排放，以免造成污染环境。2.3设备配置和选择说明表2-3主要设备一览表序号设备名称型号单位数量备注1机械格栅HG-800台12污水提升泵4PWL型单级立式污水泵台2一备一用3潜水搅拌机QJB7.5/6―640/3―303/c/s台14配水泵4PWL型单级立式污水泵台3两用一备5加药装置AHJ-I套16气水分离器φ500㎜×1800（H）㎜台17水封器φ500㎜×1200（H）㎜台18沼气贮罐个19鼓风机DG超小型离心鼓风机台2一备一用10滗水器XBS-300台411曝气器SX-1根20012污泥提升泵80QW―50―10―3台2一备一用13带式压滤机DYQ―1000套182n第三章总图、运输及土建工程3.1站址选择站址选择既要服从城市总体规划和城市远期发展，又要兼顾考虑建设投资、建设条件、生态环境影响、社会影响等方面的因素，做到合理布局，同时还应考虑到配套管网的中、远期结合，以便于实施。3.2处理站道路为便于交通运输和设备的安装、维护，厂区内主要道路宽为8m。道路布置成网格状的交通网络。通向每个建（构）筑物均设有道路。路面结构采用混凝土。3.3处理站绿化处理站四周及站内的绿化隔离带，种植白皮松（多干）等较高树种，形成较密的树林，起到隔离的功能。建筑物及构筑物周边空地植以大面积草坪，草坪上从植绣球、龙柏等小灌木点缀其间，使整个处理站有一个良好的景观系统，同时厂区绿化布置也有利于汽车的回转、停放，平面和空间都具有明确的导向性和清晰视距。3.4布置原则（1）处理站构（建）筑物的布置应紧凑，节约用地和便于管理。①池形的选择应考虑减少占地，利于构（建）筑物之间的协调；82n②构（建）筑物单体数量除按计算要求计算外，亦应利于相互间的协调和总图的协调。③构（建）筑物的布置除按工艺流程和进出水方向顺捷布置外，还应考虑与外界交通、气象、人居环境和发展规划的协调，做好功能划分和局部利用。（2）构（建）筑物之间的间距应按交通、管道敷设、基础工程和运行管理需要考虑。（3）管线布置尽量沿道路与构（建）筑物平行布置，便于施工与检修。（4）做好建筑、道路、绿地与工艺构筑物的协调，做到即使生产运行安全方便，又使站区环境美观，向外界展现优美的形象。具体做好以下布置：①污水调节池和污泥浓缩池应与办公区或厂前区分离；②配电应靠近引入点或电耗大的构（建）筑物，并便于管理；③沼气系统的安全要求较高，应远离明火或人流、物流繁忙区域；④重力流管线应尽量避免迂回曲折。3.5管道布置（Ⅰ）污水管：①进水管：原污水沟上截留闸板的设置和进站控制闸板的设计由啤酒厂完成。DN=200mm。②出水管：DN200mm铸铁管。③超越管：考虑运行故障或进水严重超过设计水量水质时废水的出路，在UASB之前设置超越管，DN150mm铸铁管。④溢流管：浓缩池上清液及脱水机压滤水含微生物有机质0.5%～1.0%，需进一步处理，排入调节池。设置溢流管，DN150mm铸铁管。82n（Ⅱ）污泥管：USAB、CASS反应池污泥均为重力排入集泥井，站区排泥管均选用DN200铸铁管。集泥井至浓缩池，浓缩池排泥泵贮泥柜，贮泥柜至脱水间均为压力输送污泥管。集泥井排泥管DN200mm，铸铁管。浓缩池排泥管，贮泥柜排泥管，DN200mm，铸铁管。（Ⅲ）沼气管：沼气管从UASB至水封罐为DN100mm铸铁管，从水封罐向气水分离器及沼气柜为DN100mm铸铁管。（Ⅳ）给水管：沿主干道设置供水干管DN200mm，镀锌钢管。引入污泥脱水机房供水支管DN50mm，镀锌钢管。引入办公综合楼泵房及各地均为DN32mm，镀锌钢管。（Ⅴ）雨水外排：依靠路边坡排向厂区主干道雨水管。（Ⅵ）管道埋深：①压力管道：在车行道之下，埋深0.7～0.9m，不得小于0.7m，在其他位置0.5～0.7m，不宜大于0.7m。①重力管道：不宜小于0.7m（车行道下）和0.5m（一般市区）。3.6高程布置原则污水处理工程的污水处理流程高程布置的主要任务是确定各处理构筑物和泵房的标高，确定处理构筑物之间连接管渠的尺寸及其标高；通过计算确定各部位的水面标高；从而使污水能够在处理构筑物之间顺畅的流动，保证污水处理工程的正常运行。污水处理工程的高程布置一般遵守如下原则：82n(1)认真计算管道沿程损失、局部损失、各处理构筑物、计量设备及联络管渠的水头损失；考虑最大时流量，事故流量的增加，并留有一定的余地；还应当考虑到当某座构筑物停止运行时，与其相邻的其余构筑物及其连接管渠能通过全部流量。(2)避免处理构筑物之间跌水等浪费水头的现象，充分利用地形高差，实现自流。(3)在认真计算并留有余量的前提下，力求缩小全程水头损失及提升泵站的扬程，以降低运行费用。(4)需要排放的处理水，在常年大多数时间能够自流排入水体。注意排放水位不一定选取水体多年最高水位，因为其出现时间短，易造成常年水头浪费，而应选取经常出现的高水位作为排放水位，当水体水位高于设计排水位时，可进行短时间的提升排放。(5)应尽可能使污水处理工程的出水渠不受水体洪水的顶托，并能自流。处理装置及构筑物的水头损失。(6)尽可能利用地形坡度，使污水按处理流程在构筑物之间能自流，尽量减少提升次数和水泵所需扬程。(7)协调好站区平面布置与各单体埋深，以免工程投资增大、施工困难和污水多次提升。(8)注意污水流程和污泥流程的配合，尽量减少提升高度。(9)协调好单体构造设计与各构筑物埋深，便于正常排放，又利检修排空。3.7处理站的运输量、运输路线和运输工具设置在厂区内部总平面布置上，按生产性质、工艺要求及火灾危险性的大小等划分出各个相对独立的小区，并在各小区之间采用道路相隔。处理后的污泥外运送至有资质的单位进行处理。污泥在装车及运输时不得对站内环境造成污染，每天要及时清理场地及搞好场地清洁卫生。82n表3-7处理站运输情况序号运入量（吨/年）运出量（吨/年）物料名称13.75—工业硫酸21.2—聚丙烯酰胺3—1580干污泥注：以365天计。3.8土建工程表3-8全站建、构筑物一览表序号名称结构建筑面积（㎡）占地面积（㎡）1格栅间砖混结构12.512.52调节池钢筋混凝土5005003平流沉淀池钢筋混凝土4684684UASB反应池钢结构5215215CASS池钢筋混凝土180018006提升泵房砖混结构60607污泥浓缩池钢筋混凝土1691698污泥脱水间砖混结构75759办公楼框架结构60060010配电室砖混结构454511鼓风机房砖混结构606082n3.9主要建筑材料用量综合表表3-9砖混结构与框架结构用量综合表序号名称规格单位数量1水泥硅酸盐水泥100（kg/㎡）85250（kg）2普通砖红砖240mm×115mm×53mm150（块/㎡）1227875（块）3钢材Q235B10（kg/㎡）8525（kg）表3-9-1构筑物钢筋混凝土用量综合表序号名称规格单位数量1水泥硅酸盐水泥435（kg/m³）1277595（kg）2中粗砂粒度2.8～3.2mm0.43（kg/m³）1262.91（kg）3碎石10-200.83（kg/m³）2437.71（kg）4钢筋HRB33590（kg/m³）264330（kg）82n第四章动力供应4.1水、电（汽）、压缩空气需用量表4-1水、电（汽）、压缩空气需用量序号名称规格用量备注1生产用水3m³/d1095m³/年2绿化用水0.0015m3/m2.d84.89m³/年3生活用水0.25m³/人·天1368.75m³/年4动力用电380V1002582kw·h5照明用电220V779.64kw·h6压缩空气50m³/min流量7压缩空气63.8kPa出口压力4.2水、电（汽）来源和供应方式（1）站内用水主要为工业用水和生活用水，均有站内自来水管网注解供给；室外消防与生活生产管网合并使用，采用低压消防系统。①工业用水：主要为处理车间地面冲洗，生产冲洗水约3m³/d，全年按365天计算。绿化用水量按0.0015m3/m2.d计算，绿化面积约为565.92㎡。一年洒水时间按100天计算，即1180m³/年。②生活用水：综合生活用水量按0.25m³/人·天计算，定员15人，生活日用水量为3.75m³/d，即1368.75m³/年。（282n）处理站如果停电，将会造成污水供氧中断，使好氧微生物不能成活，停电时间过长微生物就会缺氧窒息死亡，这就需要相当长的时间重新培养微生物，在这段时间内未经处理的污水排出就会造成污染，因此确定用电负荷属于二级负荷，要求双电源供电。两路电源一路工作，一路备用，当一路工作电源故障时，另一路电源投入使用。电源委托当地供电部门，由全厂变压器接入。全厂用电设备为380/220V配电。设计依据：①工艺专业提供的电气设计要求及建设单位提供的有关电气设计资料；②《工业与民用供电系统设计规范》（GBJ52-83）；③《低压配电装置及线路设计规范》（GBJ54-83）；④《工业与民用通用设备电力装置设计规范》（GBJ55-83）；⑤《建筑防雷设计规范》（GBJ57-83）；⑥《工业与民用电力装置接地设计规范》（GBJ65-83）。82n第五章技术经济篇5.1原材料消耗药剂量的估算（以进水pH值取10为例计算）设废水中含有的碱性物质为,则：则：含量为中和至7，此时，含量为需中和的为采用投酸中和法，选用96%的工业硫酸，药剂不能完全反应的加大系数取1.1809839.9648.951则，实际的硫酸用量为以365天计算，则每年消耗的药剂量分别为：56.09×365=20472.85kg82n5.2动力消耗即每m³废水消耗的用电量，由公式求得，式中：V——废水量，m³/d；η——电机负荷系数，取0.85；P——功率，kw；T——运行时间，取365天。根据所选用的泵及工作设备的型号，查得各自的功率（详见计算说明书），则代入上式，求得5.3投资概算（1）土建工程：工程造价如下：砖混结构：620～630元/㎡；框架结构：900～1100元/㎡；砖混结构总面积：框架结构总面积：则砖混结构费用为：框架结构费用为：则土建工程费用为：82n（2）构筑物：钢材：28㎏/㎡×3.30元=92元/㎡水泥：150㎏/㎡×2.6元=40元/㎡砂子：0.4m³/㎡×35元=14元/㎡石子：0.28m³/㎡×50元=14元/㎡使用钢筋混凝土的构筑物面积为：2937㎡；则构筑物费用为：（92+40+14+14）×2937=469920元≈47万元钢结构521×92=47932≈4.8万元（3）标准设备购置费：表5-3标准设备购置费序号名称单价（万元）数量费用（万元）备注1污水提升泵1.8624.092潜水搅拌机2.112.313加药装置1.523.34沼气贮罐111.15鼓风机0.7621.76滗水器2247曝气器0.00554402.428污泥提升泵0.45219带式压滤机14.8116.28总计36.72则标准设备购置费约为36.72万元。（4）设备安装费：标准设备安装费为36.72×15％≈5.5万元82n（1）管道购置费及其安装费：采用铸铁管，以5000元/吨计算。管道购置费约为18万元，安装费为7.2万元。管道购置费及安装费总费用为25.2万元。（2）电器仪备及安装费电器仪备费用取设备费的15%，则电器仪备费为36.72×15%=5.5万元安装费取电器仪备费的30%，则安装费为5.5×30％=1.65万元（3）分析化验设备处理站主要化验设备见下表：序号设备名称数量设备名称数量1高温炉1生物显微镜12电热恒温箱1离子交换纯水器15BOD培养箱1电冰箱17电热恒温水锅1电动离心机19分光光度计1真空泵111酸度计1灭菌器113溶解氧测定仪1磁力搅拌器115水分测定仪1COD仪117精密天平1空调器119物理天平1计算机1分析化验设备费用约为6.3万元，其运输费取设备费的8%，则运输费为5040元。（4）前期费用设计费：按投资费的2%计算。投资费用约为210万元，不含土地征用费。则设计费为210×2%≈4.2万元人员费：按投资费的5%计算，82n则人员费为210×5%≈10.5万元不可预见费：按投资费的4%计算，则不可预见费为210×4%≈8.4万元5.4处理成本估算原材料费用：工业硫酸800元/吨，聚丙烯酰胺8000元/吨，则费用约为2万元动力费：①水费：总用水量约为3000吨/年，2012年昆明水费为3.5元/吨，则水费为3000×3.5=1.05万②电费：用电量为14.14kw·h，2012年昆明电费为0.483元/度，则电费为85.2×365×0.483≈1.5万元生产工人工资及附加费生产工人工资以3000元/月·人计算，设计定员25人，则工资每年费用为90万元。固定资产折旧费以20年来计算，每年5%的折旧率，则固定资产的折旧费为（210×95%－210×95%×15%）×5%≈85万元车间经费车间经费包括检修费、取暖费和辅助人员费，取生产费用的5%来计算，生产费用取上述1～4项的总和。则生产费用为143.55万元车间经费为143.55×5%≈7.1万元（1）车间成本车间成本取上述1～5项的总和，则车间成本为150.65万元82n（1）企业管理费企业管理费取上述1～6项的总和，则企业管理费为294.2万元5.5经济效益及环境效益分析5.5.1经济效益本工程建成投入运行后，经济效益十分明显。按照每吨水排污费1.2元计算，每年可节省资300万元，为企业节省了资金。5.5.2环境效益啤酒废水高COD、高BOD、高悬浮物（CODcr含量达到2000mg/L以上）.排水量也很大，在经过处理后，每项主要污染物去除率都可以到达90%以上，来了很大的环境效益。82n第六章环境保护篇6.1环境保护标准执行下列评价标准：（1）处理后的废水必须达到《啤酒工业水污染排放标准》（GB19821-2005）的排放标准：CODcr≤80mg/l，BOD5≤20mg/l，SS≤70mg/l。（2）恶臭气体执行GB14554-93《恶臭污染物排放标准》中的二级标准。（3）污泥执行GB4284-84《农用污泥中污染物控制标准》或GB16889-1997《生活垃圾填埋污染控制标准》。（4）河段执行GB3838-2002《地表水环境质量标准》Ⅳ类标准：COD≤30mg/l，BOD5≤6mg/l。（5）大气环境执行GB13271-2001《锅炉大气污染物排放标准》中Ⅱ时段二类区标准：烟尘排放浓度120mg/m³；SO2排放浓度900mg/m³；烟尘初始排放浓度120。（6）声学环境执行GB12345-90《工业企业厂界噪声标准》中Ⅱ类标准。6.2环境保护范围（1）地面水环境污水处理厂尾水排放水体为捞鱼河。污水厂出水达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002)中的一级A标准。（2）空气环境82n恶臭对空气环境影响范围为厂界及周边敏感区域，使得敏感区域空气质量不受恶臭影响。（3）噪声污水处理厂厂界及附近敏感点，使上述敏感点不受噪声干扰。（4）固体废弃物处置后的污泥外运送至有资质的单位处理。6.3施工过程中对环境影响的措施（1）施工期环境保护措施①扬尘（粉尘）污染防治措施产生扬尘的部位，采取湿式作业和适当洒水。②噪声防治措施a.施工时间应严格限制在6:00～22:00之间，严禁在其它时间施工；b.高噪声设备必须采取减振隔声措施，尽量封闭使用。（2）营运期环境保护措施a.生活污水经化粪池集中处理排入下水管网。b.生产废水排入厂区下水管网，处理后达标废水走向进入附近河流。c.固体废物如碎瓶回收进行利用；啤酒生产中酒糟、废酵母、废酒花等将全部回收进行综合利用，用于作饲料；燃煤灰渣全部用于铺路或填坑。d.噪声执行GB12345-90《工业企业厂界噪声标准》中Ⅱ类标准，昼间60dB（A）；夜间50dB（A）。（Ⅰ）可靠性：选用稳定可靠的工业控制系统产品，硬件上采用备用冗余技术，简化系统结构，减少出错环节。所有关键设备均选用进口名牌性能价格比高的工业控制产品。82n（Ⅱ）先进性：控制系统应技术先进、性价比高。（Ⅲ）灵活性：系统组态灵活，扩展方便，可用性、可维护性好。（Ⅳ）实用性：控制系统对工况变化适应能力强，控制滞后时间短。a.安全生产与劳动保护（Ⅰ）各生产构筑物均设便于操作和行走的操作的操平台和走道板及安全护栏、扶手。（Ⅱ）各种用电设备均按国家的有关标准做好接零接地保护。（Ⅲ）电气及机械设备和布置注意留足够的安全操作距离及空间。（Ⅳ）在格栅间设有沼气、硫化氢等有毒气体报警装置，并在所有建筑的生产车间设有通风设备，保证工人生产安全。（Ⅴ）处理站在运行前制定相应的安全规程，操作人员上岗前进行必要的专业技术培训，以确保处理站正常运转。（Ⅵ）一定程度的自动控制，降低劳动程度，尽量避免直接接触污水及有毒有害液体和气体。82n总结本次通过设计啤酒废水的处理工艺，使我对工程设计的内容和步骤有了更进一步的了解，在这次设计中，了解了UASB——CASS处理工艺，同时这个工艺在社会中应用也是比较广泛的，这对我以后的工作有许多的好处。，本次设计达到了预期的效果，达到了作为本科毕业生所应符合的要求。在刚开始接触这个设计的时候，自己觉得无从下手，通过去图书馆查阅了大量资料后，开始有了初步的构思。并且确定了自己想要使用的工艺。慢慢的自己也渐渐开始上手，懂得要考虑整体的布局，思考要全面，不仅要考虑工艺技术的可行性，还要兼顾经济的合理性。这这次设计过程中遇到许多问题，可以说得是困难重重，这毕竟这也是第一次做这么深入的分析，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。在老师的指导和自己查阅资料进行计算，我对污水处理中所用到的一些构筑物有了更深的认识，在平面布置中自己遇到了不少问题，但在老师的精心指导和自己的努力下，最终问题都一一得到解决，也使自己对污水处理有了一个清晰的认识。在本次设计中，对一些计算机软件也是一次很好的学习机会，尤其是CAD软件和Word的使用，在以前的基础上能够更加熟练地运用这些软件来进行绘图、数据处理以及编辑设计文件等。本次毕业设计对我来说是一个很好的锻炼，对环境工程在实际运用中有了一个更加深入地了解，对我以后的工作和生活有很大帮助。82n致谢本次毕业设计是在普老师的精心指导下，由我独立完成的。在毕业设计生活中，我碰到很多困难，在老师的帮助下，克服了一个又一个的问题。本次毕业设计是我大学四年所学知识的回顾与总结。通过该次毕业设计，我亦从指导老师处学到了许多的常规设计方法，设计思想，并懂得了在做设计中如何去查资料与应用资料。了解了本专业各方面的设计课题与设计方法，这次设计使自己受益匪浅。这次设计从开始到结束，每一步都有导师的指导。感谢普红平老师，感谢陪伴我、鼓励我、支持和帮助我的同学们。在我遇到困难不知所措的的时候，你们给我意见，给我帮助，鼓励我。通过我们的讨论将问题解决。最后由衷的感谢普红平老师在百忙之中对本设计所做的精心评阅和指正，谢谢老师。参考文献[1]国家环境保护总局科技标准司.GB19821-2005啤酒工业水污染排放标准[S]2005.[2]啤酒生产仿真系统用户手册（大赛版)[Z]，2009.6-8．[3]黄冠宇，张财，张文静，刘慧.UASB工艺处理啤酒废水的前景分析[J].现代农业，2004:74-75.[4]沈淞涛，杨顺生，方发龙，等.啤酒工业废水的来源与水质特点[J].工业安全与环保，2003（29）12:3-5.[5]李科林，孟范平，王平，等.啤酒工业废水处理与利用技术研究进展[J].中南林学院学报，1999（19）1:71-75.82n[6]张自杰.排水工程下册[M].第四版.北京:中国建筑工业出版社，2000.6.[7]孙力平.污水处理新工艺与设计计算实例[M].北京:科学出版社，2001.7.[8]王绍文,罗志藤,钱雷.高浓度有机废水处理技术与工程应用[M].冶金工业出版社，2003，7.[9]韩洪军.污水处理构筑物设计与计算.哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社，2002.6.[10]给水排水设计手册第1册(常用资料).北京:中国建筑工业出版社，1986.12.[11]给水排水设计手册第10册(技术经济分析).北京:中国建筑工业出社，1986.12.[12]给水排水设计手册第11册(常用设备).北京:中国建筑工业出社，1986.12.[13]崔玉川,马志毅,王效承,李亚新.废水处理工艺设计计算[M].北京:水力电力出版社，1994.20-22.[14]闪红光.环境保护设备选用手册—水处理设备[M].北京:化学工艺出版社82n附录计算书第一章中格栅的计算1.1设计计算设计流量最大日流量总变化系数格栅宽度:栅条间隙数n个式中：——最大设计流量，；——格栅倾角，度，取=60度——栅条间隙，m，取b1=0.015m——栅条间隙数，个——栅前水深，m，取h=0.32m——过栅流速，m/s，取v=0.8m/s82n栅槽宽度B:栅槽宽度一般比格栅宽0.2~0.3m，取0.2m设栅条宽度S=10mm(0.01m)，则栅槽宽度通过格栅的水头损失h1(m)式中：——设计水头损失，m；——计算水头损失，m；——重力加速度，m/s——系数，格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，一般取3——阻力系数，与栅条断面形状有关设栅条断面为锐边矩形断面，=2.42，代入数据得栅槽总高度H(m)设栅前渠道超高h2=0.3m，则82n格栅总长度L(m)进水渠道渐宽部分的长度L1设进水渠道宽B1=0.5m，其渐宽部分展开角度，进水渠道内的流速为0.6m/s。1.4.2栅槽出水渠道连接处的渐窄部分长度L2每日删渣量W(m3/d)当栅间隙为16~25mm时，W1=0.10~0.05m3/103m3污水设计采用中格栅，取所以采用机械清渣。82n1.2设计草图第二章调节池的设计计算2.1设计计算参数说明设计流量Q=10000m3/d=416.67m3/h=0.116m3/s调节池停留时间调节池有效容积82n调节池尺寸：调节池总高取，其中超高0.5m，有效水深取池长，池宽则池子实际尺寸为：2.2药剂量的估算（以进水pH值取10为例计算）设废水中含有的碱性物质为,则：则：含量为中和至7，此时，含量为需中和的为采用投酸中和法，选用96%的工业硫酸，药剂不能完全反应的加大系数取1.1809839.9648.951则，实际的硫酸用量为82n第三章污水提升泵房的设计计算3.1设计计算设计参数设计流量Q=10000m3/d=416.67m3/h=0.116m3/s；取Q=120L/s，则一台泵的流量为60L/s。扬程估算经过格栅水头损失为0.2m，调节池池最低水位与所需提升经常高水位之间的高差为：4.5m出水管水头损失总出水管Q=120L/s，选用管径DN250，查表的v=1.23m/s,1000i=9.91,一根出水管，Q=60L/s，选用管径DN200，v=0.97m/s,1000i=8.6，设管总长为40m，局部损失占沿程的30%，则总损失为：水泵扬程泵站内管线水头损失假设为1.5m，考虑自由水头为1.0m,则水泵总扬程为：H=4.5+0.5+1.5+1.0=7.5m取8m。3.2选泵根据流量Q=416.67m³/h，扬程H=8m，选用200WQ400-7-15型污水泵。其性能参数如下：200WQ400-7-15型污水泵污水泵性能参数型号材质排出口径（mm）扬程（m）转速（r/m）功率（w）效率（%）流量(m³)200WQ20081460150006250082n不锈钢第四章平流沉淀池的设计计算4.1设计计算设计流量Q=10000m3/d=416.67m3/h=0.116m3/s最大设计流量Qmax==0.1856m³/s=666.7m³/h沉淀时间t=1.5h式中：q———表面负荷，即要求去除的颗粒沉速初沉池可采用1.5～3.0m³/（㎡*h），二沉池1～2m³/（㎡*h）设计水质初沉池进出水指标如表3.3-1所示水质指标CODCrBOD5SS进水水质（mg/l）22001500500去除率（％）7%7%50%出水水质（mg/l）20461395250表3.3-1初沉池进出水水质指标沉淀区各部尺寸池子总面积A：为了使沉淀池更经济合理，将池分为3个，则：82n沉淀部分有效水深h2：取2.3m.。沉淀部分有效容积：，按1000m³计算。池子总宽度B：池子的长宽比大于等于4，以4到5为宜，则：B＜6.1m；取，B=6m池长L：；取L=25m。校核长宽比：（符合要求）初沉池总长度L：设流入口至挡板距离为0.5m，流出口至挡板距离为0.5m，则：总长度污泥区尺寸①每日产生的污泥量W：已知进水SS浓度：=500mg/L，（初沉池效率设计50％）则出水SS浓度：设污泥含水率97％，则：82n①每座初沉池的污泥量：②污泥斗高：式中：b———污泥斗底边宽，一般取0.4m———污泥斗倾斜角，取45°（一般取值45°～60°）③污泥斗容积V斗：池底纵坡不小于0.005，一般采用0.01到0.02，本设计采用0.01。则初沉池总高度H：取超高0.3m,缓冲区高度0.6m，则式中：———超高，取0.3m———缓冲区高，取0.6m82n4.2设计结构图82n第五章UASB反应器的设计计算5.1设计计算参数说明设计流量Q=10000m3/d=416.67m3/h=0.116m3/s容积负荷（）为：污泥产率为：沼气产率为：设计水质UASB反应器进出水水质如表3.6-1所示：水质指标CODCrBOD5SS进水水质（mg/l）20461395250去除率（％）85%85%50%出水水质（mg/l）306.9209.25125表3.6-1UASB反应器进出水水质UASB有效容积可由下式确定：式中：———反应器有效容积，m3Q———设计流量，m3/dS0———进水有机物浓量,Nv———容积负荷,82n则UASB反应器的形状和尺寸将UASB设计成圆形池子，布水均匀，处理效果好取水力负荷则，取h为9m。采用6座相同的UASB反应器，则，取D=11m则实际横截面积实际表面水力负荷，符合设计要求。5.2配水系统设计本系统设计采用圆形布水器，每个UASB反应器设36个布水点。（1）设计参数：每个池子流量：（2）布水系统草图：82n（3）圆环直径计算：每个孔口服务面积为：a在1～3m2之间，符合设计要求。可设3个圆环，最里面的圆环设6个孔口，中间设12个，最外围设18个孔口。①内圈6个孔口设计：服务面积：折合成服务圆的直径为：82n用此直径作一个虚圆，在该圆内等分虚圆面积处设一实圆环，其上布6个孔口，则圆的直径计算如下：①中圈12个孔口设计：服务面积：折合成服务圆的直径为：②外圈18个孔口设计：服务面积：折合成服务圆的直径为：82n5.3三相分离器设计三相分离器设计设计说明：三相分离器要具有气、液、固三相分离的功能。三相分离器的设计主要包括沉淀区、回流缝、气液分离器的设计。设计草图：沉淀区的设计：三相分离器的沉淀区的设计同二次沉淀池的设计相同，主要是考虑沉淀区的面积和水深，面积根据废水量和表面负荷率决定。82n由于沉淀区的厌氧污泥及有机物还可以发生一定的生化反应产生少量气体，这对固液分离不利，故设计时应满足以下要求：①沉淀区水力表面负荷<1.0m/h。②沉淀器斜壁角度设为50°，使污泥不致积聚，尽快落入反应区内。③进入沉淀区前，沉淀槽底缝隙的流速2m/h。④总沉淀水深应大于1.5m。⑤水力停留时间介于1.5～2h。如果以上条件均能满足，则可达到良好的分离效果。沉淀器（集气罩）斜壁倾角=50°；沉淀区面积为：表面水力负荷：q<1.0，符合设计要求。回流缝的设计：取；如上图所示，式中：b1——下三角集气罩底水平宽度，m；——下三角集气罩斜面的水平夹角；h3——下三角集气罩的垂直高度，m；则下三角集气罩之间的污泥回流缝中混合液的上升流速可用下式计算：82n式中：Q1——反应器中废水流量，m3/h；S1——下三角形集气罩回流逢面积，m2；则符合设计要求。上下三角形集气罩之间回流缝中流速可用下式计算：式中：Q1——反应器中废水流量，m3/h；S2——上三角形集气罩回流逢之间面积，m2；取回流缝宽CD=1.2m，上集气罩下底宽CF=9m，则确定上下三角形集气罩相对位置及尺寸，由图可知：82n由上述尺寸可计算出上集气罩上底直径为：气液分离设计：一般废水的>净水的，故取由斯托克斯公式可求得气体上升速度为：则82n满足设计要求。5.4出水系统设计采用锯齿形出水槽，槽宽0.2m，槽高0.2m。5.5排泥系统设计产泥量为：每日产泥量为1739.1kgMLSS/d，则每个UASB日产泥量为，可选择DN200mm排泥管，每天排泥一次。5.6产气量计算采用每去除1千克COD产生0.5立方米沼气做参数，则每日产气量为：2046×0.85×0.5×10000×10-3=8695m3/d82n第六章CASS反应池的设计计算6.1设计计算设计参数设计流量Q=10000m3/d=416.67m3/h=0.116m3/s；充水比为：0.32；混合液污泥浓度为：3500mg/L宽深比约为：B：H=1～2长宽比约为：L：B=4～6设计水质CASS反应池的进出水水质指标如表3.7-1所示水质指标CODCrBOD5SS进水水质（mg/l）306.9225125去除率（％）90%90%50%出水水质（mg/l）30.6922.562.5表3.7-1CASS反应池的进出水水质指标运行周期及时间的确定曝气时间式中：————充水比————进水BOD值，mg/l；————BOD污泥负荷，kgBOD/㎏MLSS；X————混合液污泥浓度，mg/L。82n沉淀时间设曝气池水深H=5m，缓冲层高度=0.5m，沉淀时间为：运行周期排水时间td=0.5h,运行周期为：每日周期数：N=24/7=3.44反应池的容积及构造反应池容积单池容积为：反应池总容积为：式中：N————周期数；————单池容积；————总容积；n————池数，本设计中采用2个CASS池；————充水比。CASS反应池的构造尺寸取B=15m,L=60m。所以=15×60×5=4500m3CASS池沿长度方向设一道隔墙，将池体分为预反应区和主反应区两部分，靠近进水端为CASS池容积的10%左右的预反应区，作为兼氧吸附区和生物选择区，另一部分为主反应区。82n根据资料，预反应区长L1=（0.16～0.25）L，取L1=8m。连通口尺寸隔墙底部设连通孔，连通两区水流，设连通孔的个数为3个。连通孔孔口面积A1为：式中：————每天处理水量，；————CASS池子个数；————设计流水速度，本设计中U=50m/h；————一日内运行周期数；————CASS池子的面积，；————连通孔孔口面积，㎡；————预反应区池长，；————池内设计最高水位至滗水机排放最低水位之间的高度，；————反应池宽，。孔口沿隔墙均匀布置，孔口宽度不宜高于1.0，故取0.9，则宽为3.7。82n6.2污泥COD负荷计算由预计COD去除率得其COD去除量为：则每日去除的COD值为：式中：Q————每天处理水量，SU————进水COD浓度与出水浓度之差，mg/Ln————CASS池子个数X————设计污泥浓度，mg/LV————主反应区池体积，6.3产泥量及排泥系统A、CASS池产泥量CASS池的剩余污泥主要来自微生物代谢的增值污泥，还有很少部分由进水悬浮物沉淀形成。CASS池生物代谢产泥量为：式中：a————微生物代谢增系数，kgVSS/kgCODb————微生物自身氧化率，1/d根据啤酒废水性质，参考类似经验数据，设计a=0.93，b=0.04，则有：82n假定排泥含水率为98%，则排泥量为：B、排泥系统每池池底坡向排泥坡度i=0.01，池出水端池底设（1.0×1.0×0.5）m3排泥坑一个，每池排泥坑中接出泥管DN200一根。6.4需氧量及曝气系统设计计算Cass反应池需养量以每去除1kgCOD需要0.75kg的经验法计算。供气量计算温度为20度和30度的水中溶解氧饱和度分别为：，微孔曝气器出口处的绝对压力为：==式中：H————最大水深，空气离开主反应区池时的氧百分比为：式中：————空气扩散器的氧转移率，取15%值暴气池中混合液平均溶解氧饱和度按最不利温度为：82n温度为20℃时，暴气池中混合液平均溶解氧饱和度为：温度为20℃时，脱氧清水的充氧量为：式中：————氧转移折算系数，一般取0.8～0.85，本设计取0.82；————氧溶解折算系数，一般取0.9～0.97，本设计取0.95；————密度，㎏/L，本设计取1.0㎏/L；C————废水中实际溶解氧浓度，mg/L；R————需氧量，㎏/L，为66.68㎏/L。暴气池平均供气量为：空气密度为1.29㎏/82n每立方米废水供空气量为：每去除1kgCOD的耗空气量为：布气系统计算单个反应池平面面积为40×10，设440个曝气器，则每个曝气器的曝气量:G/440=1785.34/440=4.05/h。选择QMZM-300盘式膜片式曝气器。其技术参数见表3.7-2。型号工作通气量服务面积氧利用率淹没深度供气量QMZM-3002～8m3/h·个0.5～1.0m2/h·个35%～59%4～8m4.25m3/h表3.7-2QMZM-300盘式膜片式曝气器技术参数则取10列。44行排布。从鼓风机房出来一根空气干管，在两个CASS池设两根空气支管，每根空气支管上设小支管。气干管流速为15m/s，支管流速为10m/s，小支管流速为5m/s，则空气干管管径：=0.29m,取DN300㎜钢管空气支管管径：，取DN100㎜钢管，空气小支管管径：82n，取DN60㎜钢管。鼓风机供气压力计算曝气器的淹没深度H=4.5m，空气压力可按下式进行估算：管道沿程阻力损失可由下式估算：式中：----------阻力损失系数，取4.4.取空气干管长为30m，则其沿程阻力损失:取空气支管长为40m，则其沿程阻力损失:取空气小支管长为16m,则其沿程阻力损失:空气管道沿程阻力损失为:设空气管道的局部阻力损失为=0.5KPa，则空气管路的压力总损失为：82n取膜片式微孔曝气器的最大压力损失为=2.9KPa，则鼓风机的供气压力为：故鼓风机的供气压力可采用58.8KPa。第七章污泥部分各处理构筑物设计与计算7.1污泥浓缩池设计设计泥量啤酒废水处理过程产生的污泥来自以下几部分：①初沉池，Q1=83.3m3/d，含水率97%；②UASB反应器，Q2=57.97m3/d,含水率97%；③CASS反应器，Q3=42.67m3/d,含水率98%；总污泥量为：Q=Q1+Q2+Q3=183.94m3/d平均含水率为：（2）参数选取：固体负荷(固体通量)M：一般为10～35kg/m³·d，取M=30kg/m³·d=1.25kg/m³·h；浓缩时间T：T=24h；设计污泥量Q：Q=184m³/d；82n浓缩后污泥含水率为96%；浓缩后污泥体积：池子边长：根据要求，浓缩池的设计横断面面积应满足：式中：Q——入流污泥量，m3/d；M——固体通量，kg/m3·d；c——入流固体浓度kg/m3。入流固体浓度c的计算公式：则浓缩后的污泥浓度为：则浓缩池的横断面面积为：设计三座正方形浓缩池，则每座浓缩池边长为：B=13m∴实际面积为：A=13×13=169㎡池子高度取停留时间24h，有效高度=1.5m，超高=0.5m，缓冲区高=0.5m。则池壁高：=++=2.5m污泥斗82n污泥斗下锥体边长取0.5m，污泥斗倾角取50°则污泥斗的高度为：H2=(13/2–0.5/2)×tg50°=7.4m污泥斗的容积为：（4）总高度：第八章构筑物高程计算8.1污水流经各处处理构筑物水头损失污水流经各处理构筑物水头损失表构筑物名称水头损失（m）构筑物名称水头损失（m）格栅0.18UASB反应池1.082n污水提升泵房0.2CASS反应池0.6调节池0.3沉淀池0.28.2部分污水管渠水头损失污水管网→格栅：沿程损失：0.014m局部损失：0.011总损失：格栅→调节池：沿程损失：0.012m局部损失：0.031总损失：调节池→沉淀池：沿程损失：0.018局部损失：0.02m总损失：0.02沉淀池→UASB沿程损失：0.018m局部损失：0.012总损失：82nUASB→CASS池：沿程损失：0.062m局部损失：0.02m总损失：82n附录2外文文献原文及翻译毕业设计(论文)外文文献译文文献题名：利用矿化反应处理污水Treatmentofsewageusinganaged-refuse-basedbioreactor学院：环境科学与工程学院专业：环境工程2010级学生姓名：蔡郭松指导教师：普红平日期2014年6月10号82n昆明理工大学设计（论文）专用纸文摘：垃圾在垃圾场里变得稳定或者经过多年的随意放置，由此产生部分或者完全稳定的垃圾被称为“矿化垃圾”。矿化垃圾中包含了广泛和大量的微生物，这已被证明在某些废水的可生物降解和难降解有机物目前有很强的分解能力。在这项研究中，以上海生活垃圾填埋场的封闭隔间填埋了10年出土的矿化垃圾作为在反应器模板，从上海繁华地带生物过滤的污水从排污管道系统过滤的。通常情况下，120公斤的屏蔽矿化垃圾和直径小于15毫米的用作生物过滤材料的圆形状的生物反应器的内径为80厘米，高150厘米。初始COD，BOD，NH3-N浓度为400-500,240-300和45-50毫克/升，分别进水污水，将会被引入的生物反应器。在1000-1200升/米3的垃圾/天的液压负载，在流出物中的相应浓度减小到低于80-100，10-20和10-15毫克/升，分别处理效率下降水力负荷增加。治理机理同样进行了研究。结果发现，污染物的去除效率显着降低，表明生物除去污水中的污染物时，矿化垃圾生物反应器中进行了初步使用次氯酸钠溶液消毒。在这项工作中开发的治疗过程是符合成本效益。绪论：虽然污水处理技术已发展100多年，它仍然是非常重要的创新及具有成本效益的治理过程，尤其是在发展中国家（克鲁兹克和施罗德，1990年，利奇和恩菲尔德，1983）。用于污水处理的传统方法包括稳定塘，活性污泥，上流式厌氧污泥床测序生物学反应堆，臭氧氧化，治疗前后的土地，以及它们的组合等污水处理技术的主要挑战是有效去除铵态氮和总氮和总磷。硝化和反硝化作用，以及消除磷被认为是在一个新的发展重点污水处理技术。在大多数国家，铵氮和磷的排放限值是低于15升和0.1毫克/升，分别设定。如何以往，它难以减小到一个较低的水平，在流出物中的磷的浓度，使用传统的制造工序（迈克尔·帕尔，1979）。垃圾放置在垃圾填埋场将成为部分或完全稳定，随着时间的推移岁（AttalandAkunna,1995;Barlazetal.,1989a,b,c,1987;BeleviandBaccini,1989;Hametal.,1993）。在我们以前的工作中，在原地建造双层大型蒸渗仪在上海城市生活垃圾填埋场（SRL）（Zhao等，2000年，2001,2002b）。总重量10180吨垃圾被放置在4日至1995年4月18日。垃圾的高度为4米，相同的高度，在SRL的所有其他垃圾车厢的，占地3000平方米（50mx60m）。垃圾渗滤液从收集系统的底层排出，然后集成到一个单一的配管以及向集合。渗滤液水质和组合物的总糖，粗纤维，生物降解的物质，挥发性固体，垃圾中的有机碳，以及解决垃圾表面，在蒸渗仪和封闭填埋车厢与不同的封闭时间进行监测从1995年4月至1998年10月。数学仿真模型的建立和使用这些模型进行了长期预测这些参数用于垃圾填埋场。不同年龄SRL的垃圾也被采样和分析自从1998年以来没有中断。结果发现，放置8-10年后的垃圾已经变得相当稳定，老化，并可以安全地被挖掘。这是被称为“矿化垃圾”在本文中。有超过25万吨的中年垃圾，SRL，以及超过20万吨，在上海，中国最大的城市，所有的垃圾填埋场和排土场。矿化垃圾的数量可能占到100万吨，在中国城市的市区。矿化垃圾的挖掘和回收已收到多的重视，近年来，作为倾销的网站已经城市化和矿化垃圾放在那里应该被删除，20n昆明理工大学设计（论文）专用纸土地整治（赵万克，赵2003年，2002年）。矿化垃圾的挖掘和回收前大规模集成电路等研究已在我们以前的研究工作。矿化垃圾在上海由10-15％左右的玻璃和塑料，10％至15％的建筑是德如石头和笨重的砖头，直径小于15毫米的细材料的60-70％。筛选前矿化垃圾时会增加精料的比例被分成更小的材料。过筛后，体积庞大的废物应重新放置到一个区室或焚化时，玻璃和塑料为原料回收，优良的材料，可以作为有机肥料绿色浓度在城市结构调查，或作为生物反应器中的基体材料在这项工作中所报道的有机废水，有效的治疗。类似的矿化垃圾生物反应器，利用垃圾填埋场渗滤液的处理（Zhao等，2002年），先后被用于。与传统方法相比，污染物的去除和降低成本方面获得了令人满意的结果，在这项工作中，一种创新的工艺缝制年龄治疗由8-10年内启动老年垃圾生物反应器组成，旨在找到一个解决方案为矿化垃圾回收和成本效益的替代治疗缝年龄。结果发现，反应器的污水处理规模在实验室和现场测试，尤其是铵氮和磷的去除是非常有效的。可以在一个阶段的生物过滤除去污水中的大部分污染物。这种成本效益的污水处理过程中使用的可能性进行了探讨。实验：挖掘的垃圾填埋场垃圾和放置时间的数量和组成部分均录得自1989年投入为每个车厢中的上海城市生活垃圾填埋场（SRL）。垃圾的内容被确定为40％的水分，12％的塑料薄膜，袋，瓶和其他产品，24％的有机物质，如树，木材和烹饪废物，及24％的无机物质如石，砂，煤灰烬，和玻璃瓶。大约4000吨/天的垃圾被放置在SRL。垃圾填埋车厢已被关闭，并长满了为期2，4，6，8年和10年，从2001年4月被挖掘。每个舱至少为200公斤的样品被采取了。的垃圾样品在实验室自然干燥。较大尺寸的不可降解的物质如石头，玻璃瓶，塑料薄膜（袋），橡胶等，已被移除。对于一个“辩越细组分分解成小块，如果有必要，用锤子，球磨机，粉碎机，直到颗粒小于100毫米。之际，大型木制件（如用于家具）的样本中发现的垃圾被放置后初期。在这种情况下，木材中除去，然后再称重和干燥。扑杀大型木制件被认为是可以接受的，因为他们很少遇到。生物反应器材料的用途，选择直径小于15毫米，更精细的分数从一个10年的垃圾。1.1实验室规模的生物反应器的结构及处理污水生物反应器的形状是圆柱形的。实际的内直径和高度分别为80和150厘米，分别含有120公斤（以干基计）的10岁或小于15毫米的尺寸的屏蔽矿化垃圾（图1）。碎石小于直径10厘米，用作支撑材料在生物反应器的底部。通常情况下，120L的污水，从污水处理厂，连续4小时通过喷雾器喷在矿化垃圾表面，然后停止20小时，为期24小时为一个周期，每1公斤1升20n昆明理工大学设计（论文）专用纸污水中年垃圾每天的基础上。流量是0.1升/分钟。流出物收集从位于底部的收集管或从3个采样孔沿垂直方向在生物反应器取得。连续使用生物反应器污水处理超过24个月期间，从2000年1月至2001年12月。通常情况下，污水参数为：CODcr300–450mg/L,铵-N25-30毫克/升，总氮26-32毫克/升，总磷3-6毫克/升，浊度100-200NTU，这取决于采样季节和气候的变化，污水处理厂，同时接收市政废水和径流在服务领域。污水采样一次，连续3天。进水和出水质量，同时测量由传统的方法（万斯等一l，1987），并描述为去除％。本文提供的所有测量重复在重复的和最一式三份。实验结果能够很好地再现。结果与讨论挖出的垃圾和污水的特性图表1显示SRL挖掘垃圾的颗粒分布。在垃圾填埋场里的垃圾随着时间的增加变得更细。强烈的气味和垃圾渗滤液特点，年龄小于2-3年。拒绝安置年龄为8-10年，可以在室温下自然干燥无渗滤液渗漏。对于类型五至百分之五十五年龄10岁的挖掘垃圾可以用作生物过滤反应器的进料后，几乎所有的塑料，较大的石头，玻璃材料等，已被分离。生物质的含量被确定为5-12％（以干重计）和大群的的细菌（1-4.5）x10000000/g，其中所使用的技术方法在Vanceetal.(1987)andBarlaz(1989)中有称述。表2显示了用于这项工作的矿化垃圾中的细菌种群数量和分布，测量惯例盟友（Barlaz等人，1989年b）。三个平行进行计数，使用三个矿化垃圾样本，这样可以得到可靠的结论。硝化和亚硝化单胞种群的要高得多的细菌，表明矿化垃圾作为强铵-N转换成硝酸盐和亚硝酸盐的能力，但较弱的能力，将其转换成氮，复合体与转换的优先级顺序废水中的氨氮。矿化垃圾程度的影响矿化垃圾生物反应器中的高度上清除污染物从污水中有相当大的影响，如表320n昆明理工大学设计（论文）专用纸中所示。获得更高的处理效率从表3中可以看出，93％以上的污水中CODcr取出换成150厘米长的生物反应器，当污水通过一个较长的中年垃圾途径150cm。它与化学需氧量不超过21mg/L的流出物中，在291mg/L浓度的影响下。图标4的比较，显示从生物反应器中的3个取样口收集的污水中的溶解氧浓度（DO）。由此可以看出，溶解氧浓度显着提高与矿化垃圾程度，通过该方法使污水在生物过滤增加。1.1矿化垃圾的影响三个平行矿化垃圾生物反应器，采用3，6，和10年的垃圾污水处理垃圾的年龄观察。结果总结于第5个图标。在一般情况下，年龄较大的垃圾导致污水在一个更好的污染物去除。显然，10岁的矿化垃圾在生物反应器中使用的首选。20n昆明理工大学设计（论文）专用纸1.1湿/干比值和污水引入周期的影响矿化垃圾为基础的生物反应器被认为是有点类似的土地处理系统。进水被引入到生物反应器中在一定时间（例如，1小时），然后停止了一段时间（例如，5小时）。进水引进时间（湿）停止时间（干燥时间）的比率被称为“干/湿”比在这项工作中。废水中的污染物会被吸收到表面上的矿化垃圾“湿时间期间”，则生物降解过程中的“干燥时间”。人们已经发现到生物反应器中的污水引入（湿）的间隔，在处理效率上有很大的影响。表6显示了湿/干比率，引入的间隔时间，和CODcr的清除之间的关系。CODcr去除率增大后减小湿/干比值下降，引进时间增加。的最佳条件为最大的CODcr除去被认为是在湿/干比1:4-1:5左右的连续引入时间3-8ħ。表7给出湿/干比值和引进的效果时间去除污水中的氮。湿/干比值均低于1:8-1:9铵态氮的去除一直是99-100％，轻微下跌20n昆明理工大学设计（论文）专用纸比率进一步下降。在铵态氮的去除相比，总氮（TN）的去除是低得多的，增加的湿/干比率增加，达到最大值17％-19％左右的比例超过1:5。进水的NO3-N浓度低于1毫克/升，但提高到30-40毫克/升后，通过生物反应器的污水。这表明，矿化垃圾中的微生物的硝化和脱硝能力弱，根据与细菌的人口分布示于表2中有很强的能力。去除铵态氮由100％下降到一个较低的值，当引入时间（即水力负荷）增加。20n昆明理工大学设计（论文）专用纸1.1表8显示了多样的湿/干比值从污水浊度的去除。可以看出，总能得到良好的平均去除的浊度去除湿/干比率超过90％的。1.2水力负荷的影响污水被引入到生物反应器中，在湿/干重之比为1:5，并以周期性的为期2天的时间为8小时的连续引入。其结果列于表9中。可以看出，CODcr的全氮，铵-N，和的浊度的去清除折痕作为液压负载增加。如果在进水的CODcr20n昆明理工大学设计（论文）专用纸为300mg/L时，在流出物被设置在60毫克/升，在中国的排放标准，1.5m高的生物反应器，可用于大约477米/年的液压负载，全氮，铵态氮和浊度清除39.9％，85.1％和90.7％。矿化垃圾生物反应器中的量为120公斤，以干基计，其有效体积为120升的生物反应器可以每天治疗120L的污水在冬季（10-C），130L的夏天季节（20-351C），如果被用作原水进水COD为400〜500mg/L和20-30毫克/升铵态氮。通常情况下，1公斤的矿化垃圾，颗粒大小小于2厘米即可治疗1L的污水每天的基础上，体积负荷的生物反应器比例为1:1（吨污水）/（T矿化垃圾）和平均停留时间为24小时。1.1生物反应器消毒的除毒机理20n昆明理工大学设计（论文）专用纸使用3个平行的生物反应器中的一个泡，连续5天，用20％次氯酸钠溶液（重量％），矿化垃圾中的细菌可以尽可能彻底消毒，然后像往常一样，后的污水被引入溶液1天排出的干/湿比1:5，连续出台时间4h和水力负荷为0.309厘米/分钟。结果示于表10和11.It可以清楚地看到，从污水中除去污染物显着减少后矿化垃圾消毒。清除酸铵-N，化学需氧量，生化需氧量，总氮，浊度和总磷从污水分别为87，99,16，100，96，消毒前的99％（表10），分别下降到30岁左右，12，3，2，消毒后的80和22％（表11）。的的污染物去除继续降低运行天数延长。因此，可以得出结论，污水中的污染物的生物的生物反应器中被除去。污水中的总磷可以几乎完全除去由生物反应器中，如在表10中示出，其中部分原因可能是优良的化学吸附性能的矿化垃圾。然而，除磷急剧下降时，矿化垃圾disin染病的次氯酸钠溶液。因此，磷的去除通过生物代谢微生物矿化垃圾。化学和生物过程发生时接触污水的矿化垃圾生物反应器中。20n昆明理工大学设计（论文）专用纸1.1在此过程中与其它的比较最常见的污水处理SBR，UASB，稳定塘，湿地等，尤其是前两个。相比较而言，传统的SBR可能是整体的保留时间超过8小时。因此，液压负载的矿化垃圾生物反应器比传统工艺低。但是，前者相反，生成的污泥量可以忽略不计，约20吨每10000吨，后者经处理的污水污泥与80％的水分。污泥焚烧的成本是非常高的，其热值很低，辅助燃料的消耗了巨大的数量。可能需要长期的消化污泥堆肥，以及与另外的添加剂，例如锯屑，以改善污泥质量的孔隙率。可能需要至少30天的稳定污泥堆肥中的气味，有机质量，和细菌。在这项工作中所开发的方法，有点类似的土地处理工艺。表12给出了一个比较，在不同的土地处理工艺有液压负载。由此可以看出，矿化垃圾生物反应器中的液压负载之间的所有土地处理系统中是最高的。在发展中国家农村的广大地区，污水已经走过了严重的水污染问题。曾有人预言，这将需要很长的时间在城市的郊区建立污水型转换器杨斯系统。因此，家庭规模的污水处理系统应具有巨大的市场。矿化垃圾生物反应器开发这项工作被认为是生活污水处理顶部的选项之一。20n昆明理工大学设计（论文）专用纸1.讨论本文报道的实验结果在实验室规模超过2年。它已经证明，矿化垃圾生物反应器可以有效地处理污水用于这项工作。矿化垃圾硝化（铵态氮转化为硝态氮），具有了很强的能力，但使用的生物反应器，脱硝能力弱导致一个贫穷去除全氮小污泥产生。矿化垃圾生物反应器中的表面可能会略有定居在星廷期，然后保持2周后的操作水平，为证明在测试期为5年。有些污泥污水收集容器，但它的数量是微不足道的，它很容易解决和收集。含有120公斤的10岁的矿化垃圾生物反应器已5年超过200吨的污水处理，仍然运作良好。收集的污泥是小于10公斤和含有磷和硅酸盐。从废水中磷酸盐和总磷去除也很有效。家畜废水中的磷可以几乎完全除去，即使浓度超过30毫克/升。的生物反应器的容积负荷可能会低于传统的方法，例如连续的间歇式反应器（SBR的），活性污泥等，但矿化垃圾生物反应器，更易操作，它的成本要低得多。生物反应器的使用还没有被尝试用于治疗大量的污水，如100万吨的污水一天，但它已被用于在一个小规模作为分散安装在城镇和城市。中试规模的生物反应器已安装在上海郊区城镇验证实验结果。规模为40万吨的污水，每天有40吨矿化垃圾生物反应器中安装。已经营6个月，而且运作非常良好。出水符合排放标准，COD<100毫克/升，氨氮<15mg/L和全P<0.5毫克/L。未经测试的温度效应在这项工作中，因为它被认为不可能的温度控制在实际用途中。然而，我们发现，温度不极大地影响了污水处理效率。（25-37°C）可能会在今年夏天，出水水质优于在冬季（0-10°C）。20n昆明理工大学设计（论文）专用纸矿化垃圾生物反应器中的高度，也可以是一个参数，影响处理效率。在这项工作中使用的垃圾中的生物反应器的高度为1.5m。这似乎是一个完美的生物反应器。好氧生物反应中发生的上表面和底表面和厌氧生物反应的生物反应器在中间。因此，生物反应器相结合好氧和厌氧处理，这有利于污水中的有机物质的生物降解。1.结论:屏蔽直径小于15毫米的10岁的中年垃圾120公斤的生物反应器。各种污染物浓度的污水将连续2年以上的生物反应器引入。污水参数达到COD<100毫克/升，氨氮NO15毫克/升，总磷<0.5毫克/L。同时，清除污水中的NH3-N均超过99.5％，这是观察到转变成NO3-N，NO2-N，总氮的去除30-50％左右。生物降解是在生物反应器的污水去除污染物的主要机制。在这项工作中开发的生物反应器和具有成本效益的创新，可用于污水的有效的治疗方法，特别是作为一个小规模的安装系统。20n昆明理工大学设计（论文）专用纸20n昆明理工大学设计（论文）专用纸20n昆明理工大学设计（论文）专用纸20n昆明理工大学设计（论文）专用纸20n昆明理工大学设计（论文）专用纸20n昆明理工大学设计（论文）专用纸20n昆明理工大学设计（论文）专用纸20n昆明理工大学设计（论文）专用纸20