[工学]葡萄酒废水处理工程设计 74页

本科毕业设计（论文）12000m3/d葡萄酒废水处理工程设计常照其燕山大学2011年6月n本科毕业设计（论文）12000m3/d葡萄酒废水处理工程设计学院（系）：环境与化学工程学院专业：环境工程学生姓名：常照其学号：070110030008指导教师：贺君答辩日期：2011-6-24n燕山大学毕业设计任务书学院：环化学院系级教学单位：环境科学与工程系学号070110030008煮常照真姓名专业班级07坏境工程1班题目题H名称12000m7d葡萄酒废水处理工程设计题目性质工程设计题目类型毕业设计题忖來源自选题目主要内容1.查阅文献及撰写综述2.利用给定的资料，确定污水处理厂的工艺流程3.设计计算主要构筑物及确定主要设备的规格、型号、数量及工艺参数4.完成处理系统的高程设计。5.绘制全厂配置平面图、部分主要构筑物平、断面图详图基本耍求1.掌握葡萄酒废水的现状及处理方法2•设计计算说明书2万字3.相关翻译3000字，4.设计图纸折合A0图1.5张。参考资料1.《环境保护设备选用手册》（水处理设备），化学工业出版社，20022.《三废处理工程技术手册：废水卷》主编：聂永丰，化学工业出版社，20003.《污水处理新工艺与设计计算实例》，主编：孙力平，科学出版社，20014.《环境工程设计手册》主编：魏先勋，湖南科学技术出版社，2002周次1—3周4—5周6—9周10—16周17周应完成的内容查阅收集资料，撰写文献综述，并完成开题报告。选定设计方案，做总体工艺设计完成设计计算说明书完成规定的图纸论文定稿，准备答辩n指导教师：贺君职称：讲师2011年1月7日系级教学单位审批：年月日n摘要葡萄酒工业在我国迅猛发展的同时，排出了大量的葡萄酒废水，给环境造成了极大的威胁。葡萄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，故其生化需氧量也较大。该葡萄酒废水处理厂的处理水量为12000m3/do原污水中各项指标为：B0D浓度为1600mg/L,COD浓度为3000mg/L,SS浓度为1200mg/Lo因该废水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《污水综合排放标准》(GB8978-1996)国家二级排放标准，即：BODW20mg/L,CODW90mg/L,SSW60mg/Lo本文分析了葡萄酒生产中废水产生的环节，污染物及主要污染来源，并从好氧、厌氧牛物处理两方面来考虑了废水治理工艺，提出了UASB+CASS的组合工艺流程。可将废水COD由3000mg/L降至50-100mg/L,BOD从1600mg/L降至20mg/L以下，SS由1200mg/L降至！j60mg/L以下，出水符合标准。本设计工艺流程为：葡萄洒废水->格栅一污水提升泵房一调节池->UASB反应器fCASS池一出水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。为葡萄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。关键词:葡萄酒废水UASBCASSnAbstractWiththerapiddevelopmentofbreweryindustryinChina,morebrewerywastewaterisdischarged,whichendangersenvironment.Themaindistinguishingfeatureofthegrapewastewateristhatitcontainsthemassiveorganicmatters,soitbelongstothehighconcentrationorganicwastewater,thereforeitsbiochemicaloxygendemandisalsohigh.Thequantityofthewatertreatmentinthegrapewastewatertreatmentplantis12000m3/d.Varioustargetintherawwastewateris:theconcentrationofBODis1600mg/L,theconcentrationofCODis3000mg/L,theconcentrationofSSis1200mg/L•ForthegrapewastewatefsBODishigh,itcouldpollutetheenvironmentifdrainedbeforetreatment,soitrequestthegrapewastewaterwhichdrainedmustbestrictlytreatedtothetwoeffluencestandardinthecountry,whichisasfollowing:BODW20mg/L,CODW90mg/L,SSW60mg/L・Thispaperanalyzedthegenerationprocessesofwastewater,themajorcontaminatsandtheirmajorsourcesingrapeproduction.Italsointroducedtheprimarybiologicalprocessingtechniquesofaerobicandanaerobictreatment.Accordingtotheproductscaleofgrapebrewery,themainstandardofdrainingwaternaturalmaterials,andsoon,themainprocesstechnologyofthegrapewastewaterdisposalstationisdefinedasUASB+CASS.Practiceofprojectindicate,whenCODofwastewaterreducesfrom3000mg/lto50〜100mg/l,BODreducesfrom1600mg/lto20mg/l,SSreducesfrom1200mg/lto60mg/l,sothatdrainsoutcanreachestheStandard.Thetechnologicalprocessofthisdesignis:GrapewastewaterfScreens—Thesewageliftpumphouse—RegulatestankReactiontankofUASBTankofCASS-*TreatmentwaternThistechnologyofwastewatertreatmenthasmanytraits.Suchas,well-knitstructure,pithyquickcontrol,lastingattacked,lesssledgecapacity.Practiceindicatesthatthecomposedcrafthasreliablefunction,itsinvestmentislittle,anditsrunningandmanagementisuncomplicated.Keywords:grapewastewaterUASBCASSinn摘要AbstractII第1章绪论11.1课题背景及现状11.2处理工艺介绍11.3水处理技术发展趋势61.4本论文研究内容7第2章葡萄酒废水处理工艺设计92」工程概况92.2工艺流程92.3处理构筑物102.3.1格栅102.3.2调节池102.3.2.1设计作用102.3.3提升泵房112.3.3.1设计作用112.3.4过滤机112.3.4.1设计作用112.3.5UASB反应池112.3.5.1设计作用112.3.6CASS反应池122.3.6.1设计作用122.3.7污泥浓缩池132.3.8污泥脱水间13第3章构筑物设计计算15n3.1格栅153.1.1设计参数153.1.2设计计算152.1.3格栅选型173.2调节池173.2.1设计说明172.2.2设计参数173.2.3设计计算173.3过滤机183.3.1设计参数182.3.2设计计算182.4UASB反应池193.4.1设计参数192.4.2设计计算192.5CASS反应池283.5.1设计说明282.5.2设计参数292.5.3设计计算293.6污泥脱水间322.6.1设计作用322.6.2设计参数322.6.3工作原理33第四章平面布置和高程设计354.1布置原则354.2管线设计354.4高程布置36结论39参考文献40致谢42n附录143附录245附录348附录455n第1章绪论1.1课题背景及现状水是生命之源，是人类赖以生存和发展的物质基础，是不可替代的宝贵资源。我国却是一个水资源十分短缺的国家，人均水资源占有量仅为世界平均水平的四分之一，严重制约着我国社会主义经济的发展。经济的腾飞是以环境的代价为前提的。随着近代我国社会主义经济的腾飞，社会主义工业呈现飞速发展，水资源污染尤其是工业废水污染也严重恶化。工业废水的污染以其污染大、污染物浓度高、废水排放量大、废水中含有多种有毒有害物质、废水成分复杂以及水量变化大等特点而成为目前我们所面临的主要问题。80年代以来，我国葡萄酒工业得到迅速发展，到目前我国葡萄酒生产厂己有800多家，既成为世界葡萄酒生产大国，又成为较高浓度有机物污染大户，葡萄酒废水的排放和对环境的污染己成为突出问题，引起了各有关部门的重视。由于葡萄酒废水中含有大量的有机物，排放对自然水体的影响非常大。基于水污染的危害性和严重性，以保护环境为宗旨，以达到国家废水排放标准为要求来设计葡萄酒废水排放设备，所以此排放系统的设计旨在控制废水的COD浓度，减少对环境的污染。“七五”以来，我国对葡萄酒废水的处理工艺和技术进行了大量的研究和探索，特别是轻工业系统的设计院和科研单位，对葡萄酒废水的处理进行了各方面的试验、研究和实践，取得了行之有效的成功经验，逐渐形成了以生化为主、生化与物化相结合的处理工艺。生化法中常用的有活性污泥法、生物膜法、厌氧与好氧相结合法、水解酸化与SBR相组合等各种处理工艺。这些处理方法与工艺各有其特点和不足之处，但各自都有较为成功的经验。目前还有不少新的处理方法和工艺优化组合止在试验和研究，有的已取得了理想的成效，不久将应用于实践中。1•2处理工艺介绍（一）、酸化-SBR法处理葡萄酒废水：其主耍处理设备是酸化柱和SBR反应器。这种方法在处理葡萄酒废水时，在厌氧反应中，放弃反应时间长、n控制条件要求高的甲烷发酵阶段，将反应控制在酸化阶段，这样较之全过程的厌氧反应具有以下优点：（1）由于反应控制在水解、酸化阶段，反应迅速，故水解池体积小；（2）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；（3）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，经水解反应后溶解性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。（4）酸化一SBR法处理高浓度葡萄酒废水效果比较理想，去除率均在94%以上，最高达99%以上。要想使此方法在处理葡萄洒废水达到理想的效果时运行环境要达到下列要求：（1）酸化一SBR法处理中高浓度葡萄洒废废水，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行改性，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忽视的去除作用。酸化效果的好坏直接影响SBR反应器的处理效果，有机物去除主要集中在SBR反应器中。（2）酸化一SBR法处理葡萄酒废水受进水碱度和反应温度的影响，最佳温度是24°C,最佳碱度范围是500〜750mg/Lo视原水水质情况，如碱度不足，采取预调碱度方法进行本工艺处理；若温度差别不大，运行参数可不做调整，若温度差别较大，视具体情况而定。（二）、UASB-好氧接触氧化工艺处理葡萄洒废水：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吋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葡萄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%,该工艺非常适合在葡萄酒废水处理中推广应用。n（三）、新型接触氧化法处理葡萄酒废水：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。该处理工艺有以下主要特点：①VTBR反应器由废旧酒精罐改造而成，节省了投资。与钢筋混凝土结构相比，具有一次性投资低，运行稳定，处理效果好等特点。②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。③因VTBR反应器高达10ni左右，水深大，所选用风机为高压风机，风压为98kPa,N=75kw,耗电量大。（四）、生物接触氧化法处理葡萄酒废水：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I古I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。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30min的澄清液）COD为500-600mg/L,经混凝气浮处理后出水COD仍高达300mg/L,远高于排放耍求（150mg/L）o但是此处理方法在设计和运行中回岀现以下问题:（1）水解酸化池存在的问题主要是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。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，经此改进后水解酸化池能长期、稳定、有效地运行,其出水COD也从1100〜1200mg/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。2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及时排除沉淀污泥。此外，为防止填料表面形成污泥团应采用比表面积大、不结泥团的半软性填料。（2）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n较高，使得供氧相对不足，此时该处的牛物膜呈灰白色，处于严重的缺氧状态，而池末端成熟的好氧生物膜呈琥珀黃色。同吋，水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-•段时间的稳定运行后，牛物接触氧化池的出水（30min的澄清液）COD为200〜300mg/Lo再经混凝气浮工序处理后最终出水C0D<150mg/L（-般在130mg/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脫落、气泡宜径变大（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-•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，造成了更大范围的牛物膜脫落、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2〜3d后牛物膜就可恢复正常。因此当采用此工艺处理葡萄酒废水吋要遵循下列要求: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。（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LASB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6.5-7.8,最佳温度为35°C-40°C，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LASB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UASBn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，通过三相分离器岀水，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60°安装而成，能在最大程度上截留三相分离岀水中的颗粒污泥。此处理工艺主耍有以下特点：①实践证明，采用内循环LASB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“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，将其冋收作为热风炉的燃料，可供饲料烘干使用。UASB去除COD达7500kg/d,以沼气产率为0.5m3/kgCOD计算,UASB产气量为3500m'/d（甲烷含量为55%〜65%）o沼气的热值约为22680kJ/m3,煤的热值为21000kj/t计算，则Im'沼气的热值相当于1kg原煤，这样可节煤约4t/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12h,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1500〜2500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17nt/d（产泥率为0.3kg污泥/kgCOD,污泥含水率为80%）,UASB+SBR法处理工艺产泥量只有5t/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。1.3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牛态安全为目标。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。(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。1.4本论文研究内容本设计研究的主要内容主要有：1•查阅文献及撰写综述。2.利用给定的资料，确定污水处理厂的工艺流程。3.设计计算主要构筑物及确定主要设备的规格、型号、数量及工艺参数。4•完成处理系统的高程设计。5•绘制全厂配置平面图、高程图。n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12000m3/d,经过处理后的水质应达《污水综合排放标准》(GB8978-1996)国家二级排放标准。n第2章葡萄酒废水处理工艺设计2.1工程概况该葡萄酒厂葡萄酒废水平均H产量12000立方米，其原水水质和设计要求如表2.lo表2.1原水水质和设计要求水质指标BODs(mg/L)COD(mg/L)SS(mg/L)pH原水1600300012006-10排放标准20100706-9设计要求2090606-9其气象资料如下：温度：多年平均气温14.5°C。月均最冷气温-12°C,最热气温26.8°C,最高气温40.1°C,极端最低气温-18・9°C,最大温差26.6°Co降雨量：年降雨量637.5mm,小时最大降雨量41.7mm,地区最大时降雨量Q二1807.0m7ho口照：平均口照率65%,你按照时间2451h,冬口照率56.7%,消极照率66.0%o风速：夏季平局风速2.6m/s，冬季3.4m/s,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50ni・基本处于疏干状态。300m内没有生活区和办公楼。处理站面积为200mX200nio南北向方形。根据当地资料及工艺方案比较，釆用UASB-CASS处理工艺。2.2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2-1。n2.3处理构筑物2.3.1格栅2.3.1.1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。2.3.1.2工作原理木设计采用人工清渣格栅。由于木设计水量一般，故格栅直接安置于排水渠道中。风机I消毒脱色废水一►|格栅|—►|提升泵|过滤机||调节池|—>|UASB池卜►|CASS7tll|~~排放上清液▲I污泥浓缩池—►污泥泵—►污泥脱水间—►泥饼外运滤液回流图2-1UASB-CASS处理工艺流程图2.3.2调节池2.3.2.1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，2.3.2.2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。2.3.3提升泵房2.3.3.1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n构筑物内畅通的流动。2.3.4过滤机2.3.4.1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。2.3.4.2工作原理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。2.3.5UASB反应池2.3.5.1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。2.3.5.2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。耍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，污水中的污泥发牛絮凝，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。它的污泥床内牛物量多，容积负荷率高，废水在反应器内的水力停留时n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冋流装置，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。2.3.6CASS反应池2.3.6.1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,使出水水质达到排放标准。2.3.6.2工作原理CASS(CyclicActivatedSludgeSystem)是循环式活性污泥法的英文简称，为一间歇式生物反器，在此反应器中进行交替的曝气-非曝气过程的不断重复，将牛物反应过程和泥水分离过程结合在一个池子中完成。CASS反应池一般用隔墙分隔成三个区：生物选择区、预反应区、主反应区。生物选择区内不进行曝气，类似于SBR法中的限制性曝气阶段。在该区内，冋流污泥中的微牛物大量吸附废水中的有机物，能较迅速有效地降低废水中有机物浓度；预反应区采取半限制性曝气，溶解氧保持在0.5mg/L左右，使该区存在着反硝化进程的可能；主反应区进行强制鼓风曝气，使有机物及氨氮得到生化与硝化。CASS反应池的运行一般包括三个阶段：进水、曝气、冋流阶段；沉淀阶段；溼水、排泥阶段。在进水阶段，一边进水一边曝气，同时进行污泥冋流,木阶段运行时间一般为2h;在沉淀和排水阶段，停止曝气，同时停止进水和污泥冋流，保证了沉淀过程在静止的环境中进行，并使排水的稳定性得到保障，沉淀排水阶段一般为2h。对于二池CASS系统这样的运行程序保证了整体n第2章葡萄洒废水处理工艺设计进水的连续性和风机的连续运行。2.3.7污泥浓缩池2.3.7.1设计作用为方便污泥的后续处理机械脱水，减小机械脱水中污泥的混凝剂用量以及机械脱水设备的容量，需对污泥进行浓缩处理，以降低污泥的含水率。2.3.7.2工作原理本设计由于采用UASB-CASS处理工艺，污泥量少，污泥性质稳定，因此只须采用简单的浓缩-脱水工艺即可。用以减缩污泥的间隙水，降低污泥含水率，减少污泥体积。本设计采用间歇式重力浓缩池，运行时，应先排除浓缩池中的上清液，腾岀池容，再投入待浓缩的污泥，为此应在浓缩池深度方向的不同高度上设上清液排除管。2.3.8污泥脱水间2.3.8.1设计作用用以去除污泥中的毛细水和表面附着水，缩小污泥体积，减轻其重量，本工艺采用DY型带式压滤机。2.3.8.2工作原理DY型带式压滤机以过滤介质两面的压力差作为推动力，使污泥水分被强制通过过滤介质形成滤液，而固体颗粒被截留在介质上，形成滤样，从而达到脱水的目的，脱水过程一般分为三个阶段：重力脱水段，楔形预压榨段，中、高压剪切脱水段。其特点是：能连续运行，操作管理简单，附展设备较少，机器制作容易,岀泥含水率低且稳定，从而投资、劳动力、能源消耗和维护费用较低。①结构紧凑、整体刚性好。②无级调速电机驱动，可以随时调节运行速度，适应性强。③制冲洗喷嘴及防堵塞装置，使滤带冲洗干净。④控制系统自动纠偏，并有限位开关保护滤带，确保设备正常运行。⑤处理最大，脱水效果好，运行费用低。n①附属设备选用名牌产品，性能可靠。②可提供PLC远程控制接口，利于管理。n第3章构筑物设计计算第3章构筑物设计计算3.1格栅3.1.1设计参数设计流量Q=12000m3/d=0.138m7s；取中格栅，栅条选圆钢；栅条宽度S=0.02m,栅条间隙e=0.02m,格栅安装倾角。二60。,便于除渣操作2.1.2设计计算由于本设计水量较少，故格栅直接安置于排不渠道中。①平均日流暈0=12000m3/d=0.138m3Is最大日流量=KzQd=1.2x0.138=0.1656/n3Is②格栅间隙数设栅前水深h二0.3m,过栅流速v=0.7m/so“_2,naxJsina_0.1656xVsin60°IT——=/ehv0.02x0.3x0.7栅条间隙数，取37其中emax——最大设计流量，m3/s；b——栅条间隙，叫h——栅前水深，v过栅流速，m/s。③栅槽宽度设计采用①20圆钢为栅条，即二0.02m。栅槽宽度B二S(n—1)+饬2=0.02x(37—1)+0.02x37=1.46加栅槽实取宽度二1・5nio④过栅水头损失,_Av2•力()=歹—sinoc[_]“栅条断面为圆形断面，由公式：2gh、=h『K得lz=p———sma・k=L79sin60x3=0.116/7：1b)2g10.02)2x9.81nZ4/3,圆形钢,,取120mm。其中纟一一阻力系数，其值与栅条断面形状有关,形状系数"叩；K——系数，格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，一般采用3；&——重力加速度，m/s2①栅后槽总高度取栅前渠道超高h2二0.3m栅前槽高H1二h+h2二0.3+0.3二0.6m栅后槽总高度H=Hl+hl=0.6+0.12=0.72m②进水渠道渐宽部分长度设进水渠宽B2=0.211】，进水部分展开角度⑦=20°=匚7%=0.89m进水渠道渐宽部分长度2urne2tan20°⑦栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度1000x1.2①栅槽总长度£=/,+/2+0.5+1.0+/^/n6Qo=1.78+0.89+0.5+1.0+0%口60。=452m②每日栅渣量用二864OO0ma"每日栅渣量1°°°心其中——栅渣量，/栅渣/10W污水,格栅间隙为16〜25mm时，W,=0.10—0.05；格栅间隙为30〜50mm时，W严0.03〜0.01心——污水流量总变化系数，工业废水取1・2。格栅间距为20mm,设栅渣量W]=o.07”栅渣/10审污水,n=0.83亦/d琢二86400Q“uM二1000心0.1656x0.07x86400械清渣。n第3章构筑物设计计算3.1.3格栅选型格栅间几何尺寸为10mx6mx6mo内设自动机械格栅CF—1500两台及皮带输送机一台。每台机械格栅宽1.50m,栅条净间距25mmo配用电机功率P=2.0kw,过水能力60000n?/d。机械格栅前后均设宽为1.5米的电动闸板（共两台），配用电机功率P=1.0kw。根据机械格栅前后水位高差自动控制机械格栅耙子的开停：正常水位高差为0.25m,当水位高差超过0.35m时自动开，水位高差恢复至0.25m时自动停。拦截物经皮带输送机输送至存放箱后装车外运。2.2调节池3.2.1设计说明调节池是用来均衡调节污水水量、水质、水温的变化，降低对生物处理设施的冲击，为使调节池出水水质均匀，防止污染物沉淀，调节池内宜设置搅拌、混合装置。2.2.2设计参数水力停留时间T=6h；设计流量Q=12000m7d=500.0m7h；3.2.3设计计算有效容积为：V=QT=500.0X6=3000m3取池子总高度H二5.5m,其中超高0.5m,有效水深h=5m,则池面积为:A=V/h=3000/5=600m3池长取L=10.5m，池宽取B=10.5m,则池子总尺寸为：LXBXH=10.5X10.5X5.5=606.4m3调节池的搅拌器：使废水混合均匀，调节池下设潜水搅拌机，选型QJB7.5/6-640/3-303/c/sl台n3.3过滤机3.3.1设计参数过滤机设计水量为：Q=12000m3/d=500m3/h=0.183m3/s过滤机进出水水质指标如表3.1：表3.1过滤机进出水水质指标水质指标CODBODSS进水水质(mg/1)300016001200去除率(%)7750出水水质(mg/1)279014486003.3.2设计计算3.3.2.1机型选取选取WYB—5型卧式叶片过滤机，其工作参数如表3.2：表3.2WYB—5型卧式叶片过滤机工作参数过滤面积/*筒体直径/nun工作压/mpa工作温度/°c59000.4W1503.3.2.1每日的去渣量Qx(Co_C])(3-1)1000(1-7^)p式中:q设计流量，m3/dCO进水悬浮物浓度，kg/m3Cl出水悬浮物浓度，kg/m3P0污泥含水率，以97%计r污泥密度，以1000kg/m3计W—12000x(1200-600)趾1000x(1-0.97)x1000nV有效12000x2.32543=6200m3第3章构筑物设计计算2.4UASB反应池3.4.1设计参数3.4.1.1参数选取设计参数选取如下：容积负荷(Nv)为:4.5kgCOD/(m3-d)；污泥产率为：0.1kgMLSS/kgCOD；产气率为：0.4mVkgCOD。3.4.1.2设计水质UASB反应器进岀水水质指标如表3.3：表3.3UASB反应器进出水水质指标水质指标CODBODSS进水水质(mg/1)27901448600去除率(%)808550出水水质(mg/1)558217.23002.UASB反应器的形状和尺寸n根据经验，UASB最经济的高度一般在4〜7米之间，并且大多数情况下,这也是系统最优的运行范围。器有效高度为5m,则横截面积A二V—h=6200^5=1240m2采用2座相同的UASB反应器,则:单池面积A,=A4-4二620一2二310m2②采用公壁建造四边行池比圆形池较经济，有关资料显示，当长宽比在2：1左右时，基建投资最省。取池长L=28m,宽B=14m,则实际横截面积为：A2=LXB=28X14=312m2③设计反应池总高11=6.5m,其中超高0.5m(一般应用时反应池装液量为70%-90%)单池总容积V尸AJ1二312(6.5-0.5)二1872”单池有效反应容积％有效=A/=312x5=156O加单个反应器实际尺寸28mX14mX6.5m反应器数量2座总池面积A^=Aixh=312x2=624m2反应器总容积V=V^=1872x2=374W总有效反应容积岭-效=V］有效料=1560x2=3120加＞3100加符△要求竺x100%=83.3%口UASB体积有效系数3744在70%-90%之间，符合要求④水力停留时间(I1RT)及水力负荷率(V"=6.24/z二岭效二3120_500~624HRTO5002.4.2.2三相分离器设计三相分离器设计计算草图见图2.1：n1.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。2•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，主耍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。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I古I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/h②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，沉淀槽底逢隙的流速W2m/h④总沉淀水深应大于1.5m如果以上条件均能满足，则可达到良好的分离效果。本工程设计中，与短边平行，沿长边每池布置4个集气罩，构成4个分离单元，则每池设置4个三相分离器。三相分离器长度,每个单元宽度b二L/4二28/4二7iii。沉淀区的沉淀面积即为反应器的水平面积沉淀区表面水力负荷为：q=QH-A=5004-624=0.80<1.0,符合设计要求。n3.冋流缝设计设单元三相分离器的宽度b=3.25m，上下三角行集气罩斜面水平夹角为9=55。,取保护水层高度山二0.5m,下三角形高度h3=l.2m,上三角形顶水深h2=0.5m,设每个UASB池的冋流缝的数目为2,则下三角形集气罩底部宽为：b二h3/tg0式中：b下三角集气罩底水平宽度，m;0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;bt=1.24-tan55°=0.84m则相邻两个下三角形集气罩之间的水平距离：b2=b-24=3.25-2X0.84=1.57m则下三角形冋流缝面积为：St=b2•1•n二1.57X28X4二175.84m2下三角集气罩之间的污泥回流逢中混合液的上升流速(VI)可用下式计算：Vt=Q/Si式中：Qi反应器中废水流量，m3/h；St下三角形集气罩回流逢面积，m2；VI二5004-24-175.84=1.42m/h<2.0m/s,符合设计要求。设上三角形集气罩回流缝的宽度b3=CD=0.45m,则上三角形冋流缝面积为:S2=b3•1•2n=0.45X28X2X4=100.8m2上下三角形集气罩之间回流逢中流速(V2)可用下式计算：V2=Q1/S2，式中：Q2反应器中废水回流量，m7h；S2上三角形集气罩回流逢之间面积，mlV]=5004-24-100.8=2.5m/hvt95%,取A='000^/m3AX污泥产量22321000x(1-98%)=111.6m3/d则(3-4)耳兰=55.8加3/〃④污泥龄2G_46500~_2232=20.83(d)1.排泥系统设计在UASB三相分离器下500mm,1500mm高处和底部，各设置一个排泥口,共三个排泥口。每天排泥一次。n3.4.2.5出水系统设计计算出水系统的作用是把沉淀区液面的澄清水均匀的收集并排出。出水是否均匀对处理效果有很大的影响。1.出水槽设计对于每个反应池，有4个单元三相分离器，岀水槽共有4条，槽宽0.3ni。①单个反应器流量②设出水槽口附近水流速度为0.2m/s,则qJ40.138/4八十Z—==0.575m槽口附近水深血0.3X0.2取槽口附近水深为0.25m,出水槽坡度为0.01；出水槽尺寸8mXO.3mXO.25m；出水槽数量为4座。2.溢流垠设计①出水槽溢流垠共有12条(6X2),每条长10m,设计900三角垠,垠高50mm,垠口水面宽b二50mm0每个UASB反应器处理水量28L/s,查知溢流负荷为1-2L/(m•s),设计溢流负荷f二1・117L/(m•s),则垠上水面总长为:“狞需25皿"三角堰数量:504/12=42个。I_25.07厂50x10』=504个,每条溢流堰三角堰数量:一条溢流堰上共有42个100mm的堰口，42个140mm的间隙。②堰上水头校核q=^=28X103=5.56xW5m~5/s每个堰出流率：n504按900三角堰计算公式，7(q严(5.56x101h=-^―==0.0172/??垠上水头：丿I143丿③出水渠设计计算n反应器沿长边设一条矩形出水渠，4条出水槽的出水流至此出水渠。设n岀水渠宽0.8m,坡度0.001,岀水渠渠口附近水流速度为0.3m/soqt0.183—-==0.763m渠口附近水深姒a0.8x03以岀水槽槽口为基准计算，出水渠渠深：0.25+0.368二0.6m,离出水渠渠口最远的出水槽到渠口的距离为14.67米，出水渠长为14.67+0.1=14.77m,岀水渠尺寸为14.77mX0.8mX0.6m,向渠口坡度0.001o①UASB排水管设计计算选用DN250钢管排水，充满度为0.6,管内水流速度为4x28x10』nnc/v=7=0.95m/s兀x0.6x0.25-1.4.2.6沼气收集系统设计计算1.沼气产量计算沼气主耍产生厌氧阶段，设计产气率取0.4m:i/kgCODo①总产气量G=rQCoE=0.4x12000x2.235x0.8=8582.W/hG,=—=85824=4291,2m3/h每个UASB反应器的产气量22②集气管每个集气罩的沼气用一根集气管收集，单个池子共有13根集气管。=429L2=6.2xl0_3m3/5每根集气管内最大气流量24x3600x8据资料，集气室沼气岀气管最小直径d=100mm,取100mm.③沼气主管每池8根集气管先通到一根单池主管，然后再汇入两池沼气主管。采用钢管，单池沼气主管管道坡度为0.5%.4291.23/单池沼气主管内最大气流量取D二150mm,充满度为0.8,则流速为0.05x4v==3.54m/s0.8x0.152x^q=8'8'4=0.099亦/s④两池沼气最大气流量为24x3600=0.05mIs24x3600n取DN=250mm,充满度为0.6；流速为0.099x4龙x0.25，x0.6=3.36m/s1.水封灌设计水封灌主要是用来控制三相分离气的集气室中气液两相界面高度的，因为当液面太高或波动时，浮渣或浮沫可能会引起出气管的堵塞或使气体部分进入沉降室，同时兼有有排泥和排除冷凝水作用。水封高度式中：H0反应器至贮气罐的压头损失和贮气罐内的压头为保证安全取贮气罐内压头，集气罩中出气气压最大H1取2mH20,贮气罐内压强H0为400mmH20。②水封灌水封高度取1.5ni,水封灌面积一般为进气管面积的4倍，贝I」S=-7rd2x4=-^x0.252x4=0.196m244水封灌直径取0.5mo2.气水分离器气水分离器起到对沼气干燥的作用，选用＜1)500mmXH1800mm钢制气水分离器一个，气水分离器中预装钢丝填料，在气水分离器前设置过滤器以净化沼气，在分离器出气管上装设流量计及压力表。3.5CASS反应池3.5.1设计说明CASSI艺是SBR工艺的发展，其前身是1CEAS,由预反应区和主反应区组成。预反应区控制在缺氧状态，因此提高了对难降解有机物的去除效果,与传统的活性污泥法相比，有以下优点：(1)建设费用低，省去了初沉池、二沉池及污泥回流设备。(2)运行费用低，节能效果显著。(3)有机物去除率高，岀水水质好，具有良好的脱氮除磷功能。n(1)管理简单，运行可靠，不易发生污泥膨胀。(2)污泥产量低，性质稳定，便于进一步处理与处置。1.5.1.1设计水质UASB反应器进出水水质指标如表3.4：表3.4CASS反应器进出水水质指标水质指标CODBODSS进水水质(mg/1)558217300去除率(％)859480出水水质(mg/1)83.713.2603.5.2设计参数设计流量Q=12000m7d=500m3/h=0.138m7s；进水COD=558mg/L，去除率为85%；BOD污泥负荷(Ns)为:0.lkgBOD/kgMLSS；混合液污泥浓度为：X=4000mg/L；充水比为：0.32；进水BOD二217mg/L,去除率为94%。3.5.3设计计算1.5.3.1运行周期及时间的确定1.曝气时间N,X24x032x2170.1x4000=4.16h=42h(3-5)式中：2充水比5°进水BOD值，mg/1；比BOD污泥负荷，kgBOD/kgMLSS；X混合液污泥浓度，mg/L。2.沉淀时间n(3-6)Uu=4.6X104X%-1-26=4.6x10°x400()726=133mIs设曝气池水深H二5m,缓冲层高度£二0.5m,沉淀时间为:HQ+£0.32x5+0.5(_o,ft===1.58/?=1.6/?5u1.332.运行周期T设排水时间td=0.4h,运行周期为/=〈+ts+td=4.2+1.6+0.4=6.2/?每日周期数：N二24/6.2=3.872.5.3.2反应池的容积及构造1.反应池容积Q12000—.V.===4687.5m单池容积为rtN九0.32x2x4反应池总容积为V=2%=2x4687.5=9375龙式屮：周期数；单池容积；•总容积；池数，本设计中采用2个CASS池；充水比。2.CASS反应池的构造尺寸CASS反应池为满足运行灵活和设备安装需要，设计为长方形，一端为进水区，另一端为出水区。如图1-4所示为CASS池构造。进水管预反应区主反应区嘗水图3-4CASS池结构示意图据资料,B：H=1~2,L：B=4〜6,取B=8m,L=40m。所以Vi=40X8X5=1600m3ns^=1600=320m2单池面积H5CASS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，作为兼氧吸附区和牛物选择区，另一部分为主反应区。根据资料，预反应区长L1二(0.16-0.25)L,取L1二8mo1.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:Q<24xnxnx(/1+BxLxH.x—HQnNA(3-7)11U式中：Q每天处理水量，d；nCASS池子个数；U设计流水速度，木设计中U二50m/h；N一日内运行周期数；.2ACASS池子的面积，府；A连通孔孔口面积，m2；厶预反应区池长,m；比池内设计最高水位至淫水机排放最低水位之间的高度,m.B反应池宽，加。12000H】=2x4x320=4.69mr12000<24x2x2x50+8x8x0.8|x—=丿501.074m2孔口沿隔墙均匀布置，孔口宽度不宜高于1.0加，故取0.9加，则宽为n2.5.3.3污泥COD负荷计算由预计COD去除率得其COD去除量为：558x85%=474.3/7?^/L则每日去除的COD值为：12000x474.31000二5691.6kg/dQSuM二斤XV(3-8)式屮：Q每天处理水量，曲dSU进水COD浓度与岀水浓度之差，mg/LnCASS池子个数X设计污泥浓度，mg/LV主反应区池体积，m12000x474.3N$=2x4000x910=0.782kgC0D/(kgMLSS.d)3.6污泥脱水间3.6.1设计作用用以去除污泥中的毛细水和表面附着水，缩小污泥体积，减轻其重量,本工艺采用DY型带式压滤机。3.6.2设计参数压滤后污泥含水率为75%；选取DYD-1000型带式压榨过滤机，其工作参数如表表3.4DYD-1000型带式压榨过滤机工作参数滤带宽度(伽)1000压榨脱水面(m2)5.0滤带线速度(r/min)0.8-5.5电机总功率(KW)2.85涨紧工作压力(MPa)1.0-1.8主机外形尺寸(nrni)3000X1800X2040n纠偏工作压力(MPa)1.5重暈(kg)4700重力脱水面积(m2)3.5泥饼含水率(%)70-803.6.3工作原理DY型带式压滤机以过滤介质两面的压力差作为推动力，使污泥水分被强制通过过滤介质形成滤液，而固体颗粒被截留在介质上，形成滤样，从而达到脱水的目的，脱水过程一般分为三个阶段：重力脱水段，楔形预压榨段,屮、高压剪切脱水段。其特点是：能连续运行，操作管理简单，附属设备较少，机器制作容易,出泥含水率低且稳定，从而投资、劳动力、能源消耗和维护费用较低。①结构紧凑、整体刚性好。②无级调速电机驱动，可以随吋调节运行速度，适应性强。③制冲洗喷嘴及防堵塞装置，使滤带冲洗干净。④控制系统白动纠偏，并有限位开关保护滤带，确保设备正常运行。⑤处理最人，脱水效果好，运行费用低。⑥附属设备选用名牌产品，性能可靠。⑦可提供PLC远程控制接口，利于管理。n第4章平面布置和尚程设计平面布置和高程设计4.1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；②构（建）筑物单体数量除按计算耍求计算外，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。①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；②重力流管线应尽量避免迂回曲折。4.2管线设计各种计量设备的水头损失可用相关的公式计算或查图表。一般进水出水管上计量仪表中的水头损失可按0.2米计算，流量指示器中的水头损失可按0.1-0.2米计算。沿程水头损失由下面的公式计算得到:f=iL式中i为水力坡度，L为管道和沟渠的长度。选好了1,根据平面图中设计的管道沟渠的长度，就可以计算出沿程水头损失，沿程水头损失加上局部n水头损失就是总的水头损失O表4-1构筑物水力损失名称流量(L/s)管径(mm)坡度1(%。)流速V(m/s)管长(m)T・L&2g出厂管——CASS1384000.8160.77170.01330.100.113CASS0.6CASS—UASB1384000.8160.778.10.0072.690.120.127692502.430.956.80.01720.1240.141692502.430.952.30.0063.690.170.18UASB1.0UASB——调节池692002.530.922.30.0060.950.0440.061384000.8160.77390.0430.0860.126泵房-一集水井1388000.8161.2140.01220.160.063集水井0.3格栅0.2156.3154.4高程布置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：(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n第4章平面布置和高程设计渠能通过全部流量。(1)•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。(2)•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。(3).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。(4).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(5)•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。(6).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。(7).注意污水流程和污泥流程的配合，尽量减少提升高度。(8).协调好单体构造设计与各构筑物埋深，便于正常排放，又利检修空。UASB处的地坪标高为0.5m,按结构稳定原则确定池底埋深为-4.6m,然后根据各处理构筑物之间的水头损失推求其它构筑物的设计水面标高，调节池设计成地下式，确定水面标高为0m,从调节池到UASB经过提升泵提升。经过计算各污水处理构筑物的设计水面标高见下表。n表4-2各处理构筑物的水面标高及池底标高构筑物名称水面标高(m)池底标高(m)构筑物名称水面标高(m)池底标高(m)进水管0.23-0.00调节沉淀池0-5.00污泥重力浓缩池1.50-3.80UASB反应器1.40-4.60贮泥池-4.10-&60CASS反应器1.00-3.50集泥井-5.60-10.10n结论葡萄酒废水水量大，无毒有害，展中高浓度有机废水。本设计根据这一特点采用厌氧和好氧工艺组合，充分发挥各自的处理特长，其中采用UASB反应器，可回收沼气，节省能源，确保生态和经济效益，具体措施将高浓度有机废水集中起来；然后将余下的含有少量SS,溶解性COD较高的高浓度有机废水用UASB进行厌氧消化处理，在达到去除BOD的前提下回收大量沼气作为能源。之后，与低浓度有机废水混合进入cass,出水达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)国家二级排放标准。该工艺流程简单，构筑物较少，运行管理方便。且性能完善、技术成熟、功能稳定可靠。本工艺处理效果稳定，出水水质较好，且能承受水量、水质的较大变化。在确保达标排放的情况下，能够降低处理成本，节约能源,目前该组合已经在实践中应用，经济效益良好。在能源和环境问题H益突出的今天，该工艺值得推广。n参考文献1•TanishoSeta1・ContinuoushydrogenproductionfrommolassesbythebacteriumEnterobacteraerogenes.Int.HydrogenEnergy,1994,19:807-812.2.YokoiHeta1・HydorgenproductionbyimmobilizedcellsofaciduricEnterobacteraerogenesstrainHO-39.Ferment.Bioeng.,1997,83(5):481-484.3.RachmanM・A・etal.Hydorgenproductionwithhighyieldandhighevolutionratebyself-flocculatedcellsoEnterobacteraerogenesinapacked-bedreactor.Femrent.Bioeng.,199&49:450・454.4.任南琪•不同产酸发酵菌产氢能力的对比与分析•环境科学，2003,24(1)：70-74.5.李白昆.厌氧活性污泥与几株产氢细菌的产氢能力及协同作用研究.环境科学学报，1997,17(4)：459-463・6.刘敏•糖蜜、淀粉与乳品废水厌氧发酵法生物制氢•环境科学,2004,25(5)：65-69.7.任南琪.厌氧高效产氢细菌的筛选及其耐酸性研究.太阳能学报，2003,24(1)：80-84.&洪天求.有机废水厌氧发酵产氢技术的现状与发展.合肥工业大学学报,2003,26(5)：948-952.9.樊燿亭.天然厌氧微生物氢发酵生产氢气的研究.中国环境科学，2002,22(4)：370-37410.任南琪.有机废水处理生物制氢技术.中国环境科学，1994,14(6)：413-415.11.徐琰.纤维索类生物质厌氧发酵产氢的研究.化学研究，2005.16(2)：6-812.孙琦.光合细菌产氢条件的研究•微生物学报，1995.35(1)：65-73.13.王水生•间歇式活性污泥法处理葡萄酒废水[J]•环境工程，1998,16(1):16〜18.14.14.沈燿良.王宝贞循环活性污泥系统(CASS)处理城市废水给水排水，n参考文献1999,(11)9.王凯军.厌氧处理技术发展现状与未来发展领域.中国沼气,1999,17(4):14-20n致谢木次毕业设计是在贺君老师的精心指导下，由我独立完成的。木次毕业设计是我大学四年所学知识的回顾与总结。同吋，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。了解了木专业各方面的设计课题与设计方法，这次使我的知识面更加广阔与完整，使我收益非浅。可以这样说：在贺老师的耐心指导和自己的努力下，我完成了毕业设计应完成的任务，达到了毕业设计的教学要求。在这里，万分的感谢各位老师的辛勤栽培和其他同学的热情的帮助！但由于吋间仓促及本人水平有限，本次设计中难免有各种错误与不足，还望各位老师批评指正与谅解。我将在以后的学习与工作中不断改正，不断吸取经验教训，不断完善自我，以感谢老师们四年的关心与教导。最后，诚挚地感谢贺君老师以及环化学院各位老师的关心与指导。祝各位老师万事如意，工作顺利！n附录1燕山大学本科毕业设计（论文）开题报告一、葡萄酒发展的国内动态及其选题的依据和意义我国的葡萄酒在酿酒行业中是个小行业，近几年发展较快。其主要的环境问题是工业废水的排放。葡萄酒在生产过程中均产生高浓度有机废水，其主要污染物是COD、BOD、NH3o2008年全国工业废水排放总量217.4亿吨、全国工业废水中COD"的排放量是404.85万吨、NH3的排放量是26.76万吨。根据中国酿酒协会统计的2008年葡萄酒的产量，及《第一次全国污染源普查-工业污染源产排污系数》中葡萄酒制造业的产排污系数，对2008年葡萄酒工业废水排放量和CODcr排放量估算，2008年葡萄酒废水排放量为2949.67万吨，若葡萄酒工业废水排放按CODcr平均浓100mg/L,氨氮15mg/L估算，葡萄酒工业废水排放量为2949.67万吨，约占约占全国工业废水排放量的0.14%,占饮料制造业废水排放量的4.16%；CODcr排放量为0.30万吨，约占全国工业CODcr排放量的0.071%,占饮料制造业CODcr排放量的1.36%；氨氮排放量为0.044万吨，约占全国工业氨氮排放量的0.16%,占饮料制造业COD「「排放量的5.37%。因此对于葡萄酒厂的废水处理是非常有必要的。二、研究的基木内容，拟解决的主要问题根据废水特点，设计稳定和经济技术合理的处理活性污泥处理工艺，保证废水达到国家污水综合排放二级标准，同时使投资、占地面积、运行管理度达到最佳设置。由于葡萄酒厂排放量大，有机负荷高，处理方法在实际中都有应用，但也都存在一些问题。厌氧生化法处理葡萄洒废水具有技术成熟可靠、耐冲击能力强、处理效果好，尤其以UASB反应器为主体的厌氧生物处理工艺在实际中应用广泛。但是厌氧处理效果受废水的水温、pH、有毒物质等环境条件影响较大。n三、研究步骤、方法及措施1、确定葡萄酒废水处理程度，选择污水处理流程。2、选择葡萄洒废水和污泥处理构筑物。3、进行葡萄酒废水和污泥处理构筑物工艺设计计算，确定主要尺寸。4、进行葡萄酒废水处理厂（站）总体布置。5、整理计算书，编制说明书。四、研究工作进度第1〜3周第4〜5周第6〜9周第10〜6周第17周查阅收集资料，撰写文献综述，并完成开题报告。选定设计方案，做总体工艺设计。完成设计计算说明书。完成规定的图纸。论文定稿，准备答辩。六、指导教师意见指导教师签字:年月日七、系级教学单位审核意见：审查结果：□通过□完善后通过口未通过负责人签字:n附录2燕山大学本科毕业设计（论文）文献综述一、课题国内外现状我国的葡萄酒在酿酒行业中是个小行业，近几年发展较快。其主要的环境问题是工业废水的排放。葡萄酒在生产过程中均产生高浓度有机废水，其主要污染物是COD、BOD、NH3o2008年全国工业废水排放总量217.4亿吨、全国工业废水中CODcr的排放量是404.85万吨、NH3的排放量是26.76万吨。根据中国酿酒协会统计的2008年葡萄酒的产量，及《第一次全国污染源普查-工业污染源产排污系数》中葡萄酒制造业的产排污系数，对2008年葡萄酒工业废水排放量和COD“排放量估算，2008年葡萄酒废水排放量为2949.67万吨，若葡萄酒工业废水排放按COD“平均浓度100mg/L,氨氮15mg/L估算，葡萄酒工业废水排放量为2949.67万吨，约占约占全国工业废水排放量的0.14%,占饮料制造业废水排放量的4.16%；COD。’排放量为0.30万吨，约占全国工业C0%排放量的0.071%,占饮料制造业CO*.排放量的1.36%；氨氮排放量为0.044万吨，约占全国工业氨氮排放量的0.16%,占饮料制造业COD“排放量的5.37%。因此对于葡萄酒厂的废水处理是非常有必要的。—研究主要成果昌黎县是河北省节能减排30个重点县之一，节能减排任务十分艰巨。针对葡萄酒牛产废水对牛态环境造成的污染问题，积极引导该县酿酒葡萄产业的龙头骨干企业中粮华夏长城葡萄酒有限公司与江南大学合作，投入300多万元，对葡萄酒生产废水技术进行了深入系统研究，并于今年6月份通过了河北省科技厅组织的技术鉴定。该技术采用低温厌氧反应系统和多级兼氧好氧反应体系，以及适当的后续处理工艺将葡萄洒生产废水做到了超低浓度处理，最终实现反应过程发酵温度低，处理程度高，对能源循环利用，技术研究成果达到国际先进水平。通过该技术处理后的葡萄酒牛产废水COD指标在40mg/L以下，指标均达到国家一级A标准，处理后的废水主要用于中粮华夏长城葡萄酒有限公司酿洒葡萄基地灌溉和生态景观用水，厌氧产生的沼气用于自加热，实现了从酿酒葡萄种植到酿造的生态良性循环。n宾夕法尼亚州立大学教授，环境工程，现代技术被证明能来该范围内的梦想。他开发了一个毫无价值的反应堆正在发生变化，对环境不友好的废水成氢气，一个有价值的，无污染的燃料。他的过程，这将只剩下无害的水蒸汽的背后，甚至可能被认为是钳金转换。SincelastSeptember,theNapaWineCompany自去年9月，纳帕葡萄酒公司（净营运资本）已提供试验场地，而这些实验室的实验现在己经合并为一个领域的研究在该公司的基金在奥克维尔加州酿洒。美国消费176兆瓦（TWhs）小吋，即能源万亿瓦小时，每年处理废水。这足以燃料1500万家庭。这--过程不仅可以节省的能源，通过转换成氢燃料废水，但它实际上将产生额外的电力110TWhso“这个过程将是对所有行业的需要，免除农业废弃物利益.三、发展趋势葡萄洒废水污染控制技术涉及到有关水处理技术研究开发、工程设计、工程实施、设备加工和运营管理等各个方面。但是，从水处理技术市场化和产业化的观点，特别是从投资结构的划分，水处理技术产业可以分为：1）工艺技术；2）工程和设备产业化；3）设施运营产业化等三个部分。我国下一步主要任务是在以上三个方面进行重点发展。1、大力发展先进的水处理工艺技术2、大力推进水处理技术和设备的产业化3、大力鼓励水处理设施运营产业化四、存在问题传统的A/0法、A2/0法、AB法、SBR法等，虽然在去除有机物方面有较高的效率，但是水之中仍含有一定量残留，并且许多工艺受各种因素的影响如颗粒污泥，有机负荷，温度等等诸多要素，都有许多的局限性，从目前国内外研究状况看，对单独一种处理工艺的分析研究较多，而综合各种处理工艺的工程研究和工程实例则较少。n附录2五、指导老师意见指导教师审阅签字：年月曰n附录3翻译在a2/o工艺中过度曝气对磷的吸收和生物除磷影响的研究彭咏藁，王晓莲，柏坤库钥匙实验室，北京水环境恢复工程，北京科技大学，平乐园100,朝阳区,北京100022,中国电话/传真86(10)67392627;电子邮件：wxl921@yahoo.com环境工程计划，宾夕法尼亚州立大学在哈里斯堡,middletown,坝17057,美国收到2004年9月20;接受2005年6月7日摘要：在改进的A'/。系统中，对反硝化聚磷有机物的发生过程及其对生物脱氮所起的作用已经进行了调查。此外，过度曝气对生物除磷的影响进行了研究。实验结果表明，与传统的A70I艺相比在改进川/0工艺中可能发生缺氧吸磷。可以实现对化学需氧量，磷，氨氮和总氮好的去除率(分别为92.3%,95.5%,96%和79.5%)。此外，对污泥的分析表明，在这样一个系统中相比于有氧吸磷，厌氧吸磷效率能够达到69%,此外硝酸盐浓度和有机基质引入对厌氧阶段磷的吸收有显著的效应。也有人发现，如果在良好的缺氧磷吸收条件下，空气供应没有适当的调整，对活性污泥过度的曝气可能导致生物除磷过程的恶化。关键词:A70工艺;厌氧生物对磷的吸收;过度曝气;脱氮除磷1•导言在过去的几十年里，生物脱氮除磷(BXR)的进程已广泛用于处理含有氮和磷的废水，与此同吋相比于其他化学方法，在经济效益上占有优势的化学需氧量(COD)对防止水体富营养化也起到了好的效果。生物脱氮除磷系统的发展包括序批式反应器(SBR法),开普敦犬学(uct)系统，bardenpho系统和厌氧-缺氧-好氧(A?/。)系统等等。在这些系统中，最常用的系统是A70工艺。它是一种把单污泥暂停生长系统纳入厌氧，缺氧，和好氧阶段的序列n附录3之中。在这个系统中，反硝化细菌发挥重要作用，脱氮和磷酸盐积累的有机体(PAOs)负责增强生物除磷(EBPR)o这两种微生物需要碳源(或COD)进行独立的反应。因此，为了去除氮和磷，提供足够的CAD是必不可少的限制因素。sormC1］发现这一对CAD供应量的要求导致反硝化反应速度的降低，原因是在厌氧条件下发生了有机螯合反应，因此，在厌氧条件下反硝化细菌不适宜生存。不过，虽然硝酸盐的存在不利于磷的吸收，但是comeau等人还是发现了缺氧或反硝化条件下磷酸盐的吸收。这一现象证明了某些聚磷细菌，反硝化聚磷生物体(DNPAOs),有能力使用硝酸盐而不是氧气，作为电子受体。如果反硝化聚磷生物体(DNPAOs)岀现在A70系统中，他们可以抵消磷存在的负面影响，而由普通的异养生物(OHOs)去除硝酸盐，它们主耍是反硝化细菌。一些生物脱氮除磷的进程(SBR,LCT,dephonox等等)中已经发现反硝化聚磷生物体(DNPAOs)的存在。库巴等提岀反硝化聚磷生物体(DNPAOs)在化学计量和动力学性质方面与脱氮和磷酸盐积累的有机体(PAOs)有类似的功能和特点。在生物脱氮除磷系统中使用反硝化聚磷生物体(DNPAOs)是十分有利于减少对CAD需求，从而降低曝气成本和减少污泥产量。目前，一些研究证实，在A2/0系统中缺氧条件下能够发生对磷吸收反应。此外，反硝化聚磷生物体(DNPAOs)在川/0系统中的作用并不明显。本研究的主要目标是为了优化反硝化聚磷生物体(DNPAOs)降低在去除氮和磷的过程中对CAD的需求。为此，在A70系统中我们对反硝化聚磷生物体(DNPAOs)的积累对氮，磷和COD去除率作出的贡献进行了研究。对影响缺氧磷吸收的几个因素进行了测试。此外，对过量曝气对磷的吸收产生的负面影响也进行了研究。2•材料与方法2.1反应器系统在这项研究中(图1)将会用到一个模拟的厌氧-缺氧-好氧(A70)反应器与一个工作货量为50.4升的容器。在反应器中有8个区域，用分离挡板实现厌氧/缺氧和好氧条件。前两个区域通常是厌氧反应区，以下两个区作为缺氧反应区，而其余4个区域有氧反应区并通过那些曝气系统分隔开。n在每个厌氧和缺氧区内通过搅拌器的搅拌来保持足够的生物量。通过在每个好氧区提供加压空气并进行长时间的扩散来提供氧气。每个区都要提供足够的需氧量，合适的pH值和ORP传感器。由控制水泵来控制硝酸盐再循环流,污泥循环流量和进水流量。八/0系统中的废水是由一个总容积为25L的圆筒形澄清池来提供的。A2/0系统的设计和操作参数的配置列于表1中，进水的化学指标如表2所示。2.2废水及污泥在这项研究中用的综合废水（每公升）：酿造工业废水（乙醇含量为3.5%,COD114g/1）,2.8-3.4ml;NHQ,0.20-0.3g;KH2PO4,0.02-0.08g;MgSOp7H20,0.05g;NaHC03,0.05-0.15g;还有CaCl2.2H20,0.01g0加入碳酸氢钠和氢氧化钠溶液控制pH值在7.2〜7.6o温度控制在20-23C。反应器的活性污泥来自文昌污水处理处理厂（中国哈尔滨），他是一个应用反消化去除含氮物质的污水处理厂。对啤酒废水处理数据的检验表明该系统可以在2个月内达到稳定状态。定期从不同地区采集样木进行氨氮，硝酸盐,亚硝酸盐，总氮（总氮），总磷（TP）,磷酸盐，化学需氧量，生化需氧量，碱度和混合酒悬浮固体（污泥浓度）的测量。需氧量，pH值，ORP控制在反映条件下。实验进行了半年的时间，分为三不同阶段，如表3所示。2.3批次测试进行批次试验的污泥是在第72天从川/0系统中提取的。由于在散装液体中P释放回影响第耳澄清阶段所以污泥首先要经过5分钟的曝气以减少磷的浓度。当醋酸钠和磷酸盐的浓度分别控制在206毫克/升和19毫克/升时加入醋酸钠和磷酸盐的混合液（P0广），此吋泥浓度会控制在3.6克/升。这个检测被放在20°C条件下的一个5L的SBR反映器中进行。通过调节加入0.05mol/L的硫酸量把pH值一直控制在围绕7.2±下浮动。混合液在厌氧条件下反应4h,然后它被分为两个部分：一个是暴露在有氧的条件三小时（压缩的空气通过一个在反映器底部的扩散器进入反映器）o另一则被放在缺氧条件下3小吋，硝酸钾（硝酸盐浓度是足够的）投加量为19毫克/升，同吋在液面以上充入氮气，以防止空气渗透进入反映器。因为磷酸盐浓度的降低，有氧磷酸盐摄取率也回相应的降低。缺氧磷酸盐摄取率还可以测量到在n附录3相同的方式作为有氧磷酸盐摄取率。缺氧磷酸盐摄取率与有氧磷酸盐摄取率的比例被命名为k。2.4分析方法化学需氧量，生化需氧量，污泥浓度，碱度，氨氮，N02-N,NO；-N,TN,TP和P043-P的测量根据标准方法(apha,1995年严。3结果与讨论3.1通过调整内部再循环比率来改变反硝化聚磷生物(DNPAOs)积累量这是人们所共知的，如果硝酸盐是完全消耗在缺氧区，在p释放可能发生的环境中缺氧区将变成为厌氧。此外，在早期的调查中观察到各种缺氧磷吸收将发生在传统的生物脱氮除磷活性污泥法(BNRAS)系统中购。主要的原因是在缺氧区反硝化聚磷生物体(DNPAOs)的产生和硝酸盐进入时缺氧条件下磷的吸收。因此，Yuan等人指出实验应用内部循环控制各阶段反应^来增加反硝化聚磷生物体(DNPAOs)的积累。K比值与R(内部再循环的比率)不断改变在反硝化聚磷生物体(DNPAOs)产生的过程中。结果表明，即k增加是随R的增加而增加的。这一发现表明，较高的R值可避免缺氧条件下硝酸盐的全部消耗，从而促进反硝化聚磷生物体(DNPAOs)的积累。2.2调查缺氧吸磷图3显示了在A70反应在第一阶段和第二阶段硝酸盐和磷的浓度。最初与同比率的缺氧磷吸收和厌氧磷吸收相比缺氧磷的吸收效率极差，在第20天只有22.5%。这样低的磷吸收率，主要是由于反硝化聚磷生物体(DNPAOs)的不足，随着反硝化聚磷生物体(DNPAOs)的增加，磷吸收率的比例在第60天上升至60%,在第80天上升至79.5%o同时NO：＜-N可以被有效地减少。结果表明PAOs的悬浮物由两部分组成：一部分是利用任何氧或硝酸盐作为电子受体，另一部分只用氧气作为电子受体。在八/0系统中，缺氧吸磷可以发生在有利条下。2.3生物脱氮除磷的情况2.3.1除磷图4显示了A70系统随时间改变时P的浓度，P释放线性增加在0-46天时间段。在第46天，P释放达到30毫克/公升，此外，在缺氧区磷的去n除的逐渐增加发生在第一个46天，但污水的总P浓度始终高于3毫克/升，这表明P去除效率仍低于50%。该现象的主要原因是较低含量的微牛物。在46天至80天，随着微生物的增加，磷的释放速率减缓。缺氧磷吸收往往要维持在22.2毫克/升，而好氧磷吸收只要8毫克/升，在该系统中平均缺氧磷吸收占额磷吸收量的70%左右。结果，磷去除效率明显高于95%,在排放的污水中P浓度低于0.5毫克/升。结果表明，由于发生反硝化聚磷生物体(DNPAOs)的累积，即使COD/TN比例的条件很低(C0D/TN<6),良好的P去除也可以实现。3.3.2脱氮图5显示了在A2/0系统中当进水氨氮浓度在36.6毫克/升和55.8毫克/升之间，废水中氨氮的浓度和总氮浓度均分别低于4毫克/升和12毫克/升取得了良好的脱氮效果(80%-96%)。调查同时发现污水总氮浓度主要成分是硝酸盐，他在A2/0系统中为硝化作用做出贡献。此外，在缺氧区脱氮效率高于90%(图5)。3.3.3.COD的去除图6显示COD的去除率在90%左右，出水COD低于26.5mg/lo其中超过79%的COD在厌氧阶段被去除，在缺氧区COD的去除率为6%〜11%,好氧阶段COD的去除率非常低。事实上，由于缺乏碳的来源降低了P的释放能力，在缺氧区COD的去除率只有6%〜11%。因此，当只有硝酸盐和残余COD存在时，在缺氧区是磷的吸收。3.4分析污泥特性为了更深入地研究在A2/0系统中反硝化聚磷生物体(DNPAOs)对生物脱氮除磷性能的影响，要进行污泥特性的批次试验。图7显示了在”/0系统中把污泥中缺氧和好氧条件下磷吸收率最大时的值进行的比较。缺氧磷吸收率是4.62毫克P/克污泥浓度/小时，而有氧磷吸收率为6.7毫克P/克污泥浓度/小时，显示有氧磷吸收率与有氧P磷吸收率的比值(以下简称k)为69%。meinhold等人研究⑹结果显示约有69%的微生物可以用于硝酸盐硝化，同吋与微生物相比反硝化聚磷生物体(DNPAOs)作用很大。在A2/0系统中，如果有足够的有机物脱氮除磷反应可有效利用进水中n附录3同一类型的有机物。这可以解决在A2/0系统中有机物供应不足的缺点。在批次试验中在A2/0系统中，与污泥，最大P释放达到65毫克/升相比，啤酒废水作为碳源的P释放只有25毫克/升。调查结果表明，在P释放反应中不同的碳源产生了重大影响。因为反硝化反应，磷的吸收和释放发生在缺氧区，硝酸盐浓度预计将影响对P摄取。在第一个30分钟的缺氧阶段，缺氧磷吸收率只有3.76毫克P0广-P/克miss,h,低于有足够的硝酸盐（4.62毫克P/克miss,h）时的磷吸收率（图8）。该磷吸收与单位硝酸盐去除比值为0・54mgP0产-P/NO3-N,表明硝酸盐浓度对反硝化聚磷生物体（DNPAOs）的生成起抑制作用。随着减少硝酸盐浓度的降低P浓度也逐渐降低，在1点硝酸盐被完全消耗（图8）,反硝化完成。为P浓度的拐点，与边坡概况改变由负转正，这说明第二次磷释放开始了。据推测，初始时SCOD是很高，但硝酸盐浓度相对较低，此时P释放和摄取同时发生，但缺氧磷吸收率很低。一旦硝酸盐完全消耗，缺氧阶段就转换为厌氧阶段，从而导致二次磷的释放。因此，当外部硝酸盐每100分钟补充一次时，批次测试（2点在图8）结果显示，对于第一次25分钟，硝酸盐和磷浓度急剧下降，磷吸收与单位硝酸盐去除比值为1.22mgP0广-P/NQ-N,高于前者，即0.54mgP0广-P/NO3-N。上述污泥特性分析表明，硝酸盐浓度，在缺氧第一阶段对缺氧P摄取显着的作用。3.5过多的曝气的影响和去除磷的回收在传统的A70系统中，当建立稳定反硝化P去除能力时，为了证实是否可以减少耗氧量，要进行第三阶段的检测。除第四好氧区以外，在前面三个好氧区溶解氧浓度要维持在2毫克/升左右。不同的第四好氧区有不断的空气供应（0.42立方米/小时）。结果表明，该区溶解氧浓度增加了2.3-5.28毫克/升，在好氧区的末端。这表明，当反硝化聚磷生物体（DNPAOs）的数量保持恒定，系统的氧气的要求可以降低在缺氧吸磷系统根据学术因素（做了更好的控制在2毫克做/升，在好氧区），可以使低氧耗发生在好氧区。因此,减少了操作费用。这一发现是通过以往的研究宓得到的。但是，意外地，有人述发现，在此期间磷去除效率急剧恶化，这种现象类似brdjanovic[10]和temmink[19]的报告。他们指出，造成此种恶化原因可能是由于过度曝气导致n短时间系统内有机负荷降低。也有人证明了磷的吸收停止吋，聚轻基丁酸基丁酸酯（PHB）产牛在一个过度曝气过程。聚軽基丁酸酯导致在好氧阶段磷的吸收降低。因此，造成了在厌氧第一阶段过度释的放磷，在好氧阶段无法处理。因此，PHB限制磷的吸收率。因此，磷不能被完全摄取导致暂时性的BPR效率的降低。因此，从第84天开始调整空气供应，以维持溶解氧浓度在2-3毫克/公升在这种情况下，由于低氧耗发生在好氧区，空气供应必须减少0.32立方米/小时。然而，污水磷浓度仍较高，超过9毫克/公升，P的释放是很难承受过度曝气（图9）,导致磷的释放仍然在30〜34毫克/升，而从第80天到第87天缺氧和好氧条件下磷的吸收分别减少到7毫克/升和9.3毫克/升。在第87天污水磷浓度逐渐增加，达到9.6毫克/升，即使需氧量的浓度调整到正常浓度。第88天之后，污水磷浓度开始缓慢下降。P的去除没有恢复到稳定状态，直到第105天。在这恶化的期间，厌氧情况下污水中磷的浓度经历了数次变化，但缺氧和好氧条件下污水中磷的浓度先增加然后下降。最终差值是P的去除效率。造成这种缓慢复苏情况的主要原因，也许是因为P吸收速度依赖与聚轻基丁酸酯量，而在好氧条件下聚軽基丁酸酯量存在一个缓慢上升的过程。基于上述讨论，有人提议，WWTPS应该有一个可调灵活的曝气系统，尤其是当大部分缺氧磷吸收发生时。根据曝气阶段需氧量的浓度，空气供应应予以调整以防止过度曝气，在好氧条件下耗尽PHB。2.结论实验结果表明，在A2/0系统中缺氧P吸收和反硝化作用有很大的作用。良好的化学需氧量，磷，氨氮和总氮的去除率可分别达到92.3%、99%、79.5%和95.5%。然而在良好的缺氧吸磷条件下不能很好的调整空气供应量将导致活性污泥的过度曝气，最后造成的恶性循环。污泥分析表明，在这个系统中，该比例缺氧P摄取率将减少到69%。此外，研究发现指出，在A2/0系统中缺氧阶段硝酸盐浓度和厌氧阶段不同的有机基质对生物脱氮除磷产生了重大作用。n附录4英文原文ELSEVIERDESAUNATIONDesalination189(2006)155—164w3w.elsevicr.coriVli坨；lle/dczlAnoxicbiologicalphosphorusuptakeandtheeffectofexcessiveaerationonbiologicalphosphomsremovalintheA2OprocessYong-zhenPeng3化Xiao-lianWang3.Bai-kimLibaKeyLaboratory-ofBeijiftgHarerEnxironmentRecovery'Engineering,BeijingUniversityofTechnology^,Pingleyuan100,ChaoyangDistrictBeijing100022tChinaTeL/Fax—S6(10)67392627,email.@yahoo.com■Envitx^nmentalEngineehngProgram,Penn^'lvamaStateUniversity1atHan-isbuf^g,Middletown,PA17057,USAReceived20September2004:accepted7June2005AbstractTheocawrenceofdenitrifyingphosphateaccwnulanngorganisms(DNPAOs)andthecontributionofDNPAOstobiologicalnutrientremovalperformancewereinvesxigaredinabench-scaleA:OsystemMoreover,rheeffectofexcessiveaerationonbiologicalphosphorusremoval(BPR)wasstudiedTheexperimentalresultssuggestedthatanoxicphosphomsuptakecouldoccurintheA:OprocessascomparedwiththeconventionalA:OprocessGoodCOD、phosphoms.ammonianitrogenandtotalnitrogenremovalefficiency(92.3%.95.5%,96°oand79.5%respectively)couldbeachieved.FurthermoresludgeanalysisdemonstratedthattheratioofanoxicPuptakeratetoaerobicPuptakeratereached69%insuchasystemandnirrateconcentrationintheanoxicphaseanddifferentorganicsubstrateintroducedintotheanaerobicphasehadsignificanteffectsonrheanoxicPuptakeItwasalsofoundthatiftheairsupplywasnoradjustedproperlyundergoodanoxicPuptakeconditions.excessiveaerationofactivatedsludgeattheendofaerobiczonecouldleadtothedeteriorationofBPR.Keywords.A:Oprocess:Anoxicbiologicalphosphorusuptake:Excessiveaeration:Nitrogenandphosphorusremoval1.IntroductionOverthepastseveraldecades,biologicalnutrientremoval(BNR)processeshavebeenwidelyusedtotreatwastewatercontainingmtro-genandphosphorus,aswellaschemicaloxygendemand(COD)topreventeutrophicationdueto^Correspondingauthor.theireconomicadvantagescomparedwithchenucaltreatmentmethods.TheBNRsystemsdevelopedincluderhesequencingbatchreactor(SER),theUniversityofCapeTown(UCT)system.theBardenphoprocessandtheAnaerobic-Anoxic-Oxic(A:O)system,etc.Amongtheseprocesses,themostcoiiunonlyusedprocessistheA:Oprocess.Itisasingle-sludgesuspendedgrowthsystemmcorporatinganaerobic.anoxic.0011-916406S-Seefiontrnattei©2006EkevieiB.V.Alluslitsxeseiveddoi:10.1016/i.deud.2OOS.O6.O23n156andaerobicstagesinsequence.Inthissystem,demtrifiersplaythem可o】roleinnitrogenremovalandphosphate-accumulatingorganisms(PAOs)areresponsibleforenhancedbiologicalphosphorusremoval(EBPR).Bothofthesemicroorganismsrequirecarbonsources(orCOD)toindependentlycanyoutthereactions.Therefore,theavailabilits*ofCODisoftenanessentiallimit-Jmgfactorwhensimultaneousremovalofnitrogenandphosphorusisattempted.Sormetal.[1]foundthatthisconcurrentrequirementforCODresultedinlowerdenitrificationcapacity,sincetheorganicsubstratesequesteredbyPAOsunderanaerobicconditionswas,consequently,notavailableforthedemtrifiersunderanoxicconditions.However,anoxicordenitrifyingphosphateuptakehasbeenreportedbyComeauetal.[2].Althoughthepresenceofnitrateadverselyaffect・edPuptake[3,4],thisphenomenonimpliedthatsomepoly-Pbacteria,denitrifyingphosphateacc-umulatmgorganisms(DNPAOs),werecapableofusingnitrate,ratherthanoxygen,aselectronacceptors[5-7].IfDNPAOswerepresentintheA2Osystem,theycouldcounteractthenegativeimpactofpoly-Psubstrateuptakeonnitrateremovalbytheordinalheterotrophicorganisms(OHOs),i.e.,mainlydemtrifiers.TlieoccurrenceofDNPAOsinsomeBNRprocesseshadbeenclearlydemonstrated(SBR.UCT.dephonoxetc.)[8-10].Kubaetal.[11]suggestedthatDNPAOshadsimilarcapabilitiesandcharacteristicsasfiillyaerobicPAOintermsoftheirstoicluometricandkineticproperties.TheuseofDNPAOsinBNRsystemwaslnghlybeneficialforreducingCODdemand,loweringaerationcostandreducingsludgeproduction.Currently,fewstudiesconfirmtheoccurrenceofPuptakeunderanoxicconditionsintheA2Osystem[12,13].Furthermore,theroleofDNPAOsintheA2Osystemisnotclear.ThemainobjectivesofthisstudyweretooptimizetheCODdemandforNandPremovalbymeansoftheDNPAOs.TheaccumulationofDNRAOsinA2Osystemsaiidtheircontributiontonitrogen,phosphonisandCODremovalwereinvestigated.SeveralfactorsofanoxicPuptakeweretested.Moreover,thenegativeimpactofexcessiveaerationonphos-phonisremovalwasalsoexammed.2.Materialsandmethods2.1.ReactorsystemAbench-scaleanaerobic-aiioxic-oxic(A2O)reactorwithaworkmgvolumeof50.41wasusedinthisstudy(Fig.1).Therewere8zonesinthereactor,separatedbybafflestoachieveanaerobic/anoxicandoxicconditions.Thefirsttwozonesweretypicallyoperatedasanaerobicreactors,andthefollowingtwozonesasanoxicreactors,whiletheremauungfouroperatedasaerobiconeswithaerationcontrolledseparately.Stirrersprovidedmixingineachoftheanaerobicandanoxiczonestokeepthebiomassinsuspension.Aentionwasprovidedineachaerobiczonebypressurizedairpassingthroughlongstonediffusers.Eachzonewasequippedwithon-lineDO(WTWinoLabOxilevel2oxygenmeter).pHandORP(WTWpH/Oxi340i)sensors.Thenitraterecirculationflow,sludgerecycledflowandinfluentflowwerecontrolledbyperistalticpumps.WastewaterfromtheA2Osystemsettledinacylindricalclarifierwithatotalvolumeof251.ThedesignandoperationalparametersoftheA2OconfigurationarelistedinTable1.Them可orcharacteristicsoftheinfluentareshowninTable2.2.2.WastewaterandsludgeSyntheticwastewaterusedinthisstudycon・tamed(perliter):brewage(ethanolcontent3.5%?COD114g/1),2.8-3.4nl;NH&C1,0.20-0.3g;KH.PO4,6.02〜0.08g;MgSO4.7H,O,0.05g:NaHCO,0.05-0.15g;andCaCL.2H,O?0.01g.ThepHwascontrolledat7.2〜7.&byaddingNaHCO；andNaOHsolution.Temperatiirewascontrolledat2Q-23°C.TliereactorwasinoculatedwithactivatedsludgefromtheWenchangsewagetreatmentplant(Harbin,China),whichisaK-z.PengetaL/Desalination1S9(2006)155-164nK-z.Pengeral./Desalination1S9(2006)155-164Fig.1.SchematicdiagramofA:Oprocess・1feed;2tank:3peristalticpump:4stirrer;5anerobicl;6anerobic2;7anoxic1;Sanoxic2;9aerobic1;10aerobic2;11aerobic3;12aerobic4;13settlingtank;14airflowmeter;15airpressure;16effluent;17diffuser;18recirculationflow;19recycleflow;20excelssludge.DesignparametersPhaseNumbeiVolume(1)HRT(h)Anaerobiczone11.21.792Anoxiczone11.21.792Aerobiczone4284.48Total850.48.064Settler—254Table1ThedesignandopeiationalparametersofA*OreactorPaiameteiNlinMaxAveragewCOD.mel[80760342.8BOD头mg/1122.4-226.8175.46NHJ.N.mgl36・6~55・845.44TN.mel433-63.848.56PO^P,mgl6.18〜9.157.65Alkalinity,mgl350700380Table2ThemajorcharacteristicsoftheinfluentId150Q.Id75R0.5SRT,d12DO*,mgl2-3468Vaiiabler°c21PH7・15~7.70MLSS,mgl3.000Opetationalparameters"DOconcentrationwascontrolledat2-3niglexceptdays80-83,whileairsupplywasconstantfiomdays80-83和RwasadjustedaccordingtotheanoxiceffluentNO^-Nconcentrationbeforethefirst50days.nitrogenremovalplantwithapredenitrificationconfiguration.Thesystemwasoperatedfor2monthstoachieveasteady-stateconditionwiththesyntheticbrewagewastewaterbeforedatawerecollected.Sampleswerecollectedregularlyfromdifferentzonesofthereactoraswellasthefeedfortheofflinemeasurementofammonia,mtrate,nitrite,totalmtrogen(TN),totalphosphorus(TP),orthophosphate,COD.BOD,alkalinityandmixedliquorsuspendedsolids(MLSS).DO,pH,ORPweremeasuredonline.TheexperimentwasperformedforhalfayearanddividedintothreedifferentphasesasshowninTable3.2.3.BatchtestThesludgeforthebatchtestwastaken&ointhewastedsludgefromtheA2Osystemonthe72nddav.Sludgewasfirstaeratedfor5mintoreducetheortho-phosphateconcentrationinthebulkliquidduetothePreleaseofsecondaryclarifier.MLSSwascontrolledat3.6g/1afteraddingsodiumacetate(AC")andphosphatemixedliquor(POf)?wluleAC"andPOfconcentrationwaskeptat206mgland19mg/Lrespectively.Theexperi-57n158PhaseITheaccumulationofthePAOandDNPAO070PhaseIITheftinctionoftheanoxicPuptake40-80PhaseJURecovexvofexcessiveaeration80~105Table3TimelineoftheexperimentsOperationProceduieDaysmentwasconductedina51SBRat20°C.pHwaskeptaround7.2byaddmg0.05mollsulfiiricacid.Mixedliquorwasmcubatedfor4hunderanaerobiccondition,thenitwasdividedintotwoparts:onewasexposedtoaerobicconditionsfor3h(aerobicperiodswereinitiatedbyspargingcompressedairthroughadifhiseratthebottomofthereactors).Theotheronewasexposedtoanoxicconditionswherepotassiumnitrate(nitrateconcentrationwassufficient)wasaddedataconcentrationof19mglfor3h.Meanwhile,nitrogengaswasinjectedabovethewatersurfacetopreventairpenetration.Asortho-phosphateconcentrationdecreasedlinearly,theaerobicphosphateuptakerate(PUR)wascalculatedbytheslopeofthedecreasingconcentration.TheanoxicPURwasalsomeasuredinthesamewavastheaerobicPUR.TheratiooftheanoxicPURtotheaerobicPURwasnamedasK.2.4.Analyticalmethods•rCOD.BOD.MLSS,alkalinity,NH；・N,NO亍N,NO,-N5TN,TPandPO/-PweremeasuredaccordingtoStandardMethods(APHA,1995)[14]-3.Resultsanddiscussion3.1.AccumulationofDNPAOsbyadjustingtheimemairecirculationratioItwaswellknownthatifnitrateisconsumedcompletelyintheanoxiczone,theanoxiczonebecomesanaerobicinenvironmentswherePreleasecanoccur.Furthermore,thevanableoccurrenceofanoxicPuptakeintheconventionalbiolo・gicalnutrientremovalactivatedsludge(BNRAS)systemwasobservedinanearlierinvestigation[15]・ThemainreasonwastheoccurrenceofDNPAOsandtheassociatedanoxicPuptakewiththenitrateloadingontheanoxiczone.Tlierefore,theexperimentsappliedtheinternalrecirculationcontrolstrategyreportedbyYuanetal.[16]toenhancetheaccumulationofDNPAOs.TlieratioofK(theratioofanoxictoaerobicPuptakerate)withR(intenialrecirculationratio)variedduringtheincubationofDNPAOs(Fig.2).ItwasdemonstratedthatKincreasedwithR.winchiscausedbytheincreasedfractionofDNPAOsinPAO.Itwasindicated止吐thehigherRvaluescouldavoidthecompleteconsumptionofnitrateintheanoxicphaseandthuspromotethegrowthofDNPAOs.5.2.VeiificationofanoxicphosphorusuptakeFig.3showsnitrateandphosphonisconcentrationintheA:OreactoratphaseIandII.Anoxicphosphonisuptakeefficiencywasverypoorinitially,withtheratioofPuptakeintheanoxiczonetoPreleaseintheanaerobiczoneonly22.5%onthe20thday.ThislowPuptakewasmainlyduetodeficiencyofDNPAOs,withtheincrease43.532.52±1.510.50Fig.2.anationofKatdifferentRconditions.K-z.Pengexal./Desalination1S9(2006)155-164nK-z.Pengelal.Desalination1S9(2006)155-164—O—Ana.eflP―°—Ano.eif.P-3K-Aer.eff.NO3-Ano.eff.NO3phases.CLy=s.x二r二wuud「=¥=)=0二I—=JJ=OJZTUZ—inf.aAna.eff.mAno.eff.—o—Aer.eff.5oo860o540o3o210otime(days)Fig.丄VenationofPconcentrationatdiffeientphases.ofthefractionofDNPAOsinthePAOpopulation.Theratioincreasedto60%highonthe60thday,and79.5%onthe80thday.Meanwhile,NOt-Ncouldbereducedeflectivelv.TheresultsverifiedJthatPAOsmasswascomposedoftwogroups:onegroupthatcouldutilizeeitheroxygenornitrateasanelectronaccepto匚andtheotheronlycapableofusingoxygen.Anoxicphosphomsuptakecouldtakeplaceunderthefavorableconditionsinthelab-scaleA2Osystem.3.3.BNRpeifonnance3.3.1.PhosphorusremovalPconcentrationintheA2Osystemchangedovertime(Fig.4).TheextentofPreleaseincreasedlmearlvwithtime0-46davs.Onthe46thJJday,thePreleasereached30mg/1.Inaddition,Premovalmtheanoxiczoneincreasedgraduallyduringthefirst46days,buteffluenttotalPconcentrationwasalwayshigherthan3mgl,whichmeansthePremovalefficiencywaslowerthanI50%・ThephenomenaweremainlyattributedtothelowerfractionofPAOsuithemicroorganisms.Duringday46to80,withtheincreaseofthefractionofPAOs.theincreaseofPreleaseratesloweddown.AnoxicPuptaketendedtobemaintainedat22.2mglwhileaerobicPuptakewas8mglAverageanoxicPuptakeaccoxuitedforabout70%ofthetotalamountofPuptakeofthesystem.Asaresult,Premovalefficiencywashigherthan95%,andPconcentrationwaslowerthan0.5mg/1intheeffluent.TheresultsdemonstratedasoodPremovalcouldbeachievedduetotheoccurrenceofeimchedDNPAOevenunderlowCOD-TNratioconditions(COD/TN<6).3.3.2.NitrogenremovalOverallgoodnitrogenremovalefficiencywasobservedintheA2Osystem(80-96%),asshowninFig.5.Wheninfluentammonianitrogenconcentrationchangedbehveen36.6and55.8mg/1,effluentammoniamtrogenconcentrationandTNconcentrationwerelowerthan4mg/1and12mgLrespectively.Itwasalsofoundthatnitratewasam可orconstituentofeffluentTNconcentration,mdicatmggoodnitrificationforammoniumremovalintheA2。system.Inaddition,meannitratenitrogenremovalefficiencyinanoxiczonewaslugherthan90%(Fig.5).3.3.3.CODremovalMorethan90%CODremovalwasachievedn160T—mf.TN-o—eff.TNT—Aei.eff.NO3-O—Aei.effNH4—住一TNrem.effi―■—mf.——Ana.efr.—*—Ano.eff.—o—Aer.eff.—c—rem.effi.：00100二90Iso?70I60I50c40?302001020304050607080time(davs)50045040035030025020015010050001020304050607080time(days)1009080706050403020100Fig.^nationofnitrogenconcentrationatdifferentphases.throughouttheentireinfluentCODrange,withaverageeffluentCODconcentrationlowerthan26.5mg/1(Fig.6).AmongthepercentageofCODremovalmorethan79%CODwasremovedintheanaerobicphase,while6-11%CODwasutilizedindieanoxiczone,withven-lowCODavailableintheaerobicphase.Thefactthatonly6〜11%CODwasavailableintheanoxiczonedecreasedthepotentialforsecondPrelease,duetotheshort-ageofacarbonsource.ConsequentlytheoverallnetreactionintheanoxiczonewasPuptake,insteadofPrelease.whennitrateandresidualCODenteredsimultaneouslvmtotheanoxiczone.3.4.AnalysisofsludgecharacteristicsTostudymoredeeplybiologicalnutrientremovalperfomianceoftheA2OsystemwithconstantamountofDNPAOs,sludgecharacteristicsweremvestigatedbybatchtests.ThemaximalanoxicandaerobicPuptakeratesofthesludgewerecomparedintheA:Osystem(Fig.7).TheanoxicPUR^was4.62mgP/gMLSS.'h,whiletheaerobicPUR^was6.7mgP/gILSS/h,indicatingtheratioofaerobicPUR^,^toaerobicPUR.(referredtoK)was69%.Itcouldbede-Fis.6.ariationofCODconcentrationatdifferentphases.Ano.PURxax=462msPgMLSS.liAer.PURaa^.TmgP^ILS&li80706050403020100050100150200250300350400450time(minute)Fig.7.AnoxicandaerobicPuptakeofthesludge.wlucofjxbnouo—aerobicP呼takea—anoxicPuptakerivedthatabout69%ofthepopulationinPAOswasabletousenitrate,andDNPAOshadaslightlylowerEBPRperformancecomparedwithaerobicPAOs,whichwasinaccordancewiththestudyofMemholcletal.[171.L-z.Pengetal..Desalination189f2006)1)5-164n162Theystatedthatthecauseofsuchdeteriorationmayhavebeentheexcessiveaerationduetoinadequatecontroloftheaerationsystemduringshortperiodsofloworganicloadmg.Itwasalsoprovedthatthephosphorusuptakestoppedwhenagradualdepletionofpoly-hydroxy-butyrate(PHB)occurredinanover-aeratedprocess・ThisinsufficientamountofPHBledtothelowPuptakeintheaerobicphase.Asaresult,itcausedanexcessiveamountofreleasedPfromtheanaerobicphase,whichcouldnotbehandledinthefollowingaerobicphase.So,theamountofPHBlimitsthePuptakerate.Consequently,incompletephosphorusuptakeleadstoatemporaldecreaseofBPRefficiency.Therefore,airsupplystartedtobeadjustedfromday84tomaintainDOconcentrationofeachcompartmentat2-3mg/LInthiscase.theairsupplymustbedecreasedby0.32ms/h.duetothelowoxygenconsumptionintheaerobiczone.HowevereffluentPconcentrationwasstillhigherthan9nigl.Preleasewashardlyaffectedbytheexcessiveaeration(Fig.9),withtheamountofPreleasestillbetween30〜34mglwhiletheamoimtofanoxicandaerobicPuptakereducedto7and9.3mg/1fromday80today87,respectively.80859095100105time(days)Fig.9.ImpactofexcessiveaerationonPremoval.—■—inf.PO4—a—Ana.PO4—°—A11O.PO4—Aer.PO4—•—Aer.endDO456nwz■三.2二三=二=od£一rL3Z三三<.Z=EEffluentPconcentrationincreasedgraduallyandreached9•&mg/1onthe87thday,eventhoughtheDOconcentrationwasadjustedtonormalconcentration.Afterday8&effluentPconcentrationbegantodecreaseslowly.TliePremovaldidnotrecoverytothesteadystateuntilday105-Duringtheperiodofthedeterioration,theanaerobiceffluentPconcentrationunderwentfewchanges,buttheanoxicandaerobiceffluentphos-phomsconcentrationincreasedmitiallyandthendecreased.ThenetresultwasthedecreaseofPremovalefficiency.Themainreasonforthisslowrecoven7wasperhapsduetoadependencyofPuptakeonaslowlyrisinglevelofPHBunderaerobicconditions.Basedonthediscussionabove,itwasproposedthatWWTPsshouldhaveanadjustableandflexibleaerationsystem,especiallywhenthelargefractionofanoxicPuptakeoccurs.TheairsupplyshouldbeadjustedaccordmgtotheDOconcentrationintheaerationphase,soastopreventoveraerationresultinginthedepletionofPHBunderaerobicconditions.4.ConclusionsTheexperimentresultsshowedanoxicPuptakeanddenitrificationgreatlyoccurredintheA2Osystem.GoodCOD.phosphorus,ammonianitrogenandtotalnitrogenremovalefficiencycouldbeachievedwiththevalues92.3%,99%,79.5%and95.5%,respectively.However,thefailureofadjustingtheairsupplyproperlyundergoodanoxicphosphonisuptakeconditionsledtotheexcessiveaerationoftheactivatedsludge,finallycausedthedeteriorationofBPR.SludgeanalysisdemonstratedthattheratioofanoxicPuptakeratetoaerobicPuptakeratereached69%inthissystem.Moreover,thestudyfoundoutthatnitrateconcentrationintheanoxicphaseanddifierentorganicsubstrateintroducedintotheanaerobicphasehadasignificanteffectonthebiologicalnutrientremovalperformanceintheA2Osystem.L-z.Pengetal.Desalination1S9(2006)1)5—164n燕山大学毕业设计（论文）评审意见表指导教师评语：该生在毕业论文（设计）工作期间态度（认真、较好、一般、较差）；工作（积极主动、较主动、不积极主动）；出勤率（高、较高、一般、较低、低）。（能正确、基本能）提出实验方案；实验量（大、较大、一般），实验难度（大、较大、一般）；工作屮有（强的、较强的、一般的）创新意识；专业基础理论（扎实、较扎实、一般、较差）、（基本上、一般地、较好地、出色地）完成了毕业论文任务书所规定的任务。同意参加答辩。成绩：指导教师签字：年月日评阅人评语：常照其同学的论文12000ni'/d葡萄酒废水处理工程设计（基本上、一般地、较好地、很好地）完成了任务书所规定地研究（设计）任务。外语资料翻译（一般、较好、很好）。（同意、不同意）该同学参加毕业论文答辩。成绩：评阅人签字：年月日n燕山大学毕业设计（论文）答辩委员会评语表答辩委员会评语：常照其同学的论文12000n）7d葡萄酒废水处理工程设计（基本、较好地、很好地）完成了任务书所规定的研究（设计）任务。该同学在查阅国内外有关资料上的基础上，较好分析了所研究（设计）的内容，得到了以下结论：1.葡萄酒废水水量大，无毒有害，属中高浓度有机废水，采用厌氧和好氧工艺组合，充分发挥各自的处理特长，其中采用UASB反应器，可回收沼气，节省能源，确保生态和经济效益2.UASB+CASS工艺流程简单，构筑物较少，运行管理方便，且性能完善、技术成熟、功能稳定可靠。3.经过长吋间的研究发现还有很多的流程工艺有很好的效果，需要我们进一步的尝试。水处理的发展趋势仍然有很大的空间，需要我们慢慢探索。论文书写质量（一般、较好、良好、优秀），论文逻辑性（一般、较强、强），概念（较清楚、清楚、准且），图表质量（一般、较好、很好）,是一篇水平（一般、较好、好、优秀）的本科毕业论文。在论文答辩过程屮，该同学（基本能、较好地、圆满地）回答了教师所提出的问题。经答辩委员会评议，成绩为（优秀、良好、中等、及格、不及格）。答辩委员会主席签字：年月日3.4.1.3设计水量Q=12000m7d=500m3/h=0.183m3/sn3.4.2设计计算3.4.2.1反应器容积计算1.UASB有效容积为(包括沉淀区和反应区):V有效(3-2)式中：V有效反应器有效容积，m3q设计流量，m：7dSo进水有机物浓量,kgCOD/m3N、.容积负荷,kgCOD/(m3-d)