UASB设计计算 (1).doc
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UASB设计计算 (1).doc
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淮 阴 工 学 院
毕业设计说明书(论文)
作
者:
杜永恒 学号:
1031617
系
(院):
生命科学与化学工程学院
专
业:
环境工程
题
目:
酒厂高浓度有机废水处理工程设计
张强华(副教授)
石莹莹
指导者:
石莹莹
评阅者:
2007 年 6 月
毕业设计说明书(论文)中文摘要
UASB-CASS工艺全称为厌养好氧二级处理活性污泥法,即污水通过调节沉淀池进入一级和二级UASB反应池,在厌氧状态下产生的沼气,与污泥碰撞引起附着气泡的污泥絮体脱气,污泥颗粒将沉淀到污泥床的表面。
出水进入CASS池实行连续进水、静态沉淀和间歇排水,对污染物质降解经历着“好氧—缺氧—厌氧”交替运行的过程,加之采用延时曝气与生物选择,有效地促进了难降解有机物的好氧生化。
在本次工艺中COD、BOD、SS的去除率达到:
99%、99%、97%,出水达到国家二级标准。
工艺由于投资和运行费用低、处理性能高,尤其是优异的脱磷除氮功能而越来越受到重视。
该工艺已在酒厂含油废水、食品废水、屠宰废水中得到广泛应用,尤其适用于工业污水和生活污水的处理。
关键词 工业污水,UASB-CASS工艺,工艺设计
毕业设计说明书(论文)外文摘要
Title Distilleryhighconcentrationoforganicwastewatertreatmentprojectdesign
Abstract
UASB-CASSTechnologycalledtheAerobicdisgustCustodyof2handleActivatedSludgeProcess,ThatByregulatingsewageintoaprecipitationtankandtwoUASBreactorpool,Anaerobicconditionsinthegas,Sludgecausedbycollisionwithbubblesattachedsludgeflocdegassing,Sludgeparticlesofsludgebedsedimentstothesurface.CASSpoolwaterenteredtheintroductionofthecontinuousinflow,Staticprecipitatorsandintermittentdrainage,Degradationofpollutantsexperiencing"aerobic-anoxic-anaerobic"alternativeprocess,Moreover,usingaerationandbiologicaldelaychoiceEffectivelypromotingtherefractoryorganicsaerobicbiochemical.InthisprocessofCOD,BOD,SSremovalrate:
99%,99%,97%.Thewaterreachthestatestandardsoftwo.Technologyinvestmentandoperatingcostslow,Performancesuperbhandling,ParticularlyoutstandingPhosphorusandnitrogenfunctionalandmoreimportance.Theprocesshasbeeninthedistilleryoilywastewater,foodwastewater,wastewaterslaughteringbeenwidelyapplied,particularlyapplicabletotheindustrialeffluentsandsewagedisposal.
KeywordsIndustrialsewage,UASB-CASStechnology,processdesign
淮阴工学院毕业设计说明书(论文) 第I页 共I页
目 次
1绪论..................................................................................................................................1
1.1白酒厂废水水质特点及危害.......................................................................................1
1.2常用污水的生物治理方法...........................................................................................1
2UASB-CASS法................................................................................................................1
2.1厌氧工艺的发展...........................................................................................................1
2.2UASB工艺发展............................................................................................................2
2.3UASB-CASS工艺.........................................................................................................2
3UASB-CASS工艺设计计算............................................................................................5
3.1格栅的设计...................................................................................................................5
3.2提升泵房的设计...........................................................................................................7
3.3调节沉淀池的设计计算...............................................................................................7
3.4一级UASB反应器的设计............................................................................................9
3.5二级UASB反应器的设计..........................................................................................12
3.6三相分离器设计.........................................................................................................16
3.7CASS池设计计算.......................................................................................................22
3.8污泥浓缩池.................................................................................................................30
3.9脱水间.........................................................................................................................31
4构建筑物和设备一览表..................................................................................................31
5平面布置..........................................................................................................................32
5.1总平面布置原则.........................................................................................................32
5.2总平面布置结果.........................................................................................................33
6高程布置及计算............................................................................................................33
6.1高程布置原则.............................................................................................................33
6.2高程计算.....................................................................................................................33
7经济预算..........................................................................................................................33
7.1工程造价估算.............................................................................................................35
7.2年成本费与单位处理成本的计算.............................................................................36结论......................................................................................................................................37致谢......................................................................................................................................38参考文献..............................................................................................................................39附图1...................................................................................................................................40附图2...................................................................................................................................41附图3...................................................................................................................................42
淮阴工学院毕业设计说明书(论文)
第37页共39页
1绪论
白酒是我国传统的蒸馏酒,也是世界上六大蒸馏酒之一。
我国白酒生产采用固态酒酪发酵和固态蒸馏传统操作,是世界上独特的酿酒工艺。
近年来,随着人们生活水平的提高,高档次名优白酒需求量增大,全国各大名酒厂纷纷扩建,增加产量,以满足市场的需要,因此,白酒工业废水处理应引起高度重视[1]。
1.1 白酒厂废水水质特点及危害白酒厂排放的废水属高浓度有机废水其中:
COD5:
15000mg/L,
BOD5:
约8900mg/L,
SS:
5500mg/L,pH:
3.8~5.0。
废水污染物的成分大部分为可生化降解的有机物,低碳醇、脂肪狡酸含量大,这
部分物质需经驯化方为生物所氧化。
废水中所含戊醇属高度阻抗物质,不能被生物氧化。
小剂量持续地侵入人体,经过相当长的时间才显露出对人体的慢性危害或远期危害,甚至影响到子孙后代。
1.2常用污水的生物治理方法[2]
目前全国各大厂家使用以下几种工艺处理白酒废水:
(1)厌氧-好氧-物化三级处理工艺;
(2)好氧-物化二级处理工艺;(3)固态发酵工艺;(4)UASB-CASS工艺;
(5)一体化曝气工艺。
其中UASB-CASS工艺对高浓度有机废水去除率较高,工艺简单,操作方便,且费用较低,适合季节性生产厂家。
2UASB-CASS法的发展
2.1厌氧工艺的发展
早期的厌氧消化工艺可以称为第一代厌氧消化工艺,以厌氧消化池为代表属于低负荷系统。
早期的低负荷厌氧系统使人们认为厌氧系统的运行结果不理想本质上不及好氧系统,不幸的是这种观点一直延续至今。
由于厌氧微生物生长缓慢,世代时间长,故保持足够长的停留时间是厌氧消化工艺成功的关键条件。
正是随着对厌氧发酵过程认识不断提高,人们认识到反应器内保持大量的微生物和尽可能长的污泥龄是提高反
应效率和反应器成败的关键。
事实上,一个设计合理的厌氧处理系统可以在停留时间
非常短和负荷比好氧处理高的条件下,获得较高的可生物降解有机物的去除效果。
2.2 UASB工艺发展
随着技术的发展,对UASB的生化动力学及其在工艺上的优越性有了更深的了解[4]。
随着人们对UASB研究的深入,新型的UASB工艺不断出现,其变型工艺有EGSB工艺、AF+UASB工艺、水解+UASB工艺、以及UASB+CASS工艺等[1]。
2.3 UASB-CASS工艺[3]
2.3.1 UASB反应原理
图1是UASB反应器及其设备的图示。
UASB反应器废水被尽可能均匀的引入反应器的底部,污水向上通过包含颗粒污泥或絮状污泥的污泥床,厌氧反应发生在废水与污泥颗粒的接触过程。
在厌氧状态下产生的沼气(主要是甲烷和二氧化碳)引起内部的循环,这对于颗粒污泥的形成和维持有利。
在污泥内形成的—些气体附着在污泥颗粒上,附着和没有附着的气体向反应器顶部上升。
上升到表面的污泥碰击三相分离器气发射板的底部,引起附着气泡的污泥絮体脱气。
气泡释放后污泥颗粒将沉淀到污泥床的表面,附着和没有附着的气体被收集到反应器顶部的三相分离器的集气室。
置于集气室单元缝隙之下的挡板的作用为气体反应器和防止沼气气泡进入沉淀区,否则将引起沉淀区的紊动,会阻碍颗粒沉淀。
包含一些剩余固体和污泥颗粒的液体经过分离器缝隙进入沉淀区。
由于分离器的斜壁沉淀区的过流面积在接近水面附近增加,因此上升流速在接近排放点降低。
由于流速降低污泥絮体在沉淀区可以絮凝和沉淀。
累积在相分离器下的污泥絮体在一定程度将超过其保持在斜壁上的摩擦力,将滑回到反应区,这部分污泥又可与进水有机物发生反应。
2.3.2 CASS反应原理
循环活性污泥系统简称为CASS(CyclicActivatedSludgeSystem)工艺,是一种在SBR工艺和氧化沟技术的基础上开发出的新工艺。
CASS池是系统的核心。
污水中的大部分污染物在此降解、去除。
他将生物反应过程和泥水分离过程集中在同一个池内进行。
CASS反应池分为生物选择区、兼氧区和好氧区。
选择区的基本功能是防止污泥膨胀,污水中溶解性有机物能够通过酶反应而被污泥颗粒吸附除去,回流泥中的硝酸盐可在该选择区内得以反硝化;在兼氧区内,有微量曝气,基本处于缺氧状态,有机物在此区内得到初步降解,并可去除部分硝态氮;好氧区为曝气区,主要进行硝化
和降解有机物,同时也有硝化和反硝化过程。
CASS池是一个间歇反应器,在此反应
器内不断重复地进行曝气和非曝气过程。
污水按一定周期和阶段得到处理,每一循环有下列各个阶段组成:
进水/曝气/污泥回流阶段——完成生物降解过程;非曝气/沉淀阶段——实现泥水分离;滗水/剩余污泥排泥阶段——排出上清液;闲置阶段——活性污泥恢复活性阶段。
沼气管
出水堰
集气室
三相气体分离反应器
池
颗粒 进水污泥 管
层
图1 厌氧UASB反应器示意图
上述各阶段组成一个循环操作周期;根据污水水量和浓度,它的运转方式可采取
6周期/天、4周期/天、3周期/天的形式,每周期可采取4、6、8小时。
循环过程中,首先,充气和污泥回流,CASS池内的水位随进水由初始设计的最低水位上升到最高设计水位当经过一定时间曝气和混合后停止曝气。
在静止的条件下使活性污泥紊凝并进行泥水分离。
沉淀结束后通过移动堰表面滗水器排出上清液并使水位降低到初始设计水位,然后恢复运行。
必须定时排泥,排出剩余污泥的过程一般在沉淀结束后进行,污泥浓度可达到10g/L,所排出的剩余污泥量比传统的活性污泥工艺少的多。
2.3.3 UASB-CASS工艺流程[4]
酒厂废水首先进入调节沉淀池除去部分颗粒物,经调节水量、pH值,均化水质,然后进入UASB反应器,在此降解了大部分难降解有机物,提高废水的可生化性,出水再与工程所产生的无污染污水混合后进入CASS池,以去除可生物降解的污染物后达标排放。
沼气 鼓风机
废水
格栅 调节沉淀池 一级UASB 二级UASB CASS
外运 板框压滤 污泥池 排放
图2 UASB-CASS工艺流程图
2.3.4 UASB-CASS工艺原理说明本废水处理系统采用厌氧处理制取沼气,好氧处理达标排放的技术路线。
(1)调节沉淀池:
首先采用将废水中较大的颗粒物去除,调节pH值,作为预处理
工序,为后续生化处理工序创造条件,同时削减部分有机污染物。
(2)厌氧处理采用两级UASB反应器:
UASB反应器主体为无填料的容器,废水由反应器底部进入,其中含有大量厌氧污泥。
由于废水以一定的流速自下向上流动以及厌氧过程产生大量沼气的搅拌作用,废水与污泥充分混合,有机质被吸附分解[5]。
又由于反应器中可以形成沉淀性能非常好的颗粒污泥,能够允许较大的上升流速和很高的容积负荷,两级UASB处理对CODCr的去除率可以高达95%,BOD5去除率高达96%,是CODCr、BOD5的主要去除场所。
(3)好氧处理采用CASS反应池:
由于厌氧处理出水可生化性很差,必须对好氧工艺加以强化,方可实现达标,根据对可生化性较差的废水进行好氧处理多年的应用与研究经验,采用CASS工艺是一种合适的选择。
CASS工艺的曝气与非曝气阶段不断重复,将生物反应过程和泥水分离过程结合在一个池子中进行[2]。
其流程由进水、反应、沉淀、闲置等基本过程组成,实行连续进水、静态沉淀和间歇排水,对污染物质降解经历着“好氧—缺氧—厌氧”交替运行的过程,加之采用延时曝气与生物选择,有效地促进了难降解有机物的好氧生化。
2.3.5 UASB-CASS工艺的主要特点
(1)采用UASB—CASS工艺处理酒精废水具有工艺简单,运行可靠,节省投资,日常维护简单等特点,工程运行实践表明,该工艺运行稳定,各项污染物指标能够达
到GB8978—1996《污水综合排放标准》二级标准的要求。
(2)UASB反应器的启动是整个工程能够顺利运行的关键[3],启动过程分成两个主要阶段进行:
首先采用低浓度进水且保持进水浓度不变,逐渐增加进水量以提高有机负荷直至达到设计进水量;然后保持进水量不变,逐渐增加废水浓度以提高有机负荷直至达到设计进水浓度。
当UASB反应器达到了设计的水质水量,反应器中形成颗粒污泥则进入稳定运行期。
(3)酒厂废水经厌氧处理可产生大量的沼气,每吨醪液厌氧发酵约可获得沼气
22m3。
产生的沼气通入锅炉内燃烧。
每利用1m3沼气相当于产生0.5元的收益,具有良好的经济效益。
3 UASB-CASS工艺设计计算
3.1 格栅
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