2022年湖北省某啤酒厂工业废水处理站设计开题分析方案.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 武汉纺织高校毕业设计论文）开题报告课题名称环境与城建学院专业刘行城市污水处理厂设计院系名称环境工程环境 072 班班级同学姓名 一此次毕业设计污水特点及讨论意义 随着人民生活水平的提高,我国各行各业产生的污水也随之增多；污水的产 生,对我国的环境,经济和社会进展有极其消极的影响,不仅影响到我国经济社会 的和谐建设,仍严峻威逼百姓的生活健康；因此,污水的处理的重要性逐步被人们 熟识,逐步被人们重视；在许多地方,污水处理已经被提上议事日程；通过本次毕业设计,熟识并把握环境工程污水处理的设计原理,多种处理工 艺的对比,基于原始设计资料独立制定设计方案

2、,把握污水厂设计的基本流程及各构筑物得设计方法,学会设计运算,并用autocad 运算机软件绘制污水处理图；将平常在课堂上所学到的专业理论学问用于设计实践,可将所学学问系统把握,并可 提高自己的工程设计才能,为将来走上工作岗位进行设计工作打下坚实的实践基 础；而且在此次设计中,仍锤炼了自身才能,增强了团体合作意识；二国内外啤酒厂工业废水处理水平,现状与进展状况啤酒厂总排水属于中、高浓度的有机废水,呈酸性,pH值为 4.5 6.5 6,其中 的主要污染因子是化学需氧量 CODcr）、生化需氧量 BOD5）和悬浮物SS）,浓 度分别为 10001500,5001000和220440 mg.L-1

3、3；啤酒废水的可生化性 BOD5/CODcr）较大,为 0.4 0.6 6,因此许多治理技术的主体部分是生酒化废水处处理技；1啤理术目前,国内外普遍采纳生化法处理啤酒废水；依据处理过程中是否需要曝气,1 / 12 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 可把生物处理法分为好氧生物处理和厌氧生物处理两大类；2好氧生物处理好氧生物处理是在氧气充分的条件下,利用好氧微生物的生命活动氧化啤酒废 水中的有 机物,其产物是二氧化碳、水及能量 释放于水中）；这类方法没有考虑 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

4、物膜法、深井 曝气法是较有代表性的好氧生物处理方法；活性污泥法 2.1 活性污泥法是中、低浓度有机废水处理中使用最多、运行最牢靠的方法,具有投资省、处理成效好等优点；该处理工艺的主要部分是曝气池和沉淀池；废水进入曝气池后,与活性污泥含大量的好氧微生物）混合,在人工充氧的条件下,活性污泥吸附并氧化分解废水中的有机物,而污泥和水的分别就由沉淀池来完成；活性污泥法处理啤酒废水 中常显现污泥膨胀；BOD,COD 的去处率可达 92%96% , 但是动力消耗大,处理污泥膨胀的缘由是啤酒废水中碳水化合物含量过高,而 N,P,Fe等养分物质缺乏,各养分成分比例失调,导致微生物不能正常生长而死亡；解决的方法是

5、投加含 N,P的化学药剂,但这将使处理成本提高；而较为经济的方法是把生活污水 其中N,P浓度较大）和啤酒废水混合；其中间歇式活性污泥法 用较为广泛；间歇式活性污泥法 SBR）SBR）和深井曝气法应此法集进水、曝气、沉淀、出水在一座池子中完成,常由四个或三个池子构成 一组,轮番运转,一池一池地间歇运行,故称序批式活性污泥法；间歇式活性污泥 法SBR）通过间歇曝气可以使动力耗费显著降低,同时,废水处理时间也短于一般活性污泥法；例如,珠江啤酒厂引进比利时SBR专利技术,废水处理时间仅需1920 h , 比一般活性污泥法缩短 啤酒厂和三明市大田啤酒厂采纳8,9 ；1011 h ,CODcr的去除率也在

6、 96%以上 7；扬州 SBR 技术处理啤酒废水,也收到了同样的成效该工艺具有许多优点：工艺系统组成简洁,不设二沉池,无污泥回流设备；耐冲击负荷,一般不用设置调剂池；反映推动力大,易于得到优于连续流系统的出 水水质；运行操作敏捷,通过适当调剂各单元的状态可达到脱氮除磷的成效；污泥 沉淀性能好, SVI 值较低,能有效的防治丝状菌膨胀；各项运行指标和各操作阶段2 / 12 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 可通过运算机加以掌握,便于自控运行,易于爱护治理；通过间歇曝气可以使动力 耗费显著降低,同时,废水处理时间也短于

7、一般活性污泥法；深井曝气法 为了提高曝气过程中氧的利用率,节约能耗,许多国内外啤酒厂采纳深井曝气工艺；深井曝气池一般直径为1.06.0 ,水深可达 150300m,大大节约了用地面积；同时由于水深大幅度增加,可以促进氧传递效率,处理功能几乎不受气候条件 的影响；深井曝气实际上是以地下深井作为曝气池的活性污泥法,曝气池由下降管 以及上升管组成；将废水和污泥引入下降管,在井内循环,空气注入下降管或同时 注入两管中,混合液就由上升管排至固液分别装置,即废水循环是靠上升管和下降 管的静水压力差进行的；该工艺的优点是占地面积少,效能高,对氧的利用率大,无恶臭产生等；当 然,深井曝气也有不足之处,如施工难

8、度大,造价高,防渗漏技术不过关等；生物膜法 2.2 与活性污泥法不同,生物膜法是在处理池内加入软性填料,利用固着生长于填 料表面的微生物对废水进行处理,不会显现污泥膨胀的问题；生物接触氧化池和生 物转盘是这类方法的代表；生物接触氧化池 生物接触氧化法又称浸没式曝气生物滤池,其实质之一是在池内充填料,已经 充氧的污水浸没全部填料,并以肯定的流速流经填料；在填料上布满生物膜,污水 与生物膜广泛接触,在生物膜上的微生物的作用下得到净化的过程,故又称浸没式 生物滤池；其实质之二是利用活性污泥法的曝气充氧设备进行充氧和搅拌,故又称 曝气生物滤池；生物接触氧化法介于活性污泥法和生物滤池二者之间的污水生物处

9、理技术,兼 有活性污泥法和生物膜法的特点,其优点是：由于填料的比表面积大,池内的充氧 条件良好；生物接触氧化池内单位容积的生物固体量高于活性污泥法曝气池和生物 滤池；因此,生物接触氧化池具有较高的容积负荷；不需要污泥回流,不存在污泥 膨胀问题,运行治理简便；由于生物固体量多,水流又属完全混合型,因此生物接 F/M保持 触氧化池对水质水量的骤变有较强的适应才能；有机容积负荷较高时,其 在较低水平,污泥产率较低；生物接触氧化池是在微生物固着生长的同时,加以人工曝气；这种方法可以得3 / 12 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - -

10、- - 到很高的 生物固体浓度和较高的有机负荷,因此处理效率高,占地面积也小于活性污泥法；国内的淄博啤酒厂、青岛啤酒厂、渤海啤酒厂和徐州酿酒总厂等厂家的废水治理中采纳了生物接触氧化工艺技术6；青岛啤酒厂在二段生物接触氧化之后辅以混凝气浮处理,啤酒废水中 CODcr和B OD5的去除率分别在 80% 和90%以上 10 ； 在 此 基 础 上 , 山 东 省 环 科 所 改 常 压 曝 气 为 加 压 曝 气 P=0.25 0.30 MPa）,目的在于强化氧的传质,有效提高废水中的溶解氧浓度,以满意中、高浓 度废水中微生物和有机物氧化分解的需要；生物转盘 生物转盘是较早用以处理啤酒废水的方法；它

11、主要由盘片、氧化槽、转动轴和 驱动装置等部分组成,依靠盘片的转动来实现废水与盘上生物膜的接触和充氧；它不仅有对有机物的氧化分解BOD去除）,仍有肯定的硝化和脱氮功能；该方法在美国应用较为普及,国内的杭州啤酒厂、上海华光啤酒厂和浙江慈溪啤酒厂也在使用6；生物转盘作为一项附着生长法的生物处理技术,具有以下优点：净化效率高,具有较强的耐冲击负荷的才能；污泥产量少,易于沉淀；具有硝化和反硝化的功能；可与初沉池,曝气池和二沉池合建,从而提高处理水水质；治理简洁,稳固可 靠,没有噪声,不产生污泥膨胀和二次污染等问题；无污泥回流装置,动力消耗低,运行费用低；但是低温对运行影响大,在处理高浓度废水时需增加转盘

12、组数；2.3 厌氧生物处理 厌 氧 生 物 处理 适 用 于高 浓 度 有 机废 水 CODcr 2000 mg.L-1, BOD5 1000 mg.L-1）；它是在无氧条件下,靠厌气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11；因此,啤酒废水的厌氧生物处理受到了越来越多的关注；厌氧生物处理包括多种方法,但以升流式厌氧污泥床 的治理方面应用最为成熟；升流式厌氧污泥床 UASB）UASB）技术在啤酒废水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-

13、 液- 固分别系统 三相分别室）；废水从反应器底部加入,在上向流、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 13；清华高校在常温条件下利用 UASB厌氧处理啤酒废水的讨论结果说明,进水CODcr浓度为 2000 mg.L-1时,去除率为 85% 90%12；沈阳啤酒厂采纳回收固形物及厌氧消化综合治理工艺,实行清污分流,集中收集CODcr大于 5000 mg.L-1 的高浓度有机废水送入UASB进行厌氧处理,废水中 CODcr的质能利用率可达 91.93%12；UASB胜利处理高浓度啤酒废水的关键是培育出沉降性能良好的厌氧颗粒污泥 ；颗粒污泥的形成是厌氧细菌群不断繁衍

14、、积存的结果,较多的污泥负荷有利于细菌获得充 足的养分基质,故对颗粒污泥的形成和进展具有打算性的促进作用；适当高的水力负荷将产生污泥的水力挑选,剔除沉降性能差的絮体污泥而留下沉降性能好的污泥,同时产生剪切力,使污泥不断旋转,有利于丝状菌相互缠绕成球；此外,肯定的进水碱度也是颗粒污泥形成的必要条件,由于厌氧生物的生长要求适当高的碱度；碱度不足,所以需投加工业碳酸钠或氧化钙加以补充；讨论说明 4,12 ,在 UASB启动阶段,保持进水碱度不低于 的培育和反应器在 高 负荷下的良好运行非常必要；1000 mg.L-1 对于颗粒污泥总之, UASB具有效能高,处理费用低,电耗省,投资少,占地面积小等一

15、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 500 mg.L-1 左右,需进行再处理或与好氧处理串联才能达标排放；三方案的确定 一）、原始资料该啤酒厂废水处理站的设计处理水量为7500 m 3/d ；各生产部门的废水经混合后,进水水质：CODcr = 2300 mg/L ,BOD 5=1600 mg/L,SS =850 mg/L； 处理后,出水水质达到国家污水综合排放标准GB89781996）中二级 标准： CODcr 100 mg/L,BOD 30 mg/L,SS 70mg/L；5 / 12 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 12

16、 页精选学习资料 - - - - - - - - - 生产区废水自流入污水处理站,废水管道水面标高按-0 ；50m考虑,处理后的废水通过埋地管道排出； 该地区夏季主导风向为东南风； 废水处理站用地为一块长方形地,地势平整,满意处理工艺要求； 二）、备选方案的提出 针对以上废水的特点,以及出水要求,一般啤酒厂废水的特点,宜采纳生化处 理为宜；经过对比,有以下三种方案可用：1；间歇式活性污泥法 SBR活性污泥法）；污水流入到间歇式曝气池,按时间次序一次实现进水反应沉淀出水闲置等五个基本过程组成的处理周期,并周而复始反复进行；水量水质、曝气氧化、沉淀排水等三种功能；SBR工艺同时具有匀称现在又开发出

17、一些连续进水连续出水的改良性SBR工艺,如ICEAS 法、 CASS法、 IDEA 法等；这种一体化工艺的特点是工艺简洁,由于只有一个反应池,不需二沉池、回流污泥及设备,一般情形下不设调剂池,多数情形下可省去初沉池,故节省占地和投资,耐冲击负荷且运行方式敏捷,可以从时间上支配曝气、缺氧和厌氧的不同状态,实现除磷脱氮的目的；SBR法中曝气池兼具沉淀的作用,厌氧、好氧也在同一池进行；其运行操作由流入、反应、沉淀、排放、待机五个工序组成；通 过调剂每个工序的时间,可达到除磷脱氮的成效；原水格栅泵房沉砂池初沉池排放消毒二沉池SBR 污泥回流图 1 SBR 活性污泥法工艺流程该工艺不设二沉池和污泥回流设

18、备,且曝气池容积也小于连续式,所以它的 工艺流程简洁,氧利用率高,基建费用和运行费用均较低,不易产生污泥膨胀；同6 / 12 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 时通过对运行方式的调剂,具有脱氮除磷的功能,且处理水水质优于连续式；但该 工艺要求程序掌握,自动化水平较高；2. 升流式厌氧污泥床反应器 UASB）+曝气生物滤池 UASB 反应器上部设置气、固、液三相分别器,下部设置污泥悬浮区和污泥床 区；废水由配水系统从反应区经气、固、液三相分别器后进入沉淀区；气、固、液 分别后,沼气由气室收集,再由沼气管流向沼气柜；固

19、体由沉淀区沉淀后自行返回 反应区,沉淀后的处理水从出水槽排出；UASB反应器处理工艺适合高浓度有机废水的处理,且其设备运行时无需供氧,排水动力费用较低,污泥产量较低,并且厌氧污泥脱水性能优于好氧污泥脱水性能,污 泥 处 理 系统 的 运行 费用 大 大 削减 ； 但是 不足 之 处 是其 COD去除 率 可 以达 到 60%80%,需进行再处理或与好氧处理串联才能达标排放；依据此次废水特点,可在其后加上一个曝气生物滤池进一步除COD,由于废水中 SS较高,可在其后再加上一个气浮池；其工艺流程如图2所示：曝气生物滤池气浮池原水格栅调剂池UASB 污泥池带式压滤机泥饼外运图2 UASB+ 曝气生物

20、滤池 工艺流程图3. 生物接触氧化池 自1975年我国开头生物接触氧化法污水处理的试验工作后,随着生物接触氧化 法污水技术应用领域的拓宽,氧化池形式的该进,生物接触氧化填料的讨论开发,生物接触氧化法在国内的污水处理领域,特殊是有机工业废水生物处理、小型生活 污水处理中得到广泛应用；生物接触氧化池内设置填料,填料埋没在污水中,填料上长满生物膜,污水与 生物膜接触过程中,水中的有机物被微生物吸附、氧化分解和转化为新的生物膜；从填料上脱落的生物膜,随水流到二沉池后被去除,污水得到净化；空气通过设在7 / 12 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 12 页精选学习资料 - - -

21、- - - - - - 池底的布气装置进入水流,随气泡上升时向微生物供应氧气；该工艺是介于活性污泥法和生物滤池二者之间的污水处理法,具有其它工艺没有的优点；而且,对于南方小型的工业废水,由于环境温度相对较高,挑选生物接触氧化法,其负荷才能和运行费用都有很大的优势；三）、工艺流程的确定依据污水的特点：1）废水以有机污染物为主,BOD/COD=0；690；3,可生化性好,重金属及其他难以生物降解的有毒有害污染物一般不超标；2）废水中主要污染物指标 BOD、COD、SS 都值都不高,属中等啤酒厂废水；3）本课题污水处理量小,在达到污水处理要求的前提下,应着重考虑工程占地面积和污水处理费用的节约；按城

22、市污水处理和污染防治技术政策【】要求举荐,大于 20 万t/d 规模大型污水厂一般采纳常规活性污泥法工艺,10-20 万t/d 污水厂可以采纳常规活性污泥法、氧化沟、 SBR、AB 法等工艺,小型污水厂仍可以采纳生物滤池、水解好氧法工艺等；对脱磷脱氮有要求的城市,应采纳二级强化处理,如 A2/O 工艺, A/O 工艺, SBR 及其改良工艺,氧化沟工艺,以及水解好氧工艺,生物滤池工艺等；对比三种方案, SBR活性污泥法, UASB+曝气生物滤池,生物接触氧化法不仅处理才能强,效率高,出水满意二级标准,而且对于小型废水的处理设备简洁,可节省经济成本,且对于南方废水处理的温度较高也有优势；依据本次

23、废水 SS偏高的特点,可在生物接触氧化池之前添置一污泥吸附池,不仅可依靠其吸附作用去除污水中的较大部分的悬浮固体量,而且污水在吸附池的停留时间可使它兼做二沉池,具有污泥的贮存和浓缩的作用；故本课题讨论方案即工艺流程初定如图 3所示：废水格栅 水解酸化池 提升泵二沉池接触氧化池污泥吸附池消毒出水污泥回流污泥处置8 / 12 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 四讨论目的图 3 污泥吸附池 +生物接触氧化池 工艺处理流程图啤酒厂工业废水处理的工艺挑选,应充分调查工厂排水水质、水量、排水规律和特点,必要时应取样化验确认；应

24、考察工厂供应的建设场地地势条件和面积大小；考察工厂所能承担的一次性投资及运行成本情形；考察工厂的治理水平和工人素养条件以及确定厂外排水条件及水电增容条件等进行适合本地区建设污水场并能长期达标运行的方案比选；比选中简洁适用、运行牢靠、达标稳固、节约能耗、投资经济是最重要的工艺原就；讨论设计内容： 1 确定污水厂的处理工艺流程及处理构筑物 或设备）的类型和数量； 2 进行处理构筑物及设备的工艺设计运算； 3 进行污水厂各构筑物、建筑物以及各种管渠等总体布置； 4 设计图纸包括： 1 ） 污水厂平面布置图； 2 ） 污水厂的工艺流程、高程布置图； :11 15 2 李红光；环境爱护与白色农业；饲料,

25、 1997 7: 57 3 孙金荣,刘武明；啤酒生产废水的综合治理探讨；环境爱护,199511: 8 10 4 刘志杰； UASB工艺处理啤酒厂废水的生产性试验讨论；中国沼气,1993, 114 :1 5 5 何增耀,叶兆杰,吴方正；农业环境科学概论；上海：上海科学技术出版社 , 1 991；1751777 6 李家瑞,翁飞,朱宝珂；工业企业环境爱护；北京：冶金工业出版社,1992；16 0 166 7 刘永淞；间歇活性污泥法处理啤酒废水试验讨论；中国给水排水,1989, 53: 1820 9 / 12 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 12 页精选学习资料 - - -

26、- - - - - - 8 纪荣平； SBR法在扬州啤酒厂废水处理中的应用；环境工程,1996,146: 81 9 王水生； SBR法处理啤酒废水；环境爱护,1997 8: 2122 1993, 33:810 周焕祥；啤酒废水处理技术的现状及进展趋势；工业水处理,10 11 张世江；效益型资源化啤酒废水处理技术应用及成效；环境爱护科学,1993, 193:61 64 12 李晓岩,邢永杰,刘安波等；常温中试升流式厌氧污泥层反应器污泥颗粒化过 程讨论；环境科学, 1990,116:22 25 13 张国柱；酿酒工业废水的治理技术；环境爱护,10 / 12 1992 12:9 11 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 指导老师签名：年月日11 / 12 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 12 / 12 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 12 页