啤酒廢水處理工程（UASB-CASS工藝）畢業(yè)設(shè)計【含8張CAD圖紙+文檔全套】

喜歡就充值下載吧。。資源目錄里展示的文件全都有，，請放心下載，，有疑問咨詢QQ:414951605或者1304139763 ======================== 喜歡就充值下載吧。。資源目錄里展示的文件全都有，，請放心下載，，有疑問咨詢QQ:414951605或者1304139763 ======================== 華北水利水電學院畢業(yè)設(shè)計 開 題 報 告 學生姓名：鄒 仲 勛 學 號：200306215 專 業(yè)：給水排水工程 題目名稱：某啤酒廠啤酒廢水處理工程初步設(shè)計 題目來源：自 選 一、選題的背景及意義 中國是一個發(fā)展中國家，正處于一個經(jīng)濟高速發(fā)展的階段。然而經(jīng)濟的騰飛必須以強大的工業(yè)為基礎(chǔ)，而工業(yè)的高速發(fā)展往往是以犧牲環(huán)境為代價的，80年代以來，我國啤酒工業(yè)得到迅速發(fā)展，到目前我國啤酒生產(chǎn)廠已有800多家，成為世界啤酒生產(chǎn)大國，又成為較高濃度有機物污染大戶，目前全國啤酒廢水年排放量在3億m3以上。啤酒工業(yè)廢水主要含糖類，醇類等有機物，有機物濃度較高，雖然無毒，但易于腐敗，排入水體要消耗大量的溶解氧，對水體環(huán)境造成嚴重危害。啤酒廢水的水質(zhì)和水量在不同季節(jié)有一定差別，處于高峰流量時的啤酒廢水，有機物含量也處于高峰。啤酒廢水的排放和對環(huán)境的污染已成為突出問題，引起了各有關(guān)部門的重視。如何進行啤酒廢水的防治與治理成為了關(guān)鍵,環(huán)保也隨之成為了一個熱門的話題,它不僅關(guān)系到城市的市容市貌,工業(yè)企業(yè)的自身生存發(fā)展,也關(guān)系到民族國家的興衰成敗,更關(guān)系到我們?nèi)祟惖纳媾c發(fā)展,因為我們只有一個家——地球 本次設(shè)計就是通過原始資料，查閱文獻，根據(jù)自己四年所學的專業(yè)基本知識，對某啤酒廠啤酒廢水處理工程初步設(shè)計。 二、選題的依據(jù)及國內(nèi)外現(xiàn)狀 啤酒廢水按有機物含量可分為3類：①清潔廢水如冷凍機冷卻水，麥汁冷卻水等。這類廢水基本上未受污染。②清洗廢水如漂洗酵母水、洗瓶水、生產(chǎn)裝置清洗水等，這類廢水受到不同程度污染。③含渣廢水如麥糟液、冷熱凝固物。剩余酵母等，這類廢水含有大量有機懸浮性固體。該廢水具有較高的生物可降解性，且含有一定量的氮和磷。 國內(nèi)外常根據(jù)BOD5/CODcr比值來判斷廢水的可生化性，即：當BOD5/CODcr>0.3時易生化處理，當BOD5/CODcr>0.25時可生化處理，當BOD5/CODcr<0.25難生化處理，而啤酒廢水的BOD5/CODcr的比值>0.3所以，處理啤酒廢水的方法多是采用好氧生物處理，也可先采用厭氧處理，降低污染負荷，再用好氧生物處理。目前，啤酒廠工業(yè)廢水的污水處理工藝，都是以生物化學方法為中心的處理系統(tǒng)。多數(shù)處理系統(tǒng)以好氧生化處理為主。由于受場地、氣溫、初次投資限制，除少數(shù)采用塔式生物濾池，生物轉(zhuǎn)盤靠自然充氧外，多數(shù)采用機械曝氣充氧，其電耗高及運行費用高制約了污水處理工程的發(fā)展和限制了已有工程的正常使用或運行。 三、課程的主要內(nèi)容 1、 確定啤酒廢水處理程度，選擇污水處理流程。 2、 選擇啤酒廢水和污泥處理構(gòu)筑物。 3、 進行啤酒廢水和污泥處理構(gòu)筑物工藝設(shè)計計算，確定主要尺寸。 4、 進行啤酒廢水處理廠（站）總體布置。 5、 整理計算書，編制說明書。 四、建設(shè)范圍及原則 1、建設(shè)范圍：建設(shè)范圍為該啤酒廢水處理站所有廢水、污泥處理工程及公用與輔助工程。 2、建設(shè)原則：廢水處理工藝技術(shù)方案，在達到處理要求的前提下應(yīng)優(yōu)先選擇基建投資費用少、運行管理簡便的先進工藝，所有廢水、污泥處理技術(shù)和其它技術(shù)不僅要求先進，更要求成熟可靠，與廢水處理站配套的工程應(yīng)同時建設(shè)，以使廢水處理廠盡快完全發(fā)揮效益，廢水處理廠出水應(yīng)盡可有回用，以緩解城市嚴重缺水問題。污泥及浮渣處理應(yīng)盡量完善，消除二次污染，盡量減少工程占地。 五、處理規(guī)模和程度 1.處理規(guī)模：平均日水量為10200m3/d 2.處理程度： 水質(zhì)指標 BOD5（mg/L） COD（mg/L） SS（mg/L） pH 原 水 1300 2200 310 6-10 排放標準 20 100 70 6-9 設(shè)計要求 20 90 60 6-9 五、處理工藝方案比較 1、工藝方案分析： 啤酒廢水處理的特點為：主要含糖類，醇類等有機物，有機物濃度較高，BOD5/COD＝1300/2200＝0.51>0.3。所以，具有較高的生物可降解性，且含有一定量的氮和磷。 針對上述特點，以及出水要求，非常有利于生化處理，同時生化處理與普通物化法、化學法相比較：一是處理工藝比較成熟；二是處理效率高，COD、BOD5去除率高，一般可達80%～90% 以上；三是處理成本低(運行費用省)。因此可采用好氧生物處理，也可先采用厭氧處理，降低污染負荷，再用好氧生物處理。 根據(jù)國內(nèi)外已運行的啤酒廢水處理站的調(diào)查，要達到確定的處理目標及基建投資費用少、運行管理簡便的原則，實現(xiàn)啤酒廢水治理的環(huán)境效益和經(jīng)濟效益的統(tǒng)一，必須將兩種或三種技術(shù)結(jié)合使用。一般采用UASB-CASS處理工藝和IC-CIRCOX處理工藝。 （1）UASB-CASS處理工藝 UASB (Up-Flow-Anaerobic-Sludge-Blanket)是上流式厭氧污泥床的英文簡稱，是Lettinga等人于1972-1978年間開發(fā)研制的一項有機廢水厭氧生物處理技術(shù). 與其他大多數(shù)厭氧生物處理裝置不同之處是: ①廢水由下向上流過反應(yīng)器; ②污泥無需特殊的攪拌設(shè)備; ③反應(yīng)器頂部有特殊的三相分離器. 其突出的優(yōu)點是處理能力大,處理效率高,運行性能穩(wěn)定,構(gòu)造比較簡單. 除此之外,UASB反應(yīng)器的工藝構(gòu)造和實際運行具有以下幾個突出的特點: ①反應(yīng)器中高濃度的以顆粒狀形式存在的高活性顆粒污泥,這種污泥是在一定的運行條件下,通過嚴格控制反應(yīng)器的水力學特征以及有機物符合的條件下,經(jīng)過一段時間的培養(yǎng)而形成的.顆粒污泥特性的好壞將直接影響到UASB反應(yīng)器的運行性能. ②反應(yīng)器內(nèi)具有集泥,水,和氣分離于一體的三相分離器,這種三相分離器可以自動地將泥,水,氣加以分離并起到澄清出水,保證集氣室正常水面的功能. ③反應(yīng)器中無需安裝任何攪拌裝置,反應(yīng)器的攪拌式通過產(chǎn)氣的上升遷移作用而實現(xiàn)的,因而具有操作管理比較簡單的特性. CASS（Cyclic Activated Sludge System）是循環(huán)式活性污泥法的英文簡稱， 為一間歇式生物反器，在此反應(yīng)器中進行交替的曝氣-非曝氣過程的不斷重復(fù)，將生物反應(yīng)過程和泥水分離過程結(jié)合在一個池子中完成。CASS反應(yīng)池一般用隔墻分隔成三個區(qū)：生物選擇區(qū)、預(yù)反應(yīng)區(qū)、主反應(yīng)區(qū)。生物選擇區(qū)內(nèi)不進行曝氣，類似于SBR法中的限制性曝氣階段。在該區(qū)內(nèi)，回流污泥中的微生物大量吸附廢水中的有機物，能較迅速有效地降低廢水中有機物濃度；預(yù)反應(yīng)區(qū)采取半限制性曝氣，溶解氧保持在0.5mg／L左右，使該區(qū)存在著反硝化進程的可能；主反應(yīng)區(qū)進行強制鼓風曝氣，使有機物及氨氮得到生化與硝化。 CASS反應(yīng)池的運行一般包括三個階段：進水、曝氣、回流階段；沉淀階段；潷水、排泥階段。在進水階段，一邊進水一邊曝氣，同時進行污泥回流，本階段運行時間一般為2h;在沉淀和排水階段，停止曝氣，同時停止進水和污泥回流，保證了沉淀過程在靜止的環(huán)境中進行，并使排水的穩(wěn)定性得到保障，沉淀排水階段一般為2h。對于二池CASS系統(tǒng)這樣的運行程序保證了整體進水的連續(xù)性和風機的連續(xù)運行。 CASS工藝是發(fā)生物反應(yīng)動力學原理及合理的水力條件為基礎(chǔ)而開發(fā)的一種新的廢水處理工藝，CASS工藝具有如下幾個方面的特征和優(yōu)點： ①在反應(yīng)器入口處設(shè)一個生物選擇器，并進行污泥回流，保證了活性污泥不斷地在選擇器中經(jīng)歷了一個高絮體負荷（S0/X0）階段，從而有利于系統(tǒng)中絮凝性細菌的生長并提高污泥活性，使其快速地去除廢水中溶解基質(zhì)，進一步有效地抑制絲狀菌的生長和繁殖。這使得CASS系統(tǒng)的運行不取決于水處理廠的進水情況，可以在任意進水速率并且反應(yīng)器在完全混合條件下運行而不發(fā)生污泥膨脹。 ②良好的污泥沉淀性能。CASS反應(yīng)池中的混合液污泥濃度在最大水位時與傳統(tǒng)的定容性污泥系統(tǒng)基本相同，由于曝氣結(jié)束后的沉降階段中整個池子面積均可用于泥水分離，其固體能量和泥水分離效果要優(yōu)于傳統(tǒng)活性污泥法。另外，CASS沉淀階段不進水，保證了污泥沉降無水力干擾，取得良好的分離效果。曝氣階段結(jié)束后混合液中殘余的能量用于沉淀初期的絮凝作用，又可進一步強化絮凝沉降的效果。 ③可變?nèi)莘e的運行提高了對水質(zhì)、水量波動的適應(yīng)性和操作運行的靈活性。 ④良好的脫氮除磷性能。如前所述，CASS工藝在不設(shè)缺氧混合階段的條件下，能在曝氣階段創(chuàng)造條件有效地進行硝化和反硝化。另外，非曝氣階段沉淀污泥床也有一定的反硝化作用，通過污泥回流帶回生物選擇器的部分硝酸鹽氮也將得到反硝化，從而使系統(tǒng)有良好的脫氮效果。CASS系統(tǒng)使活性污泥不斷地經(jīng)過好氧和厭氧的循環(huán)，有利于聚磷菌在系統(tǒng)中的生長和累積，而選擇器中活性污泥（微生物）能通過快速酶去除機理吸附和吸收大量易降解的溶解有機物，從而保證了磷的去除。 ⑤根據(jù)生物反應(yīng)動力學原理，采用多池串聯(lián)運行，使廢水在反應(yīng)器的流動呈現(xiàn)出整體推流而在不同區(qū)域內(nèi)為完全混合的復(fù)雜流態(tài)，不僅保證了穩(wěn)定的處理效果，而且提高了容積利用率。 ⑥工藝流程簡單，土建和投資低（無初沉池、二沉池及規(guī)模較大的回流污泥泵站，用于生物選擇器的回流系統(tǒng)的回流比僅為20％），自動化程度高，同時采用組合式模塊結(jié)構(gòu)，布置緊湊，占地少，分期建設(shè)和擴建方便。 （2）IC-CIRCOX處理工藝 IC(厭氧內(nèi)循環(huán))反應(yīng)器根據(jù)UASB的原理，80年代中由荷蘭帕克(PAQUES)公司開發(fā)成功。它由混合區(qū)、污泥膨脹床、精處理區(qū)和循環(huán)系統(tǒng)四個部分組成。它與其它厭氧處理工藝相比有以下特點： ①因反應(yīng)器為立式結(jié)構(gòu)，高度為16～25m,故占地面積小，同時沼氣收集也方便。 ②有機負荷高，水力停留時間短， ③剩余污泥少，約為進水COD的1%，且容易脫水。 ④靠沼氣的提升產(chǎn)生循環(huán)，不需要外部動力進行攪拌混合和使污泥回流，節(jié)省動力消耗。 ⑤因生物降解后的出水為堿性，當進水酸度較高時，可通過出水的回流使進水中和，減少藥劑使用量。 ⑥耐沖擊負荷性能強，處理效率高，COD去除率為75%～80%,BOD去除率為80%～85%。 ⑦生物氣純度高(CH4為70%～80%，CO2為20%～30%，其它有機物為1%～5%)，可作燃料加以利用。 CIRCOX(封閉式空氣提升好氧)反應(yīng)器為雙層立式筒體(外層為下降筒體，內(nèi)層為上升筒體)，水由底部進入反應(yīng)器，與壓縮空氣一起從內(nèi)層筒體(也稱上升管)向上流，使進水與微生物充分接觸，微生物粘附在載體(細砂類物質(zhì))表面，形成生物膜，使活性污泥有良好的沉降性能，不易被出水帶離反應(yīng)器而在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)，筒體的上部做成“帽狀”(直徑放大約1/3左右)，氣、水和污泥的混合液進入反應(yīng)器上部“帽狀”的三相分離區(qū)分離；氣體從上面離開反應(yīng)器，澄清水從出水口流出，污泥經(jīng)過沉降區(qū)返回到反應(yīng)器底部。與其它好氧處理工藝相比，有以下特點： ①高度與直徑比大，故占地面積小。 ②有機負荷與微生物濃度高，有機負荷為4～10kgCOD/(m3·d),微生物濃度15～30 kgVSS / m3。 ③水力停留時間短，一般為0.5～4h。 ④剩余污泥少，小于進水COD的5%；污泥回流在同一反應(yīng)器內(nèi)完成，不需要外加動力。 ⑤因該反應(yīng)器為封閉系統(tǒng)，可以容易地控制污水中易揮發(fā)物質(zhì)，可根據(jù)需要設(shè)置生物過濾器或活性炭過濾器處理廢氣。 ⑥因反應(yīng)器內(nèi)液體的流速很高，約為50ｍ／ｈ，載體通過相互碰撞摩擦而自動脫膜，不需要另設(shè)脫膜裝置；同時污水中的懸浮物很容易從反應(yīng)器內(nèi)沖出，允許進水懸浮物的濃度較高，不需設(shè)預(yù)沉池。 ⑦因活性污泥在反應(yīng)器內(nèi)循環(huán)，泥齡很高，污泥中可產(chǎn)生一些生長速度很慢的硝化細菌等，故CIRCOX反應(yīng)器適合于處理含氮化合物及其它難降解的化合物。 IC反應(yīng)器應(yīng)用于高濃度有機廢水處理，CIRCOX適用于低濃度的啤酒生產(chǎn)廢水和城市污水處理，兩者串連起來是優(yōu)化的組合，體現(xiàn)了占地面積小，無臭氣排放，污泥量少和處理效率高的優(yōu)點。 2、 工藝流程圖： （1）UASB-CASS處理工藝 UASB池 提升泵 調(diào)節(jié)池 篩網(wǎng) 格柵 CASS池 風機 消毒 排放 廢水 污泥濃縮池 污泥泵 污泥脫水間 泥餅外運 上清液 濾液回流 風機 （2）IC-CIRCOX處理工藝 篩網(wǎng) 調(diào)節(jié)池 提升泵 IC池 CIRCOX池 沉淀池 消毒 格柵 排放 廢水 上清液 污泥泵 污泥脫水間 泥餅外運 濾液回流 污泥濃縮池 3、工藝方案比較： （1）經(jīng)濟上： ①從構(gòu)造上看，IC-CIRCOX反應(yīng)器內(nèi)部結(jié)構(gòu)比UASB-CASS反應(yīng)器復(fù)雜，設(shè)計施工要求高。反應(yīng)器高徑比大，從而增加了進水泵的動力消耗，提高了運行費用。 ②CASS工藝的曝氣是間斷的，利于氧的轉(zhuǎn)移，曝氣時間還可根據(jù)水質(zhì)、水量變化靈活調(diào)整，均為降低運行成本創(chuàng)造了條件。 ③總的來說，厭氧與好氧為主體的處理工藝，產(chǎn)生的污泥量較少，IC-CIRCOX處理工藝好氧生物處理后應(yīng)設(shè)沉淀設(shè)施；而UASB-CASS處理工藝在好氧生物處理后不用設(shè)沉淀池，污泥量很少，大多數(shù)內(nèi)部消化，故污泥直接進入污泥濃縮池，進行污泥的處理與處置。IC-CIRCOX處理工藝采用的是生物膜法，是好氧生物流化床原理發(fā)展而來，微生物粘附在細砂類載體物表面，形成生物膜，生物膜要進行新、老更替，老的膜剝落后需要經(jīng)沉淀后去除(當然同時也去除懸浮物等)，故氧化(好氧)生物處理后要設(shè)沉淀設(shè)施。而UASB-CASS處理工藝屬活性污泥法范疇， CASS反應(yīng)池污泥用回流泵回流(循環(huán)式活性污泥法)，產(chǎn)泥少、污泥直接進污泥濃縮池，不設(shè)沉淀池。可見而UASB-CASS處理工藝省去了沉淀設(shè)施，減少了沉淀池的造價和占地面積。因此，污水處理設(shè)施布置緊湊、占地省、投資低。 （2）技術(shù)上： IC反應(yīng)器在很大程度上解決了UASB的不足， COD容積負荷大幅度提高，使IC反應(yīng)器具備很高的處理容量，同時也帶來了不少新的問題： ①IC反應(yīng)器加快了水流上升速度，使出水中細微顆粒物比UASB反應(yīng)器多，加重了后續(xù)處理的負擔。另外內(nèi)循環(huán)中泥水混合液的上升還易產(chǎn)生堵塞現(xiàn)象，使內(nèi)循環(huán)癱瘓，處理效果變差。 ②顆粒污泥在IC反應(yīng)器中占有重要地位。它與處理同類廢水的UASB反應(yīng)器中的顆粒污泥相比，具有顆粒較大、結(jié)構(gòu)較松散、強度較小等特點。 ③發(fā)酵細菌通過胞外酶作用將不溶性有機物水解成可溶性有機物，再將可溶性的大分子有機物轉(zhuǎn)化成脂肪酸和醇類等，該類細菌水解過程相當緩慢。IC反應(yīng)器較短的水力停留時間勢必影響不溶性有機物的去除效果。 ④在厭氧反應(yīng)中，有機負荷、產(chǎn)氣量和處理程度三者之間存在著密切的聯(lián)系和平衡關(guān)系。一般較高的有機負荷可獲得較大的產(chǎn)氣量，但處理程度會降低[13]。因此，IC反應(yīng)器的總體去除效率相比UASB反應(yīng)器來講要低些。 ⑤缺乏在IC反應(yīng)器水力條件下培養(yǎng)活性和沉降性能良好的顆粒污泥關(guān)鍵技術(shù)。目前國內(nèi)引進的IC反應(yīng)器均采用荷蘭進口的顆粒污泥接種，增加了工程造價。 CASS反應(yīng)器與CIRCOX反應(yīng)器相比，有一下優(yōu)點： ①生化反應(yīng)推動力大：CASS工藝從污染物的降解過程來看，當污水以相對較低的水量連續(xù)進入CASS池時即被混合液稀釋，因此，從空間上看CASS工藝屬變體積的完全混合式活性污泥法范疇；而從CASS工藝開始曝氣到排水結(jié)束整個周期來看，基質(zhì)濃度由高到低，濃度梯度從高到低，基質(zhì)利用速率由大到小，因此，CASS工藝屬理想的時間順序上的推流式反應(yīng)器，生化反應(yīng)推動力較大。 ②沉淀效果好：CASS工藝在沉淀階段幾乎整個反應(yīng)池均起沉淀作用，沉淀階段的表面負荷比普通二次沉淀池小得多，雖有進水的干擾，但其影響很小，沉淀效果較好。實踐證明，當冬季溫度較低，污泥沉降性能差時，或在處理一些特種工業(yè)廢水污泥凝聚性能差時，均不會影響CASS工藝的正常運行。實驗和工程中曾遇到SV30高達96%的情況，只要將沉淀階段的時間稍作延長，系統(tǒng)運行不受影響。 ③運行靈活，抗沖擊能力強，可實現(xiàn)不同的處理目標： CASS工藝可以通過調(diào)節(jié)運行周期來適應(yīng)進水量和水質(zhì)的變比。當進水濃度較高時，也可通過延長曝氣時間實現(xiàn)達標排放，達到抗沖擊負荷的目的。當強化脫氮除磷功能時，CASS工藝可通過調(diào)整工作周期及控制反應(yīng)池的溶解氧水平，提高脫氮除磷的效果。所以，通過運行方式的調(diào)整，可以達到不同的處理水質(zhì)。 ④不易發(fā)生污泥膨脹： CASS反應(yīng)池中存在著較大的濃度梯度，而且處于缺氧、好氧交替變化之中，這樣的環(huán)境條件可選擇性地培養(yǎng)出菌膠團細菌，使其成為曝氣池中的優(yōu)勢菌屬，有效地抑制絲狀菌的生長和繁殖，克服污泥膨脹，從而提高系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性。 4、工藝方案選擇結(jié)果： 綜上所述，綜合考慮基建投資、運行管理、技術(shù)先進及成熟可靠、當?shù)貤l件，選用UASB-CASS處理工藝。 指導教師意見： 簽 名： 2007年 月 日 第 8 頁 共 8 頁