摘要
目前主要使用的废水主要处理的方式涵盖生物膜、活性污泥、有厌氧等方法。活性污泥处理法是目前应用较为广泛的方法。
某可乐饮料公司根据碳酸饮料的特点,通常对可乐废水的处理方法主要以SS、COD、BOD等方法,使用上述方法确保水质与工业排水使用标准相符,围绕当前国内外针对可乐废水的具体情况展开深入亚研究和分析,将采用活性污泥法为主体的处理工艺。
本文详细介绍了某可乐公司废水处理系统的工艺方法为厌氧处理为UASB工艺和好氧处理为生物接触氧化池工艺相结合的工艺流程和各构筑物的设计,分别从COD、BOD、SS的出水数据等方面证明是否达到排放标准以及废水处理对环境效益,经济成本的分析。
关键词:废水处理,可乐,活性污泥法,有机污染物,工艺
1 背景
1.1设计意义与目的
虽然我国水污染的情况近些年得到一点改善,但不可否认整体情况并不乐观。针对大江大河的治理由于受到XX的重视,治理情况尚可,但分布在城市中的小型河流污染程度每况愈下,甚至成为当地著名的“臭水沟”。伴随着我国乡镇企业的发展重心不断变化,水污染已经逐渐从地表水资源渗透到农村地区。我国大部分湖泊以营养性湖泊为主,整体面积呈现逐年缩减的趋势,同时沿海地区的水域也受到不同程度的污染,经常发生赤潮。近年来,环境保护作为一项基本国策被越来越多的人接受。我国水资源的匮乏和水污染的严峻形势让环保工作者意识到开发水污染防治技术的重要性,各种废水处理方法得到了突飞猛进的发展。其中,活性污泥法尤其受到重视。活性污泥法是一种很有前途的新型生物废水处理方法。虽然该方法从诞生到推广仅有数十年时间,但不可否认,从改革开发至今,这种废水处理方法的技术不断发展和升级,在多个领域广泛应用。如今废水处理在城市污水治理和工业废水处理等领域展现不可替代的价值和作用。同时该技术也广泛应用于水资源处理、供水等领域。
1.2可乐生产工艺流程
我国饮料行业是改革开放市场经济得以全面发展的重要标志,在不断发展和演变中,逐渐发展成为我国消费品市场不可或缺的重要增长点。可乐生产废水包括生产过程中溢出的不合格产品、洗瓶水、冲瓶水等[1]。作为10大饮料的可乐,受到市场需求不断扩大的影响,生产废水规模也在持续增加,从整体来看,我国水资源并不充沛,如果能全面发挥废水处理的作用和价值,对于提升我国水资源利用率将起到极为关键的价值和意义。近些年,可乐这种饮料品类呈现高速发展之势,其市场规模和消费群体逐年扩大,在此过程中,势必造成多种环境污染问题的出现,针对饮料行业废水的处理工艺日益增多,而且大多也比较成熟。
原料配送—洁净、冲洗—混合搅拌—装瓶—压盖—标签—打码—检验—包装—储存、运输。为了确保瓶子的洁净程度符合他们的规定票准,首先要用清洗喷头进行冲洗,除去污垢。然后将瓶子侵泡在高温深度清洁的清洁剂中,进一步去除残留物购并进行消毒。水和糖浆,在糖浆接近其最后状态时,可乐生产线将其和净化水搅拌,制成非碳酸饮料。但是,水和糖浆还是要按住一定的比例进行搅拌的,这要用饮料配比仪器来进行,可以准确地测量每次的准确比例,然后将搅拌物送到碳酸化合器里。饮料装瓶后需要压盖。不同的瓶子我们需要不同的盖子。完成瓶装和压盖过程后,即可开始贴标签标签经由辊轴传,再被剪切粘贴到瓶子上若是为特殊纪念意义的瓶子所定制的标签。在瓶子可以进行打码。可乐生产的每瓶饮料都需要打码,以便记录饮料的生产信息。对于可多次使用的玻璃瓶,从其一进厂就需要进行检验。首先经NaOH冲洗瓶的内外三次,洗瓶液冲洗,高温消毒,然后瓶口检测机,专门检测瓶口是否有缺口,饮料一旦装瓶并通过质检,就要开始包装以方便运输到各地。
1.3可乐废水污染
可乐的原材料多以外国进口的浓缩原浆为主,并通过一定比例的二氧化碳、蔗糖、纯净水的调配,造就了人们熟悉的可乐。因此,废水中大部分污染元素中都含有糖和原浆。两者的结合甚至能够达到几十万的COD值,并且在均化之后的废水浓度同样含有2000mg/l的浓度,通常COD的浓度分子链普遍较长。一般情况下,可乐浓缩液中含有不少大量有机物,且这部分有机物的酸性极不稳定、色度较大、气味较浓。从原料配制的角度来看,可乐其实是一种采用甜味剂、酸味及、糖浆、色素、香料经过一定配比组合的浓缩液体,在生产阶段势必会出现不同比例的废水,此类废水具有色度高、气味浓的特点,直接排入水体后对水体和环境污染较大。
1.4可乐废水处理技术的现状
活性污泥法废水处理技术再在我国的历史并不长。1975年,北京市环境科学研究所首先进行了活性污泥法处理城市污水试验。原水通常需要通过集水转移至粗滤机,经过此步骤之后将污水下沉至砂槽中,并与池中的一氧池进行接触。此阶段污水已经完成第一层接触,在此基础上对其畸形泥水分离处理。再通过第二活性污泥的方式进行排放,最后通过沉淀池的重复接触处理,才能达到剔除污泥的效果。
上世纪70年代,我国活性污泥处理技术呈现全面发展之势,并在多个实验室获得多项研究成果。该技术在多个领域得到广泛应用,不仅充分应用于生活污水的处理方面,在工业废水处理上同样发挥重大作用。该技术目前在农药、化工、毛纺织染色、食品加工、发酵酿造等领域广泛应用。该技术不但可直接在普通的地进水水质上,其在高浓度废水处理上同样展现强大的功效,通过有效提升氧的转移率,最大限度降低其生存的动力,有效控制并降低整体成本造价,并以此开发出杜总曝气充氧设备的,目前主流的设备有微孔曝气器、散流曝气器,这些新的曝气设备的出现,使得活性污泥法的效果得到很大的提高。将废水厌氧处理的原理引入其中,从而形成系统的活性污泥处理体系。
上世纪80年代以来,我国开始加大对环境保护的关注,由此开启了厌氧技术的全面发展,不少企业和机构在研发过程中开始引入该技术,极大优化和完善火星污泥系统。
进入90年代,国内针对废水处理的创新型技术,此外在再生水回收、污泥处理等技术上均获得显著的成效,部分研发项目领跑国际水平。随着相关技术、设备引入国内研究领域,其在活性污泥处理发挥重要价值和作用的基础上,由此衍生出的CASS、AB法、SBR法、稳定糖法等方法在污水处理中得到广泛应用,传统的污水处理技术往往具备除磷脱氮功能的技术。不少国外的污水处理设备开始引入国内,比如刮泥机、潜水泵、鼓风机、污泥泵等。几十年来,我国废水处理技术从诞生至今,历经数十年的发展,获得了令人可喜的成绩,并衍生出多种新型工艺、设备,全面推动我国污水处理的全面发展,由此也反映出XX从不同维度加强对污水处理的关注度,体现出我国废水处理领域发展到一一个新阶段。
作为全球著名的软饮料品牌,目前可乐在世界各地市场皆处重要地位,在全球拥有48%的极高市场占有率,在生产过程中亦将产生大量的废水。废水处理通常具有规模不稳定、水质随机性、无法连续性的特征,通常废水排放与季节变化存在紧密关联性,其中酸性极不稳定,含有较高浓度的有机物[2]。在高浓度的废水处理中常用的化学法有高级氧化法、焚烧法、微电解法等[3]。从可乐废水的角度出发,其产生的废水具有COD值高的特征,便于后期的生化处理,通常需要对水质种类进行判断,以此为基础选择处理方法。
1.4.1厌氧处理法
早在一百多年前人们就开始厌氧工艺对工业和生活废水处理,早在19世纪60年代,该技术由法国研究人员MouraS在研究过程中发明出来,其通过厌氧的方法对废水中的沉淀物质进行消除和分离,来自德国的Karl Imhof基于前人研究的基础上融入双层沉淀、腐化池的方式进行改良和升级,在后续的研究中,出现多种厌氧处理方法,如滤池、内循环等。
UASB:UASB技术最为成熟,其主要通过对废水中的有机产生厌氧效用,从而对有机物进行化解,一般情况下将其划分为气体、液体、反应区、配水系统等。该方法整体成本投入较低、且具有较为显著的效果,在生活与工业废水处理上展现绝佳价值和作用,能够有效应对浓度较高的废水治理问题[5]。
IC:其主要建立在UASB反应器的基础上延展出来的,同样的,它也能够形成厌氧污泥,存在差异的地方集中在该反应器中可实现流体循环效果。一般情况下,这种反应器的整体高度最小为16米,最大在25米左右。产生的容积负荷远远高于传统升流式的厌氧污泥设备的负荷。此外该设备占地较小,且具备较高的有机符合,能够适应多种废水处理应用场景需求。
1.4.2好氧处理法
生物膜法:将软性填料加入处理池中,并通过填料中产生的微生物实现对废水处理的效果。这种方法被称为生物膜处理法,同样是目前应用较为广泛的好氧污水处理技术。其优势在于有效规避污泥膨胀的现象,在具体运转过程中便于管理,处理后的污泥剩余总量相对较少。该方法在治理可乐产生的废水中发挥关键作用,其主要的原理是有效控制并降低可乐废水中产生BOD的总量[8]。
活性污泥法:这种处理方法的关键部件由沉淀池和曝气池构成,当废水流入其中后,便开始与活性污泥产生作用,通过人工充氧的催化作用下,活性污泥能够最大限度吸附并对废水中的有机物进行分解,再通过沉淀池分离污泥与水,目前居于主导地位的反应池是CASS和SBR。
1.4.3厌氧+好氧处理法
好氧和厌氧相结合的处理方法主要原理是通过厌氧生物与好氧两种生物处理方式对可乐混合水进行处理,该方法的优势在于具有极强的稳定性,能够在多个领域广泛推广,大致可划分为四种类型:
(1)水解+好氧技术:好氧和水解处理法在工艺领域应用较为广泛,其主要通过一系列处理流程使废水达到排放标准,该处理方法的特征在于有效简化了好氧多重接触氧化技术,形成一级接触氧化,从而极大控制并降低该工艺的整体能耗。而水解反应器主要通过厌氧反应对废水进行酸化处理,不需要通过甲烷发酵的方式,有效节省了处理时间,不仅有效提升废水有机物的剔除效率,同时能有效提升悬浮物的去除率。该废水处理工艺在废水处理中仅是一个预处理流程,后期还需要通过好氧工艺来处理。
(2)UASB+好氧技术USAB+好氧处理工艺的优势在于能够提出大多数废水中的COD,目前行业的平均去除率达到80%以上,该工艺能够最大限度降低好氧处理的整体能耗,通常情况下,厌氧过程的污泥产出率相对较低、且并不需要过长的水力停留时间,其在成本控制上起到关键作用,好氧池重复多次降解UASB反应器出水中残余的有机物该反应器占比面积不大,能够有效降低制作工艺,便于操作,整体性能较为稳定。在此之后,可通过AO工艺、氧化沟、生物接触氧化等方式进行后续处理[9]。
(3)EGSB+好氧技术:是一种具有创新型的好氧处理技术,其主要特征将EGSB工艺作为厌氧技术的主要内容,好UASB相比,EGSB整体传导性更好、其布水难度较低、且有机物去除率更高,可在浓度和容积负荷更高的环境下正常运行。该装置的高度远远高于UASB装置,其占地面对比UASB更小,目前该装置的污泥污泥浓度能够达到20~40kg/m3。并以此作为分解有机物的有力武器,在分解之后产生的沼气能够重复利用,整体经济效益比较可观[10]。EGSB其后可以生物接触氧化、新型生物接触氧化、AO工艺、氧化沟法、SBR等。
(4)IC-CIRCOX反应器:IC反应器可以理解一种新型的厌氧内循环反应设备,该设备是建立在UASB原理的基础上发展起来的,由荷兰Paques公司研制出来在上世纪80年代中期研制开发。该设备通常需要由两个UASB反应器进行叠加,浓度负荷的分布一般以上高下低的布局分布。该设备的需要若干个工艺单元组成,该部分也被称为混合区,和膨胀区,其主要通过沼气作为内循环的主要催化剂,极大节省了外力产生的能耗,其能实现自动搅拌和污泥回流效果。和其他类型的设备形成鲜明对比的是,该反应设备占地面积不大,且便于后期的沼气回收,产生的污泥相对较少,整体处理效率较高[12]。
好氧气提反应器也可以称为三相内循环流化床,其主要特征整体直径和高度较大,产生的微生物浓度较高;产生的污泥相对较少;且并不需要过长时间的水力停留,具备较为理想的流化性能;在转移过程中极少出现载体流失的现象。充分融合两种反应器,前者主要应用于浓度较高的污水处理场景,后者则还适用于浓度较低的污水处理,整个工程占地面积不大,不产生过多臭气,且具备较为理想的废水处理效率[13]。
2 工艺简介
2.1废水参数
1.可乐废水中污染物参数如4.1表所示
表4.1污染物参数表
水量(m3/d) | COD(mg/l) | BOD(mg/l) | SS(mg/l) | |
总进水 | 2400 | 2000 | 1500 | 400 |
出水 | 2400 | 60 | 20 | 50 |
2.设计出水水质与国家污水排放指标保持一致,并设计出水水质要求符合工业废水回用国家标准。
2.2工艺选择
可乐废水内部的有机物整体生化性能较为理想,且浓度通常比较高,适合通过厌氧的方式进行预处理,此举能够有效降低绝大比例的有机物,在此之后通过好氧化处理的方式重复处理,一般情况下,厌氧消化需要将其中的微生物进行重复分解处理,将各类污染有机物分解为二氧化碳、有机酸、乙醇等。
2.2.1厌氧段工艺
通常情况下,UASB反应器由气室、污泥反应区、气液固三相分离区构成。其主要反映场所发生在底部,并产生不同比例的污泥,这种污泥具有显著的厌氧性能,同时由于此类淤泥本身具备一定的凝聚性能和沉淀性能,导致这部分污泥通常沉淀到底部,接下来对反应器中不同功能区中的尺寸做核算处理,在保证原有基础上进行调整和优化,最大限度发挥个功能区的合理性,并围绕废水的水力负荷、有机符合、水质等指标明确反应器模块、设计处理程序、设置处理器的规模等。其中布水系统是该反应器居于主导地位的重要元件,其对反应器的使用效率、运行性能产生至关重要的影响。在设计过程中应当遵循大阻力配水理论展开,并根据实际需求改进原沿用配水方式,此举能够有效缓解使用过程中出现堵塞的现象,极大提升了反应器的整体性能。三相分离器作为反应器中重要构成元件,其整体性能对反应器中的分离效果起到决定性作用。三相分离器的组成架构主要遵循沉降理论为主,其控制内容主要围绕沼气产量、处理规模等参数展开,并以此作为明确三相分离器的设计参考依据。
需要处理的废水经过污泥底部转移至污泥层,产生相互融合的作用,在此过程对污水中的微生物中的有机物进行全面分解,再对其进行处理后转化为沼气。并以肉眼可见的小型气泡形式释放出来,在气泡上升阶段,产生持续融合,不断形成体积较大的气泡,大部分污泥床上的沼气都需要通过一定比例的搅动与合并,才能真正实现三相分离的效果。当沼气与分离器底部的反射板接触过程中,将开始呈现反射式分布,并反射到反应器周围,再进入气室,最终共同汇聚到沼气气室中,再采用导管直接引出,当其混合液进入反射区域后,深藏在污水中的污泥将会出现不同程度的絮凝,整体体积开始扩大,受到重力作用的影响下开始沉降,并最终返回反应区中,此举能够有效分离污泥中的气体,再通过该反应器将污泥排出。
据碳酸型饮料生产的特点,通过UASB的活性污泥处理方式符合生产可乐而产生的废水处理效果,使其达到国家规定的排放标准。该反应器内部的颗粒受到不同作用的影响形成污泥,从而极大提升了污泥的沉降性能,最大限度控制污泥流失的现象,确保污泥在反应器中的浓度。由于污泥在反应器中长期存放,有效减少水里停留的时间,此举能有效提升污水的处理效率。最后再通过活性污泥的方式对其进行厌氧处理,该技术较为成熟,目前在多个领域得到广泛应用。
2.2.2好氧段工艺
接触氧化法通常指的是采取通过生物池厌氧滤池、活性污泥处理法、生物膜等特征充分融合之后的新型废水处理方法,该方法需要氧化滤池来实施。其主要原理是针对附着于填料周边微生物进行生物接触处理阶段,存在与水中的所有微生物被全部吸附,在此基础上对其进行氧化和分解。在确保曝气池不透气的情况下通过填料进行曝气处理,并以微孔曝气器对其进行处理。反应器内部的的气体含有需要特殊处理的废水,当空气全部过滤之后,将剩余的废水保留在滤池底部。此时活性污泥并不随着水出现变动,在此过程中红受到生物膜的作用,产生较为激烈的搅动效应,从而提升整体净化成效。池内设曝气设施。其处理效率高,使用范围广泛,没有污泥膨胀,耐冲击负荷,挂膜简单,启动快,节能效果明显,污泥量少。这一过程避免了传统活性污泥工艺因100%~150%污泥回流带来的巨大成本[17]。UASB到接触氧化池后可以分多条管线,根据水量调整,方便检修和更换曝气设备[18]。本设计采用两段接触氧化池,通过一级好氧充分降解有机物后,为二级好氧培养高效硝化菌创造良好环境[19]。
膜生物反应器通常需要生物反应器和分离技术进行有机结合才能发挥作用的系统,也可以理解为通过膜分离系统的方式提升分离效果,也可以理解为好氧生物处理的升级,该方法能够有效提升分离结果,出水水质显著提高。其主要特征在于,膜反应能够有效产生截留效应,从而有效降低悬浮物的整体浓度;在此过程中可将HRT与SRT全面分流,最大限度降低HRT的前提下,能够保持较长时间的SRT;此举能够保证MLSS含量较高;在此过程中能够确保废水中的大分子颗粒得以停留的时间更长,确保最终得以去除;在特定条件下,也可将可溶性大分子混合物进行截留处理,确保其不会被流水带走而影响水质,因此脱氮效果好。
根据碳酸饮料的特点,使用混凝过程对此类废水处理,对COD去除效率最高[20]。本设计将采用UASB为主体工艺加上生物接触氧化法为辅助的工艺。通常工业生产废水会流经污水管道再排放到预先设定的污水处理中心,在此过程中,通过提升泵经筛网的方式使其流经中和池中,便于对水质进行调节;再通过UASB的去除其中的有机污染物,当废水中的微生物与氧化池产生接触,能够再次对其中的污染物进行二次降解,对超滤之后的水质引入清水池,确保水质符合排放标准之后进行循环使用,灌溉等。工艺流程如图2.1所示。
图2.1工艺流程
3工艺计算
3.1集水池
车间的砂缸及碳缸的反冲洗会带出大量的砂粒及活性碳粒,该池可以作为污水初沉池用,定期清理池底沉积污泥。在本设计中,所处理的废水含有洗瓶,瓶盖等大颗粒的杂物,所以需要在进入污水处理系统之前对这些杂物进行预处理。本设计采用筛网来去除废水中大颗粒的杂物和漂浮物。。
2.容积计算
设计停留时间t=15min则:
式中:
V—有效容积,m3
Q—设计流量,m3/h
设集水池有效水深为h=4m,则集水池的面积为:
设计吸水口距池底高度h1为0.6m,最低水位距吸水口h2为0.4m。超高h3为0.2m,则集水池总高度H:
3.2调节池
水质通常在排放阶段受到多种因素的影响而产生变化,在处理废水中存在多道间歇性工序,这些工序将会对水质和酸碱值产生不同程度的影响,每一种废水处理设备本身都具备负荷极限,必须在处理废水过程中保持水质的稳定性,因此通过均衡器调节池的方式对水质和酸碱值进行处理。安装潜水泵2台(一用一备)根据高程计算扬程最低为2.257m,水泵安装液位控制器自动控制,以简化人工操作。如表3.1所示。停留时间按8小时考虑。设潜水搅拌系统。
表3.1潜水泵参数表
规格型号 | 流量(m3/h) | 扬程(m) | 转速(r/min) | 效率(%) | 配套功率(kw) | 质量(kg) |
QXG125-54-37 | 125 | 54 | 1470 | 71 | 37 | 800 |
1.废水停留时间:
(3-2)
2.调节池容积:
(3-3)
式中:
W—有效容积m3
Q—处理水量m3/h
T—混合时间min
n—池数(n=2)
调节池钢栓结构尺寸:L=10m B=10m H=8m。搅拌装置,搅拌器外援速度:v=2.5m/s(1.5-3)。
3.搅拌器直径:
(3-4)
搅拌器宽度:B=1m,搅拌器层数:H:D=8/8=1(设计一层)
4.搅拌器距地底高度:
(3-5)
5.搅拌器转速:
(3-6)
式中:
n0—搅拌器转速r/min
V—搅拌器外援速度m/s
D—搅拌器直径m
6.搅拌器角速度:
(3-7)
7.轴功率:
(3-8)
式中:
N2—轴功率kw
C—阻力系数(0.2-0.5取0.4)
—水的密度kg/m3
W—搅拌器角速度rad/s
Z—搅拌器页数
B—搅拌器层数
g—重力加速度(取9.81)
8.所需轴功率:
(3-9)
式中:
N1—所需轴功率kw
—水的动力黏度pas
W—调节池容积m3
G—速度梯度s-1(取500)
N1>N2
9.搅拌层数B改为5层
(3-10)
N1<N2(符合)
10.电动机功率:
(3-11)
式中:
—电动机功率kw
N2—设计轴功率kw
—传动机械效率(取0.9)
3.3UASB
UASB反应器从产生的厌氧过程从原理来看,和同类型的厌氧处理技术存在异曲同工之处,都会产生甲烷、乙酸和水解等物质,在此基础上将上述微生物进行转化处理,从而生成沼气和水。如图3.1。
图3.1UASB反应器示意图
1.根据水质特点,水量大小,确定主要尺寸, CODmg/l 进水:2000mg/l 出水60mg/l,反应温度:26℃,反应区有效深度:6m,空塔水流速度u<1m/h,空塔沼气上升速度ug<1m/h,污泥层高度2.5m-3.5m,沼气产率0.7,污泥产率0.07,Q=100m3/h=2400m3/d,UASB有机COD负荷9.6kg/(m3d)。
(1)有效容积:
(3-12)
式中:
Q—流量m3/d
C0,Ce—进出水COD的浓度mg/l
Nv—COD容积负荷
UASB反应器尺寸
污水上升流速(0.6~0.9)取0.7m/h
(2)面积A
(3-13)
(3)有效高度h1
(3-14)
拟建两个相同的池子(一用一备,便于管理)
(4)单池面积:
(3-15)
设L:B=2:1
得L=12.5m B=6m
合理性验证
(5)空塔水流速度:
(3-16)
(6)反应器尺寸:
(3-17)
(7)水力停留时间HTR:
(3-18)
(8)水力负荷率vr
(3-19)
2.进水分配系统的设计,一般设定容积负荷为9.6kgCODm3/d,因此必须保证其中任何一个点的负荷面积不得低于2平米,并设置60个布水点
(1)每个点的负荷面积:
(3-20)
3.配水系统形式
本次研究需要设计U形孔管配水,必须保证相同的管道中多个孔在配水过程中的均衡性,通常将配水管设置在1-2米的位置,而孔距之间通常设置为10-20毫米,确保所有孔口都呈向下垂直45°的角度,一般情况下任意的出水孔都必须达到2-4平米。为了保证穿孔出水的均衡性,必须确保其中的流速不得低于2m/s。
本次设计设置进水管道的直径为200毫米,如此能确保整体流速达到1.5m/s。通常在每个反应器中设置6根支管,每根支管直径为80毫米,确保相互之间的距离为1.5米,同时在各个根管上设置3个配水孔,并设置2米的孔距,从中得出各个孔可以覆盖的距离为3平米,同时设置60个补水孔,确保整体流速u达到3m/s。
(1)孔径d:
(3-21)
(2)空塔气流速度:
(3-22)
式中:
—COD的去除率80%
r—沼气产率0.5m3/kgCOD
—COD的去除量1.5*0.7kg/m3
12.布水器配水压力计算:
(3-23)
式中:
h1—最大淹没水深6mH2O
h2—UASB反应器水头损失1.5mH2O
h3—布水器布水所需自由水头2mH2O
4.三相分离器设计:沉淀区的整体表面负荷通常小于1.0m/h;一般情况下,可设置三相分离器的气罩上端的水深在1米左右;同时确保沉淀区的不同角度都达到45-60°左右,如此设计能够最大限度去除污泥,加速其落入反应区的速度;通常将该区域的斜面高度设置为1米左右,在达到沉淀区之前,应当控制其整体流速不得高于2m/h;同时在水里停留时间上应当控制在2小时以内,唯有达到上述各项条件,才能保证分离效果符合预期目标。
沉淀区:和短边平行,通常设置4个集气罩,形成相互产生作用的分离单元,一般可设置4个分离器三相分离器的长度B=7m,每个单元宽度为3.5m,其中沉淀区长B1=6m(即UASB池设计宽度),宽度b=2m,集气罩顶宽度a=1m,沉淀室底部进水口宽度b1=1.25。如图3.2所示。
图3.2三相分离器示意图
(1)面积S1:
(3-24)
(2)表面负荷:
(3-25)
(3)进水口面积S2:
(3-26)
(4)进水口水流上升速度v2
(3-27)
在设置沉淀区斜面时,应当确保三相分离器的角度小于60°,同时保证集气罩顶端的覆盖水深达到0.4的高度
(5)倾角a:
(3-28)
(6)气液分离器:
设倾角β=65°,r=65°,b2=0.7m,分隔板下端距反射锥的垂直距离MN=0.4m。如图3.3所示。
图3.3气液分离器示意图
(7)缝隙宽度:
(3-29)
废水流量为2400m3/d,设有0.6Q=1440m3/d的废水从进水缝流入沉淀区时,一般有9600m3/d的废水能够进入该区域。
(3-30)
(3-31)
设BC=0.6m
(3-32)
(3-33)
(3-34)
(3-35)
(3-36)
条件校核:
设能分离气泡的最小直径为dg=0.02cm,常温下清水运动黏滞系数γ=1.01*10-2cm2/s,废水密度
1=1.03g/cm3,气体密度
g=1.2*10-3g/cm3,气泡碰撞系数β=0.95
(8)斯托克斯公式:
(3-37)
(3-38)
该三相分离器可以dg≥0.02cm的沼汽泡,分离效果良好。
(9)分隔板的设计:b2=0.7m
(3-39)
受到浮力的作用下,气体会产生气泡,其速度的通常达到38.84m/h,
沿着进水缝的整体流速分量一般达到:
(3-40)
(10)在此情况下,进水缝中的流速应当符合v<30.62m/h,如果无法达到该标准,水流将会将气泡直接传导至沉淀区,三相分离器的进水缝纵截面积
(3-41)
(11)总共4组(8跳进水缝)每条进水缝纵截面积:
(3-42)
(12)进水缝宽度i2
(3-43)
(13)取i2=0.1,则进水缝中水流流速
(3-44)
(3-45)
(14)则h4高度:
(3-46)
(15)改进水缝下板上端比进水缝下端高出0.3m,则进水缝下板长度:
(3-47)
(16)进水缝上板长度为:
(3-48)
4.三相分离器与UASB高度设计:
(1)三相分离器总高度:
(3-49)
(2)取超高h1=0.4m
则
合理
5.排泥系统的设计:
UASB反应器中污泥产量的计算,设反应器最高液面10m,其中沉淀区高3m,污泥浓度
1=0.6gss/l,悬浮区高度2.5m,污泥浓度2.5gss/l,污泥床高3.5m,污泥浓度
3=17gss/l。
(1)反应器内的污泥总量:
(3-50)
厌氧生物处理污泥的总量为r=0.08kgvss/kgCOD,Q=100m3/h,而进水浓度应当达到2000mg/L,由此能够达到80%的COD去除率
(2)则产泥量为:
(3-51)
据VSS/SS为0.9
(3-52)
污泥含水率为98%,
3=1000kg/m3
(3)污泥产量:
(3-53)
通常将排泥管设置在和池底0.6米的距离,在一定情况下和放空管共同使用,通过放空管将污泥排入调节池中,在并在此基础上设置人工阀,通常需要对排泥管排放污泥。
(4)污泥龄:
(3-54)
因为该反应器要求排泥均匀,所以设计多点排泥,设计中在三相分离器设置两个排泥口,这样设计的优点在于能排除污泥床上面的剩余絮状污泥而且不会把颗粒污泥带出。UASB反应器由污泥泵进入污泥浓缩池,排泥管选DN300的钢管。
6.出水系统的设计计算:
由于该反应器在排放污泥过程中需要保持均匀性,一般情况下利用该区域的出水系统进行排水,通常可设置各个三相分离器沉淀区中用水渠进行分隔,并设置三角出水堰分隔出水渠。
通常该池中设置4个单元的三相分离器和4条出水槽,每条水槽的宽度为100m3/h
(1)则反应器流量:
(3-55)
设出水槽槽口附近水流速度为0.4m/s
(2)槽口附近水深:
(3-56)
水槽的整体深度通常设置为0.3米,并设置出水槽的坡度为0.01。一般情况下,可设置8条出水槽,其长度在5米左右,确保三角堰的角度相互垂直,整体堰口宽度达到120毫米,设置溢流负荷是f=0.7L/ms
(3)堰上水面总长:
(3-57)
(4)三角堰数量:
(3-58)
确保各个溢流堰的整体数量为84个,在实际设计中,确保每个堰口为120毫米,并且相互之间的间隙如果低于0.1米时刻不需设置间隔(5)堰上水头校核:每个堰出流率:
(3-59)
(6)堰上水头:
(3-60)
出水渠设计计算:通常出水渠道的坡度为0.01,设置水渠渠口区域的整体的流速达到0.5m/s
(7)则渠口附近水深ha:
(3-61)
(8)沼气收集系统计算:设计产气率取r=0.7m3/kgCOD
总产气量:
(3-62)
(9)每根集气管内最大气流量:
(3-63)
DN=150mm,充满度0.6
3.4生物接触氧化池
1.生物接触氧化法本身的净化效果较为理想,且整体净化时间较短,净化之后的水质稳定性更高,且能够有效保证污泥不需回流。大致结构包含填料、布水装置、池底等。其主要的原理是将填料放置于曝气池中,其主要作用在于为氧化提供生物膜,当废水通过氧化之后达到特定流速之后,将和池底中的填料产生反应,从而达到有效净化水质的效果。BOD进水1500mg/l,出水20mg/l,流量2400m3/d。
(1)填料容积负荷:
(3-64)
式中:
Nv—接触氧化的容积负荷,kgBOD/m3*d
Se—出水BOD值,mg/l
(2)污水与填料总接触时间:
(3-65)
式中:
S0—进水BOD值mg/l
(3)设计一氧池接触氧化时间占总接触时间的60%:
(3-66)
(4)设计二氧池接触氧化时间占总接触时间的40%:
(3-67)
2.接触氧化池尺寸设计:
(1)一氧池填料体积V1
(3-68)
(2)一氧池总面积A1-总:
(3-69)
式中:
h—一氧池填料高度(取5m)
(3)一氧池格数n取4格,设计一氧池宽B1取5m,则池长L1:
(3-70)
剩余污泥量:在《生物接触氧化池设计规程》中推荐该工艺系统污泥产率为0.3~0.4kgDS/kgBOD,含水率96%~98%
(4)本设计中,污泥产率Y=0.35kgDS/kgBOD,含水率97%。则干污泥量WDS:
(3-71)
式中:
WDS—污泥干重,kg/d
Y—活性污泥产率,kgDS/kgBOD
Q—污水量,m3/d
S0—进水BOD值,kg/m3
Se—出水BOD值,kg/m3
X0—进水总SS浓度值,kg/m3
Xh—进水SS活性部分量,kg/m3
Xe—出水SS浓度值,kg/m3
设该污水SS中70%可为生物降解活性物质,污泥SRT取5d
(5)则一氧池污泥干重:
(6-9)
(6)污泥体积:
(3-72)
(7)泥斗容积计算公式:
(3-73)
式中:
Vs—泥斗容积,m3
h—泥斗高,m
A
—泥斗上口面积,m2
A
—泥斗下口面积,m2
设计一氧池泥斗高4m,泥斗下口取2m*2m,泥斗上口面积103m2
(8)则一氧池泥斗体积:
(3-74)
(9)一氧池超高h1取1m,稳定水层高h2取1m,底部构造层h4取1.2m
(3-75)
(10)二氧池填料体积V2
(3-76)
(11)二氧池总面积A2—总
(3-77)
二氧池格数n同样取4格
(12)设计二氧池宽度B1取5m,则池长L2:
(3-78)
(13)设该污水SS中70%可为生物降解活性物质,污泥SRT取5d。则二氧池污泥干重:
(3-79)
(3-80)
式中:
WDS—污泥干重,kg/d
Y—活性污泥产率,kgDS/kgBOD
Q—污水量,m3/d
S0—进水BOD值,kg/m3
Se—出水BOD值,kg/m3
X0—进水总SS浓度值,kg/m3
Xh—进水SS活性部分量,kg/m3
Xe—出水SS浓度值,kg/m3
(14)污泥体积:
(3-81)
(15)泥斗容积计算公式:
(3-82)
式中:
Vs—泥斗容积,m3
h—泥斗高,m
A’—泥斗上口面积,m2
A’’—泥斗下口面积,m2
设计二氧池泥斗高4m,泥斗下口取1m*1m,泥斗上口面积取86m2
(16)则二氧池泥斗体积:
(3-83)
(17)二氧池超高h1’取1m,稳定水层高h2’取1m,底部构造h4’取1.2m,则二氧池总高H2:
(3-84)
(18)一氧池污泥和二氧池污泥汇合。污泥量为:
(3-85)
(19)校验证BOD负荷:
(3-86)
(20)BOD去除负荷为:
(3-87)
符合设计要求
2.填料的选择
本次设计的填料主要以YCDT弹性填料为主,该类型的填料通常以聚酰胺、聚烯烃类等品种为主,此类品种具有抗老化和耐温的特点,当与其形成混合作用时可产生吸附、抗热氧等作用,因此需要对其进行拉丝工艺,通常将丝条直接插入相应的绳索中,在选材过程中,整体选材工艺较为精良,能够有效保证丝条的立体性,从而形成可独立悬挂的单体,该单体具有较强的弹性,在特定区域内该填料可进行全面舒展,使生物膜、气体、水质进行充分融合,在此过程中生物膜不但可以在产生反应时持续扩大面积,同时也能够产生较为稳定的新生代谢反应,其性能远超国内其他填料。该填料本身的构造的特殊性,决定其整体能耗小、使用寿命长、脱模效果好、便于日常管理、不易堵塞等特点。与之相比,YCDT型立体填料和硬性填料相比,由于其孔隙更大在实际运行中不易出现堵塞的现象,该填料相对于软性填料而言,其使用寿命更长,且整体表面积更大、造价低廉。
(1)接触氧化池需气量计算
(3-88)
式中:
Q气—需气量,m3/d
Do—1m3污水需气量,m3/m3,一般为15~20m3/m3
Q—污水日均流量,m3/d
(2)一氧池需气量:
(3-89)
(3)二氧池需气量:
(3-90)
(4)鼓风曝气机一氧气池选用4台,二氧池选用3台选型如表3.2所示。
表3.2鼓风曝气机参数表
型号 | 电动机功率(KW) | 电压(V) | 频率(Hz) | 轴功率(KW) | 供氧量(m3/h) | 充氧量(kg/h) | 备注 |
QBG085 | 8.5 | 380 | 50 | 4.8 | 5.0 | 24.1 | 有效水深5m |
3.5MBR池
1.膜组件选型:本设计采用LJ1E1-2000型帘式膜组件,膜材质:PVDF(聚偏二氟乙烯膜),呈现极强的疏水性,孔径大小各有不同,通常受到膜孔径的影响持续缩小,膜对低分子量的蛋白结合牢固程度不断加强,设计产水量2500m3/d,膜面积:20m2,膜孔径:0.02um,组件尺寸:500*50*1800mm(L*W*H)。膜分离池尺寸:L=20m,W=6m,H=5m。
2.膜组件计算:膜系统的实际运行时间,过滤和空曝气分别为6分钟和2分钟,一般每个一周或10天时间进行一次清洁维护,每次清洁时间应当持续40分钟。
(1)单个过滤周期:
(3-91)
(2)日过滤时间:
(3-92)
(3)膜瞬时过滤水量:
(3-93)
膜元件数量核算:膜控制通量取为10L/m2/h。(10-26 L/m2/h)
(4)总膜面积:
(3-94)
(5)膜元件计算数量:
(3-95)
(6)膜箱设计, 每个模箱设计48膜帘
(3-96)
(7)膜箱数量:
(3-97)
(8)膜元件设计数量
(3-98)
(9)该设计膜面积
(3-99)
膜通量校验
(10)真实平均膜通量;
(3-100)
(11)曝气系统设计:
曝气量:40m3/m2/h(其中m2指膜箱垂直方向投影面的面积)
(12)单个膜箱曝气量:
(3-101)
(13)膜吹扫所需的总曝气量:
(3-102)
(14)气水比:
(3-103)
3.设备计算
(1)产水泵:通常膜池以3列分布,并在各列膜池中设置水泵,根据实际运行中处理量进行计算得出流量:
(3-104)
(2)鼓风机:正常工作时,鼓风机设置3台。则每台鼓风机设计流量为6m3/min如表3.3所示
表3.3鼓风曝气机参数表
型号 | 电动机功率(KW) | 电压(V) | 频率(Hz) | 轴功率(KW) | 供氧量(m3/h) | 充氧量(kg/h) | 备注 |
QBG085 | 8.5 | 380 | 50 | 4.66 | 6.0 | 25.8 | 有效水深5m |
(3)清洗设备:
操作方式:采用反洗的形式,利用反洗水将药剂产生混合作用,并通过清洗泵的将其穿导致膜纤维区域,保持其长时间浸泡。
(4)反洗泵:该设备通常需要事先准备一台以作备用,在清洗过程中需要采用2L/m2进行计算。每次清洗过程中,通常只能针对单列膜进行,从中计算其整体使用量:
(3-105)
输送药剂的时间取12min,则反洗流量为
(3-106)
(5)清水池:
设计尺寸40*50*1.5m,清洗泵;变频控制,加药装置与MBR反洗加药为同一设备如表3.4所示。反洗时为MBR池加药,正常运行时为清水池加药。
表3.4清洗泵参数表
型号 | 流量Q(m3/h) | 扬程H(m) | 效率(%) | 电机功率(KW) | 转速(r/min) |
50WQ10-10-0.75 | 8.5 | 380 | 50 | 4.66 | 6.0 |
3.6污泥浓缩池
1.通常用来进行污泥浓缩作用的建筑呈现辐流式造型,大致可划分为连续操作和间歇操作两种类型,间歇性操作通常应用于中小型的污水处理厂,连续操作一般主要应用于大型污水处理厂。本设计采用辐流式重力浓缩池。如图3.6所示。
图3.6污泥浓缩池示意图
(1)进入浓缩池的剩余污泥量为:
(3-107)
污泥初始含水率P1=98%,C0=5kg/m3,浓缩污泥含水率为P2=97%,污泥固体通量采用20kg/(m2·d)。污泥由提升泵进入污泥浓缩池,如表3.5所示。
表3.5提升泵参数表
规格型号 | 流量(m3/h) | 扬程(m) | 转速(r/min) | 效率(%) | 配套功率(kw) | 质量(kg) |
QXG50-32-11 | 50 | 32 | 1470 | 75 | 11 | 280 |
(2)浓缩池面积:
(3-108)
式中:
Q—污泥量,m3/d
C0—污泥固体浓度,kg/m3
G—污泥固体通量采用,kg/(m2·d)
2.浓缩池直径D
(1)设计采用2座圆形辐流池,单池面积为:
(3-109)
(2)浓缩池直径D
(3-110)
3.浓缩池深度H
(1)有效水深h2:
(3-111)
式中:
T—污泥浓缩池时间,取10h
设超高h1=0.2m,缓冲高度h3=0.2m,浓缩池设机械刮泥设备如表3.6所示。池底坡度i=1/18,污泥斗上底直径D2=2m,下底直径为D1=0.5m
表3.6 刮泥机参数表
型号 | 池径(m) | 推荐池深(m) | 刮泥板外缘线速度(m/min) | 电机功率(KW) | 转速(r/min) |
ZXG-7 | 7.0 | 3.0 | 2.0 | 0.55 | 6.0 |
(2)则池底坡度造成的深度h4为:
(3-112)
(3)污泥斗高度h5为:
(3-113)
(4)则浓缩池深度
(3-114)
(5)浓缩后污泥量计算
(3-115)
式中:
Q1—浓缩后污泥量m3/d
P1—浓缩前污泥含水率
P2—浓缩后污泥含水率
4.上清液回流计算
(1)浓缩后分离出的上清液清为
(3-116)
式中:
Q2—浓缩后分离出的污水量
(2)单个浓缩池浓缩后分离出的上清液数量为:
(3-117)
回流泵参数如表3.6所示。
表3.6回流泵参数表
型号 | 额定电流(A) | 防护等级 | 绝缘等级 | 电机功率(KW) | 叶轮直径(mm) |
QJB-1.5 | 7.0 | IP68 | F | 1.5 | 400 |
5.出水堰计算:
(1)浓缩池上清液采用三角堰单边出水,上清液经过出水堰进入出水槽,然后汇入出水管排出单个浓缩池出水槽上清夜流量为q,取出水槽宽,周长。
(3-118)
式中:
b—出水槽宽度,m(取0.1m)
(2)出水槽采用单侧90°角形出水堰,三角形顶宽0.15m,堰顶之间的间距为0.1m,每个浓缩池有三角堰个数为:
(3-119)
(3)每个三角堰的流量为:
(3-120)
(4)出水槽高度为:
(3-121)
式中:
q—出水堰流量m/s
Hb—出水槽的超高m
排泥管与上清夜管均用管径DN=300mm
6.脱水间:
进泥量V=174m3/d,含水率97%,采用带式压滤机,压滤后的泥饼含水率降至75%。
(1)出泥饼:
(3-122)
式中:
V—进泥体积,m3/d
P3—压滤后的泥饼含水率
P2—浓缩后含水率
(2)本设计选用标准的带式压滤机,型号为HQBFP—ST—1,该压滤机长为4000mm,宽为1600mm。
4平面及高程布置
4.1 平面布置
1.设计原则
在确保整体工艺符合标准要求的基础上,可综合现有工程的便利性和衔接性等需求,可尽量缩减布局,最大限度减少管道出现交叉的现象,同时重视设备的占地面积。
2.总平面设计
在总平面的布置过程中,应当根据实际工艺需求对污水厂进行划分,分别为污泥处理、污水处理、厂前三个区域。见附件1,附图A1.1
4.2 构筑高程布置
1.各构筑物水头损失如表4.1所示。
表4.1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) |
辐流式沉淀池 | 0.5~0.6 | 反应室 | 0.4~0.5 |
接触池 | 0.1~0.3 | 格栅 | 0.1~0.25 |
鼓风曝气池 | 0.25~0.4 | 混合池 | 0.1~0.3 |
本设计水头损失,如表4.2所示。各构筑物间的管渠长度如表4.3所示。
表4.2构筑物水头损失表
构筑物名称 | 筛网 | 调节池 | UASB池 | 生物接触氧化池 | MBR池 | 清水池 |
水头损失(m) | 0.2 | 0.2 | 0.4 | 0.2 | 0.4 | 0.3 |
表4.3构筑物间管渠长度表
管渠名称 | 长度(cm) | 管渠长度 | 长度(cm) |
筛网到调节池 | 500 | 接触池到MBR池 | 800 |
调节池到提升泵房 | 700 | MBR池到清水池 | 200 |
提升泵房到UASB | 1000 | 清水池到排出管网 | 900 |
UASB到接触池 | 1500 |
2.水头损失计算
(1)沿程水头损失h:
(4-1)
式中:
L—管段长度,m
i—管道坡度(最小设计坡度0.003)
(2)局部水头损失
(4-2)
式中:
ξ—局部阻力系数
表4.4局部阻力系数ξ表
设施 | ξ | 设施 | ξ |
三通 | 0.3 | 弯头 | 0.1 |
变径管 | 0.1 | 阀门 | 0.2 |
(3)总水水头损失:
(4-3)
(4)UASB池和生物接触氧化池的污泥需要通过相应的处理泵转移至池中,通过浓缩操作之后再转移至脱水间。
3.高程计算见附件2,附表B1.1。
4.提升泵房计算
5经济成本计算
5.1 工艺设备成本
各工艺设备价格,如表5.1所示。
表5.1 工艺设备价格统计表
序号 | 名称 | 规格 | 单位 | 数量 | 造价(万元) | |
单价 | 复价 | |||||
1 | 调节池 | QXG125-54-37型潜水泵 | 台 | 2 | 0.30 | 0.60 |
2 | UASB池 | 1.出水管,排泥管及阀件
2.布水系统 3.排气系统 | 套
套 套 | 2
2 2 | 0.20
0.25 0.90 | 0.40
0.50 1.80 |
3 | 生物接触氧化池 | 1.布水管,排泥管及阀件
2.弹性填料及钢支架 | 套
M3 | 4
120 | 0.60
0.02 | 2.40
2.40 |
4 | MBR池 | 1.LJ1E1-2000型帘式膜
2.进出水管及阀件 3.清洗泵 | 件
套 套 | 1
2 2 | 3.50
0.20 0.10 | 3.50
0.40 0.20 |
5 | 污泥浓缩池 | 出水槽
带式压滤机 | 套
套 | 2
1 | 0.90
5.00 | 1.80
5.00 |
6 | 流量计
曝气鼓风机 | 1.CE-9628型
2.QBG085型 | 套
套 | 4
10 | 0.80
0.20 | 3.20
2.00 |
7 | 物化处理 | 1.加药装置 | 套 | 2 | 0.20 | 0.40 |
8 | 管道工程 | 各设施之间管道及阀配件 | 2.00 | 2.00 | ||
9 | 电气工程 | 电柜,电缆 | 1.20 |
5.2建设成本
各构筑物建设成本,如表5.2所示。费用年处理成本,如表5.3所示。
表5.2土建成本表
序号 | 名称 | 数量 | 单价 | 面积m2 | 费用/万元 |
1 | 调节池 | 1 | 600 | 100 | 6 |
2 | UASB池 | 2 | 600 | 150 | 18 |
3 | 接触氧化池 | 2 | 600 | 190 | 22.8 |
4 | MBR池 | 1 | 600 | 450 | 27 |
5 | 污泥浓缩池 | 1 | 600 | 65 | 3.9 |
6 | 污泥脱水间 | 1 | 600 | 150 | 9 |
7 | 鼓风机房 | 1 | 600 | 80 | 4.8 |
8 | 综合楼 | 1 | 1200 | 800 | 96 |
9 | 配电室 | 1 | 800 | 50 | 4 |
10 | 宿舍楼 | 1 | 1200 | 500 | 60 |
11 | 停车场 | 1 | 200 | 400 | 8 |
12 | 仓库 | 1 | 800 | 350 | 28 |
表5.3废水处理年成本表
序号 | 项目 | 数量 | 单价 | 费用/万元 |
1 | 工资福利费 | 6 | 3.6万(a·人) | 21.6 |
2 | 电费 | 60万kw·h/a | 0.65元/(kw·h) | 39.0 |
3 | 药剂费 | 1万元/月 | 12.0 | |
4 | 大修、检修费 | 3% | 5.0 | |
5 | 折旧 | 10% | 20.0 | |
合计 | 97.6 |
6环境效益分析
水是生命之源,其在人类日常生活中及工业生产中应用广泛。随着我国城市化进程的加快,城市人口不断扩大,经济发展迅速,工业生产废水的排放量也不断增加,来越多的工业废水无法有效治理,无疑对生活用水水质造成严重污染,对自然生态的稳定发展造成消极影响,不利于人类文明的可持续发展战略。基于此,加强工业废水污水处理厂的建设和对工业废水的处理尤为重要。在本设计的污水处理工艺中对COD、BOD、SS在工艺各阶段的去除量为:
(6-1)
1.减排量计算
(1)年减少废水排放量:
(6-2)
(2)年减少COD排放量:
(6-3)
(3)年减少BOD排放量:
(6-4)
(4)年减少SS排放量:
(6-5)
2.各构筑物中污染物总去除量如表6.1所示
表6.1总处理污染物
污染物 | COD(mg/l) | BOD(mg/l) | SS(mg/l) |
去除量(kg/d) | 4656 | 3552 | 840 |
(1)UASB对COD去除占总去除量的80%,BOD占总去除量的40%,对SS去除量占总去除量的60%,如表6.2所示。
表6.2UASB处理污染物
污染物 | COD(mg/l) | BOD(mg/l) | SS(mg/l) |
去除量(kg/d) | 3725 | 1421 | 500 |
(2)生物接触氧化池能够去除20%的COD,同时可去除60%的BOD,如表6.3所示。
表6.3生物接触氧化池处理污染物
污染物 | COD(mg/l) | BOD(mg/l) | SS(mg/l) |
去除量(kg/d) | 901 | 2131 | 300 |
4.MBR池对SS去除量占总去除量的4%,如表6.4所示。
表6.4MBR池处理污染物
污染物 | COD(mg/l) | BOD(mg/l) | SS(mg/l) |
去除量(kg/d) | 0 | 0 | 40 |
总结
本设计课题为100t/h某可乐公司污水处理设计,设计首先对可乐废水的来源,特征展开深入研究和了解,从当前国内外围绕可乐废水处理的现状展开多维度研究和分析来看,目前居于主导地位的处理方法以好氧和厌氧融合的方式效果最佳。
其中,UASB池和生物接触氧化池对COD 、BOD5、SS的去除量已得出具体算数值,而MBR池对SS去除量为40mg/l。最终出水COD约为60mg/l,BOD5约为20mg/l,SS约为50mg/l,达到排放标准。
该设计仍然有一些可以改进或优化的地方,比如UASB虽然对有机物的去除率很高,但反应器碱度会越来越低,可以在废水进入UASB前加入NaoH来增加其碱度;对接触池和MBR池水的流速进行控制,增加回流系统。
饮料行业也是市场经济的重要组成部分,也是工业废水污染排放较大的一个行业,其中可乐在饮料市场占主导地位,其产生的废水与生产流程,原料,产品等有密切联系。可乐的原材料多以外国进口的浓缩原浆为主,并通过一定比例的二氧化碳、蔗糖、纯净水的调配,造就了人们熟悉的可乐。因此,废水中大部分污染元素中都含有糖和原浆。因此,废水中大部分污染元素中都含有糖和原浆。两者的结合甚至能够达到几十万的COD值,并且在均化之后的废水浓度同样含有2000mg/l的浓度,通常COD的浓度分子链普遍较长。一般情况下,可乐浓缩液中含有不少大量有机物,且这部分有机物的酸性极不稳定、色度较大、气味较浓,直接排入水体后对水体和环境造成极大污染。
本设计从废水特点,性质入手,比选同类废水的处理工艺,运行参数选取最优。使可乐废水处理达标排放且最大降低成本,促进了可乐废水处理以及碳酸饮料废水处理行业发展。
参考文献
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致谢
行文至此,落笔为终。任重而道远,20多年的求学路即将走到尽头。2020年的初秋,从四川水利到成理工程,两年一转眼结束,本科的学习虽短暂但充实。人生没有捷径,也没有白走的路,一步一个脚印走自己的路。感恩在这段路途中遇到的每一个人。
经师易遇,人师难遇。谢谢每一个老师在学习过程中对我的耐心指导,总是帮我找到我的问题并帮我解决,让我学到了专业知识和技能,也学到了为人处世的人生道理,每一位老师对学术的专业精神都是我学习的榜样。在理工的每一次成长和每一次收获都离不开你们。愿老师们工作顺利,身体健康,家庭幸福。萍水相逢,三生有幸。谢谢每一位同学对我这个插班生在学习上的照顾和帮助,谢谢我的室友对我日常生活的照顾和对我的缺点进行包容,有幸能在理工与大家相遇,也祝各位毕业快乐。
聚是一团火,散是满天星。刚来理工一切都很陌生,需要适应新的环境,新的同学室友,转眼就要说告别,但却说不出再见。最后感谢指导老师邓老师,从开题、草稿、初稿、定稿的每个阶段对我的帮助与指导,感谢每一位老师在答辩时提的宝贵意见,感谢成理工程这两年对我的培养。
附件1附图
A1.1 污泥浓缩池设计图
A1.2UASB尺寸设计图
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