江苏科技大学苏州理工学院2013 届毕业设计（论文）某酒业集团酒糟废水处理工艺设计部：机械与材料工程专业名称：环境工程班 级：09428141号：2013 年 6 月 13 日江苏科技大学苏州理工学院本科毕业论文某酒业集团酒糟废水处理工艺设计Vinasse wastewater treatment process design摘要近年来，随着经济的发展，酒糟生产废水中含有的高浓度有机物成为水污染的主要 来源。论文针对某酒业集团的酒糟废水处理工程进行设计，采用 UASB-CASS 工艺对废水 进行处理。处理结果表明，进水COD为20000mg/L，出水在300mg/L左右，COD的总 去除率达到98.5%，进水BOD5为9400mg/L，出水在150mg/L左右，BOD5的总去除率 为98.4%，进水SS为1200mg/L，出水为200mg/L左右，SS的去除率为83.3%，达到了 污水综合排放标准(GB8978-96)中新扩改企业发酵行业二级标准和室外排水设计 规范(GB50014-2003)标准的排放要求。AbstractRecently, with the development of economy, the Wine-Making Industry is developing rapidly, Water pollution is the most sever in alcohol industry.The paper is the design for vinasse wastewater treatment works. The UASB-CASS as the main process for wastewater treatment. The processing results show that influent COD of 21000mg / L, the effluent is 300mg / L, COD removal rate of about 98.5%; influent BOD 5 of 9400mg / L, the effluent is 150mg / L, BOD5 removal rate of about 98.4%;influent SS of 1200mg / L, the effluent is 200mg / L, SS removal rate of about 83.3%, toIntegrated wastewater discharge standard (GB8978-96) emission requirements of the new extension and renovation business, the fermentation industry two standards and Outdoor drainage design code standard(GB50014-2003).Keywords:Vinasse wastewater; UASB reactor; Aeration tank; CASS schematic目录第一章 绪论11.1 酒糟废水的来源及特征 11.1.1 酒糟废水的来源 11.1.2 酒糟废水的特征 11.2.国内外研究现状 11.2.1 国外研究现状 11.2.2 国内研究现状 31.3 设计要求及方案的选择 31.3.1 设计要求 31.3.2 方案的选择 31.3.3 工艺流程图 41.4 研究内容与研究意义 41.4.1 课题研究内容 41.4.2 课题研究意义 4第二章 设计基本要求 52.1 设计原则 52.2 设计依据 52.3 厂址选择 52.4 污水处理工艺选择准则 52.5 排放标准 6第三章 主要污水处理构筑物设计计算73.1 格栅 73.1.1 格栅示意图 73.1.2 格栅的设计计算 73.2 集水池 83.3 污水提升泵房 93.3.1 污水提升泵房的设计计算 93.3.2 提升泵的水泵选型 93.4 水力筛 93.5 调节池 103.6 UASB厌氧反应罐103.7 CASS 反应池18第四章 污泥部分各处理构筑物设计与计算 264.1 集泥井 264.2 污泥浓缩池 264.3 污泥脱水间 27第五章 构筑物高程计算及平面布置 305.1 污水构筑物高程计算 305.1.1 污水流经各处理构筑物水头损失 305.1.2 污水管渠水头损失计算表 305. 1.3高程确定 305.1.4 高程布置原则及注意事项 325.2 平面布置 32第六章 经济估算346.1 指标总造价估算 346.2 污水成本计算 35结语 36致谢 37参考文献 38第一章 绪论1.1酒糟废水的来源及特征1.1.1 酒糟废水的来源某酒业集团生产规模庞大，产生了大量的酒糟生产废水，现决定根据自身的实际 情况建造一个处理酒糟废水的工厂，将酒糟废水不仅能够达标排放，还能够循环利用 其中的能源资源，为公司创造更多的财富。1.1.2 酒糟废水的特征通常酒糟废液的 COD、BOD 和 SS 等有机物的浓度很高，污染负荷高并呈现酸 性，但是可生物降解性能却很好。产生废水的污染也是不容小觑的，据相关研究发现， 中国1.4万人整整一年所产生的生活污水就抵得上lOOOt啤酒废水产生的BOD值。 如此庞大的高浓度的废水量，对环境产生的影响也是很大的，如果不经过处理直接排 放到水源中，那会严重危害到人们的正常生活，因此成为突出的环境问题，引起了全 国各界人民的关注。1.2.国内外研究现状1.2.1 国外研究现状（1）EGSB+SBR 工艺EGSB 即膨胀颗粒污泥床，是第三代厌氧反应器在上流式厌氧污泥床反应器的研 究成果的基础上开发的，其构造与UASB有相似的地方，主要都分为进水配水系统、 反应区、三相分离区和出水渠系统，与UASB不同的地方在于EGSB的上升流速很 快，其颗粒污泥在反应器中膨胀化的速度高于UASB反应器，大大提高了它的处理 能力。与UASB相比，EGSB可以处理浓度更低的有机废水，出水更均匀一些，所以 COD 的去除率和容积负荷更高些2。EGSB 具有如下优点：对水的温度、酸碱度要求不高，还具有高的液体表面上升 流速和 COD 去除负荷；使用的范围广，不需要提前酸化，流程操作；厌氧污泥颗粒 粒径较大，反应器的抗冲击负荷能力强；具有较高的高径比，占地面积小。序批式活性污泥法（SBR）,是一种按间歇曝气的方式运作的污水处理技术。适 用于间歇排放和流量变化很大的场合，该工艺不需要设调节池，也没有污泥回流系统， SVI 值不高，污泥容易沉淀，一般不会发生污泥膨胀的现象。该工艺相对于其他工艺 来说有工艺简单、耐负荷冲击，占地少、运行灵活的优势，但是该工艺的自动化控制 要求很高，排水时间相对比较少，因此对滗水器的要求就非常高，后处理设备如消毒 设备、接触池的容积要求，还容易产生浮渣的问题，无法解决3。(2) UASB+缺氧池+接触氧化池升流式厌氧污泥床UASB工艺具有厌氧过滤及厌氧活性污泥法的双重特点4,且UASB 中没有载体，污水可以直接从底部进入，下部是浓度高的污泥床，上部是浓度 低的悬浮污泥层，因此污水中的污染物能转化成再生清洁能源。UASB对于不同浓度 的污水适应性比较强,结构简单,操作方便,造价也不算高,技术比较成熟,比普通 的厌氧反应器的 COD 去除率高 3倍,所以得到广泛应用。厌氧池是相对厌氧和好氧来讲，一般溶解氧控制在0.2mg/L-0.5mg/L之间。它既 可以对污泥进行消化处理还可以对生物进行预处理还能配合好氧池进行脱氮除磷,将 大分子有机物分解成小分子有机物，提高废水的可生化性。接触氧化池具有活性污泥法的特点，兼有活性污泥和生物膜法的共同优点。其生化过程主要分为两个阶段，首先是有机物被吸附在污泥上或存在细胞内进行生物合 成，其次是第二阶段的生化过程以氧化为主，速度较慢。接触氧化池的出水水质好而 且稳定，生物膜活性恢复较快，适合短期间断的运行需要。( 3) IC+A/O 工艺膨胀颗粒污泥床反应器IC反应器，也是在UASB反应器的基础上发展的，如同 两个 UASB 反应器上下串联，由混合区、颗粒污泥膨胀床、内循环处理系统、出水 系统组成。主要的核心是内循环处理系统，高浓度的废水在经过反复的循环，有机物 的浓度会大大降低，因此传质效果比较好，抗冲击负荷强5。A/O 工艺充分利用了缺氧生物和好氧生物的特点，使废水得到净化，污水的沉降 性能比较好，污泥在消化后容易稳定，但适用于小型的工厂，费用高，沼气的利用效 率低，经济效益差。(4) UASB+氧化塘该工艺特别适用于郊外的生产企业，因为氧化塘的废水停留时间比较长，占地面 积比较大，国内一般不采用该工艺。1.2.2 国内研究现状我国对于酒糟废水的处理工艺主要是采用厌氧-好氧共同进行的处理工艺。好氧 工艺中最常用的就是生物接触氧化、SBR、氧化沟、活性污泥法，最近CASS工艺的 发展也很迅速，厌氧工艺最常用的就是UASB和水解酸化两种工艺6。活性污泥法是一种在人工的条件下，利用好氧活性污泥对污水中的各种微生物进 行连续培养和混合的方法，对设备的要求不高，程序简单，但是要求污水中的有机物 可溶易分解，还要有足够的溶解氧，还要考虑处理系统工程中的影响因素。水解酸化是一种介于好氧和厌氧工艺之间的一种工艺，它跟其他工艺组合能够有 效减低运行成本，提高处理效率，它还具有很好的可生化性，为后续的处理奠定良好 的基础。水解和酸化是厌氧消化的两种阶段，主要是将费溶解性物质转化为溶解性物 质，利于后面的好氧处理。1.3 设计要求及方案的选择1.3.1 设计要求某酒业集团拟建一污水处理工程，处理水量为1000 m3/d，污水处理要求满足酒 精行业污染物二级排放标准(GB8978-1996)要求。进、出水水质指标如表1-1所列。表 1-1 酒糟废水水质水量表Table 1-1 Vinasse wastewater quality and quantity table水质指标COD(mg/L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)pH进水20000940012006出水300150200691.3.2 方案的选择上流式厌氧污泥床反应器(UASB)的污泥浓度比较高，不需要混合搅拌设备， 污泥床内无需添载体，这样节省了大量资金也不会出现堵塞的现象，有机负荷也比较 高，但是任何一种工艺都不会十全十美的，UASB也存在着一些不足，污泥床内会出 现短流的现象，耐负荷冲击稍微差一点，但是丝毫不影响它成为国外厌氧工艺的主流 技术，而且它的发展速度也尤为惊人。在本设计中我也将采用 UASB 工艺作为我的 厌氧处理工艺。CASS 工艺作为单一的污泥悬浮生长系统，利用同一个反应器中的混合微生物完 成有机物的氧化、脱氮除磷的一系列过程。CASS工艺是由预反应区和主反应区组成 的，对难降解的有机物的处理效率高，抗冲击能力是最好的，而且它无需设初次沉淀 池和二次沉淀池及污泥回流设备，因此与其他工艺比较而言，它的建设费用是最低的， 工艺流程比较短，占地面积也少，在运行管理方面也比较简单，难降解的有机物对于 CASS工艺来说，二级处理的投资能达到三级的出水处理标准，系统在控制上也比