微生物附着生长在滤料上,平均停留时间可长达100d左右。其主优点是:处理能力较高;滤池内可以保持很高的生物浓度;不需另设泥水分离设备,出水SS较低;设备简单、操作方便等。一般要求SS<200mg/L。而该污水的进水SS高达434mg/L,因此,不适用此方法。
上流式厌氧污泥床反应器(UASB): 上流式厌氧污泥床反应器(UASB)是一种高效的生物处理装置。在反应器底部装有厌氧污泥,污水反应器底部进入,在穿过污泥层时进行有机物与微生物的接触。产生的生物气附着在污泥颗粒上,使其悬浮于污水,形成下密上疏的悬浮污泥层。气泡聚集变大脱离污泥颗粒而上升,能起一定的搅拌作用。有些污泥颗粒被附着的气泡带到上层,撞在三相分离器上使气泡脱离,污泥固体又沉降到污泥层,部分进入澄清区的微小悬浮固体也由于静沉作用而被截留下来,滑落到反应器内。
UASB反应器运行的三个重要前提是:
①反应器内形成沉降性能良好的颗粒污泥或絮状污泥;②由产气和进水的均匀分布所形成的良好的自然搅拌作用;③设计合理的三相分离器,使沉降性能良好的污泥能保留在反应器内。
UASB反应器存在以下问题:
① 需要性能优良的气、液、固三相分离器保证其出水水质,由此也造成构造的复杂化,并占去了一定的容积。
② UASB反应器抗冲击负荷能力低,当进水的浓度低或SS高时会导致污泥大量流失,影响出水水质。
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表2-3 多种厌氧处理方法比较表
综合以上分析,结合该工程的实际情况,本工程污水厌氧处理装置采用上流式厌氧污泥床反应器(UASB)。 2.1.4 好氧处理工艺比较与选择
有机污水经厌氧处理之后,有机物浓度大大降低,出水的BOD5/ COD也降低,污水的可生化性也大大降低。因此,宜采用好氧处理。由于UASB对氮和磷几乎没有去处理率,所以后面的好氧处理工艺的主要作用是去除氮和磷。
近年有许多可以去除氮和磷的好氧处理工艺技术,主要有A2O工艺、UCT工艺、SBR工艺等多种工艺。这三种工艺的优缺点如下表:
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表2-4 常用生物脱氮除磷工艺性能特点
工艺名称 优点 缺点 回流污泥含有硝酸盐进入厌氧区,对除磷效果有影响;脱氮受内回流比影响;聚磷菌和反硝化菌都需要易降解有机物; 操作较为复杂; 需增加附加回流系统; 同时脱氮除磷时操作复杂; 设计过程复杂; 维护要求高,运行对自动控制依赖性强; 同时脱氮除磷; 反硝化过程为消化提供碱; A2O工艺 反硝化过程同时去除有机物; 污泥沉降性能好; UCT工艺 减少了进入厌氧区的硝酸盐量,提高了除磷效率;对有机物浓度偏低的污水,除磷效果有所改善;脱氮效果好; 间歇运行,每一阶段都有优势菌存在;污泥不断内循环,排泥量少,五个阶段都在一个池内进行,省去了沉淀池和污泥回流设施,投资和占地少; SBR工艺 通过以上对比,结合该污水的数据资料,最终选择SBR工艺。
2.2 工艺流程说明
该淀粉厂生产废水处理工艺流程如图1-1所示。
对该处理工艺流程作以下说明:
①废水通过格栅截留大颗粒有机物和漂浮物,由于截污量较小,采用人工清渣方式。雨季或生产不正常时排出雨水或事故废水,通过分流格栅槽中溢流口闸板控制。 ②一次污水提升泵,设置集水井,污水泵设置地面上露天放置(考虑环境气温不低于-3℃),污水泵配套引水筒。
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原污水 分流格栅槽 污水提升泵 调节沉淀池 出水 SBR 预曝沉淀池 UASB 污水提升泵 泥饼外运 脱水机房 浓缩池 污泥提升泵 集泥井 图2-1 淀粉废水处理工艺图
③调节沉淀池在调节水量的同时,去除一部分格栅无法截留的悬浮颗粒有机物,如玉米碎粒、玉米皮、泥砂等。该池采用半地下式结构,便于沉淀物的排除。
④二次污水提升泵泵房为地下式泵房,自灌启动,直接从调节池吸水,泵房出水干管上设置流量计。为保证UASB运行所需水温,在污水泵吸水井中设置蒸汽管,直接加热污水,并在水泵出水总管上设置水温自控装置,冬季污水温度偏低时,通过加热维持在24~26℃左右。
⑤UASB为主要的生化处理装置,全钢结构,地上式,考虑保温。沼气部分,设计水封罐、气水分离器。
⑥预曝沉淀池,要改变厌氧出水的溶解氧含量,沉淀去除UASB出水带来的悬浮污泥。该池为地上式,钢筋混凝土结构。
⑦SBR池为半地下式,钢筋混凝土结构,运行中采用自动控制。处理出水排入市政污水管。
3.处理构筑物的设计计算
3.1分流格栅槽的设计
3.1.1 格栅的设计
(1)设计说明:格栅主要是拦截废水中的较大颗粒和漂浮物,以确保后续处理的顺利进行。该厂处理站仅处理生产废水,尽管SS含量不低,但较大漂浮物及较大颗粒少,格栅拦截的污染物不多,故选用人工清渣方式。栅条选圆钢,栅条宽度S=0.01m,栅条间隙b=0.02m。格栅安装倾角α=60°,便于除渣操作。 (2)设计计算
最大设计污水量Qmax=190m3/h=0.05m3/s 污水沟断面尺寸为300mm×450mm 设栅前水深h=0.3m,过栅流速v=1.0m/s 栅条间隙数 n?Qmaxsinx0.050?sin60???8.6取9。
bhv0.02?0.3?0.9,
Qmaxsin60?0.05?sin60???0.86 实际过栅流速v v?bhn0.02?0.3?9
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栅槽宽度
B??S?n?1??bn?0.01??9?1??0.02?9?0.26?m? 栅槽实取宽度B=0.3m,栅条10根。
进水渠道渐宽部位的长度L1 根据最优水力断面计算,进水渠道宽B1=0.2,取进水渠道渐宽部位的展开角度?1?20?,则进水渠道内的流速:
v1?Qmax0.05??0.83m/shB10.3?0.2,符合要求。
进水渠道渐宽部位的长度L1 为 L1?B?B10.26?0.2??0.082m
2tan?12?0.364圆形栅条阻力系数
?s??0.01? ??????1.79????0.71
?b??0.02?4343过栅水头损失
0.862?sin60??3?0.0695m ,取0.07m。 h2?0.71?2?9.81取h1?0.3m
栅后槽总高度H?h?h1?h2?0.3?0.3?0.07?0.67m 格栅的总长度L
L?L1?L2?1.0?0.5?3.1.2 分馏格栅槽布置
H10.0820.6?0.082??1.0?0.5??1.97m?tan?2tan60
在原污水沟上格栅入口下侧设闸板1#(300mm×500mm),污水站正常运行时,污水由闸板截流进入污水站。污水站发生事故时,格栅前闸板(300mm×500mm)关闭,1#闸板打开,污水分流。
格栅槽总长度=闸板段长度+栅条段长度+渣水分离器筛段长度 =0.5+0.4+1.1=2.0m
3.2 调节池的设计
3.2.1 设计说明
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