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葡萄酒生產污水處理系統(tǒng)設計方案

葡萄酒生產廢水概述

葡萄酒生產分榨汁季和非榨汁季，榨汁季廢水來源于葡萄破碎、發(fā)酵、分離壓榨、過濾設備及酒罐的沖洗，其特點是間斷排水、水量較大、有機污染物濃度高；非榨汁季廢水來源于過濾設備、酒罐的沖洗，其特點是間斷排水、水量相對較小、有機污染物濃度高。

廢水特點是：

①生產廢水為季節(jié)性排放，水量變化大；

②生產廢水可生化性較好，BOD/COD接近0.5；廢水水量及水質見下表。

1.1 設計水量

400m3/d。

1.2 進水水質

1.3 排放標準

《污水綜合排放標準》中的二級標準：

二

、設計依據(jù)及設計原則

2.1、設計依據(jù)

1）業(yè)主提供的有關資料；

2）《污水綜合排放標準》（GB8978-1996）；

3）室外排放設計規(guī)范（GBJ14－87）；

4）環(huán)境噪聲標準（GB5096－93）；

5）低壓配電設計規(guī)范(GB50054-95)；

6）《工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標準》（GB12348-2008）；

7）給水排水工程和污水處理工程建設有關技術規(guī)范；

8）同類工程所取得的實際經(jīng)驗和實際工程參數(shù)。

2.2、設計原則

1）嚴格執(zhí)行國家現(xiàn)行的環(huán)保技術標準、規(guī)范，遵守國家和地方環(huán)保的有關法律、法規(guī)；

2）選用、合理、可靠的處理工藝，在確保處理排放達標的前提下，做到操作簡單、管理方便、占地小、投資省、運行費用低；

3）本工程系環(huán)境工程，尤其要注意環(huán)境保護，避免和減少二次污染。要求改善勞動衛(wèi)生條件，貫徹安全生產和清潔文明生產的方針；

4）為了提高污水處理站管理水平，設計采用的自動化程度較高，操作人員的勞動強度低；

5）合理選用優(yōu)質配件，降低能耗，提高工作效益和使用壽命，降低成本；

6）在工藝設計時，有較大的靈活性，可調性，以適應水量、水質的周期變化；

7）因地制宜，合理布局，有效地利用空間。

三、

工藝流程框圖及工藝說明

3.2工藝說明

總體思路采用厭氧+生物接觸氧化法為處理工藝，同時輔以格柵攔截等物化處理手段；

首先通過格柵攔截，用以去除廢水中的較大固顆粒雜物及飄浮物，從而保護后續(xù)工作水泵使用壽命并降低系統(tǒng)處理工作負荷。自流進入集水池，考慮到排水管道和凍土層的關系，集水池用以滿足廢水的自流排放，從而滿足調節(jié)池zui大的可利用系數(shù)。接著廢水提升至調節(jié)池進行水質水量的調節(jié)，經(jīng)調節(jié)后的污水通過UASB厭氧反應器及生物接觸氧化池，利用生物膜的作用使有機污染物得到降解。生物接觸氧化池配以新型的迷宮式組合填料，該填料具有負荷高、施工簡易、體積小、運行穩(wěn)定可靠、管理方便、維修更換方便等優(yōu)點；接觸氧化池的出水進入沉淀池進行固液分離，沉淀下來的污泥經(jīng)氣提裝置提升至污泥池，污泥池的污泥通過提升泵提升進入帶式壓濾機壓濾后，污水收集回到調節(jié)池，干泥收集后，由環(huán)衛(wèi)部分定期外運。沉淀池出水自流入排放池后達標排放。該工藝流程簡捷、工程造價低、運行經(jīng)濟、便于管理。

該處理系統(tǒng)為高濃度有機廢水處理工藝，絕大部分的有機物在UASB厭氧厭氧反應器和接觸氧化池內被去除，因此，本工藝中UASB厭氧反應器+接觸氧化池為核心處理環(huán)節(jié)，另外對高分子有機物進行斷鏈，使污水更容易被降解。大大減少了后續(xù)處理環(huán)節(jié)的運行負荷，從而減少投資。

3.3 設計處理效果

四、

工藝設計（工藝處理單元描述）

4.1 格柵槽/集水池

在廢水進入集水池前設置一道格柵，用以去除廢水中的較大固顆粒雜物及飄浮物，從而保護后續(xù)工作水泵使用壽命并降低系統(tǒng)處理工作負荷。格柵井設置鋼砼結構，格柵采用機械細格柵。

主要設計參數(shù)：

4.2 調節(jié)池

廢水經(jīng)格柵集水池處理后提升進入調節(jié)池進行水量、水質的調節(jié)均化，保證后續(xù)生化處理系統(tǒng)水量、水質的均衡、穩(wěn)定，并設置預曝氣系統(tǒng)，用于充氧攪拌，以防止污水中懸浮顆粒沉淀而發(fā)臭，又對污水中有機物起到一定的降解功效，提高整個系統(tǒng)的抗沖擊性能和處理效果。

調節(jié)池設計為鋼砼結構。

4.3 板式換熱器

由于原水為工業(yè)排污水，水溫受冬季影受較大，為保證UASB達到中溫厭氧COD去除率，在前級進水至UASB前設置板式加熱器，汽源來自于鍋爐房。

板式換熱器為表面加熱型，用于污水的加熱，經(jīng)加熱后的污水進入UASB厭氧反應器，板式換熱器配套溫控裝置，保證系統(tǒng)出水恒溫。

板式換熱器是由一系列具有一定波紋形狀的金屬片疊裝而成的一種新型高效換熱器。各種板片之間形成薄矩形通道，通過半片進行熱量交換。它與常規(guī)的管殼式換熱器相比，在相同的流動阻力和泵功率消耗情況下，其傳熱系數(shù)要高出很多，在適用的范圍內有取代管殼式換熱器的趨勢。

板式換熱器是具有換熱效率高、熱損失小、結構緊湊輕巧、占地面積小、安裝清洗方便、應用廣泛、使用壽命長等特點。在相同壓力損失情況下，其傳熱系數(shù)比管式換熱器高3-5倍，占地面積為管式換熱器的三分之一，熱回收率可高達90%以上。

型 式： 板式

主體材質： 304不銹鋼

加熱水量： 400t/d

出水溫度： 30±3℃

進汽壓力： 1.6MPa

進水壓力： ≤1.0MPa

溫度調節(jié)范圍： 0-35℃

數(shù) 量： 1臺

配套溫控裝置：

數(shù) 量： 1套

★技術說明：

1、板式換熱器的基本結構

板式換熱器主要由框架和板片兩大部分組成。

板片由各種材料的制成的薄板用各種不同形式的磨具壓成形狀各異的波紋，并在板片的四個角上開有角孔，用于介質的流道。板片的周邊及角孔處用橡膠墊片加以密封。

框架由固定壓緊板、活動壓緊板、上下導桿和夾緊螺栓等構成。

板式換熱器是將板片以疊加的形式裝在固定壓緊板、活動壓緊板中間，然后用夾緊螺栓夾緊而成。

2、板式換熱器的特點（板式換熱器與管殼式換熱器的比較）

a、傳熱系數(shù)高由于不同的波紋板相互倒置，構成復雜的流道，使流體在波紋板間流道內呈旋轉三維流動，能在較低的雷諾數(shù)（一般Re=50～200）下產生紊流，所以傳熱系數(shù)高，一般認為是管殼式的3～5倍。

b、對數(shù)平均溫差大，末端溫差小在管殼式換熱器中，兩種流體分別在管程和殼程內流動，總體上是錯流流動，對數(shù)平均溫差修正系數(shù)小，而板式換熱器多是并流或逆流流動方式，其修正系數(shù)也通常在0.95左右，此外，冷、熱流體在板式換熱器內的流動平行于換熱面、無旁流，因此使得板式換熱器的末端溫差小，對水換熱可低于1℃，而管殼式換熱器一般為5℃.

c、占地面積小板式換熱器結構緊湊，單位體積內的換熱面積為管殼式的2~5倍，也不像管殼式那樣要預留抽出管束的檢修場所，因此實現(xiàn)同樣的換熱量，板式換熱器占地面積約為管殼式換熱器的1/5～1/8。

d、容易改變換熱面積或流程組合，只要增加或減少幾張板，即可達到增加或減少換熱面積的目的；改變板片排列或更換幾張板片，即可達到所要求的流程組合，適應新的換熱工況，而管殼式換熱器的傳熱面積幾乎不可能增加。

e、重量輕板式換熱器的板片厚度僅為0.4~0.8mm，而管殼式換熱器的換熱管的厚度為2.0～2.5mm，管殼式的殼體比板式換熱器的框架重得多，板式換熱器一般只有管殼式重量的1/5左右。

f、價格低采用相同材料，在相同換熱面積下，板式換熱器價格比管殼式約低40%～60%。

g、制作方便板式換熱器的傳熱板是采用沖壓加工，標準化程度高，并可大批生產，管殼式換熱器一般采用手工制作。

h、容易清洗框架式板式換熱器只要松動壓緊螺栓，即可松開板束，卸下板片進行機械清洗，這對需要經(jīng)常清洗設備的換熱過程十分方便。

i、熱損失小板式換熱器只有傳熱板的外殼板暴露在大氣中，因此散熱損失可以忽略不計，也不需要保溫措施。而管殼式換熱器熱損失大，需要隔熱層。

j、容量較小是管殼式換熱器的10%～20%。

k、單位長度的壓力損失大由于傳熱面之間的間隙較小，傳熱面上有凹凸，因此比傳統(tǒng)的光滑管的壓力損失大。

l、不易結垢由于內部充分湍動，所以不易結垢，其結垢系數(shù)僅為管殼式換熱器的1/3～1/10。

m、工作壓力不宜過大，介質溫度不宜過高，有可能泄露。板式換熱器采用密封墊密封，工作壓力一般不宜超過2.5MPa，介質溫度應在低于250℃以下，否則有可能泄露。

4.4 UASB厭氧反應器

UASB厭氧反應器由污泥反應區(qū)、氣液固三相分離器（包括沉淀區(qū)）和氣室三部分組成。在底部反應區(qū)內存留大量厭氧污泥，具有良好的沉淀性能和凝聚性能的污泥在下部形成污泥層。要處理的污水從厭氧污泥床底部流入與污泥進行混合接觸，污泥中的微生物分解污水中的有機物，把它轉化為沼氣。沼氣以微小氣泡形式不斷放出，微小氣泡在上升過程中，不斷合并，逐漸形成較大的氣泡，在污泥床上部由于沼氣的攪動形成一個污泥濃度較稀薄斬污泥和水一起上升進入三相分離器，沼氣碰到分離器下部的反射板時，折向反射板的四周，然后穿過水層進入氣室，集中在氣室沼氣，用導管導出，固液混合液經(jīng)過反射進入三相分離器的沉淀區(qū)，污水中的污泥發(fā)生絮凝，顆粒逐漸增大，并在重力作用下沉降。沉淀至斜壁上的污泥潮著斜壁滑回厭氧反應區(qū)內，使反應區(qū)內積累大量的污泥，與污泥分離后的處理出水從沉淀區(qū)溢流堰上部溢出，然后排出污泥床。我公司設計的UASB厭氧反應器在原有的基礎上對三相分離器和布水方式做了改良，采用了兩相厭氧，并在實際工程中處理品效果得到了證實，技術已經(jīng)非常成熟，并運用到了多個工程中且處理效果非常好。

污水進入UASB厭氧反應器中，通過我公司設計的布水裝置均勻和厭氧污泥充分混合，在厭氧產甲烷菌的作用下，廢水中的難降解有機物得以降解。不但削減廢水中COD、BOD指標，而且提高了污水的可生化性降低了后續(xù)處理的難度。UASB厭氧反應器的出水自流進入生物接觸氧化池。

本設計中厭氧處理系統(tǒng)由UASB厭氧反應器（升流式厭氧污泥床）所組成，是污水處理系統(tǒng)中去除污染物負荷zui高的單元，該單元對有機物的去除率至少為75%以上。UASB厭氧反應器具有高微生物濃度、高容積負荷、設備簡單、運行穩(wěn)定可靠等優(yōu)點。UASB反應器主要由5部分所組成：配水系統(tǒng)、反應區(qū)、三相分離器、氣室、以及出水堰。

污水首先通過配水系統(tǒng)均勻地配送到各個UASB厭氧反應器，反應器中厭氧污泥以顆粒狀形式存在，在污水由底部以適當?shù)牧魉偕仙巾敳康倪^程中，水中大部分的有機物被厭氧顆粒污泥所降解，同時系統(tǒng)產生沼氣。在反應器頂部的三相分離器中，含有污水、沼氣及顆粒污泥的混合液實現(xiàn)完成液、氣、固的分離。處理后的污水通過出水堰匯流至生物接觸氧化池，沼氣則通過管道收集后進入水封罐，三相分離器沉淀下來的顆粒污泥則繼續(xù)留在反應器中，剩余污泥排至污泥池

主要設計參數(shù)：

4.5 接觸氧化池

該池為本污水處理的核心部分，在較高的有機負荷下，通過附著于填料上的大量不同種屬的微生物群落共同參與下的生化降解和吸附作用，去除污水中的各種有機物質，使污水中的有機物含量大幅度降低。

設計特點：

該池由池體、填料、布水裝置和充氧曝氣系統(tǒng)等部分組成。

該池以生物膜法為主，兼有活性污泥法的特點。

池中填料采用迷宮式組合填料，該填料具有比表面積大，使用壽命長，易掛膜耐腐蝕不結團堵塞。填料在水中自由舒展，對水中氣泡作多層次切割，更相對增加了曝氣效果。

該池分三級，使水質降解成梯度，達到良好的處理效果，同時設計采用相應導流紊流措施，使整體設計更趨合理化。

池中曝氣管路選用優(yōu)質ABS管，耐腐蝕。曝氣頭選用中微孔曝氣器，不堵塞，氧利用率高。該池設計為鋼筋混凝土結構，埋地設置。

主要設計參數(shù)：

4.6 沉淀池

污水自接觸氧化池自流到沉淀池，以除去好氧處理過程中，好氧菌新陳代謝產生的生物膜脫落下來形成的污泥，沉淀池中設有斜管，以增加沉淀效果，出水槽設計成齒形集水槽，總停留時間為3.2小時，沉淀表面負荷為1.20 m3 /m2.h。沉淀下來的污泥用氣提抽入污泥池進行污泥厭氧消化，通過消化可減少剩余污泥量，上清液自流回到調節(jié)池。

主要設計參數(shù)：

4.7 排放池

4.8 污泥池

主要用于儲存UASB厭氧反應器的剩余污泥及沉淀池后的排泥。