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葡萄酒生产污水处理系统设计方案

葡萄酒生产废水概述

葡萄酒生产分榨汁季和非榨汁季，榨汁季废水来源于葡萄破碎、发酵、分离压榨、过滤设备及酒罐的冲洗，其特点是间断排水、水量较大、有机污染物浓度高；非榨汁季废水来源于过滤设备、酒罐的冲洗，其特点是间断排水、水量相对较小、有机污染物浓度高。

废水特点是：

①生产废水为季节性排放，水量变化大；

②生产废水可生化性较好，BOD/COD接近0.5；废水水量及水质见下表。

1.1 设计水量

400m3/d。

1.2 进水水质

1.3 排放标准

《污水综合排放标准》中的二级标准：

二

、设计依据及设计原则

2.1、设计依据

1）业主提供的有关资料；

2）《污水综合排放标准》（GB8978-1996）；

3）室外排放设计规范（GBJ14－87）；

4）环境噪声标准（GB5096－93）；

5）低压配电设计规范(GB50054-95)；

6）《工业企业厂界环境噪声排放标准》（GB12348-2008）；

7）给水排水工程和污水处理工程建设有关技术规范；

8）同类工程所取得的实际经验和实际工程参数。

2.2、设计原则

1）严格执行国家现行的环保技术标准、规范，遵守国家和地方环保的有关法律、法规；

2）选用*、合理、可靠的处理工艺，在确保处理排放达标的前提下，做到操作简单、管理方便、占地小、投资省、运行费用低；

3）本工程系环境工程，尤其要注意环境保护，避免和减少二次污染。要求改善劳动卫生条件，贯彻安全生产和清洁文明生产的方针；

4）为了提高污水处理站管理水平，设计采用的自动化程度较高，操作人员的劳动强度低；

5）合理选用优质配件，降低能耗，提高工作效益和使用寿命，降低成本；

6）在工艺设计时，有较大的灵活性，可调性，以适应水量、水质的周期变化；

7）因地制宜，合理布局，有效地利用空间。

三、

工艺流程框图及工艺说明

3.2工艺说明

总体思路采用厌氧+生物接触氧化法为处理工艺，同时辅以格栅拦截等物化处理手段；

首先通过格栅拦截，用以去除废水中的较大固颗粒杂物及飘浮物，从而保护后续工作水泵使用寿命并降低系统处理工作负荷。自流进入集水池，考虑到排水管道和冻土层的关系，集水池用以满足废水的自流排放，从而满足调节池zui大的可利用系数。接着废水提升至调节池进行水质水量的调节，经调节后的污水通过UASB厌氧反应器及生物接触氧化池，利用生物膜的作用使有机污染物得到降解。生物接触氧化池配以新型的迷宫式组合填料，该填料具有负荷高、施工简易、体积小、运行稳定可靠、管理方便、维修更换方便等优点；接触氧化池的出水进入沉淀池进行固液分离，沉淀下来的污泥经气提装置提升至污泥池，污泥池的污泥通过提升泵提升进入带式压滤机压滤后，污水收集回到调节池，干泥收集后，由环卫部分定期外运。沉淀池出水自流入排放池后达标排放。该工艺流程简捷、工程造价低、运行经济、便于管理。

该处理系统为高浓度有机废水处理工艺，绝大部分的有机物在UASB厌氧厌氧反应器和接触氧化池内被去除，因此，本工艺中UASB厌氧反应器+接触氧化池为核心处理环节，另外对高分子有机物进行断链，使污水更容易被降解。大大减少了后续处理环节的运行负荷，从而减少投资。

3.3 设计处理效果

四、

工艺设计（工艺处理单元描述）

4.1 格栅槽/集水池

在废水进入集水池前设置一道格栅，用以去除废水中的较大固颗粒杂物及飘浮物，从而保护后续工作水泵使用寿命并降低系统处理工作负荷。格栅井设置钢砼结构，格栅采用机械细格栅。

主要设计参数：

4.2 调节池

废水经格栅集水池处理后提升进入调节池进行水量、水质的调节均化，保证后续生化处理系统水量、水质的均衡、稳定，并设置预曝气系统，用于充氧搅拌，以防止污水中悬浮颗粒沉淀而发臭，又对污水中有机物起到一定的降解功效，提高整个系统的抗冲击性能和处理效果。

调节池设计为钢砼结构。

4.3 板式换热器

由于原水为工业排污水，水温受冬季影受较大，为保证UASB达到中温厌氧COD去除率，在前级进水至UASB前设置板式加热器，汽源来自于锅炉房。

板式换热器为表面加热型，用于污水的加热，经加热后的污水进入UASB厌氧反应器，板式换热器配套温控装置，保证系统出水恒温。

板式换热器是由一系列具有一定波纹形状的金属片叠装而成的一种新型高效换热器。各种板片之间形成薄矩形通道，通过半片进行热量交换。它与常规的管壳式换热器相比，在相同的流动阻力和泵功率消耗情况下，其传热系数要高出很多，在适用的范围内有取代管壳式换热器的趋势。

板式换热器是具有换热效率高、热损失小、结构紧凑轻巧、占地面积小、安装清洗方便、应用广泛、使用寿命长等特点。在相同压力损失情况下，其传热系数比管式换热器高3-5倍，占地面积为管式换热器的三分之一，热回收率可高达90%以上。

型 式： 板式

主体材质： 304不锈钢

加热水量： 400t/d

出水温度： 30±3℃

进汽压力： 1.6MPa

进水压力： ≤1.0MPa

温度调节范围： 0-35℃

数 量： 1台

配套温控装置：

数 量： 1套

★技术说明：

1、板式换热器的基本结构

板式换热器主要由框架和板片两大部分组成。

板片由各种材料的制成的薄板用各种不同形式的磨具压成形状各异的波纹，并在板片的四个角上开有角孔，用于介质的流道。板片的周边及角孔处用橡胶垫片加以密封。

框架由固定压紧板、活动压紧板、上下导杆和夹紧螺栓等构成。

板式换热器是将板片以叠加的形式装在固定压紧板、活动压紧板中间，然后用夹紧螺栓夹紧而成。

2、板式换热器的特点（板式换热器与管壳式换热器的比较）

a、传热系数高由于不同的波纹板相互倒置，构成复杂的流道，使流体在波纹板间流道内呈旋转三维流动，能在较低的雷诺数（一般Re=50～200）下产生紊流，所以传热系数高，一般认为是管壳式的3～5倍。

b、对数平均温差大，末端温差小在管壳式换热器中，两种流体分别在管程和壳程内流动，总体上是错流流动，对数平均温差修正系数小，而板式换热器多是并流或逆流流动方式，其修正系数也通常在0.95左右，此外，冷、热流体在板式换热器内的流动平行于换热面、无旁流，因此使得板式换热器的末端温差小，对水换热可低于1℃，而管壳式换热器一般为5℃.

c、占地面积小板式换热器结构紧凑，单位体积内的换热面积为管壳式的2~5倍，也不像管壳式那样要预留抽出管束的检修场所，因此实现同样的换热量，板式换热器占地面积约为管壳式换热器的1/5～1/8。

d、容易改变换热面积或流程组合，只要增加或减少几张板，即可达到增加或减少换热面积的目的；改变板片排列或更换几张板片，即可达到所要求的流程组合，适应新的换热工况，而管壳式换热器的传热面积几乎不可能增加。

e、重量轻板式换热器的板片厚度仅为0.4~0.8mm，而管壳式换热器的换热管的厚度为2.0～2.5mm，管壳式的壳体比板式换热器的框架重得多，板式换热器一般只有管壳式重量的1/5左右。

f、价格低采用相同材料，在相同换热面积下，板式换热器价格比管壳式约低40%～60%。

g、制作方便板式换热器的传热板是采用冲压加工，标准化程度高，并可大批生产，管壳式换热器一般采用手工制作。

h、容易清洗框架式板式换热器只要松动压紧螺栓，即可松开板束，卸下板片进行机械清洗，这对需要经常清洗设备的换热过程十分方便。

i、热损失小板式换热器只有传热板的外壳板暴露在大气中，因此散热损失可以忽略不计，也不需要保温措施。而管壳式换热器热损失大，需要隔热层。

j、容量较小是管壳式换热器的10%～20%。

k、单位长度的压力损失大由于传热面之间的间隙较小，传热面上有凹凸，因此比传统的光滑管的压力损失大。

l、不易结垢由于内部充分湍动，所以不易结垢，其结垢系数仅为管壳式换热器的1/3～1/10。

m、工作压力不宜过大，介质温度不宜过高，有可能泄露。板式换热器采用密封垫密封，工作压力一般不宜超过2.5MPa，介质温度应在低于250℃以下，否则有可能泄露。

4.4 UASB厌氧反应器

UASB厌氧反应器由污泥反应区、气液固三相分离器（包括沉淀区）和气室三部分组成。在底部反应区内存留大量厌氧污泥，具有良好的沉淀性能和凝聚性能的污泥在下部形成污泥层。要处理的污水从厌氧污泥床底部流入与污泥进行混合接触，污泥中的微生物分解污水中的有机物，把它转化为沼气。沼气以微小气泡形式不断放出，微小气泡在上升过程中，不断合并，逐渐形成较大的气泡，在污泥床上部由于沼气的搅动形成一个污泥浓度较稀薄斩污泥和水一起上升进入三相分离器，沼气碰到分离器下部的反射板时，折向反射板的四周，然后穿过水层进入气室，集中在气室沼气，用导管导出，固液混合液经过反射进入三相分离器的沉淀区，污水中的污泥发生絮凝，颗粒逐渐增大，并在重力作用下沉降。沉淀至斜壁上的污泥潮着斜壁滑回厌氧反应区内，使反应区内积累大量的污泥，与污泥分离后的处理出水从沉淀区溢流堰上部溢出，然后排出污泥床。我公司设计的UASB厌氧反应器在原有的基础上对三相分离器和布水方式做了改良，采用了两相厌氧，并在实际工程中处理品效果得到了证实，技术已经非常成熟，并运用到了多个工程中且处理效果非常好。

污水进入UASB厌氧反应器中，通过我公司设计的布水装置均匀和厌氧污泥充分混合，在厌氧产甲烷菌的作用下，废水中的难降解有机物得以降解。不但削减废水中COD、BOD指标，而且提高了污水的可生化性降低了后续处理的难度。UASB厌氧反应器的出水自流进入生物接触氧化池。

本设计中厌氧处理系统由UASB厌氧反应器（升流式厌氧污泥床）所组成，是污水处理系统中去除污染物负荷zui高的单元，该单元对有机物的去除率至少为75%以上。UASB厌氧反应器具有高微生物浓度、高容积负荷、设备简单、运行稳定可靠等优点。UASB反应器主要由5部分所组成：配水系统、反应区、三相分离器、气室、以及出水堰。

污水首先通过配水系统均匀地配送到各个UASB厌氧反应器，反应器中厌氧污泥以颗粒状形式存在，在污水由底部以适当的流速上升到顶部的过程中，水中大部分的有机物被厌氧颗粒污泥所降解，同时系统产生沼气。在反应器顶部的三相分离器中，含有污水、沼气及颗粒污泥的混合液实现完成液、气、固的分离。处理后的污水通过出水堰汇流至生物接触氧化池，沼气则通过管道收集后进入水封罐，三相分离器沉淀下来的颗粒污泥则继续留在反应器中，剩余污泥排至污泥池

主要设计参数：

4.5 接触氧化池

该池为本污水处理的核心部分，在较高的有机负荷下，通过附着于填料上的大量不同种属的微生物群落共同参与下的生化降解和吸附作用，去除污水中的各种有机物质，使污水中的有机物含量大幅度降低。

设计特点：

该池由池体、填料、布水装置和充氧曝气系统等部分组成。

该池以生物膜法为主，兼有活性污泥法的特点。

池中填料采用迷宫式组合填料，该填料具有比表面积大，使用寿命长，易挂膜耐腐蚀不结团堵塞。填料在水中自由舒展，对水中气泡作多层次切割，更相对增加了曝气效果。

该池分三级，使水质降解成梯度，达到良好的处理效果，同时设计采用相应导流紊流措施，使整体设计更趋合理化。

池中曝气管路选用优质ABS管，耐腐蚀。曝气头选用中微孔曝气器，不堵塞，氧利用率高。该池设计为钢筋混凝土结构，埋地设置。

主要设计参数：

4.6 沉淀池

污水自接触氧化池自流到沉淀池，以除去好氧处理过程中，好氧菌新陈代谢产生的生物膜脱落下来形成的污泥，沉淀池中设有斜管，以增加沉淀效果，出水槽设计成齿形集水槽，总停留时间为3.2小时，沉淀表面负荷为1.20 m3 /m2.h。沉淀下来的污泥用气提抽入污泥池进行污泥厌氧消化，通过消化可减少剩余污泥量，上清液自流回到调节池。

主要设计参数：

4.7 排放池

4.8 污泥池

主要用于储存UASB厌氧反应器的剩余污泥及沉淀池后的排泥。