宁夏葡萄酒污水厌氧罐处理达标设施

宁夏葡萄酒污水厌氧罐处理达标设施

宁夏葡萄酒污水厌氧罐处理达标设施

一、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。

4.9 带式压滤机

1.概述

脱水机带宽0.5m，脱水能力≥80kg(干泥)/h。泥饼含水率≤75％。整个脱水系统实行进泥、加药、混合、反应，并在层流条件下进行脱水以及泥饼的输出等流水线操作。

污泥浓缩脱水一体机采用全封闭式带式压滤机的形式。由污泥浓缩机和压滤机组成的一体化联合系统。

2.性能特点

污泥浓缩脱水一体机主要由机架、转筒外壳、转筒、驱动装置、滤带清洗装置、压榨辊系、上滤带、下滤带、滤带张紧装置、滤带调偏装置、卸料装置、气压系统、电气控制系统等部分组成。附属设备主要由进泥泵、冲洗装置、絮凝剂投加系统。脱水机以及配套设备操作方式为手动/自动两种方式，自动控制由脱水机控制柜自带PLC控制系统。

浓缩脱水一体机滤运行平稳正常，无冲击、振动和异常声响。

浓缩脱水一体机带有自动纠偏、灵敏、可靠的性能；自动清洗滤带，过滤效果佳；带有自动保护停机功能；能耗低、节能效果明显等特点。与浓缩脱水一体机配套的其他所有设备均具有良好的工作性能和合格的质量保证。

浓缩脱水一体机具有限制和调节泥层厚度的功能，脱水后污泥的滤饼含水率≤75%。

3.性能和结构

3.1、机架

脱水机浓缩段机架采用碳钢材料制作，压滤段机架采用碳钢制成的框架卧式结构。机架的设计能承受所有动荷和静负荷，而不会产生挠曲变形现象，并有足够的刚度避免操作时产生振动。

3.2、驱动装置：

包括转筒驱动装置和滤带驱动装置，均由变频调速减速机等组成，通过调节改变转筒转速、滤带行走速度。通过传动辊及配对齿轮带动上下滤带同步运行，通过手轮控制滤带运行速度，能保证滤带平稳调速，系统指示和机械实际速度相符。减速箱所结合面及输入、输出轴密封处无漏油现象。减速箱齿轮设计按ISO或等同标准，服务系数大于2.0,齿轮采用低合金钢渗碳处理理,表面硬度高于HRC58。驱动装置具有过热和过载保护功能。电机防护等级为IP55，绝缘等级F，B级温升。

3.3、压辊及导向辊

传动辊和纠偏辊采用碳钢衬胶材质制成。所有相邻辊子的平行度不大于0.8mm，辊子的圆跳动不大于0.2mm，直径大于300mm的辊子作静平衡试验，不平行力矩小于2N/m。

3.4、滤布驱动采用上、下滤布同步驱动，滤布结合方式采用无极联接，行走速度≥1m/min，滤布强度>600N/cm，脱水机目孔≤600μm，材料为100%聚脂纤维或更好的材料，使用寿命大于10000小时；污泥的布料高度设计成可调节式，浓缩段和压滤段的重力脱水区上方设置自适应泥耙，泥耙和滤带采用软接接触，以防止滤带意外损坏。在浓缩段和重力脱水段提供可调整的防泄漏密封条，密封条与滤带接触片采用橡胶材料并设有一定宽度的裙边，以保证有效密封同时不对滤带产生磨损。

3.5、滤带刮板的设置保证有效地将排放点的污泥排出，刮板在整个宽度上依靠自重与滤带接触。刮板采用可调整的结构形式，刮板的设计确保滤带磨损为小；滤带张紧装置由张紧缸、张紧辊及同步机构、气压、电气系统组成，张力大小的调节可通过调节气压系统的压力来实现，调整距离满足滤带总长的3℅范围。液压恒张力张紧滤带，避免滤带与辊筒打滑。同时向滤饼施加一定压力，使其脱水，滤带张紧系统确保张紧筒平行和同步，在规定的范围内能平稳调速。

3.6、滤带调偏装置

由纠偏气缸、纠偏辊和信号反馈系统及气压、电气系统组成。其作用是纠正由于滤带张力不均、辊筒安装误差、加料不均等诸多原因所造成的滤带跑偏，从而保证滤带的正常行走。当滤带跑偏时，滤带两侧边推动限位开关触臂，使得纠偏气缸动作，防偏辊发生一角度变化使滤带跑偏被纠正。如果纠偏失灵，滤带继续跑偏，机架两侧上的滤带跑偏极限限位装置立刻停止滤带运行并发出报警信号。为了确保滤带跑偏后纠偏装置能及时对滤带进行纠正，我公司特别引进带式压滤机纠偏装置。

在正常工作时,滤带允许偏离中心线两边10-15mm,超过15mm时,滤带纠偏装置开始工作。当纠偏装置工作失灵,滤带得不到调整,滤带偏离中心位置超过40mm时, 机架两侧上的滤带跑偏极限限位装置立刻停止滤带运行并报警。

3.7、压滤机的进口设置一个搅拌装置，以促使聚合絮凝剂与活性污泥的大混合效果。

3.8、滤带清洗装置

由清洗泵、喷淋器、清洗罩等组成。清洗泵分别对浓缩机滤带和压滤机滤带进行清洗。当浓缩机、压滤机滤带行走时，滤带连续受各自喷淋器喷出的压力水冲击，残留在滤带上的物料在压力水作用下与滤带脱离，使滤带再生。由于浓缩机和压滤机滤带行走是连续的，所以滤布再生过程也是连续的。影响滤带再生效果的因素有清洗水水压、物料与滤带的粘着力。滤带的再生程度直接关系到下一个脱水过程，直接关系到污泥脱水效果。为防止粘性污泥阻塞滤带,冲洗水泵压力不得小于0.5MPa。

浓缩机设有一套清洗装置,压滤机设有两套清洗装置,滤带经卸料装置卸去滤饼后,经清洗装置冲洗,保持滤带的透水性,利于脱水机的连续工作。

特性：在清洗滤带时产生强力扇形棒流，当喷口处有异物阻塞时，只须降低清洗水压（关闭阀门或关闭清洗水泵），这时喷嘴的喷口处随水压降低而增大并将异物射出（能通过ø3mm-ø6mm的异物），提高水压时喷嘴立即恢复正常清洗。

3.9、气动装置

该系统主要是由动力源(空气压缩机)，执行元件（气缸）及气压控制元件等组成。通过气压控制元件，控制压缩空气的压力、流量及方向，保证气压执行元件具有一定的推力和速度，并按预定程序正常地进行工作。

3.10、滤饼卸料装置：在上、下传动辊旁均设置有上下卸料装置，用于卸去已脱去大部分水分的含水率较低的滤饼，经卸料刮板刮出机外。刮泥板沿卸料辊（传动辊）直径的切线方向压紧在辊上，其紧密程度可以调节。泥饼刮刀具有足够的强度和刚度，工作时不会产生变形，且易于更换，刮刀与滤带的倾角及贴附力可以调整。

3.11、PAM加药装置
    本设备是基于高份子类药剂难以溶解、易结块、投加要求高的特性而开发的系列产品。

特点：连续制备、节省人工，投加量可调、避免浪费。保养简易、外观精美、强大的技术支持可根据用户要求设计流程。

可根据用户需要定做特殊规格的产品。

3.12、进泥泵

进泥泵为螺杆泵与脱水机协同工作。

定子橡胶应与壳体牢固结合，其工作面不应有接缝、接痕、气孔和裂缝等缺陷。

定子工作寿命不低于40000小时。

轴承的温升不超过环境温度35℃，其极限温度不超过80℃。

轴承采用机械和填料密封，两种密封装置应能互换，轴封处应设有泄漏回收装置。

泵的吸入和排出口的法兰结构尺寸应符合ISO标准。

泵在额定工况下工作时，全振幅小于0.055mm(55μm)。

泵的噪声值不超过70dB(A)。

泵的外壳材料为铸铁，旋转部件材料为316，定子材料为硬质耐磨橡胶，所有连接附件、地脚螺栓材料为不锈钢304。

承受液体压力的零部件，按1.5倍的工作压力进行水压试验，压力持续时间不少于10min。在试压过程中无渗漏现象。

电机为调速电机，电机额定功率超过大预期工作负荷10％以上。

电机具有电流保护功能，电机防护等级为IP55，绝缘等级为F。

3.13、现场控制柜

带式浓缩脱水一体机及配套设备的控制为现场手动控制和集中控制。系统控制柜设有漏电保护、过电流和过载保护、急停保护、纠编失灵等故障报警功能。

当控制系统采用手动控制启动和停止浓缩脱水机工作时，按照启动和停止的工作程序逐个启动和停止每一台设备就可以使整个系统正常运行。当控制系统采用自动控制时，将工作方式选择开关置于“自动”位置，选择“自动工作启动”和“自动工作停止”即可控制整个系统的启动和停止。

遇到紧急情况需急停时，机旁控制箱上有一个急停按钮，按下急停按钮即可实现整机停止工作。

4.工作原理及构造

1、污泥在混合搅拌器中与絮凝剂溶液*混合，在污泥给料管道中絮凝后，进入缓慢旋转的衬有过滤布的预脱水转筒。当污泥由旋转螺旋导流板作用通过转筒时，在絮凝过程中释出的大部分水已通过滤布排出，收集到清水槽内。

2、在转筒的末端，经预脱水的污泥沿一斜板槽滑下，首先到上过滤带上，然后翻转到下过滤带上。在此，絮凝物中的剩余游离水被排出。过滤带上污泥层明显地显示出絮凝结构，操作人员可据此合理地控制和调整投药量。

3、污泥随后被夹在滤带中间，继续运行进入压滤区（低压区）和剪切区（高压区），在此，水被逐渐增加的压力和剪切力挤出，后脱水后的污泥至排泥口排出，通过小车外运。

4、被收集到底槽13内的压滤水和清洗水含污染物较多，可输送到污泥进料口12，在预脱水转筒4中重新过滤。

5.主要技术参数

4.10控制说明

本工程总装机容量为94.90kw，实际运行容量为33.39kw，电源引自配电房，单独设一套配电柜用于控制污水站用电，电源采用三相五线制380/220V，设备整个系统控制采用PLC作中央控制，主要控制水泵、风机、电磁阀的相互切换开、停等工作，并备有过压、缺相、短流等保护功能。

   污水泵、风机的启动停止受调节池液位控制器控制，在低液位时，二台水泵停止工作，且停的时间超过1.0小时，风机一台工作30分钟后停止，以此类推。在中液位时一台水泵、一台风机工作，且调节池预曝；高液位时两台水泵工作，二台风机工作。沉淀池提泥采用气提方式，由电磁阀控制进气，每4小时开启气提电磁阀2分钟，气提时关闭预曝气电磁阀。