某制藥廠廢水處理工程設計.docx

中南民族大學環(huán)境工程課程設計書設計題目：某制藥廠廢水處理工程設計姓 名：?學 院：化學與材料科學學院專 業(yè)：2010級環(huán)境工程學 號：?指導老師：?設計日期：2013.07.01-2013.09.06環(huán)境工程專業(yè)課程設計評審表評價內(nèi)容具體要求調(diào)查論證能獨立查閱文獻和調(diào)研；能提出并論證課題的實施方案；有收集、加工各種信息及獲取新知識的能力方案設計與理論計算能正確設計方案，獨立進行相應計算分析與解決問題的能力能運用所學知識和技能去發(fā)現(xiàn)與解決實際問題；能正確處理實驗數(shù)據(jù)；能對課題進行理論分析，得出有價值的結(jié)論工作量、工作態(tài)度按期圓滿完成規(guī)定的任務，工作量飽滿，難度較大；工作努力，遵守紀律；工作作風嚴謹務實質(zhì)量綜述簡練完整，有見解；立論正確，論述充分，結(jié)論嚴謹實驗正確，分析處理科學；文字通順，技術用語準確，符號統(tǒng)一，編號齊全，書寫規(guī)范，圖表完整、整潔、正確制圖能力能規(guī)范的進行圖形繪制指導教師簽名： 日 期： 第一章 緒論1.1設計基礎資料江西省某制藥有限公司生產(chǎn)廢水的最大排放量為850m3/d，擬定設計處理水量為850m3/d，處理系統(tǒng)按每天24h連續(xù)運行設計，即設計處理水量為35.42m3/h。根據(jù)該項目的環(huán)境評價報告書及初步設計文件等技術資料并參照類似工程需要進行治理的水污染物為CODcr 、BOD5、NH3-N等，水質(zhì)如下：CODcr=800mg/L，BOD5=380mg/L，SS=220mg/L，NH3-N30mg/L。BOD5/ CODcr0.45，屬于易生化廢水，為了確保達標排放的要求，并兼顧工程投資、運行費用等，在采用廢水處理工藝時，設計進水水質(zhì)考慮留有一定的富余量，設計進水水質(zhì)為：項目CODcr（mg/L）BOD5（mg/L）NH3-N（mg/L）SS（mg/L）pH值進水水質(zhì)1200600350.45 易生化有機廢水設SBR運行每一周期時間為12h，進水1.0h，反應(曝氣)（6.07.0h）取7h，沉淀3.0h，排水（0.5h1.0h）取1h。周期數(shù): n=2SBR 處理污泥負荷設計為 Ns=0.4 kg BOD/(kg MLSS d)根據(jù)運行周期時間安排和自動控制特點，SBR反應池設置3個。（1）污泥量計算 SBR反應池所需污泥量為MLSS= =） =1.64(t) （SBR工藝中一般取90150）設計沉淀后污泥的SVI（污泥容積指數(shù)）=90ml/g，SVI在100以下沉降性能良好。則污泥體積為：Vs=1.2SVIMLSS=1.2 SBR反應池容積 V =V +V +V 式中 V 代謝反應所需污泥容積mV 反應池換水容積（進水容積）mV保護容積mV=( m)V=V/3=59.2(m)則 V =59.2+35.42+V=94.62+V （2）SBR反應池構造尺寸 SBR反應池為滿足運行靈活及設備安裝需要，設計為長方形，一端為進水區(qū)，另一端為出水區(qū)SBR反應池單池平面（凈）尺寸為105m（長比寬在1/12/1）水深為3.0m 池深3.5m單池容積為 V =1053=150(m) 則保護容積為 V=150-94.6=55.4(m) 3個池總?cè)莘e =3V =3150=450(m)3.1.3.3 SBR反應池運行時間與水位控制SBR池總水深3.0m,按平均流量考慮，則進水前水深為1.5m，進水結(jié)束后3.0m,排水時水深3.0m,排水結(jié)束后1.5m。3.0m水深中，換水水深為1.5m,存泥水深2.0m,保護水深1.2m,保護水深的設置是為避免排水時對沉淀及排泥的影響。進水開始與結(jié)束由水位控制，曝氣開始由水位和時間控制，曝氣結(jié)束由時間控制，沉淀開始與結(jié)束由時間控制，排水開始由時間控制，排水結(jié)束由水位控制。3.1.3.4 排泥量及排泥系統(tǒng)(1) SBR產(chǎn)泥量SBR的剩余污泥主要來自微生物代謝的增值污泥，還有很少部分由進水懸浮物沉淀形成。SBR生物代謝產(chǎn)泥量為 x = aQSrbXrV =a=()Q 式中: a 微生物代謝增系數(shù)，kgVSS/kgBOD;b 微生物自身氧化率，l/d根據(jù)污泥性質(zhì)，參考類似經(jīng)驗數(shù)據(jù)，設a=0.70，b=0.05,則有： (kg/d)假定排泥含水率為98%，則排泥量為 Q= = (P=98%) 或，Q=(m/d) (P=99.2%) 考慮一定安全系數(shù)，則每天排泥量為50 m/d(2)排泥系統(tǒng)剩余污泥在重力作用下通過污泥管路排入集泥井。3.1.3.5 需氧量及曝氣系統(tǒng)化設計計算(1) 需氧量計算SBR反應池需氧量O計算式為O=a 式中: a 微生物代謝有機物需氧率，kg/kgb 微生物自氧需氧率，l/dS 去除的BOD(kg/m)S=-經(jīng)查有關資料表，取a=0.50，b=0.190,需氧量為：R=O=246.5+275.5=522（kg O/d）=21.75（kg O/h）(2)供氣量計算設計采用塑料SX-1 型空氣擴散器，敷設SBR反應池池底，淹沒深度H=4.5m。SX-1 型空氣擴散器的氧轉(zhuǎn)移效率為EA=8%。查表知20，30時溶解氧飽和度分別為C=9.17mg/L，C= 7.63mg/L，空氣擴散器出口處的絕對壓力Pb為：P =1.01 空氣離開曝氣池時，氧的百分比為O 曝氣池中溶解氧平均飽和度為：（按最不利溫度條件計算） C =7.63（ 水溫20時曝氣池中溶解氧平均飽和度為： B 20時脫氧清水充氧量為： R 式中: 污水中雜質(zhì)影響修正系數(shù)，取0.8(0.780.99)污水含鹽量影響修正系數(shù)，取0.9(0.90.97) C混合液溶解氧濃度，取c=4.0 最小為2氣壓修正系數(shù) =1曝氣池中溶解氧在最大流量時不低于2.0mg/l，取C=2.0，則計算得：R= =1.3O=1.3（kg O/h）SBR反應池供氧量G為： G=（m/min） 每立方污水供氣量為： G/= 反應池進水容積（m）去除每千克BOD的供氧量為： = S去除的BOD（kg/m）則去除每千克BOD的供氧量為 3.1.3.5 潷水器現(xiàn)在的SBR 工藝一般都采用潷水器排水。潷水器排水過程中能隨水位的下降而下降，使排出的上清液始終是上層清液。為防止水面浮渣進入潷水器被排走，潷水器排水口一般都淹沒在水下一定深度。目前SBR 使用的潷水器主要有旋轉(zhuǎn)式潷水器，套筒式潷水器和虹吸式潷水器三種。本工藝采用旋轉(zhuǎn)式潷水器。旋轉(zhuǎn)式潷水器屬于有動力式潷水器，應用廣泛。 本工藝采用XB-1800型旋轉(zhuǎn)式潷水器。設計潷水量：Q=20m/h，潷水深度：H=2m；潷水時間t取1h潷水所需時間T=h3.1.4接觸消毒池 本設計采用液氯消毒。液氯消毒的主要優(yōu)點有：氯對細菌有很強的滅活能力；在水中能長時間地保持一定數(shù)量的余氯，從而具有持續(xù)消毒能力；效果可靠，使用方便，易于貯存、運輸，成本較低。但是液氯有劇毒，可能產(chǎn)生有害消毒副產(chǎn)物，對病毒的滅活能力相對差一些，并且需要采取防止泄漏的措施。3.1.5.1設計參數(shù)（1）水力停留時間T=0.5h（2）設計投氯量一般為3.05.0mg/l 本工藝取最大投氯量為 max= 5.0mg/l3.1.5.2設計計算（1）設計消毒池一座，池體容積V=QT= 35.420.5 = 17.71(m ) 設消毒池池長L=4.0m，池寬B=2.0m，設有效水深H=2m ，超高0.5m。實際消毒池容積 V=BLH=242.5=20m 。滿足有效停留時間的要求。（2）加氯量的計算最大投氯量為= 5.0mg/l則每日投加氯量為：W=Q=5.085010=4.25kg/d 3.1.5 污泥處理系統(tǒng) 3.1.5.1 集泥井(1) 根據(jù)前面計算所知，SBR產(chǎn)泥量為： 50m/d P=99% 則每日的總排泥量為 V=50m（2）集泥井尺寸設計 設有效泥深為4m，設計尺寸LB=53=15m ，集泥井為地下式，池頂加蓋，有潛污泵抽送污泥，池底相對標高-4.5m，最高泥位-0.5m，最低泥位-4.0m。 （3）污泥提升泵的選擇選擇QW型排泥泵功率：15kW型號：200QW400-7口徑：200mm質(zhì)量：200kg流量：10m3/h最大流量：15m3/h揚程： 7m效率：82.1%3.1.5.2 污泥濃縮池選用間歇重力濃縮池 （1）設計說明運行周期22h，其中進泥2.0h，濃縮15.0h，排水和排泥3.0h，閑置2.0h。濃縮前污泥量為5m ,含水率P = 99.0% 。（2）設計計算容積計算濃縮15.0h 后，污泥含水率為96.5%，則濃縮后污泥體積為 V=V(C/C) =50(199%) /(196.5%)=14.3m 則污泥濃縮池所需要的容積應不小于14.3+50=64.3m 。工藝構造尺寸設計平面尺寸為(44)m ，則凈面積為16m。設計濃縮池上部柱體高度為3.0m，其中泥深為2.0m，柱體部分污泥容積為32m 。濃縮池下部為錐斗，上口尺寸(44)m2 ，下 口尺寸為(11)m2 ，錐斗高為3.0m，則污泥斗容積。 污泥濃縮池總?cè)莘e為32+63=95m64.3m滿足要求。（3）排水和排泥排水 濃縮后池內(nèi)上清液利用重力排放，由站區(qū)溢流管道排入調(diào)節(jié)池。濃縮池設4根排水管于池壁，管徑DN100mm。于濃縮池最高水位處置一根，向下每隔1.0m、0.6m、0.4m處設置一根排水管，下面三根安裝蝶閥。排泥 濃縮后污泥泵抽送污泥貯柜。污泥泵抽升流量10m/h 。濃縮池最低泥位0.5m ,污泥貯柜最高泥位為4.5m，則污泥泵所需靜揚程為5.0m。（4）設備選擇選用150QW100-7 型潛水式污泥泵1 臺，該泵工作流量30m/h，揚程H=7m， 轉(zhuǎn)速n = 1430r/min ，電動機功率N=3kW ，質(zhì)量W =100kg 。3.1.5.3 污泥貯柜濃縮后需排出污泥14.3m/d，污泥貯柜容積應 14.3m ，設污泥貯柜為3m ，H=3.0m，則貯泥有效容積為V=可滿足污泥貯存要求。3.1.5.4 污泥脫水機房（1）污泥產(chǎn)量經(jīng)過濃縮處理后，產(chǎn)生含水量為96.5%的干污泥25.7m/d。（2）污泥脫水機房選用DYQ300型帶式壓濾機1臺，購買2臺，使用1臺，備用1臺。該脫水機參數(shù)：處理量22m3/h，濾帶有效寬度3000mm，濾帶運行速度0.5-4.0m/min，主機功率1.5kW，外型尺寸6.43.52.0m，設備質(zhì)量600kg 。（3）干污泥餅體積V設泥餅的含水率為75%V=V(C/C) =25.7(196.5%) /(175%)=3.6m 3.1.5.6 污泥棚堆放濃縮后的污泥,設計污泥厚度為4m,覆蓋面積：LB=88=64 ，即占地面積取64 。第四章 主要設備選型及經(jīng)濟核算4.1 主要設備選型列表（1）主要設備見表4-1表4-1 主要設備序號名稱型號數(shù)量備注1格柵e=10mm,=601臺不銹鋼2提升泵Q=12.5m3/h H=8m1臺耐腐蝕3SBQ-I水下曝氣機SBQ-I/4，平臺尺寸70050mm1臺4旋轉(zhuǎn)式潷水器XB-1800 型，Q=20m3/h,2臺5滾壓帶式壓濾機DY500-N，29808501980mm1臺6空壓機Z-0.3/7，Q=0.3m3/min1臺7污泥提升泵200QW400-7，Q=10m3/h H=7m1臺8潛水式污泥泵150QW100-7，Q=30m3/h H=7m1臺（2）主要構筑物見表4-2表4-2 主要構筑物序號名稱規(guī)格數(shù)量備注1提升泵房12 m6 m5 m1間磚混2SBR池10 m5 m3.5 m3座鋼混3調(diào)節(jié)池13.3 m10 m1.5 m1座鋼混4集泥井5m3m4 m1座鋼混5污泥濃縮池4 m，H=3 m1座鋼混6污泥脫水機房12 m9 m3 m1座磚混7剩余污泥泵房 8 m4 m3 m1座磚混8提升污泥泵房9 m6 m3 m1座磚混9回流污泥泵房8 m4 m3 m1座磚混10儲水池20 m10 m3 m1座鋼混11機修車間及配電室20 m10 m4 m1座磚混12辦公樓2層，300 m21座磚混4.2 經(jīng)濟核算（1）污水處理廠工程投資估算表見表4-3表4-3 污水處理廠工程投資估算表序號費 用名 稱估算價值/萬元合計/萬元土建工程安裝工程設備購置工具購置其他費用 1格柵5.00.85.010.8 2提升泵房10.02.010.022.0 3SBR反應池601590165 4調(diào)節(jié)池0.50.050.10.65 5集泥井0.50.050.10.656污泥濃縮池5.00.56.011.57污泥脫水機房3.00.78.011.7 8提升污泥泵房2.00.810.012.8 9回流污泥泵房3.01.012.016.010剩余污泥泵房2.00.510.012.511污泥加藥設備0.10.20.312131415161718綜合樓機修車間及倉庫生產(chǎn)輔助設備廠內(nèi)建筑泥餅外運建設其他費用合計（萬元）205.02.0400.0518.05.01.050.077.55.010.0100.01.0267.41.010.010.021.0200.0200.030.06.023.055011.0 20001083.9第五章 污水處理廠的總體布置5.1 平面布置設計（1）布置原則按功能分區(qū)，配置得當。充分利用地形，平衡土方，降低工程費用。功能明確，布置緊湊。順流排列，流程簡捷。必要時應預留適當余地。構（建）筑物應注意風向和朝向。（2）平面布置圖見附圖15.2 工藝流程高程布置（1）布置原則可能利用地形坡度，使污水按處理流程在構筑物之間能自流，盡量減少提升次數(shù)和水泵所需揚程。協(xié)調(diào)好站區(qū)平面布置與單體埋深，以免工程投資增大、施工困難和污水多次提升。注意污水流程和污泥流程的配合，盡量減少提升高度。協(xié)調(diào)好單體構造設計與各構筑物埋深，便于正常排放，又利于檢修排空.（2）高程布置見附圖2第六章 工程效益6.1工程的環(huán)境效益通過該工藝的運行預計可減少向環(huán)境排放COD的量為：（1200100）850365=3.41105kgCOD/a可減少向環(huán)境排放NH3-N的量為：（35-15）850365=6.2103kgNH3-N/a可減少向環(huán)境排放BOD的量為：（600-20）850365=1.80105kgBOD/a可減少向環(huán)境排放SS的量為：（350-70）850365=8.69104kgSS/a污水處理廠的建設是一項改善生態(tài)環(huán)境、保障人民身體健康、造福社會的重要工程 ，主要工程效益就是環(huán)境效益。該污水處理廠的建成，將會對周圍環(huán)境帶來非常積極的影響，降低了該生物制藥廠周圍一定面積內(nèi)河流的污染程度，改善了周圍大氣環(huán)境，也減少了固體廢物的排放量，改善了周圍人們的生活環(huán)境。廢水處理設備投產(chǎn)后，處理廢水已達到排放標準，有利于保護環(huán)境。6.2工程的社會效益（1）污水處理廠的建成將對提高城市基礎建設水平，改善和提高環(huán)境質(zhì)量水平，美化城市起到重要作用。（2）處理廠投產(chǎn)后，不僅解決了污染問題，更有利地保護了自然環(huán)境，同時安排就業(yè)，社會效益也十分顯著。（3）經(jīng)本工藝處理后的出水，已經(jīng)完全符合污水綜合排放標準（GB89781996），可以直接排放到附近河流。6.3工程的經(jīng)濟效益1.處理規(guī)模850m3/d2.工程總投資1083.9萬元3.運行成本（1）電費工程裝機容量為164.5kW,實際運行功率87.2kW，日實耗電量為2092.8kWh，電價按1.0元/kWh，則電費為：（2092.81.0）/500=4.19元/m3（2）藥劑費PAC一天的費用為100001061700=17.0元/天PAM一天的費用為(750+1000)10630000=52.5元/天則藥劑費為：(17+52.5)500=0.139元/m3（3）人工費人員配備：污水處理站操作人員定編6人，2人負責日常維護，2人負責操作，2人為管理人員。工資按每月1500元/人計，則人工費P3=900030500=0.6元/m3（4）維修費按設備投資的2%，年運行300天計，則P4=（8656000.02）300500=0.11元/m3（5）運行總費用P=P1+P2+P3+P4 =4.19+0.139+0.6+0.11=5.03元/m3，則運行總費用為5.03元/m3第七章 結(jié)論通過對生物制藥廠污水處理廠各個構筑物的設計得出，經(jīng)過處理后，出水中的污染物含量均符合工業(yè)廢水污染物排放國家三級標準，可以直接排放。通過上面的生化處理可使河流的污染大大降低，有利于河流流域水體功能的恢復，地下水化學成分被恢復，更重要的是，污水經(jīng)過處理后對整個生態(tài)環(huán)境的污染大大地降低，不但能夠保護人民的身體健康，同時也可以為某間接帶來改善投資環(huán)境、吸引外資、增加農(nóng)副產(chǎn)品和工業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量，減少工業(yè)廢水的凈化處理成本。污水處理廠運行后，每年產(chǎn)生的干污泥含有大量有利于植物生長的肥分，將污泥作為農(nóng)作物或園林綠化用的肥