某制藥廠中藥生產(chǎn)廢水處理 .doc

某制藥廠中藥生產(chǎn)廢水處理設(shè)計1.概述1.1 工程基本情況簡介該制藥廠是一中小企業(yè)，中藥生產(chǎn)廢水的最大排放量為500m3/d，擬定設(shè)計處理水量為500m3/d，處理系統(tǒng)按每天24h連續(xù)運行設(shè)計，即設(shè)計處理水量為20.83 m3/h。確定本污水處理工程的設(shè)計進(jìn)水水質(zhì)如下表：表1-1 污水水質(zhì)情況項目CODBOD5SSNH3-N進(jìn)水6000280035020除pH值外其它單位為:mg/L設(shè)計處理后要求出水水質(zhì)達(dá)到中藥類制藥工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB219062008）的一級排放標(biāo)準(zhǔn)，出水水質(zhì)各個參數(shù)情況見表二：表1-2 污水排放標(biāo)準(zhǔn)項目CODBOD5SSNH3-N出水70185010除pH值外其它單位為：mg/L1.2 設(shè)計依據(jù)（1）中藥類制藥工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB219062008）（2）給排水設(shè)計規(guī)范（3）實用環(huán)境工程設(shè)計手冊（4）環(huán)境工程設(shè)計手冊（5）相關(guān)的環(huán)境保護(hù)法規(guī)和技術(shù)政策1.3 設(shè)計范圍本工程設(shè)計范圍包括該制藥廠中藥生產(chǎn)廢水處理區(qū)內(nèi)的廢水處理工藝、土建工程、管道工程、設(shè)備購置等。設(shè)計包括：（1）廢水處理工藝流程設(shè)計；（2）廢水處理站平面布置圖設(shè)計；（3）廢水處理站高程圖設(shè)計；（4）廢水處理站管線圖設(shè)計；（5）部分構(gòu)筑物的設(shè)計；（6）投資估算；（7）工程經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益分析。1.4 設(shè)計原則工藝方案的選擇對于廢水處理設(shè)施的建設(shè)、確保處理設(shè)施的處理效果和降低運行費用發(fā)揮著最為重要的作用，因此需要結(jié)合設(shè)計規(guī)模、廢水水質(zhì)特性以及當(dāng)?shù)氐膶嶋H條件和要求，選擇技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理的處理工藝技術(shù)，經(jīng)全面技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析后優(yōu)選出最佳的總體工藝方案和實施方式。在廢水處理設(shè)施的總體工藝方案確定中，遵循以下原則：（1）所選工藝必須技術(shù)先進(jìn)、成熟，對水質(zhì)變化適應(yīng)能力強(qiáng)，運行穩(wěn)定，能保證出水水質(zhì)達(dá)到工廠使用標(biāo)準(zhǔn)及國家廢水排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。（2）所選工藝應(yīng)減少基建投資和運行費用，節(jié)省占地面積和降低能耗。（3）所選工藝應(yīng)易于操作、運行靈活且便于管理。根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)、水量，應(yīng)能對工藝運行參數(shù)和操作進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。（4）所選工藝應(yīng)易于實現(xiàn)自動控制，提高操作管理水平。（5）所選工藝應(yīng)最大程度減少對周圍環(huán)境的不良影響（氣味、噪聲、氣霧等）。2.處理工藝設(shè)計22.1 工藝流程確定根據(jù)處理的廢水水量、水質(zhì)及處理要求，結(jié)合工程經(jīng)驗，確定廢水處理工藝，工藝流程如圖：圖2.1 制藥廠中藥生產(chǎn)廢水處理工藝流程2.2 工藝流程設(shè)計說明中藥生產(chǎn)廢水通過格柵進(jìn)入污水處理段調(diào)節(jié)池，通過酸化，提高了污水的可生化性。經(jīng)泵定量提升到UASB反應(yīng)器，調(diào)節(jié)酸化池出來的的污水進(jìn)入USAB池，UASB由污泥反應(yīng)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(yīng)區(qū)內(nèi)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層中污泥進(jìn)行混合接觸，污泥中的微生物分解污水中的有機(jī)物，把它轉(zhuǎn)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的污泥和水一起上升進(jìn)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(jìn)入氣室，集中在氣室沼氣，用導(dǎo)管導(dǎo)出，固液混合液經(jīng)過反射進(jìn)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沿著斜壁滑回厭氧反應(yīng)區(qū)內(nèi)，使反應(yīng)區(qū)內(nèi)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。 UASB池出水進(jìn)入氧化溝，氧化溝作為一種完全混合且不需要初沉池的延時曝氣活性污泥法工藝，是一種出水水質(zhì)好、運行可靠、基建投資費用和運行費用低的污水處理方法3。氧化溝不僅滿足BOD5和SS的去除，而且氧化溝中還能進(jìn)行充分的硝化和一定的反硝化作用，有效的去除廢水中的氮和磷7。氧化溝處理排出的廢水進(jìn)入二沉池進(jìn)行沉淀，沉淀后的水進(jìn)入消毒氧化池，通過過添加二氧化氯顆粒藥片，殺菌消毒，最后排放。同時，UASB反應(yīng)器、氧化溝、二沉池中的剩余污泥通過污泥泵進(jìn)入濃縮池，加入絮凝劑后，經(jīng)板框壓縮機(jī)脫水后運走3。2.3各單元預(yù)期處理效果物料衡算（擬定廢水量500m3/d）廢水經(jīng)過格柵、調(diào)節(jié)池。調(diào)節(jié)池的主要作用是調(diào)節(jié)水質(zhì)水量，水量沒有發(fā)生很大的變化，仍然為500m3/d。廢水經(jīng)過UASB反應(yīng)器，由于厭氧部分產(chǎn)生污泥量與廢水量比起來非常小，可以忽略不計，進(jìn)入氧化溝的廢水水量基本不變，依舊為500m3/d。氧化溝系統(tǒng)中的水量衡算應(yīng)包括整個反應(yīng)器里的進(jìn)出水量，反應(yīng)池中的污泥產(chǎn)量以及污泥回流，但是污泥回流是一個內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)，對于整個氧化溝系統(tǒng)，變化不大。污泥處理系統(tǒng)中攜帶有水，但這部分水在脫水后又被送回調(diào)節(jié)池，因此水量損失也不大 。所以，整個過程水量基本恒定不變。各主要構(gòu)筑物對BOD5、COD、NH3-N、SS的預(yù)期處理效果見表2.1。處理單元項目BOD5(mg/L)COD(mg/L)NH3N(mg/L)SS(mg/L)格柵進(jìn)水2800600020350去除率1%7%035%調(diào)節(jié)酸化池進(jìn)水2772558020227.5去除率2%2%05%UASB池進(jìn)水27175468.420216.1去除率85%90%18%20%氧化溝進(jìn)水407.55546.816.4172.88去除率96%85%70%25%二沉池進(jìn)水16.382.024.92129.66去除率11%18%6%60%消毒氧化池進(jìn)水14.567.23.4751.8去除率10%15%3%10%預(yù)計效果13.1573.3646總?cè)コ?9.9%99.3%77.5%97%排放標(biāo)準(zhǔn)18701050 表2.1 各主要構(gòu)筑物預(yù)期去除效果3.工藝單元設(shè)計3.1格柵(地埋式)3.1.1設(shè)計說明4中藥生產(chǎn)廢水主要來自生產(chǎn)車間，在洗泡蒸煮藥材、沖洗、制劑等過程中產(chǎn)生。廢水包括生產(chǎn)過程中的原藥洗滌水，原藥藥汁殘液、過濾、蒸餾、萃取等單元操作中產(chǎn)生的污水、生產(chǎn)設(shè)備洗滌和地板沖洗水8。格柵主要用來截留污水中較粗大漂浮物和懸浮物，防止堵塞和纏繞水泵機(jī)組、管道閥門、處理構(gòu)筑物配水設(shè)施、進(jìn)出水口，減少后續(xù)處理產(chǎn)生的浮渣，保證污水處理設(shè)施的正常運行4。3.1.2設(shè)計計算3.1.2.1設(shè)計參數(shù)4柵前流速v1=0.3m/s過柵流速V=0.2m/s柵條間隙寬度b=0.01m格柵傾角=60格柵數(shù)為N=1個柵條寬度S=0.02m3.1.2.2設(shè)計計算2設(shè)計流量Q=500m3/d=0.006m3/s根據(jù)最優(yōu)水力斷面公式計算得:柵前槽寬，則柵前水深取柵前水深h=0.1m，過柵流速V=0.2m/s，柵條間隙寬度b=0.01m，格柵傾角=60，格柵數(shù)N=1個，則柵條間隙數(shù)n為：柵槽有效寬度B2=s（n-1）+bn=0.02（35-1）+0.0135=1.03m進(jìn)水渠道漸寬部分長度（其中1為進(jìn)水渠展開角）柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度過柵水頭損失（h1）因柵條邊為矩形截面，取k=3，則式中：=（s/e）4/3 h0：計算水頭損失 k：系數(shù)，格柵受污物堵塞后，水頭損失增加倍數(shù)，取k=3 ：阻力系數(shù)，與柵條斷面形狀有關(guān)，當(dāng)為矩形斷面時=2.42柵后槽總高度（H） 取柵前渠道超高h(yuǎn)2=0.3m，則柵前槽總高度H1=h+h2=0.1+0.3=0.4m 柵后槽總高度H=h+h1+h2=0.10+0.1+0.3=0.5m格柵總長度L=L1+L2+0.5+1.0+0.4/tan=1.14+0.57+0.5+1.0+0.4/tan60=3.41m每日柵渣量=Q平均日1=0.02m3/d0.2m3/d 所以宜采用人工清渣格柵3.2調(diào)節(jié)池(地埋式)3.2.1設(shè)計說明2中藥材廢水污染主要變現(xiàn)為高濃度有機(jī)廢水的污染，對于中藥制藥工業(yè)，由于藥物生產(chǎn)過程中不同藥物品種和生產(chǎn)工藝不同，所產(chǎn)生的廢水水質(zhì)及水量有很大的差別，而且由于產(chǎn)品更換周期短，隨著產(chǎn)品的更換，廢水水質(zhì)、水量經(jīng)常波動，極不穩(wěn)定。中藥廢水的另一個特點是有機(jī)污染物濃度高，懸浮物，尤其是木質(zhì)素等比重較輕、難于沉淀的有機(jī)物含量高，色度較高，廢水的可生化性較好，多為間歇排放，污水成分復(fù)雜，水質(zhì)水量變化較大。綜上中藥廢水特點，需設(shè)調(diào)節(jié)池。調(diào)節(jié)池的作用是集水緩沖、均勻調(diào)節(jié)兼水解酸化、中和水質(zhì)。通過酸化，提高了污水的可生化性。3.2.2設(shè)計計算4 3.2.2.1設(shè)計參數(shù)水力停留時間t取2.5h該廠最大排水量Qmax取500m3/d,即為20.83m3/h有效水深取H=2.5m3.2.2.2計算調(diào)節(jié)池有效容積為： V容積=Qmaxt=20.832.5=52.1m3H=2.5m，超高0.5m，則池面積： A=V/H=52.52.5=21m2取池長L=5.3m,則池寬B=4.0m即調(diào)節(jié)池的實際尺寸為：LBH=5.3m4.0m（2.5+0.5）m附屬設(shè)施:選用二臺潛水排污泵（一用一備），型號為WQ27-15-2.2，參數(shù)如下表：泵流量m3/h揚程m轉(zhuǎn)速r/min電機(jī)功率kW效率排出口徑mmWQ27-15-2.2271529002.2702403.3UASB反應(yīng)器(半地埋式)3.3.1設(shè)計說明3UASB由污泥反應(yīng)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(yīng)區(qū)內(nèi)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層中污泥進(jìn)行混合接觸，污泥中的微生物分解污水中的有機(jī)物，把它轉(zhuǎn)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的污泥和水一起上升進(jìn)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(jìn)入氣室，集中在氣室沼氣，用導(dǎo)管導(dǎo)出，固液混合液經(jīng)過反射進(jìn)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沿著斜壁滑回厭氧反應(yīng)區(qū)內(nèi)，使反應(yīng)區(qū)內(nèi)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。3.3.2設(shè)計計算3.3.2.1設(shè)計參數(shù)9產(chǎn)容積負(fù)荷Nv為6kgCOD/(m3d)UASB反應(yīng)器水力停留時間HRT=12h，有效水深h2=5m3.3.2.2計算2兩相厭氧反應(yīng)器的有效容積： V=QmaxS0/Nv=50054686000=455m3采用2座UASB反應(yīng)器，則每個反應(yīng)器的容積為： V1=4552=227m3UASB反應(yīng)器的有效高度取為5m，則反應(yīng)器面積為： A1=V1/h=227545.4m2反應(yīng)區(qū)的平面形狀采用矩形，設(shè)池長為池寬的2倍，設(shè)池長L為池寬B的2倍，則可知B4.6m，L10m。實際池面積： S實4.61046m2一般應(yīng)用時反應(yīng)器裝液量為70%90%，本工程中設(shè)計反應(yīng)器高H5.0m，其中超高0.5m，反應(yīng)器的總?cè)莘eVBLH4.610（5.0+0.5）253m3，反應(yīng)器總?cè)莘e為506m3，則體積有效系數(shù)為454/50689.7%，符合有機(jī)負(fù)荷要求。故最終的UASB反應(yīng)器實際尺寸為：LBH=10m4.6m5.5mtHRTV有效/Q=227/21.011hVrQ/A1=21.0/45.40.46m3/(m2h)對于顆粒污泥，水力負(fù)荷Vr0.10.9m3/(m2h)，符合要求。（1）布水點的設(shè)置由于設(shè)計容積負(fù)荷4.0kgCOD/(m3d)，因此每個點的布水面積取3m2為好，每池布水點數(shù)：nS/S0=40/3=13，取n15個 則 每個進(jìn)水口負(fù)荷 a=A1/n=45.4/15=3.03m2 內(nèi)圈3個孔口設(shè)計 服務(wù)面積： S1=33.03=9.09m2折合為服務(wù)圓的直徑為：設(shè)布水管內(nèi)流速u10.5m/s，u20.6m/s，u30.7m/s，u40.8m/s，u51.0m/s，u63.0m/s（管出口），則直徑d為:d1=61mmd2=40mmd3=26mmd4=17mmd5=11mmd6=5mm布水管設(shè)置在離UASB反應(yīng)器底部200mm處。（2）驗證空塔水流速度： ukQ/S21/400.52m/h1.0m/h，符合要求?？账饬魉俣龋簎g式中： Q設(shè)計處理量，m3/h Co進(jìn)水COD濃度，kg/m3 COD去除率，取80% S橫截面積，m2 r沼氣產(chǎn)率，取0.35m3/kgCODug(21600010-380%0.52)/400.85m/h1.0m/h，符合要求。整個兩相厭氧工藝，在設(shè)計中利用水力自流作用，是廢水進(jìn)出反應(yīng)器時，無需外加外力作用。3.4三相分離器的設(shè)計13I三相分離器構(gòu)造形式多種多樣，但是必定有3個主要功能和3個組成部分：氣液分離、固液分離和污泥回流3個功能以及氣封、沉淀區(qū)和回流縫3個組成部分。3.4.1沉淀區(qū)設(shè)計根據(jù)一般設(shè)計要求，水流在沉淀室內(nèi)的表面負(fù)荷率q0.7m3/（m2h），沉淀室底部進(jìn)水口表面負(fù)荷一般小于2.0m3/（m2h）,本工程設(shè)計中，與短邊平行，沿長邊每池布置5個集氣罩，構(gòu)成5個分離單元，則每池設(shè)置5個三相分離器三相分離器長度B4.5m，每個單元寬度bL/510/52m沉淀區(qū)的沉淀面積即為反應(yīng)器水平面積，即45.4m2沉淀區(qū)的表面負(fù)荷率：Q/S21/45.40.46m3/（m2h）1.02.0 m3/（m2h）3.4.2回流縫的設(shè)計設(shè)上下三角形集氣罩斜面水平夾角為55，取h30.9mb1h3/tg0.9/tg550.63mb2b2b1220.630.74(m)式中：b1下三角形集氣罩底寬度，m h3下三角形集氣罩垂直高度，m b2相鄰兩個下三角形集氣罩之間水平距離，m b單元三相分離器寬度，m下三角集氣罩之間污泥回流縫混合液上升流速a1nb2L50.744.617.0m2v1Q/a121/17.01.2m/h式中：v1下三角形集氣罩之間污泥回流縫中混合液的上升流速，m/h a1下三角形集氣罩回流縫總面積，m2L反應(yīng)器寬度，即三相分離器的長度B，m n反應(yīng)器的三相分離器的單元數(shù)為使回流縫水流穩(wěn)定，固液分離效果良好，污泥能順利回流，一般v12m/h。上三角集氣罩下端與下三角斜面之間水平距離的回流縫中水流的流速設(shè)b3CD0.3ma22nb3L250.34.613.5m2v2Q/a221/26.41.6m/h式中：v2上三角集氣罩下端與下三角集氣罩斜面之間水平距離的回流縫中水流的流速，m/h a2上三角集氣罩回流縫的總面積，m2 b3上三角集氣罩回流縫的寬度，m假定a2為控制斷面Amin，一般其面積不低于反應(yīng)器面積的20%，v2就是vmax。同時要滿足：v1v2（vmax）2.0m/h。3.4.3氣液分離設(shè)計CECDsin550.3sin550.25mCBCE/sin350.25/ sin350.44m設(shè) AB0.5m H4（ABcos55b2/2）tg550.94m校核氣液分離，假定氣泡上升流速和水流速度不變，根據(jù)平行四邊形法則，要使氣泡分離不進(jìn)入沉淀區(qū)的必要條件是：vb/vaAD/AB或BC/AB。沿AB方向水流速度：vaQ/CEB2N1.8m/h式中：B三相分離器長度N每池三相分離器數(shù)量氣泡上升速度： vbg/18（12）d2, 1式中： d-氣泡直徑，cm1-液體密度，g/cm32-沼氣密度，g/cm3-碰撞系數(shù)，取0.95-廢水的動力黏滯系數(shù)，g/（cms）v-液體的運動粘滯系數(shù)，cm2/s設(shè)氣泡直徑d0.01cm，在35下，11.03 g/cm3，21.1510-3 g/cm3，v0.0101cm2/s，0.95，0.01011.030.0104g/（cms），由于廢水動力粘滯系數(shù)值比凈水的大，取0.02 g/（cms）。 vb（0.959.81）/（180.02）9.58m/h BC/AB0.44/0.50.88 vb/va9.58/1.85.32所以：vb/vaBC/AB，可脫去d0.01cm的氣泡3.4.4三相分離器與UASB高度設(shè)計三相分離區(qū)總高度hh2h3h4h5h2為集氣罩以上的覆蓋水深，取0.5mAFh3/sin551.46mDF AFAD1.460.50.520.44mh5DF sin550.44sin550.36mhh2h3h4h50.50.90.880.361.92mUASB總高H=5.5m，其中超高0.5m，沉淀區(qū)高1.0m，污泥床高2.0m，懸浮區(qū)高2.0m。3.4.5產(chǎn)泥量的計算UASB反應(yīng)器中污泥總量計算一般UASB污泥床主要由沉降性能良好的厭氧污泥組成，平均濃度為15VSS/L，則UASB反應(yīng)器中污泥總量為：GVCSS500155600kg/d5.6t/d產(chǎn)泥量計算厭氧生物處理污泥產(chǎn)量取r0.08kgVSS/kgCOD，流量Q=21m3/h，進(jìn)水COD濃度C05468mg/L5.5kg/m3，COD去除率E=80%UASB反應(yīng)器總產(chǎn)泥：XRQC0E0.085005.50.8176kgVSS/d據(jù)VSS/SS0.8，X176/0.8220kgSS/d.污泥含水率為98%，當(dāng)含水率95%時，取s1000kg/m3，則污泥含產(chǎn)量：WS220/1000（198%）11m3/d污泥泥齡： cG/X5600/22025.5d3.4.6出水系統(tǒng)的設(shè)計計算出水系統(tǒng)的作用是把沉淀區(qū)液面的澄清水均勻的收集并排出。出水是否均勻?qū)μ幚硇Ч泻艽蟮挠绊?，且其形式與三相分離器及沉淀設(shè)計有關(guān)。出水槽設(shè)計對于每個反應(yīng)池，由5個單元三相分離器，出水槽共有5條，槽寬0.2m。單個反應(yīng)器流量：qiQ/360021/36000.006m3/s設(shè)出口槽附近水流速度為0.2m/s，則槽口附近水深為qi/5/ua0.006/5/0.20.20.03m取槽口附近槽深為0.20m，出水槽坡度為0.01，出水槽尺寸為10m0.2m0.2m，出水槽數(shù)量為5座溢流堰設(shè)計出水槽溢流堰共有10條，每條長9.6m；設(shè)計90三角堰，堰高50mm堰口寬100mm，則堰口水面寬50mm每個UASB反應(yīng)器處理水量6.0L/s，查知溢流負(fù)荷為12L/（ms），設(shè)計溢流負(fù)荷f1.0L/（ms），則堰上水面總長為：Lqi/f6.0m三角堰數(shù)量：nL/b6.0/5010-3120g個，取120個每條溢流堰三角堰數(shù)量：120/1012個一條溢流堰上共有12個100mm的堰口，12個700mm的間隙堰上水頭校核每個堰出流率：qqi/n5.010-5m3/s按90三角堰計算公式q1.43h2.5，則堰上水頭：h（q/1.43）0.40.016m3.4.7出水渠設(shè)計計算 反應(yīng)器沿長邊設(shè)一條矩形出水渠，6條出水槽的出水流至此出水渠。設(shè)出水渠寬0.4m，坡度0.001，出水渠渠口附近水流速度為0.2m/s渠口附近水深qi/ua0.15m以出水槽槽口為基準(zhǔn)計算，出水渠渠深：0.20.150.35m離出水渠渠口最遠(yuǎn)的出水槽到渠口的距離為13.85m，出水渠長為13.850.113.95m出水渠尺寸：13.95m0.4m0.35m，向渠口坡度為0.0013.4.8UASB排水管設(shè)計計算Q6.0L/s，選用D150mm鋼管排水，充滿度（設(shè)計值）為0.6管內(nèi)水流速度：v40.006/0.1520.60.57m/s3.4.9 UASB的其它設(shè)計考慮3.4.9.1取樣管設(shè)計在池壁高度方向上設(shè)置若干個取樣管，用以采取反應(yīng)器內(nèi)的污泥樣，以隨時掌握污泥在高度方向上的濃度分布情況。在距反應(yīng)器底1.11.2m位置，沿池壁高度上設(shè)置取樣管4根，沿反應(yīng)器高度方向上各管相距0.8m，水平方向上各管相距2.0m。取樣管選用DN100鋼管，取樣口設(shè)于距地面1.1m處，配球閥取樣。3.4.9.2檢修人孔 為便于檢修，在UASB反應(yīng)器距地坪1.0m處設(shè)600mm人孔一個。通風(fēng)為防止部分容重過大的沼氣在反應(yīng)器內(nèi)聚集，影響檢修和發(fā)生危險，檢修時可向UASB反應(yīng)器中通入壓縮空氣，因此在UASB一側(cè)預(yù)埋壓縮空氣管（由鼓風(fēng)機(jī)房引來）。3.4.9.3防腐措施厭氧反應(yīng)器腐蝕比較嚴(yán)重的地方是反應(yīng)器上部，此處無論是鋼材或水泥都會被損壞，因此，UASB反應(yīng)器重點進(jìn)行頂部的防腐處理。在水平面以下，溶解的CO2會發(fā)生腐蝕，水泥中的CaO會因為碳酸的存在而溶解。沉降斜面也會腐蝕，為了延長反應(yīng)器的使用壽命，反應(yīng)器的防腐措施是必不可少的。本次設(shè)計中，反應(yīng)器上部2m以上池壁用玻璃鋼防腐，三相分離器所有裸露的碳鋼部位用玻璃鋼防腐。3.4.9.4給排水在UASB反應(yīng)器布置區(qū)設(shè)置一根D32供水管補(bǔ)水、沖洗及排空時使用。3.4.9.5通行在反應(yīng)器上設(shè)置鋼架、鋼板行走平臺，并連接上臺樓梯。3.5氧化溝(半地埋式)3.5.1設(shè)計說明2 中藥生產(chǎn)廢水的特點是有機(jī)污染物濃度高，且制藥類工業(yè)行業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)要求廢水處理效率高。氧化溝作為一種完全混合且不需要初沉池的延時曝氣活性污泥法工藝，是一種出水水質(zhì)好、運行可靠、基建投資費用和運行費用低的污水處理方法。氧化溝一般呈環(huán)形溝渠狀，污水在溝渠內(nèi)作環(huán)形流動，利用獨特的水力流動特點，在溝渠轉(zhuǎn)彎處設(shè)曝氣裝置，在曝氣池上方為厭氧池，下方為好養(yǎng)段，從而產(chǎn)生富氧區(qū)和缺氧區(qū)，可以進(jìn)行硝化和反硝化作用，取得脫氮的效應(yīng)，同時氧化溝法污泥泥齡長，可以存活世代時間較長的微生物進(jìn)行特別的反應(yīng)，如除磷脫氮。3.5.2設(shè)計參數(shù)10本設(shè)計采用卡羅塞(Carrousel)氧化溝，去除BOD5與COD之外，還具備硝化和一定的脫氮除磷作用，使出水NH3-N低于排放標(biāo)準(zhǔn)。氧化溝設(shè)計為一座，按最大日平均流量設(shè)計，則氧化溝設(shè)計流量為： Q=Qmax=500m3/d=6.0L/s總污泥齡：20d氧化溝中揮發(fā)性固體濃度X=4000mg/(LVSS)二沉池底揮發(fā)性固體濃度Xr=11000 mg/(LVSS)產(chǎn)率系數(shù)y=0.45微生物自身衰減系數(shù)Kd=0.1d-1反應(yīng)速率常數(shù)K=0.1L/(mg/d)3.5.2.1設(shè)計計算11本設(shè)計日處理水量設(shè)計為500m3，共設(shè)計一組氧化溝，氧化溝日處理水量為500m3，進(jìn)水BOD5濃度為407.5mg/L，出水BOD5濃度要求小于18mg/L，（1）氧化溝所需容積V（WV0）VyQ（L0Le）/xkd式中： V氧化溝所需容積，m3 y產(chǎn)率系數(shù)，微生物降解1kgBOD所合成的MLVSS（kg）數(shù) Q污水設(shè)計流量（一般按日平均流量計算），m3/d L0進(jìn)水BOD濃度，mg/LLeBOD排放限值，mg/Lx曝氣池內(nèi)混合液懸浮固體濃度（MLSS），mg/Lkd微生物自身衰減系數(shù)，d-1 V=0.45500(407.5-16.3)/(40000.1) =220.1m3（2）剩余污泥量Wx（kg/d） Wx=yQLr/(1+bt) 式中： Q-設(shè)計污水流量，m3/d Lr-去除的BOD5濃度，mg/L，Lr=Lo-Le ts-污泥齡，d y-污泥產(chǎn)率系數(shù)，kg/MLSS/kgBOD5 b-污泥自身氧化率，d-1,一般取0.1 Wx=0.45500(407.5-16.3)10-3/（1+0.4520） =8.8kg/d 如由池底排除，二沉池排泥濃度為10g/L，則氧化溝產(chǎn)泥量為： （3）曝氣時間t t=V/Q=220.1500=0.44d=10.6h（4）污泥回流比RRX/（Xr-X）4000/（11000-4000）0.6式中： R污泥回流比 X曝氣池內(nèi)混合液懸浮固體濃度（MLSS），mg/L Xr二沉池底揮發(fā)固體濃度，mg/L（5）需氧量G 降解BOD5的需氧量：Q(Lo-Lr)/0.68 硝化需氧量：4.57(No-Ne)Q 排放剩余污泥所減少的BOD5量，因此部分BOD5不耗氧，在需氧量計算中應(yīng)予以扣除：-1.42Wx(VSS/SS) 排放剩余污泥所減少的NH3-N,此部分NH3-N不耗氧，也應(yīng)予以扣除：-0.56Wx(VSS/SS)，所以，總的需氧量G為： G=Q(Lo-Lr)/0.68+4.57(No-Ne) -1.42Wx(VSS/SS) -0.56Wx(VSS/SS) =500(407.55.3-16.3)/0.68+4.57(16.4-4.92 10-3-1.4243.20.8-0.5643.20.8=181.01kg/d=7.54kg/h 式中： Q-設(shè)計污水流量，m3/d LO、Lr-分別為進(jìn)水、出水的BOD5濃度，mg/L Wx-剩余污泥排放量，kg/d VSS/SS-污泥中揮發(fā)性固體百分?jǐn)?shù)，此值為0.8 No、Ne-分別為進(jìn)、出水氨氮濃度，mg/L 取T=30，查表得=0.8,=0.9,氧的飽和度=7.63 mg/L，=9.17 mg/L 采用表面機(jī)械曝氣時，20時脫氧清水的充氧量為： 查手冊，選用NSR200羅茨風(fēng)機(jī)，電機(jī)功率N=55kW,風(fēng)量40.17m3/h，風(fēng)壓49kpa。（6）污泥負(fù)荷率Ns(kgBOD5/kgMLSSd) Ns=Q(Lo-Lr)/VX =500(2323.3-12.9)(174.64000) =0.22kgBOD5/kgMLSSd（7）氧化溝的尺寸 氧化溝采用2廊道式卡魯塞爾氧化溝，取池深2.5m，寬4m，則氧化溝長度:。彎道處長度: 故氧化溝總池長=12+6=18m，總池寬=4m（未計池壁厚）即氧化溝實際尺寸為：LBH=18m4m(2.5+0.5)m3.6二沉池(半地埋式)3.6.1設(shè)計說明1二次沉淀池是整個活性污泥法系統(tǒng)中重要的組成部分。整個系統(tǒng)的處理效能與二沉池的設(shè)計和運行密切相關(guān)，在功能上要同時滿足澄清（固液分離）和污泥濃縮（提高回流污泥的含固率）兩方面的要求，它的工作效果將直接影響系統(tǒng)的出水水質(zhì)和回流污泥濃度。3.6.2設(shè)計計算43.6.2.1設(shè)計參數(shù)表面負(fù)荷q=1.5m3/(m2h)池數(shù)n=1污泥回流比R=0.6沉淀時間t取2.0h中心管流速v0取0.03m/s污水由中心管喇叭口與反射板之間的縫隙流出速度u1取0.02m/s3.6.2.2計算采用一座沉淀池，則池子的處理量為： Q=Qmax=500m3/d=0.0058m3/s中心管面積： A1=Qmax/v0=0.00580.03=0.20m2中心管直徑： d0=(4A1/)0.5=(40.203.14)0.5=0.51m喇叭口直徑為： d1=1.35d0=1.350.51=0.69m反射板直徑為： d2=1.3d1=1.30.69=0.90m中心管喇叭口至反射板之間的間隙高度： h3=Q/u1d1=0.0058(0.023.140.69)=0.14m沉淀池的有效水深，即中心管高度： h2=qt=1.52=3.0m 3h2=33.0=9.0m7.0m(符合要求)沉淀部分有效斷面面積： v=q/3600=1.5/3600=0.00042 A=Q/v=0.00580.00042=13.8m2則沉淀池直徑為： D=4(A+A1)/ 0.5=4(13.8+0.2)3.140.5=4.22m檢驗：D/h2=4.223.0=1.413（符合要求）采用D=5.0m中心管喇叭口至反射板之間的間隙高度：h3=Q/u1d1=0.0058(0.023.140.69)=0.14m校核集水槽出水堰負(fù)荷,則集水槽每米出水堰負(fù)荷為： Q/D=0.00583.145=0.40L/s2.9L/s污泥斗尺寸：取截頭圓錐下部直徑2r為0.4m，污泥斗傾角為55，則污泥斗高度h5為：h5=(2.5-0.2) tan55=3.29m污泥斗容積為： V1 =h5（R2Rrr2）/3=3.143.29(2.52+2.50.2+0.22)3=23.38m3沉淀池的總高度： H=h1+h2+h3+h4+h5超高h(yuǎn)1取0.3m，緩沖層高度h4取0.3m，則： H=0.3+3.0+0.14+0.3+3.29=7.03m3.7污泥回流設(shè)備的設(shè)計2活性污泥從二沉池回流至氧化溝時需設(shè)置污泥回流設(shè)備。在污泥回流系統(tǒng)中，常用的污泥提升設(shè)備主要是污泥泵、空氣提升泵和螺旋泵。在本設(shè)計中采用污泥泵。取回流比r=0.6Qr=Qmaxr=5000.6=300m3/dcxr=(1+r)cx/r=(1+0.6)30000.6=8000mg/L附屬設(shè)施選用二臺立式排污泵（一用一備），型號為50WL15-20-2.2，參數(shù)如下表：泵流量m3/h揚程m轉(zhuǎn)速r/min電機(jī)功率kW效率排出口徑mmWL15-20-2.2152029002.2512403.8消毒池(半地埋式)3.8.1設(shè)計說明水經(jīng)過以上構(gòu)筑物處理后，雖然水質(zhì)得到了改善，細(xì)菌數(shù)量也大幅減少，但是細(xì)菌的絕對值依然十分客觀，并有存在病原菌的可能，因此，污水在排放水體前，應(yīng)進(jìn)行消毒處理設(shè)計中采用平流式消毒接觸池，消毒接觸池設(shè)2組，每組3廊道。3.8.2設(shè)計參數(shù)水力停留時間t取0.5h有效水深取h1=2.5m3.8.2.1計算1消毒池容積為：V1=Qt=5000.5=250 m3消毒池的寬為3m式中：V1-消毒池容積，m3 Q-處理的水量，m3/h t-水力停留時間，h消毒池表面積:F=V/h=250/2.5=100 m2消毒池的長度L=100/3=33.3m 取34m校核長寬比：L/B=11.310，合乎要求。消毒池高度：H=h1+h2=2.5+0.5=3.0m進(jìn)水部分：每個消毒接觸池的進(jìn)水管管徑D=100mm，v=1.0m/s消毒池的實際尺寸：LBH=34m3m3m 3.9污泥濃縮池(半地埋式)3.9.1 設(shè)計說明2 污泥濃縮的主要目的是去除游離水，以減小污泥體積。本設(shè)計采用的是重力濃縮法。重力濃縮法是利用污泥自身的重力將污泥間隙的液體擠出，從而使污泥的含水率降低的方法。它主要用于濃縮初沉污泥及初沉污泥與剩余活性污泥或初沉污泥與腐殖污泥的混合液。其處理構(gòu)筑物為污泥濃縮池，本設(shè)計采用間歇式豎流式污泥濃縮池。濃縮來自二沉池的剩余污泥，濃縮前污泥含水率為99.2%，來自于氧化溝的污泥，濃縮前含水率為98.7%，來自于混合沉淀池污泥，濃縮前含水率為98%。重力濃縮法貯存污泥的能力高，操作要求不高，運行費用低，尤其是耗電少。但它會使有機(jī)污泥產(chǎn)生不良?xì)馕?。氣味的問題可以在濃縮前加石灰來解決。在濃縮池內(nèi)加適量石灰不影響后續(xù)處理。另外，也可將濃縮池加蓋使密閉的池內(nèi)形成負(fù)壓，并將抽出的污染氣體進(jìn)行處理。3.9.2設(shè)計計算10設(shè)計一座間歇式豎流式重力濃縮池。3.9.2.1 確定基本設(shè)計參數(shù)2中心管流速u0取0.1m/s污水在濃縮區(qū)的上升流速u取0.1mm/s污泥濃縮時間T取10h污泥固體濃度C取10kg/m3濃縮池污泥固體負(fù)荷M取80kg/（m2d）水從中心管與反射板之間流出的速度u1取0.1m/s3.9.2.2 計算11UASB產(chǎn)生污泥量： XRQC0E0.085006.00.8192kgVSS/d據(jù)VSS/SS0.8，X192/0.8240kgSS/d.二沉池產(chǎn)生污泥量：X=YQSr-KVXv=0.5500(6000-70)-0.1138.040000.81000=143.8kg/d式中：Y產(chǎn)率系數(shù)，取0.5 K活性污泥微生物自身氧化率，取0.1 V二沉池容積m3污泥設(shè)計流量： Q=VWx+XX=470.7m3/d污泥流量QS為： 式中：X剩余污泥濃度，g/L 濃縮池有效水深h2為： h2 = vt =0.0001103600=3.6 m 設(shè)進(jìn)水中心管流速v1為0.1m/s，則中心管面積f為： 中心管直徑d為： 喇叭口直徑d1=1.35d=1.350.06=0.126m 喇叭口高度h= 1.35d1=1.350.15=0.17m 濃縮后分離出來的污水流量q為： 濃縮池有效面積F為： 濃縮池的直徑D為： （取D=3.0m） 濃縮后的剩余污泥量Q為： 設(shè)污泥斗夾角=50,斗底直徑為0.6m，則斗高h(yuǎn)5為 池子總高H為： H=h1+h2+h3+h4+h5=0.3+3.6+0.5+0.3+1.43=6.2 m式中： h1超高，取0.3mh2有效水深h3中心管與反射板之間高度，取0.5mh4緩沖層高度，取0.3mh5濃縮池斗高，計算得1.43m污泥濃縮池 工藝尺寸: DH=3.0m6.2m結(jié)構(gòu)：半地下鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，上設(shè)蓋板，留檢修孔一個超高：0.5m主要設(shè)備：污泥螺桿泵；型號：G25-1；數(shù)量：2臺（一用一備）；功率：1.5kw。3.10板框壓濾機(jī)2濃縮后的污泥脫水設(shè)備采用板框壓濾機(jī)。該設(shè)備改造簡單、推動力大，適用于各種性質(zhì)的污泥，且形成的濾餅含水率低。板框壓濾機(jī)的面積： A=1000（1-p）Q/L式中： A壓濾機(jī)的過濾面積m2P污泥含水率，%Q污泥量，m3/hL壓濾機(jī)產(chǎn)率，kg/（m2h-1）取壓濾機(jī)產(chǎn)率L=3kg/（m2h-1），則：A=1000（10.99）2.453=8.2m2主要設(shè)備：板框壓濾機(jī)1臺，參數(shù)見下表：型號濾餅厚度（mm）過濾壓力（MPa）過濾面積(m2)BMS/520-30U301-0.5153.11 污泥的最終處置1污泥經(jīng)濃縮、穩(wěn)定及脫水后，在一定程度上得到了穩(wěn)定，但污泥作為污水處理過程中的副產(chǎn)物，還需考慮其最終去向，即最終處置。污泥處置的最佳選擇是污泥的綜合利用。污泥中含有許多有用物質(zhì)，可通過以下途徑加以利用： 建筑材料：污泥焚燒灰摻加粘土和硅砂制磚；或在剩余活性污泥中加進(jìn)木屑、玻璃纖維壓制板材；以無機(jī)物為主要成分的沉渣，可用來鋪路和填坑。農(nóng)肥：如果污泥中重金屬離子含量在容許范圍以內(nèi)，可直接用作農(nóng)肥。此外，污泥中的蛋白質(zhì)可作飼料或從中提取維生素B12、維生素A和維生素B等化學(xué)藥物。污泥處置：由于某些因素?zé)o法采用污泥利用或產(chǎn)品回收的方法，就必須考慮污泥的處置方法。填埋：污泥單獨填埋或與城市垃圾一起填埋是一種可以考慮的方法。但在填埋前應(yīng)經(jīng)過穩(wěn)定化處理。選擇填埋場地時應(yīng)注意該處的地質(zhì)、水文條件和土壤條件，不至使地下水受到污染，且應(yīng)與土地利用規(guī)劃相結(jié)合。焚燒：污泥焚燒不僅可以使有機(jī)固體量和污泥體積大幅減小，而且還可達(dá)到滅菌目的。海洋投棄：某些國家采用海洋投棄法，但目前其對環(huán)境的影響促使人們對此種方法越來越持否定態(tài)度。4.工作間設(shè)計（地上磚混結(jié)構(gòu)）本次設(shè)計工作間分為休息室、控制室、壓濾機(jī)室和水泵房。各部分的尺寸為休息室4m4m4m，控制室4m4m4m，壓濾機(jī)房7m4m4m，水泵房4m4m4m?？偝叽鐬?9m4m4m。5.處理站平面布置1 設(shè)計原則：總體上整齊美觀，功能分區(qū)明顯，交通暢達(dá)。平面布置原則：1、總平面設(shè)計充分結(jié)合地形、地貌、地址等條件，以減少土方量，利于排水，緊湊布置，盡量節(jié)約用地。2、平面設(shè)計必須滿足生產(chǎn)要求，根據(jù)主要生產(chǎn)裝置及相互輔助裝置之間的相互聯(lián)系進(jìn)行布局，以使水質(zhì)輸送距離最短。3、總平面設(shè)計應(yīng)符合防火、消防、衛(wèi)生等各項規(guī)范要求。4、總平面設(shè)計應(yīng)表現(xiàn)出功能明確，水流通暢。5、設(shè)置必要的超越管、溝，以便在發(fā)生事故或檢修時污水能超越一部分或全部構(gòu)筑物。6、道路、供電、給水、消防按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范執(zhí)行。詳見附圖。6.高程布置高程確定主要考慮保證自流構(gòu)筑物的水頭，并盡可能減少動力提升和土建時土方量。詳見附圖。7.投資估算7.1 土建部分投資12 表71 土建項目投資估算表名稱數(shù)量（個）工藝尺寸數(shù)量單位結(jié)構(gòu)單價（萬元）總價（萬元）格柵池13.51.21.04.2m3磚混0.0480.20調(diào)節(jié)池15.34.03.063.6m3鋼混0.053.018厭氧池17.04.03.556m3鋼混0.052.80沉淀池14.04.03.548.5m3鋼混0.052.43UASB池19.04.55.5222.75m3鋼混0.0511.14氧化溝118.04.03.0324m3鋼混0.0516.2二沉池15.07.03138.0m3鋼混0.056.9配藥池2322.530m3鋼混0.051.5貯藥池2542.5100m3鋼混0.055.0混凝沉淀池15.05.73112.45m3鋼混0.055.62污泥濃縮池13.06.343.8m3鋼混0.052.23壓濾機(jī)房17.04.04.0112m3磚混0.0485.38控制室14.04.04.064m3磚混0.0483.01休息間14.04.04.064m3磚混0.0483.01水泵房14.04.04.064m3磚混0.0483.01合計63.38表7-2設(shè)備項目投資估算表名稱型號功率(KW)數(shù)量材質(zhì)單價（萬元）總價（萬元）格柵1球磨鑄鋼0.230.23潛水排污泵50WQ27-15-2.22.24臺球磨鑄鋼0.62.4污泥泵80WL50-10-33.08臺球磨鑄鋼0.231.8