給水排水工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）石家莊第四制藥有限公司廢水處理工程

1、 給水排水工程專業(yè)給水排水工程專業(yè) 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 設(shè)計(jì)題目設(shè)計(jì)題目：石家莊第四制藥有限公司廢水處理工程 學(xué)學(xué) 生：生： 指導(dǎo)教師：指導(dǎo)教師： 完成日期：完成日期：2009 年 2 月-2009 年 6 月 目目 錄錄 目 錄 .2 第一章 概論 .5 1.4 總結(jié).12 第二章 工藝選擇 .14 2.1 設(shè)計(jì)材料 .14 2.2 設(shè)計(jì)要求.14 第三章 主體工藝設(shè)計(jì)計(jì)算 .18 3.1 格柵設(shè)計(jì) .18 3.2 集水井設(shè)計(jì).20 3.3 均質(zhì)沉淀池設(shè)計(jì).21 3.4 水解池設(shè)計(jì).23 3.5 uasb 反應(yīng)器設(shè)計(jì).25 3.6 兩段曝氣池設(shè)計(jì).31 3.7 氣浮池設(shè)計(jì).33 第

2、四章 污泥部分設(shè)計(jì)計(jì)算 .37 4.1 污泥量計(jì)算.37 4.2 集泥井設(shè)計(jì).38 4.3 污泥濃縮池.38 4.4 污泥脫水機(jī)械選型.40 第五章 污水廠平面及高程布置 .42 5.1 總平面布置原則.42 5.2 高程布置原則.42 5.3 構(gòu)筑物水頭損失.43 5.4 提升泵選擇.43 第六章 結(jié)論 .44 參考文獻(xiàn) .45 石家莊第四制藥有限公司廢水處理工程石家莊第四制藥有限公司廢水處理工程 （給水排水專業(yè)） 學(xué)生 xxx 指導(dǎo)教師 xxx 反應(yīng)器的工作原理、設(shè)計(jì)要求，并進(jìn)行了大量的設(shè)計(jì)計(jì)算，確定了其結(jié)構(gòu)尺寸和運(yùn)行 條件，為了使本設(shè)計(jì)更具實(shí)用性，還對(duì)主反應(yīng)器進(jìn)行了有關(guān)強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)方面的嘗

3、試。經(jīng)過 完整的摘摘 要要：簡(jiǎn)述了目前制藥行業(yè)的生產(chǎn)狀況、廢水來源及水質(zhì)特點(diǎn)，介紹了國(guó)內(nèi)制藥廢 水處理領(lǐng)域常用的工藝及發(fā)展現(xiàn)狀。針對(duì)本設(shè)計(jì)給出的螺旋霉素生產(chǎn)廢水水質(zhì)水量變化大， 懸浮物濃度高，含有難生物降解及有毒物質(zhì)的特點(diǎn)，提出了采用上流式厭氧污泥床反應(yīng)器 加接觸好氧進(jìn)行處理的組合工藝。分析了處理工藝中各主要工藝處理，出水水質(zhì)將會(huì)得到 明顯改善，并可達(dá)到污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。 主題詞主題詞：制藥廢水 螺旋霉素uasb abstract: this paper introduces the productive status, sources of wastewater and charac

4、teristics of wastewater in the pharmacy at present, summarises the common process and the progress in the field of pharmaceutical wastewater treatment. because the erythromycin wastewater characteristics and flow varies greatly, often has a high ss concentration, contains substances which is toxic a

5、nd difficult to biological degradation, this paper introduces a combination process of an upflow anaerobic sludge blanket and an internal circulation aerobic biological fluidized bed. the author analyses principles of the main reactor and design requirements, and confirms the reactor sizes of config

6、uration and work conditions through a lot of calculation. in order to make this paper practicable, we design intensity and configuration of the main reactors, too. through this process, we think the effluent would be purified and may achieve the first criterion. key words: pharmaceutical wastewater

7、uasb 第一章第一章 概論概論 隨著醫(yī)藥工業(yè)的發(fā)展，制藥廢水已經(jīng)成為嚴(yán)重的污染源之一。制藥工業(yè)廢水主要包 括四種：抗生素工業(yè)廢水；合成藥物生產(chǎn)廢水；中成藥生產(chǎn)廢水；各類制劑生產(chǎn)過程的 洗滌水和沖洗廢水。由于藥物品種繁多，在藥物生產(chǎn)過程中，需使用多種原料，生產(chǎn)工 藝又比較復(fù)雜，因而廢水組成也十分復(fù)雜，其處理難度也比較大。 我國(guó)抗生素的研究從 20 世紀(jì) 20 年代開始，而生產(chǎn)則于 50 年代初。近年來，逐漸采 用電腦控制發(fā)酵以及基因技術(shù)，來提高發(fā)酵效果。但是，目前在抗生素的篩選和生產(chǎn)， 菌種選育等方面仍存在許多難點(diǎn)，出現(xiàn)原料利用率低提煉純度低，廢水中殘留抗生素含 量高等諸多問題，造成嚴(yán)重的環(huán)境

8、污染和不必要的浪費(fèi)。 環(huán)境問題已經(jīng)成為世界性的難題之一，嚴(yán)重的環(huán)境問題已經(jīng)構(gòu)成了對(duì)人類生存的威 脅，人們已開始認(rèn)識(shí)到經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)是不可分割的整體，只有切實(shí)有效地保護(hù)環(huán) 境，才能確?？沙掷m(xù)發(fā)展。水是地球上唯一不可替代地自然資源，我國(guó)人均水資源占有 量?jī)H為世界平均水平的四分之一，水源不足、水體污染和水環(huán)境惡化已成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的 制約因素，保護(hù)水資源，防治水污染、改善水環(huán)境是實(shí)施可持續(xù)發(fā)展的必由之路。 本設(shè)計(jì)針對(duì)目前水污染中嚴(yán)重的污染源之一的抗生素廢水懸浮物高、毒性大，不易處理的特點(diǎn)， 先介紹了抗生素生產(chǎn)的一般工藝流程，產(chǎn)生抗生素廢水的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，以及抗生素廢水的水質(zhì)特征。熟 悉其特點(diǎn)是我們對(duì)其進(jìn)

9、行針對(duì)性處理的第一步。接著回顧和展望了國(guó)內(nèi)外處理抗生素廢水常用的工藝 流程，以及其該工藝的原理、優(yōu)缺點(diǎn)，最后針對(duì)本設(shè)計(jì)的原廢水具體特點(diǎn)和相關(guān)水質(zhì)參數(shù)，提出本設(shè) 計(jì)的工藝流程，并進(jìn)行相關(guān)工藝計(jì)算、主要設(shè)備強(qiáng)度計(jì)算，根據(jù)要求做出工藝流程圖、平面布置圖及 主要設(shè)備詳圖。 1.1 廢水水質(zhì)廢水水質(zhì) 1.1.11.1.1 抗生素廢水：抗生素廢水：主要包括發(fā)酵廢水、酸堿廢水、有機(jī)溶劑及洗滌廢水等。微生物發(fā)酵 法生產(chǎn)抗生素的一般工藝流程及排污點(diǎn)見圖 1-1。 種子罐發(fā)酵罐 發(fā)酵廢液預(yù)處理 沖洗廢水冷卻廢水 沖洗廢水廢菌絲體 （加酸堿、預(yù)處理） 分離提取抗生素（離子交換、 萃取、吸附、結(jié)晶、沉淀等） 精制提純

10、（脫色、 結(jié)晶、干燥等） 成品 廢水濃溶液（廢母液） 沖洗（罐）廢水 倒罐廢液 圖 1-1 抗生素發(fā)酵生產(chǎn)一般工藝流程及其排污點(diǎn)示意圖 發(fā)酵廢水：經(jīng)提取有用物質(zhì)后的發(fā)酵殘液，含有大量未被利用的有機(jī)組分及其分解 產(chǎn)物，為該類廢水的主要污染源。 洗滌廢水：來源于發(fā)酵罐的清洗、分離機(jī)的清洗及其它清洗工段和洗地面，水質(zhì)一 般與發(fā)酵廢水相似，但濃度低。 其它廢水：生物制藥廠大多有冷卻水排放。一般濃度不大，可直接排放，但最好回 用。 1.1.1.1 抗生素廢水的水質(zhì)特征1 （1）cod 濃度高（500080000mg/l） 。其中主要為發(fā)酵殘余基質(zhì)及營(yíng)養(yǎng)物、溶媒提 取過程得萃余液、經(jīng)溶媒回收后排出得蒸餾釜

11、殘液、離子交換過程排出得吸附廢液、水 中不溶性抗生素得發(fā)酵濾液以及染菌倒罐液等。 （2）廢水中 ss 濃度高（50025000mg/l）.其中主要為發(fā)酵的殘余培養(yǎng)基質(zhì)和發(fā)酵 產(chǎn)生的微生物絲菌體。 （3）存在難生物降解物質(zhì)和有抑菌作用的抗生素等毒性物質(zhì)。由于發(fā)酵中抗生素得 率較低，僅為 0.10.3，且分離提取率僅 6070，因此大部分廢水中殘留抗生素含 量均較高，而結(jié)晶母液中更高。會(huì)抑制好氧污泥活性，降低處理效果。 （4）硫酸鹽濃度高。一般認(rèn)為，好氧條件下硫酸鹽得存在對(duì)生物處理沒有影響，但 也有報(bào)到硫酸鹽達(dá) 1000mg/l 以上對(duì)好氧生物處理有抑制。 （5）水質(zhì)成分復(fù)雜。中間代謝產(chǎn)物、表面活

12、性劑（破乳劑、消沫劑等）和提取分離 中殘留的高濃度酸、堿、有機(jī)溶劑等化工原料含量高。該類成分易引起 ph 值波動(dòng)大、色 度高和氣味重等不利因素，影響厭氧反應(yīng)器中甲烷菌正常的活性。 （6）水量小但間歇排放，沖擊負(fù)荷較高，給生物處理帶來極大的困難。 1.1.21.1.2 化學(xué)合成制藥廢水化學(xué)合成制藥廢水 化學(xué)制藥主要是采用化學(xué)方法，使有機(jī)物質(zhì)或無機(jī)物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成所需的合 成制藥。這類生產(chǎn)廢水中含有種類繁多的有機(jī)物、金屬及廢酸廢堿等。生產(chǎn)過程本身大 量使用各種化學(xué)原料，但由于多步反應(yīng)，原料利用率低，導(dǎo)致廢水 cod 濃度高，含鹽量 大，大部分隨廢水排放，對(duì)環(huán)境造成相當(dāng)惡劣的影響。廢水中主要為有

13、機(jī)物，如脂肪、 醇、酯、苯、苯酚、甲苯、二甲苯、硝基苯、石油類及氨氮、硫化物和各種金屬離子等。 該類廢水的水質(zhì)、水量變化大，大多含有生物降解物和微生物生長(zhǎng)抑制劑。 1.1.31.1.3 中成藥生產(chǎn)廢水中成藥生產(chǎn)廢水 中成藥廢水對(duì)于不同產(chǎn)品的生產(chǎn)都有其特殊的產(chǎn)生工段，但大多都包含洗藥、提取 與制藥、洗瓶等工段。中成藥廢水主要含有各種天然有機(jī)污染物，其主要成分為糖類、 有機(jī)酸、蒽醌、木質(zhì)素、生物堿、單寧、鞣質(zhì)、蛋白質(zhì)、淀粉及它們的水解產(chǎn)物等。中 成藥廢水的水質(zhì)波動(dòng)很大，其 cod 最高含量可達(dá) 6000mg/l,bod 最高可達(dá) 2500mg/l。 1.1.41.1.4 生產(chǎn)過程中的洗滌水及沖洗水

14、生產(chǎn)過程中的洗滌水及沖洗水 主要包括生產(chǎn)過程中各工段的冷卻水、制劑沖洗水、凈化水等工藝泄漏廢水，同時(shí)還有相當(dāng)一部 分為衛(wèi)生清潔的地面沖洗廢水。一般污染程度不大，經(jīng)簡(jiǎn)單處理可達(dá)標(biāo)排放。 1.2 廢水處理方法概要廢水處理方法概要 隨著抗生素大規(guī)模的生產(chǎn)，人們就開始對(duì)抗生素生產(chǎn)廢水的處理進(jìn)行研究。從 20 世 紀(jì) 40 年代開始至今人們對(duì)抗生素生產(chǎn)廢水的處理研究不斷深入細(xì)致，處理技術(shù)也從以好 氧生物處理為主過渡為以厭氧生物處理技術(shù)為主。 制藥廢水水質(zhì)水量波動(dòng)較大，是處理難度較大的工業(yè)廢水之一。所采用的處理方法 應(yīng)根據(jù)具體情況進(jìn)行選擇。具體處理方法主要是生化工藝和物化工藝及其組合。 物化方法有：混凝法

15、、氣浮法、吸附法、焚燒法等。多用作預(yù)處理。 生化處理有：活性污泥法、sbr 法、uasb、兩相厭氧處理工藝、生物流化床、生物接 觸氧化法、生物活性炭、光催化法等。一般采用組合工藝。 制藥廢水的基本工藝流程工藝見圖 1-2。 廢水調(diào)節(jié)池預(yù)處理 投藥 厭氧反應(yīng)器 好氧沉淀 污泥 投藥 后處理出水達(dá)標(biāo)排放 生活污水 預(yù)處理污泥處理曝氣 回流水或稀釋水 圖 1-2 制藥廢水處理基本工藝流程 1.31.3 主要制藥廢水處理工藝主要制藥廢水處理工藝 1.3.11.3.1 焚燒法焚燒法 哈高科白天鵝藥業(yè)集團(tuán)有限公司，哈醫(yī)藥集團(tuán)制藥總廠聯(lián)合開發(fā)的用于處理高濃度 有機(jī)制藥廢水的焚燒法工藝2如下： 柴油貯槽燃燒機(jī)

16、 風(fēng)機(jī) 爐本體 壓縮空氣 g-g熱交換器 霧化器管路區(qū) 管路區(qū)貯槽廢液 排放氣體 圖 1-3 焚燒法工藝流程圖 高濃度有機(jī)廢水由中間槽經(jīng)管路通過廢液噴霧器送人爐本體內(nèi)，燃料油經(jīng)燃燒裝置 自動(dòng)點(diǎn)火，噴人焚燒廢液，焚化燃燒 3d，可將廢液內(nèi)有機(jī)物充分氧化，使其焚化效率與 去除率達(dá) 95以上，產(chǎn)生的廢氣達(dá)到無異味、無惡臭、無煙的完全燃燒的效果，經(jīng)噴淋 洗滌裝置去除 10m 以上的粉塵，將符合排放標(biāo)準(zhǔn)的廢氣排放至大氣。該焚燒處理系統(tǒng) 處理能力 600kg/h，廢水水質(zhì) cod 高達(dá) 330000mg/l。 使用廢液專用焚燒爐，可將高濃度有機(jī)廢液用焚燒的方法處理掉，不僅可以大大削 減廢水中高濃度有機(jī)污染

17、物的含量，而且對(duì)提高廠區(qū)及周邊地區(qū)環(huán)境污染的控制具有重 要意義。由于焚燒法具有高溫分解和深度氧化的特性，對(duì)有毒、有害廢物的處理是其它 方法無法取代的。用焚燒方法處理高濃度有機(jī)廢水具有投資少、占地面積少、見效快及 操作不受氣候影響的優(yōu)點(diǎn)。如果用廢溶媒及廢酒精做輔助燃料以廢燒廢，可以降低運(yùn)行 成本。其熱能還可以回收利用。 1.3.21.3.2 厭氧好氧兩級(jí)生化法處理制藥廢水厭氧好氧兩級(jí)生化法處理制藥廢水 1.3.2.1 工藝原理 由于該種類廢水的codcr濃度比較高，且好氧法處理高濃度有機(jī)廢水有其自身的缺陷， 因而僅用單一的好氧處理很難實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放，但是厭氧法卻對(duì)處理高濃度有機(jī)廢水有一 定優(yōu)勢(shì)。制

18、藥廢水中含有抗生素，對(duì)好氧菌種有毒性，能抑制好氧菌的活性。然而厭氧 菌卻能進(jìn)行好氧菌所不能進(jìn)行的解毒反應(yīng)，能將廢水中的抗生素有效地降解。從厭氧降 解三階段理論來分析，在降解過程中，主要發(fā)生抑制作用的是在產(chǎn)甲烷階段，酸化階段 細(xì)菌的適應(yīng)能力強(qiáng)，能耐很高的毒物濃度，能充分利用第一階段水解菌的產(chǎn)物，使抗生 素及其代謝中間產(chǎn)物得以降解，有利于最后階段產(chǎn)甲烷過程和后續(xù)處理。雖然厭氧法能 直接處理高濃度有機(jī)廢水，但是厭氧法出水的codcr，bod濃度仍很高，且?guī)в谐粑叮?能直接徘放，因而考慮增加好氧處理來克服厭氧處理的缺點(diǎn)。另外，利用厭氧法處理高 濃度有機(jī)廢水不僅最大限度的凈化水質(zhì)，同時(shí)還可回收生物能沼

19、氣3。厭氧多采用 uasb或兩相厭氧（abr-ubf）等,好氧多采用sbr法、生物接觸氧化法、cass以及流化床等 工藝。有的還在好氧工藝之后加上氣浮或混凝等物化工藝，進(jìn)一步提高出水水質(zhì)。具體 工藝各排污單位可能有所細(xì)微差別。 1.3.2.2 應(yīng)用實(shí)例 河南省平頂山市某制藥廠土霉素生產(chǎn)采用微生物發(fā)酵法，在生產(chǎn)過程中要產(chǎn)生一定 量的高濃度有機(jī)廢水外排入湛河，給當(dāng)?shù)氐乃h(huán)境造成一定影響。該廠廢水出水水質(zhì)及 排放標(biāo)準(zhǔn)如下： 表 1-1 平頂山某制藥廠原廢水出水水質(zhì)及排放標(biāo)準(zhǔn) 項(xiàng)目bod/mg/lcod/mg/lss/mg/lph 廢水水質(zhì)21004500550010005.06.0 排放標(biāo)準(zhǔn)60 1

20、50200 69 該廠污水處理工藝如下： 高濃度廢水 收 集 沉 淀 池 節(jié) 池 調(diào) uasb 罐 氣 池 預(yù) 曝 脫硫器沼氣柜 泥餅外運(yùn) 機(jī) 水 脫 濃 池 縮 污 泥 池 sbr 泥 池 集 離 水 分 液 清 上 于 泥 污 剩 稀釋水 剩余泥 排放 沼氣 圖 1-4 平頂山某制藥廠廢水處理流程 1.3.31.3.3 水解酸化好氧法水解酸化好氧法 1.3.3.1 水解酸化-好氧工藝原理 水解好氧工藝是我國(guó)獨(dú)立自主開發(fā)的污水處理工藝，為我國(guó)的水污染控制作出了 積極的貢獻(xiàn)。 水解酸化工藝是考慮到產(chǎn)甲烷菌與水解產(chǎn)酸菌生長(zhǎng)速率不同，在反應(yīng)器中利用水流 動(dòng)的淘洗作用造成甲烷菌在反應(yīng)器中難于繁殖，將

21、厭氧處理控制在反應(yīng)時(shí)間短的厭氧處 理第一階段即在大量水解細(xì)菌、產(chǎn)酸菌作用下將不溶性有機(jī)物水解為溶解性有機(jī)物，難 于生物降解的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為易于生物降解的小分子物質(zhì)。將厭氧水解處理作為各種生化處 理的預(yù)處理，由于不需曝氣從而大大降低了生產(chǎn)運(yùn)行成本，可提高污水的可生化性，降 低后續(xù)生物處理的負(fù)荷，大量削減后續(xù)好氧處理工藝的曝氣量，降低工程投資和運(yùn)行費(fèi) 用，因而廣泛的應(yīng)用于難生物降解的化工、造紙、制藥等高濃度有機(jī)工業(yè)廢水處理中。 作為好氧處理的預(yù)處理。 好氧處理一般可以采用傳統(tǒng)活性污泥法、接觸氧化法、周期循環(huán)延時(shí)曝氣活性污泥 系統(tǒng)（iceas）、氧化塘及土地處理等工藝。進(jìn)一步改善水質(zhì)，使達(dá)標(biāo)排放。 1.

22、3.3.2 應(yīng)用實(shí)例 黑龍江省某制藥廠的主要生產(chǎn)車間是制劑車間和提取車間。廠區(qū)廢水主要由生產(chǎn)廢 水和生活污水組成。污水主要來源于職工食堂和浴池。廢水中主要污染物有中藥渣、草 根纖維、樹皮纖維及洗滌用堿等。廢水的bodcod約為0.35，可生化性一般。該廠采用 水解酸化生物接觸氧化法處理4。生物接觸氧化法是一種介于活性污泥法與生物膜法 之間的工藝。接觸氧化池內(nèi)設(shè)有填料，部分微生物以生物膜的形式固著生長(zhǎng)于填料表面， 部分則是絮狀懸浮生長(zhǎng)于水中，因此它兼有活性污泥法與生物膜法二者的特點(diǎn)。 該廠工藝流程如下圖： 原水調(diào)節(jié)池水解酸化池初沉池 生物接觸氧化法二沉池達(dá)標(biāo)水排放 圖圖1-51-5 黑龍江某制藥

23、廠工藝流程黑龍江某制藥廠工藝流程 生物接觸氧化法是一種介于活性污泥法與生物膜法之間的工藝。接觸氧化池內(nèi)設(shè)有 填料，部分微生物以生物膜的形式固著生長(zhǎng)于填料表面，部分則是絮狀懸浮生長(zhǎng)于水中， 因此它兼有活性污泥法與生物膜法二者的特點(diǎn)。 該廠廢水水質(zhì)及排放標(biāo)準(zhǔn)如下： 項(xiàng)目 bod/mg/lcod/mg/lss/mg/lph 廢水水質(zhì)35045010001200 4007.72 排放要求 60150100 69 多次采樣監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，該廠二沉池出水codcr濃度基本在85mg/l。達(dá)到國(guó)家污水 綜合排放標(biāo)準(zhǔn)(gb89781996)一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。 上述幾種工藝是制藥廢水中廣泛應(yīng)用的比較成熟的技術(shù)。下面簡(jiǎn)單介

24、紹幾種研究中 的工藝。 1.3.41.3.4 光催化降解制藥廢水光催化降解制藥廢水5 有人設(shè)計(jì)了一種流化床光催化反應(yīng)器與過濾預(yù)處理相組合的中試系統(tǒng)，制備了一種 以30一40目耐火磚顆粒為載體的負(fù)載型tio2光催化劑，以高壓汞燈為光源，分別在不同工 藝條件下對(duì)三類典型難降解有機(jī)工業(yè)廢水(實(shí)際印染廢水、制藥廢水以及配制的農(nóng)藥廢水)的 光催化降解效果進(jìn)行了考察。結(jié)果表明，該系統(tǒng)對(duì)這三類廢水均有較好的處理效果。 1.3.51.3.5 超聲波超聲波處理硝基苯類制藥廢水處理硝基苯類制藥廢水6 用不同頻率和強(qiáng)度的超聲波以多種方式對(duì)模擬和實(shí)際硝基苯廢水進(jìn)行處理。結(jié)果表 明： (1)功率在100 w，時(shí)間為60

25、 s條件下，其硝基苯降解率可達(dá)809； (2)加入適量的h2o2及少量的fe2+，不僅可使cod去除率及硝基苯降解率分別提高到 87和92，而且反應(yīng)時(shí)間大大縮短，超聲波強(qiáng)度也可減半。 實(shí)驗(yàn)證明光催化降解為此類廢水的工程處理提供了高效、經(jīng)濟(jì)的方法。 1.4 總結(jié)總結(jié) 針對(duì)不同制藥廢水的水質(zhì)特點(diǎn)，廠家的要求及排放標(biāo)準(zhǔn)的不同，可以選用不同的處 理工藝。針對(duì)較難處理的抗生素廢水、化學(xué)合成制藥廢水一般采用組合工藝如：厭氧 好氧兩級(jí)生化法， （微電解）水解酸化好氧法。這都是比較成熟穩(wěn)定高效的工藝，應(yīng)用 廣泛。對(duì)于易降解中低濃度制藥廢水可采用單級(jí)生化法如uasb、sbr等。當(dāng)然一些新工藝 也需要大膽嘗試。

26、第二章第二章 工藝選擇工藝選擇 2.1 設(shè)計(jì)材料設(shè)計(jì)材料 成立于 1985 年的石家莊第四制藥有限公司，是美國(guó)強(qiáng)生公司在華最大的子公司， 也是中國(guó)較大的合資制藥企業(yè)。生產(chǎn)基地位于石家莊市，主要生產(chǎn)螺旋霉素和硫酸奈 替米星等抗生素藥物。 排出的廢水一直未能得到徹底治理，是該區(qū)域的主要污染源之一。當(dāng)?shù)卣?、環(huán) 保部門及公司領(lǐng)導(dǎo)對(duì)污染治理十分重視，現(xiàn)委托河北工程大學(xué)進(jìn)行方案及施工圖設(shè)計(jì)。 2.22.2 設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)要求 該廠紅霉素生產(chǎn)廢水水質(zhì)變化幅度大，沖擊力強(qiáng)，硫酸根、金屬離子、懸浮物含量 均較高，為處理難度較大的制藥廢水，設(shè)計(jì)時(shí)按三種廢水混合后處理。綜合廢水基本參 數(shù)為：codcr=550079

27、00mg/l、ss=35004500mg/l、ph=67.5，設(shè)計(jì)水量為 1000m3/d。 要求出水達(dá)到污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn) （gb89781996）一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。 設(shè)計(jì)依據(jù) 中華人民共和國(guó)污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（gb89781996） ； 石家莊第四制藥有限公司提供的水質(zhì)、水量 水質(zhì)、水量及處理標(biāo)準(zhǔn) 水量：廢水排放量 ： 生產(chǎn)螺旋霉素廢水 q1 = 1800 m3/d 生產(chǎn)硫酸奈替米星和洗浴、生活污水：q2 = 2700 m3/d 原水水質(zhì)： 螺旋霉素廢水：codcr15000mg/l ss=120 mg/l bod56000 mg/l ph=7.58.5 水溫=3033 硫酸奈替米星和洗浴、生活污

28、水：codcr800mg/l ss=320 mg/l bod5500 mg/l ph=7.58.5 水溫=1823 處理后水質(zhì) 執(zhí)行中華人民共和國(guó)污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（gb897896）一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)： codcr100mg/l ss70mg/l bod520 mg/l ph=69 氣溫：最冷月平均氣溫4 最熱月平均氣溫 35 歷年極端最高氣溫 42.6 歷年極端最低氣溫-12.3 風(fēng)速：平均風(fēng)速 2.2m/s 月平均最大風(fēng)速 8m/s 月平均最小風(fēng)速 1.2m/s 主導(dǎo)風(fēng)向及風(fēng)頻率： 夏季南風(fēng) 15% 冬季東北風(fēng) 15% 降雨：年平均降雨量 1587mm 雪量：最大積雪深度 40mm 地質(zhì)：地面以下為

29、粘土和亞粘土 處理場(chǎng)地與進(jìn)出水位置 排水管道， 標(biāo)高-1.00米 地面標(biāo)高0.00 水處理站場(chǎng)地 2.32.3 處理方案選擇處理方案選擇 取設(shè)計(jì)參數(shù)如下： 表表 2-22-2 工藝設(shè)計(jì)參數(shù)工藝設(shè)計(jì)參數(shù) 項(xiàng)目 cod(mg/l)ss(mg/l) 流量 q(m3/d) 設(shè)計(jì)水質(zhì) 670040001000 達(dá)標(biāo)水質(zhì) 100701000 2.3.12.3.1 工藝選擇分析工藝選擇分析 該廢水屬于高有機(jī)物，高懸浮物，毒性大廢水，而水量不大。主體工藝擬采用 uasb 反應(yīng)器，但是其對(duì)進(jìn)水懸浮物含量要求較嚴(yán)格，這是其與其他厭氧處理工藝的明顯不同 之處，一般以不大于 1000mg/l 為宜，否則不利于顆粒污泥

30、與進(jìn)水中有機(jī)污染物的充分接 觸而影響產(chǎn)氣量，另一方面容易造成反應(yīng)器的堵塞問題。此外，進(jìn)水中 ss 的種類對(duì)顆粒 污泥的形成也有較大的影響。故在 uasb 前降低 ss 含量是必要的，因此在 uasb 工藝前設(shè) 置均質(zhì)沉淀池，一方面利用固液分離去除廢水中的雜質(zhì)及懸浮物，同時(shí)還可以降低廢水 中有機(jī)物含量，使進(jìn)水達(dá)到 uasb 進(jìn)水要求；另一方面，由于該紅霉素生產(chǎn)廢水水質(zhì)變化 幅度大，沖擊負(fù)荷強(qiáng)，不利于廢水處理設(shè)施的正常運(yùn)行，因此利用均質(zhì)沉淀池池沿的沿 程進(jìn)水，使同時(shí)進(jìn)池的廢水轉(zhuǎn)變?yōu)榍昂蟪鏊_(dá)到與不同時(shí)序的廢水混合的目的。 由于廢水中含有硫酸根、金屬離子及殘存的抗生素，這對(duì)微生物尤其是 uasb

31、中產(chǎn)甲 烷菌來說具有相當(dāng)大的毒害作用，甚至可以引起生物處理工藝的失效。因此 uasb 前設(shè)置 一個(gè)水解池，利用產(chǎn)酸菌的不敏感性，改變毒物的結(jié)構(gòu)或?qū)⑵浞纸猓苟拘詼p弱甚至消 失，同時(shí)大量產(chǎn)酸菌在水解作用下，還可以大大降低懸浮固體濃度。經(jīng)過水解池預(yù)處理 的酸化液進(jìn)入產(chǎn)甲烷器（uasb）就能進(jìn)行正常的產(chǎn)甲烷反應(yīng)，并能得到快速、高效的處 理。 但是 uasb 出水的 codcr，bod 濃度仍很高，且?guī)в谐粑叮荒苤苯优欠?，因而考慮 增加好氧處理來克服厭氧處理的缺點(diǎn)。三相好氧流化床作為一種新型高效的好氧工藝， 近三十年來其應(yīng)用范圍和規(guī)模都日益擴(kuò)展，尤其是其可以達(dá)到很高的污泥負(fù)荷，使其進(jìn) 水有機(jī)物濃度可

32、以較高，且其反應(yīng)器高徑比較大，節(jié)約占地。對(duì)于用地緊張的企業(yè)很適 合。經(jīng)三相流化床處理后，廢水再經(jīng)二沉池就基本可以達(dá)到處理目標(biāo)。 2.42.4 工藝流程工藝流程 進(jìn)水 格柵 集水井 均質(zhì)沉淀池 水解池 uasb 反應(yīng)器 接觸氧化池 氣浮池 出水 污泥濃縮池 污泥脫水 污泥外運(yùn) 圖 2-2 本工藝流程圖 第三章第三章 主體工藝設(shè)計(jì)計(jì)算主體工藝設(shè)計(jì)計(jì)算 3.13.1 格柵設(shè)計(jì)格柵設(shè)計(jì) 格柵一般安置在廢水處理流程的前端，用以去除廢水中較大的懸浮物、漂浮物、纖 維物質(zhì)和固體顆粒物質(zhì)，從而保證后續(xù)處理構(gòu)筑物的正常運(yùn)行，減輕后續(xù)處理構(gòu)筑物的 處理負(fù)荷。 由于本設(shè)計(jì)中廢水懸浮物很大，但水量相對(duì)較小，故采用細(xì)格

33、柵，用人工清除格渣。 3.1.13.1.1 設(shè)計(jì)說明設(shè)計(jì)說明 （1）水泵前格柵條間隙，應(yīng)根據(jù)水泵要求確定； （2）格渣量與地區(qū)的特點(diǎn)、格柵的間隙大小、污水流量以及下水道系統(tǒng)的類型等因素有 關(guān)。格渣的含水率一般為 80，容重為 960kg/； 3 m （3）格柵的過柵流速一般采用 0.61.0m/s； （4）柵前渠道內(nèi)水流速度一般采用 0.40.9m/s； （5）格柵傾角一般采用 4575。人工清除格柵傾角小時(shí)，較省力，但占地面積大； （6）通過格柵的水頭損失一般采用 0.080.15m； （7）格柵間必須設(shè)置工作臺(tái)，臺(tái)面應(yīng)高出柵前最高設(shè)計(jì)水位 0.5m。工作臺(tái)上應(yīng)有安全和 沖洗設(shè)施； （8）格

34、柵間工作臺(tái)兩側(cè)過道寬度不應(yīng)小于 0.7m。工作臺(tái)正面過道寬度，當(dāng)采用人工清除 格渣時(shí)，不應(yīng)小于 1.2m； （9）設(shè)置格柵裝置的構(gòu)筑物，必須考慮有良好的通風(fēng)設(shè)施。 圖 3-1 格柵計(jì)算圖7（單位：cm） 3.1.23.1.2 參數(shù)選取參數(shù)選取 由于本設(shè)計(jì)水量小，為了格柵的加工、安裝方便，將格柵進(jìn)行了一定程度的放大。格 柵間隙 b=0.01m,格柵傾角，柵前水深 h=0.4m,進(jìn)水渠道寬：，過柵流速60 1 0.2bm 0.15m/s. 3.1.33.1.3 設(shè)計(jì)計(jì)算設(shè)計(jì)計(jì)算 (1)柵條間隙數(shù) sin 18 q n bhv (2)設(shè)計(jì)采用10 圓鋼為柵條，即 s=0.01m，則柵槽寬度為 2 (

35、1) 0.01(18 1)0.01 18 0.35 bs nbn m (3)過水渠道漸寬部分長(zhǎng)度，展開角取=20 1 21 1 1 0.350.2 0.21 2220 bb lm tgtg (4)漸窄部分長(zhǎng)度： 21/2 0.11llm (5)過柵水頭損失 2 4/3 1 2 4/3 ( )sin 2 0.010.15 3 1.79()sin600.0053 0.012 9.81 sv hk bg m (6)柵前渠道超高取=0.3m 2 h 則柵前槽高為 h+=0.7m 2 h 柵槽總高度為：h=h+=0.705m 1 h 2 h (7)柵槽總長(zhǎng)度 l= 1 12 0.5 1.02.23 60

36、 h llm tg 3.23.2 集水井設(shè)計(jì)集水井設(shè)計(jì) 3.2.13.2.1 設(shè)計(jì)說明設(shè)計(jì)說明 集水井是匯集準(zhǔn)備輸送到調(diào)節(jié)池或其他處理構(gòu)筑物去的污水或污泥的一種小型貯水 池。由于工業(yè)廢水排放的不連續(xù)性，為了避免處理的難度，所以在格柵和均質(zhì)沉淀池之 間設(shè)置一個(gè)集水井。 3.2.23.2.2 設(shè)計(jì)計(jì)算設(shè)計(jì)計(jì)算 取水力停留時(shí)間 hrt=3h,集水井有效深度 h=4.5m,水面超高 0.5m。 （1）集水井有效容積 v=q/t=4500/243=62.5 （2）集水井水面面積 a=v/h=62.5/5=12.5 平方米 半徑為 2m 3.33.3 均質(zhì)沉淀池設(shè)計(jì)均質(zhì)沉淀池設(shè)計(jì) 3.3.13.3.1 設(shè)

37、計(jì)說明設(shè)計(jì)說明 無論是工業(yè)廢水，還是城市污水或生活污水，水質(zhì)水量在 24 小時(shí)之內(nèi)都有波動(dòng)。一 般來說，工業(yè)廢水的波動(dòng)大，中小型工廠的波動(dòng)就更大，甚至一日之內(nèi)或 班產(chǎn)之間都有 很大的變化。這種變化對(duì)污水處理設(shè)備，特別是生物處理設(shè)備正常發(fā)揮其凈化功能是不 利的，甚至還可能是遭到破壞。同樣對(duì)于物化處理設(shè)備，水量和水質(zhì)的波動(dòng)越大，過程 參數(shù)難以控制，處理效果不穩(wěn)定；反之，波動(dòng)越小，效果就越穩(wěn)定。在這種情況下，在 廢水處理系統(tǒng)之前，設(shè)置均化調(diào)節(jié)池，用以進(jìn)行水量的調(diào)節(jié)和水質(zhì)的均化，以保證后續(xù) 處理的正常。 由于本設(shè)計(jì)中制藥廢水中懸浮物（ss）濃度很高，此均質(zhì)池也兼具沉淀池的功能。 該池設(shè)計(jì)有沉淀池的污泥

38、斗，有足夠的水力停留時(shí)間保證后續(xù)處理構(gòu)筑物能夠連續(xù)進(jìn)行。 其均質(zhì)作用主要靠池側(cè)的沿程進(jìn)水，使同時(shí)進(jìn)入池的廢水變?yōu)榍昂蟪鏊?，以達(dá)到與不同 時(shí)序的廢水相混合的目的。由于其均質(zhì)及沉淀雙重功能，故名均質(zhì)沉淀池。 3.3.23.3.2 參數(shù)選取參數(shù)選取 水力停留時(shí)間 t=4h，設(shè)計(jì)流量 q=4500m/d=187.5 m/h=0.0521 m/s 表 3-2 均質(zhì)沉淀池設(shè)計(jì)參數(shù) codbodss 進(jìn)水水質(zhì) mg/l 60502700240 去除率% 253020 出水水質(zhì) mg/l 4537.51890192 3.3.33.3.3 設(shè)計(jì)計(jì)算設(shè)計(jì)計(jì)算 （1）池子尺寸 均質(zhì)沉淀池有效容積 v=qt=187.

39、54=750 取池有效水深 h=5m 則池表面積 f=v/h=750/5=150 2 m 取池長(zhǎng) l=22m，池寬 b=7m，超高=0.5m 1 h 則池子尺寸為：15103.5() 2 m （2）理論每日污泥量 w=4500(240-192)/10001000(1-0.97)=72 m/d （3）污泥斗尺寸 沿池長(zhǎng)方向設(shè)三個(gè)污泥斗，泥斗上口尺寸為 77，下口尺寸為 0.40.4， 2 m 2 m 污泥斗傾角取 55。 則污泥斗高度為 h2=(7-0.4)tg55/2=2.1m 均質(zhì)沉淀池總高：h=5+0.5+2.1=7.6m 每個(gè)污泥斗容積： =2.1/3 (77+0.40.4+2.8) =

40、36.4 3 m 污泥斗總?cè)莘e=36.43=109.2 ，符合設(shè)計(jì)要求。 3 m 均質(zhì)沉淀池計(jì)算圖（單位：cm） 3.43.4 水解池設(shè)計(jì)水解池設(shè)計(jì) 3.4.13.4.1 設(shè)計(jì)說明設(shè)計(jì)說明 本設(shè)計(jì)中該廠紅霉素生產(chǎn)廢水水質(zhì)變化幅度大，沖擊力強(qiáng)，硫酸根、金屬離子、懸 浮物含量均較高，并且抗生素對(duì)微生物具有一定的毒性，為處理難度較大的制藥廢水。 由于后續(xù) uasb 工藝中產(chǎn)甲烷菌對(duì)毒性物質(zhì)較敏感，且懸浮物濃度也不宜太大，為了能 充分發(fā)揮 uasb 工藝的處理能力，達(dá)到良好的處理效果，在 uasb 前設(shè)置水解池，作為 預(yù)處理，利用水解菌、產(chǎn)酸菌充分去除或改變有毒或抑制性化合物的結(jié)構(gòu)，同時(shí)有效的 去除懸

41、浮性 cod，使出水主要為溶解性小分子 cod，利于后續(xù)處理。 從工程上講，厭氧發(fā)酵產(chǎn)生沼氣的過程可分為水解階段、酸化階段和甲烷化階段等 三個(gè)階段。水解池是把反應(yīng)過程控制在第二格階段之前完成，不進(jìn)入第三個(gè)階段。它實(shí) 際上完成水解和酸化兩個(gè)過程（酸化也可能不十分徹底） ，但為了簡(jiǎn)化，簡(jiǎn)稱為水解。 水解池具有以下優(yōu)點(diǎn)： （1）不需要密閉的池子，不需要攪拌器，不需要水、氣、固三相分離器，降低了造價(jià)和 便于維護(hù)。 （2）水解、產(chǎn)酸階段的產(chǎn)物主要是小分子的有機(jī)物，可生化性一般較好，故水解可改變 原污水的可生化性，從而減少反應(yīng)時(shí)間和處理的能耗。 （3）由于反應(yīng)控制在第二階段完成前，出水無厭氧發(fā)酵的不良?xì)馕?/p>

42、，改善了處理廠環(huán)境。 （4）由于第一、第二階段反應(yīng)迅速，故水解池體積小，與初沉池相當(dāng)，節(jié)省基建投資， （5）由于水解池對(duì)固體有機(jī)物的降解，減少了污泥量，具有消化池功能。 3.4.23.4.2 設(shè)計(jì)計(jì)算設(shè)計(jì)計(jì)算 表 3-3 水解池設(shè)計(jì)參數(shù) codbodss 進(jìn)水水質(zhì) mg/l 45001890192 去除率% 303540 出水水質(zhì) mg/l 31501228115 （1）取表面負(fù)荷 q=0.8，水力停留時(shí)間 t=6h 32 /mmh 則池表面積 a=q/q=187.5/0.8=233 2 m 將水解池設(shè)計(jì)成方行，邊長(zhǎng)為 10m，則實(shí)際水解池表面積為=100 a 2 m 有效水深 h=qt=0.

43、86=4.8m 則水解池的有效容積 v=h=1004.8=480 a 3 m 超高取 0.5m，則水解池的尺寸為 10104.8 3 m 實(shí)際表面負(fù)荷 q=480/100=4.8 停留時(shí)間 =v/q=5.8h t （2）進(jìn)水裝置位于池底部，采用豎管布水或者穿孔管布水。每個(gè)布水孔口的服務(wù)面積 0.5-2，每個(gè)孔口的流向不同，流速采用 0.4-1.5m/s，并盡量避免孔口的堵塞和短流。 2 m 出水堰間距 2-3m，出水堰設(shè)置擋渣板，排泥裝置位于池中部。 3.53.5 uasbuasb 反應(yīng)器設(shè)計(jì)反應(yīng)器設(shè)計(jì) 3.5.13.5.1 設(shè)計(jì)說明設(shè)計(jì)說明 uasb（上流式厭氧污泥床）反應(yīng)器是 lettin

44、ga 等人于 19721978 年間開發(fā)研制的 一項(xiàng)有機(jī)廢水厭氧生物處理技術(shù)，這種反應(yīng)器于 20 實(shí)際 80 年代開始在高濃度有機(jī)工業(yè) 廢水的處理中得到日趨廣泛的應(yīng)用。 uasb 反應(yīng)器的基本構(gòu)造主要包括：污泥床、懸浮污泥層、布水器、三相分離器。 污泥床位于整個(gè) uasb 反應(yīng)器的底部，污泥床內(nèi)具有很高的污泥生物量，其污泥濃度 一般為 4080mlssg/l，污泥床中的污泥由活性生物量占 7080以上的高度發(fā)展的 顆粒污泥組成，正常運(yùn)行的 uasb 中的顆粒污泥的粒徑一般在 0.55mm 之間，具有優(yōu)良 的沉降性能，其沉降速度一般為 1.21.4cm/s，其典型的污泥容積指數(shù)(svi)為 10

45、20ml/g。污泥床容積一般占 uasb 反應(yīng)區(qū)容積的 30左右，但它對(duì) uasb 反應(yīng)器的整 體處理效率起著極為重要的作用，它對(duì)反應(yīng)器中有機(jī)物的降解量一般可占到整個(gè)反應(yīng)器 全部降解量的 7090。 懸浮污泥層位于污泥床上部，它占據(jù) uasb 反應(yīng)區(qū)容積的 70左右，其中的污泥濃度 要低于污泥床，通常為 1030mlssg/l，由高度絮凝的污泥組成，一般為非顆粒污泥，其 沉速明顯小于顆粒污泥的沉速。這一層污泥擔(dān)負(fù)著整個(gè) uasb 反應(yīng)器有機(jī)物降解量的 1030。 布水器主要功能是將進(jìn)入反應(yīng)器的原廢水均勻的分配到反應(yīng)器整個(gè)橫斷面并均勻上 升，起到攪拌作用，這是反應(yīng)器高效運(yùn)行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。 三相分離

46、器由沉淀區(qū)、回流縫和氣封組成，其功能是將氣體、污泥在沉淀區(qū)進(jìn)行分 離，污泥經(jīng)回流縫回流到反應(yīng)區(qū)，沉淀澄清后的處理水均勻的加以收集排出系統(tǒng)。具有 三相分離器是 uasb 反應(yīng)器處理工藝的主要特點(diǎn)之一，它相當(dāng)于傳統(tǒng)廢水處理工藝中的二 沉池，并同時(shí)具有污泥回流的功能。因而三相分離器的合理設(shè)計(jì)是保證其正常運(yùn)行的一 個(gè)重要因素。 3.5.23.5.2 uasbuasb 工作原理工作原理 uasb 反應(yīng)器在運(yùn)行工程中，廢水通過進(jìn)水配水系統(tǒng)以一定的流速自反應(yīng)器底部進(jìn)入， 水流依次流經(jīng)污泥床、懸浮污泥層至三相分離器。uasb 反應(yīng)器中的水流呈推流形式，進(jìn) 水與污泥床及懸浮污泥層中的微生物充分混合接觸并進(jìn)行厭氧

47、分解，厭氧分解過程中產(chǎn) 生的沼氣在上升過程中將污泥顆粒托起，由于大量氣泡的產(chǎn)生，引起污泥床的膨脹。在 反應(yīng)器上部由于氣泡的破裂，絕大部分污泥顆粒又回到污泥床區(qū)。隨著反應(yīng)器產(chǎn)氣量的 不斷增加，由氣泡產(chǎn)生的攪拌作用變得日趨劇烈，氣體變從污泥床內(nèi)突發(fā)的逸出，引起 污泥床表面呈沸騰和流化狀態(tài)。反應(yīng)器中沉淀性能較差的絮狀污泥則在氣體的攪拌作用 下，在反應(yīng)器上部形成懸浮污泥層；沉淀性能良好的顆粒污泥則處于反應(yīng)器下部形成高 濃度的污泥床。隨著水流的上升流動(dòng)，氣、水、泥三相混合液上升至三相分離器中，氣 體遇到擋板后折向集氣室而被有效的分離排出；污泥和水進(jìn)入上部的沉淀區(qū)，在重力作 用下泥和水發(fā)生分離。由于三相分

48、離器的作用，使得反應(yīng)器混合液中的污泥有一個(gè)良好 的沉淀、分離和再絮凝的環(huán)境，有利于提高污泥的沉降性能。在一定的水力負(fù)荷下，絕 大部分污泥能在反應(yīng)器中保持很長(zhǎng)的停留時(shí)間，使反應(yīng)器中具有足夠的污泥量1。 3.5.33.5.3 參數(shù)選取參數(shù)選取 容積負(fù)荷(nv)取 6kgcod/d，污泥產(chǎn)率取 0.1kgmlss/kgcod,產(chǎn)氣率 3 m 0.5。 3 /mkgcod 表 3-4 uasb 設(shè)計(jì)處理效果 codbodss 進(jìn)水水質(zhì) mg/l 3150122896 去除率% 859050 出水水質(zhì) mg/l 432122.848 設(shè)計(jì)水量 q=4500 =187 =0.052。 3 /md 3 /m

49、h 3 /ms 3.5.43.5.4 池體設(shè)計(jì)計(jì)算池體設(shè)計(jì)計(jì)算 反應(yīng)器有效容積 = 45003.15 / 6 = 2013 3 m 將 uasb 設(shè)計(jì)成方形，取邊長(zhǎng)為 10m，分為 4 格（座） ，每座容積 500，實(shí)際表面積為 3 m =100， a 2 m 實(shí)際表面水力負(fù)荷 0.83 則反應(yīng)器有效高度 h=9.4m /va 有效 3.5.53.5.5 三相分離器設(shè)計(jì)三相分離器設(shè)計(jì) 3.5.5.1 設(shè)計(jì)說明 三相分離器的主要功能是進(jìn)行固體（反應(yīng)器中的污泥） 、氣體（反應(yīng)過程產(chǎn)生的沼氣） 和液體（被處理的廢水）等三相加以分離，將沼氣引入集氣室，將固體顆粒導(dǎo)入反應(yīng)區(qū)， 將處理后的廢水引入排水渠。

50、 三相分離器中，氣液分離功能主要由合理配置的傾斜導(dǎo)流板和有斜面的倒流塊完成； 固液分離功能則主要由斜板以上的沉淀室完成。三相分離器的設(shè)計(jì)包括沉淀區(qū),回流縫, 氣液分離器的設(shè)計(jì)。 由于沉淀區(qū)的厭氧污泥及有機(jī)物可以發(fā)生一定的生化反應(yīng),產(chǎn)生少量氣體,這對(duì)固液 分離不利,故設(shè)計(jì)三相分離器時(shí)應(yīng)滿足以下要求： 沉淀區(qū)水力負(fù)荷小于 1.0m/h； 沉淀區(qū)斜壁角度應(yīng)該在 4560之間,使污泥不致積聚,盡快落入反應(yīng)區(qū)內(nèi)； 沉淀區(qū)總水深應(yīng)大于等于 1.5 米； 沉淀區(qū)水力停留時(shí)間介于 1.52h； 進(jìn)入沉淀區(qū)前，沉淀槽底縫隙的流速2m/l； 在集氣室內(nèi)應(yīng)保持氣液界面，以釋放和收集氣體，阻止浮渣層的形成； 導(dǎo)流體（

51、板）與縫隙自己的遮蓋部分應(yīng)該在 100200mm，以避免上升的氣體進(jìn)入沉淀區(qū)； 在出水堰之間應(yīng)該設(shè)置浮渣擋板； 出氣管的直管應(yīng)該足夠大，以保證從集氣室引出沼氣，特別是有泡沫的情況 3.5.5.2 設(shè)計(jì)計(jì)算 設(shè)計(jì)三相分離器與短邊平行，沿長(zhǎng)邊每池布置 4 個(gè)，構(gòu)成 4 個(gè)分離單元。其結(jié)構(gòu)見 圖 3-3。 下三角集氣罩之間的污泥回流縫中混合液的上升流速可用下式計(jì)算： 1 v 其中：-下三角形集氣罩的面積， 1 s 2 m 上下三角形集氣罩之間的回流縫寬度取 0.5m 則上下三角形集氣罩之間回流縫中的上升流速為： 其中-上下三角形集氣罩之間回流縫的面積， 2 s 2 m 又可由三角形的比例關(guān)系，求的

52、bc=1.0m，ab=0.34m。 圖 3-3 單元三相分離器計(jì)算圖（單位：cm） 3.5.5.3 沼氣分離效果驗(yàn)證 設(shè)能分離的最小氣泡直徑為 d=0.01cm，常溫下清水的運(yùn)動(dòng)粘滯系數(shù)為： ，清水密度，沼氣密度，碰撞系數(shù) 22 1.01 10/cms 3 1 1.01 /g cm 33 2 1.2 10/g cm ，則0.95 清水的動(dòng)力粘度，由于廢水的粘度一般大于清水的粘度，可取 2 1 1.02 10/g cm s 2 2.0 10/g cm s 廢水 則氣泡上升速度： 2 12 () 18 0.261/9.4/ b gd v cm sm h 廢水 =1.04m/h a v 2 v 則有

53、：，故滿足要求。 9.41.0 9.042.94 1.040.34 b a vbc vab 3.5.63.5.6 布水系統(tǒng)設(shè)計(jì)布水系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3.5.6.1 設(shè)計(jì)說明 進(jìn)水配水系統(tǒng)兼有配水與水力攪拌功能，所以必須滿足以下原則： 進(jìn)水必須在反應(yīng)器底部均勻分配，確保各單位面積進(jìn)水量基本相等，以防止短路和表 面負(fù)荷不均勻現(xiàn)象發(fā)生； 應(yīng)滿足污泥床水力攪拌的需要，要同時(shí)考慮水力攪拌與產(chǎn)生的沼氣攪拌，使污泥區(qū)達(dá) 到完全混合的效果，確保促進(jìn)有機(jī)物與污泥迅速混合，防止產(chǎn)生局部酸化現(xiàn)象； 易于觀察進(jìn)水管的堵塞現(xiàn)象，如發(fā)生堵塞應(yīng)易于消除。 3.5.6.2 常用布水系統(tǒng) （1）連續(xù)進(jìn)水布水方式 一管一孔配水方式：為了

54、確保進(jìn)水可以等量的分布在反應(yīng)器，每個(gè)進(jìn)水管線僅僅與一 個(gè)進(jìn)水點(diǎn)相連接是最理想的情況，為了保證每一個(gè)進(jìn)水點(diǎn)達(dá)到其應(yīng)得的進(jìn)水流量，一般 采用高于反應(yīng)器的水箱式進(jìn)水分配系統(tǒng)。其一個(gè)好處是可以用肉眼觀察堵塞情況。 一管多孔配水方式（又名穿孔管配水系統(tǒng)）：為了配水均勻，配水管中心距采用 1.02.0m，出口孔距也可采用 1.02.0m，孔徑一般 1020mm，常采用 15mm?？卓谙蛳?或與垂線呈 45方向，每個(gè)出水孔服務(wù)面積一般為 24。配水管的孔徑最好不少于 2 m 100mm，常用 150mm。配水管中心距池底一般為 2025cm。為了使穿孔管各孔出水均勻， 要求出口流速不小于 2m/s，使出水孔

55、阻力損失大于穿孔管的沿程阻力損失。 分枝式配水方式（又名樹枝式管式配水系統(tǒng)）：采用對(duì)稱布置，各支管出水口向下距 池底約 20cm，位于所服務(wù)面積的中心。管口對(duì)準(zhǔn)池底所設(shè)的反射錐體，使射流向四周散 開，均布于池底，一般出水口直徑采用 1520mm，每個(gè)出水口服務(wù)面積 24。 2 m （2）間歇式布水方式 脈沖進(jìn)水：采用間歇式的脈沖方式進(jìn)水，使底層污泥交替進(jìn)行收縮和膨脹，有助于底 層污泥的混合。一般來說，一定的布水強(qiáng)度能促進(jìn)反應(yīng)區(qū)污泥床層底部顆粒污泥的混合， 促進(jìn)污染物與污泥的充分接觸，強(qiáng)化反應(yīng)速率。 連續(xù)進(jìn)水間歇布水：這是德國(guó)的一種布水系統(tǒng)。在反應(yīng)器底部設(shè)置許多布水點(diǎn)(布水點(diǎn) 高度各不相同)從水

56、泵送來的廢水經(jīng)一根旋轉(zhuǎn)的配水管配入一個(gè)環(huán)狀配水槽，槽分許多隔 間，每一隔間有一布水管連通布水管，并在固定的布水點(diǎn)通過管嘴將廢水布入池內(nèi)。 3.5.6.3 布水系統(tǒng)選取及計(jì)算 由于分枝式配水系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單，只要施工安裝正確，配水能夠基本達(dá)到均勻分布的 要求。因此本設(shè)計(jì)采用此種配水系統(tǒng)。 設(shè)布水點(diǎn)服務(wù)面積 s=1.5/個(gè)，則每個(gè)池子布水點(diǎn)個(gè)數(shù)為： 2 m n=50/1.5=33.3 個(gè)，為了便于布置取 n=32 個(gè)。 3.5.73.5.7 出水系統(tǒng)出水系統(tǒng) 出水的均勻排出也是保證反應(yīng)器均勻穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵，尤其對(duì)固液分離的影響較大。 uasb 反應(yīng)器的出水槽布置與三相分離器沉淀區(qū)設(shè)計(jì)有關(guān)，通常每個(gè)單元

57、三相分離器設(shè)一 個(gè)出水槽。出水槽位于三相分離器集氣罩頂部，二者連成一體。 本設(shè)計(jì)采用 90三角堰。 （1）堰上水頭（即三角堰底至上游水面的高度）取 h=0.03m，槽高 0.06m。 2 h o （2）每個(gè)三角堰流量： （h 在 0.021-0.200 時(shí)） 2.53 1.40.000218/qhms （3）三角堰個(gè)數(shù) n n=q/q=0.0116/0.000218=54 個(gè)，為便于計(jì)算及加工取為 n64 個(gè)。 （4）三角堰中心距（雙側(cè)出水） ，出水槽寬度取 0.2m l=108/641.25m。 3.5.83.5.8 水封水封 在 uasb 反應(yīng)器中，控制三相分離器的集氣室中氣液兩相界面高度

58、是重要的如前所述， 集氣室氣液表面可能形成浮渣或泡沫，這些浮渣或泡沫可能妨礙氣泡的釋放。在液面太 高或波動(dòng)時(shí)，有時(shí)浮渣或氣泡會(huì)引起氣管的堵塞或使氣體部分進(jìn)入沉淀區(qū)。這種現(xiàn)象在 含脂肪或蛋白質(zhì)廢水處理時(shí)，或產(chǎn)氣量太小時(shí)會(huì)趨于嚴(yán)重。因此要保證氣液界面高度穩(wěn) 定，而這一高度常用水封來控制。 3.63.6 兩段曝氣池設(shè)計(jì)兩段曝氣池設(shè)計(jì) 厭氧池和好氧池采用合建式，均為接觸式生物反應(yīng)器，采用聚丙乙烯塑料為材料的 蜂窩狀填料。廢水平均溫度為 13.5；經(jīng)過 uasb，cod 剩余量為 432mg/l,bod 剩余量為 132ml/l；處理后；ss 為 20 mg/l. 7 . 0 mlss mlvss f

59、設(shè) ss 為 20 mg/l，去除率為 90%；設(shè)計(jì)泥齡查圖 3-5，并考慮污泥齡應(yīng)為硝化細(xì)菌最 小世代期的三倍，確定=30d；根據(jù)實(shí)驗(yàn)得出動(dòng)力學(xué)參數(shù)內(nèi)源呼吸期參數(shù)=0.5/d，理 c d k 論產(chǎn)率系數(shù)。 5 /5 . 0mgbodmgvssy codbod 進(jìn)水水質(zhì) mg/l 432122.8 去除率% 7570 出水水質(zhì) mg/l 10834.6 設(shè)計(jì)計(jì)算設(shè)計(jì)計(jì)算 3.6.1 估算出水中的 5 bod 除水中 ss 可生化部分為 0.82520=16.5 （mg/l 細(xì)胞量） 可生化 ss 的最終16.51.42=23.43 （mg/l） l bod 可生化 ss 的最終折算成=23.4

60、3（1-）=23.43（1-） l bod 5 bod kt 10 51 . 0 10 =14.9515 mg/l 所以除水中溶解性=20-15=5=20-15=5 （mg/lmg/l） 5 bod 3.6.2 曝氣池容積確定 v a 將生物脫氮系統(tǒng)的曝氣池和反硝化池合稱為脫氮反應(yīng)池，按動(dòng)力學(xué)公式確定該反 應(yīng)池容積。 30 2143 )3005 . 0 1 (8 . 02000 30)5132(45005 . 0 )1 ( )( m kxv ssyq v cd ce b .按有機(jī)負(fù)荷率計(jì)算公式確定反應(yīng)池容積 30 1980 15 . 0 2000 1324500 m xn qs v s 設(shè)計(jì)脫