制藥廢水處理課程設(shè)計匯總

1、湘潭大學(xué)綜合工程設(shè)計說明書題 目： 株洲某廠 3500t/d 制藥廢水處理初步設(shè)計學(xué)院：化工學(xué)院專業(yè)：環(huán)境科學(xué)學(xué)號：2011650113姓名：汪 娟指導(dǎo)教師： 汪形艷時間：2015.03.11、工程概況1.1 設(shè)計的背景資料：株洲某制藥廢水廠日排水量約為 3500m3 / d，小時排放廢水波動為 20%。 廢水主要污染物濃度（平均值）： COD 1200 mg/L，BOD5500mg/L，SS1000mg/L， 石油類 15 mg/L，pH5 8。COD(mg/L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)石油類（ mg/L ）進(jìn)水量（ m3/d）12005001000153500(+/-20%)污

2、水的特征：中藥生產(chǎn)的原材料主要為中藥材， 在生產(chǎn)中有時需使用一些媒質(zhì)、 溶劑或輔料， 因此，有機物濃度高，水質(zhì)成分比較復(fù)雜； 廢水中 COD 濃度高，有些濃渣水甚至 更高；廢水中 SS 濃度高， 主要是動植物的碎片、 微細(xì)顆粒及膠體； 水量間歇排放， 瞬時排放量較大；波動較大，色度較高 ；由于采用煮煉或熬制工藝，排放廢水溫度 較高，帶有顏色和中藥氣味。其氣味人體嗅感比較明顯，人體會有不適感覺。由于 車間設(shè)備和容器清洗廢水含表面活性洗滌劑等溶劑，極易在工藝處理過程中產(chǎn)生泡 沫，造成周邊環(huán)境污染。1.2 設(shè)計排放指標(biāo) ：執(zhí)行中藥類制藥工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn) （ GB21906-2008）規(guī)定的一級標(biāo)

3、準(zhǔn) 的 B 標(biāo)準(zhǔn)?？刂浦笜?biāo)為： pH6-9，COD 100 mg/L，BOD520mg/L，總氮 20 mg/L。pHCOD(mg/L)BOD(mg/L)總氮 (mg/L)6-91002020工程建設(shè)的基本條件：場址地勢較高，無洪水淹沒危險；工程地質(zhì)良好，適于 工程建設(shè)；場區(qū)地形平坦，面積足夠；要求本著節(jié)約用地的原則合理使用1.3 設(shè)計依據(jù) （1）中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法和水污染防治法 （2）污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn) GB8978 1996 （ 3）給水排水工程結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（ GBJ69-84 ） （4）中藥制藥廢水排放標(biāo)準(zhǔn)1.4 設(shè)計原則（ 1） 必須確保污水廠處理后達(dá)到排放要求。（ 2） 污水處理

4、廠采用的各項設(shè)計參數(shù)必須可靠。在設(shè)計中一定要遵守現(xiàn)行的設(shè)計 規(guī)范，保證必要的安全系數(shù)。對新工藝、新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)和新材料的采用積極慎重 的態(tài)度。（ 3） 污水處理廠設(shè)計必須符合經(jīng)濟的要求。（ 4） 污水廠設(shè)計應(yīng)當(dāng)力求技術(shù)合理。在經(jīng)濟合理的原則下，必須根據(jù)需要，盡可 能采用先進(jìn)的工藝、機械和自控技術(shù)，但要確保安全可靠。（ 5） 污水廠設(shè)計必須注意近遠(yuǎn)期的結(jié)合，設(shè)計時應(yīng)為今后發(fā)展留有挖潛和擴建的 條件。（ 6） 污水廠設(shè)計必須考慮安全運行的條件。（ 7） 污水廠的設(shè)計在經(jīng)濟條件允許情況下，場內(nèi)布局、構(gòu)（建）筑物外觀、環(huán)境及衛(wèi)生等可以適當(dāng)注意美觀和綠化。二、工藝選擇2.1水質(zhì)特征 ：COD 濃度高，

5、SS濃度較高，水質(zhì)成分復(fù)雜 水量較小但間歇排 放，沖擊負(fù)荷較高 。廢水的可生化降解能力取決于 BOD/COD 的比值 BOD 采用微 生物來降解有機物，而降解率僅為 14.478.6% COD采用的是強氧化劑，對大多數(shù) 的有機物可以氧化到 8595% 而此廢水 BOD/COD0.3，說明廢水中有機物可生化 降解。2.2 處理工藝：序批式活性污泥法（ SBR）工作過程 :一個周期內(nèi)把污水加入反應(yīng)器中，并在反應(yīng)器充滿水后開始曝氣， 污水中的有機物通過生物降解達(dá)到排放要求后停止曝氣，沉淀一定時間將上清液排 出，如此反復(fù)循環(huán)。五個處理程序 :進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀、出水、待機 。SBR法的優(yōu)點 ：以一個反應(yīng)

6、池取代了傳統(tǒng)方法中的調(diào)節(jié)池、 初次沉淀池、 曝氣 池及二次沉淀池 。整體結(jié)構(gòu)緊湊簡單 ，具有靈活性， 運行費用低 ?？勺畲笙薅鹊?承受高峰流量、高峰 BOD 濃度及有毒化學(xué)物質(zhì)對系統(tǒng)的影響。 SBR 在固液分離時 水體接近完全靜止?fàn)顟B(tài)， 不會發(fā)生短流現(xiàn)象， 同時，在沉淀階段整個 SBR 反應(yīng)池容 積都用于固液分離，擴散系數(shù)低。系統(tǒng)通過好氧 /厭氧交替運行，能夠在去除有機物 的同時達(dá)到較好的脫氮除磷效果。缺點：對自動控制水平要求較高 ，自控系統(tǒng)必須質(zhì)量好，運行可靠 。對操作 人員技術(shù)水平要求較高 。間歇周期運行帶來曝氣、 攪拌、排水、排泥等設(shè)備利用律 較低，增大了設(shè)備投資和裝機容量。工藝流程圖三

7、、設(shè)備選型及計算3.1 中格柵 ： 一般斜置在進(jìn)水泵站之前，主要對水泵起保護(hù)作用，截去廢水中較大的懸浮物 和漂浮物。 本工藝流程首先采用中格柵，柵條間隙取 20mm。 選 HG-800 型回轉(zhuǎn) 式格柵除污機，電動機功率 0.55kw，柵條間距為 10-50 mm。隔單柵傾斜角度為：60 -70 。該格柵結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、運行平穩(wěn)、維護(hù)方便，可實行手動間 斷運行、自動連續(xù)運行，對工作時間和停車時間等運行周期可自動調(diào)節(jié)，具有緊急 停車和過載保護(hù)裝置 。3.2 集水井和污水提升泵房 ： 本工藝采用自灌式污水提升泵站，與集水井合建，集水池容積不應(yīng)小于最大一 臺水泵 5min 的出水量，如水泵機

8、組為自動控制時，每小時啟動水泵不得超過 6 次。 考慮用 3臺水泵（2用 1備），每臺水泵的容量為 174/2=87 L。集水井容積采用相 當(dāng)于一臺水泵 6min 的容量，則 W=8760 6/1000=31.32 m3，有效水深取 2m，則 集水池面積為 F=31.32/2=15.66 m2。采用 SBR 工藝，污水處理系統(tǒng)比較簡單， 工藝管線可以充分優(yōu)化， 故污水只考 慮一次提升。污水經(jīng)提升后入曝氣沉砂池，然后自流到 SBR 池。曝氣沉砂池、 SBR 池的相對于地面的高度分別為 5m、 5.5m。提升泵房：泵房內(nèi)設(shè)有維修間，機電室，操作室。泵，電機等在室內(nèi)安裝，電 控柜、顯示器在操作室內(nèi)安

9、裝。提升泵房占地面積為 12m6m，工作間占地面積 8m3m。起重機選 LSX 型手動單梁懸掛起重機， 起重量 0.5t，起升高度 2.5m 12m， 跨度 6m。泵機選型：采用 IF 型離心耐蝕泵，考慮設(shè)計提升高度，設(shè)計流量 Q 最大值。采用 65-50-160型離心耐蝕泵 1臺。該泵流量為 12.5m3/h，揚程 8m，轉(zhuǎn)速 1450 r/min， 軸功率 0.56kw，電動機型號 Y802-4，功率 0.75kw，效率 =60% 。3.3 細(xì)格柵：在沉砂池前設(shè)置細(xì)格柵主要作用是減少浮渣， 避免污水中含大量雜物堵塞管道， 為污水處理廠提供良好的運行條件 。選 HG-800 型回轉(zhuǎn)式格柵除污

10、機， 電動機功率 0.55kw，柵條間距為 10-50mm。隔單柵傾斜角度為： 60 70 。該格柵結(jié)構(gòu)緊湊、 體積小、重量輕、運行平穩(wěn)、維護(hù)方便，可實行手動間斷運行、自動連續(xù)運行，對 工作時間和停車時間等運行周期可自動調(diào)節(jié)，具有緊急停車和過載保護(hù)裝置。 調(diào)節(jié)池：為適應(yīng)水質(zhì)的變化，設(shè)置沉渣斗。沉渣斗傾角為 45。3.4 曝氣沉沙池： 沉砂池功能是利用物理原理去除污水中比重較大的無機顆粒，主要包括無機性 的砂粒、礫石和少量較重的有機物質(zhì)。污水經(jīng)污水泵提升后進(jìn)入曝氣沉砂池，共兩 座，一用一備。沉砂池池底采用多斗集砂，沉砂由砂泵自斗底抽送到砂水分離器， 砂水分離器通入壓縮空氣洗砂，污水回至提升泵前，

11、凈砂直接卸入汽車外運。 選 SBQ-I 型水下曝氣機， 1 臺。型號：SBQ-I/4，葉輪直徑 1240 mm，轉(zhuǎn)速 1450r/min， 供氧量 3.5kg/h 5.0kg/h，電動機功率 3.7kw，外形尺寸 700mm50mm658mm， 重量 180kg。主要特點：充氧效率高、建設(shè)投資省、運轉(zhuǎn)維修方便。3.5 氣浮池 ： 通過空氣在加壓條件下溶于水中，再使壓力降至常壓，把溶解的過飽和空氣以 微氣泡的形式釋放出來，產(chǎn)生大量的微氣泡，使廢水中密度接近與水的固體或液體 污染物微粒粘附，形成密度小于水的氣浮體。在浮力的作用下，上浮至水面形成浮 渣，進(jìn)行固液或液液分離。氣浮法用于從廢水中去除比重

12、小于 1 的懸浮物、油類和 脂肪，并用與污泥的濃縮。選用 TS-I 型溶氣釋放器，規(guī)格 8 m，溶氣水支管接口直徑 25mm，流量 0.4 。 主要特點：釋氣完全，在 0.15MPa 以上即能釋放溶氣量的 99%左右，可在較低的壓 力下工作，在 0.2MPa 以上時即能取得良好的凈水效果，節(jié)約能耗，釋出的氣泡微 細(xì)，氣泡平均直徑為 20-40 ，氣泡密集，附著性能良好 。四、SBR 反應(yīng)池及計算 ：4.1 工藝操作過程 ： 進(jìn)水期：回流污泥吸附、氧化作用 反應(yīng)期：厭氧缺氧好氧的交替 沉淀期：沉降時間短，效率高 排水期：排出污泥占總污泥的 30% 閑置期：微生物恢復(fù)活性，反硝化進(jìn)行脫水4.2SB

13、R 反應(yīng)池容積計算：設(shè)計處理流量 Q=3500(m3/d)，BOD/COD=0.42 屬高濃度易生化有機廢水 設(shè) SBR 運行每一周期時間為 8h，進(jìn)水 1.0h，反應(yīng)(曝氣 )取 4h，沉淀 2.0h，排水(0.5h 1.0h)取 1h。周期數(shù):n=24/8= 23SBR 處理污泥負(fù)荷設(shè)計為 Ns=0.4 kgBOD/(kgMLSS d) 運行周期時間安排和自動控制特點， SBR反應(yīng)池設(shè)置 4個。SVi取90ml/g,f 取 0.75 (1)SBR 反應(yīng)池所需污泥最大進(jìn)水量 Q=3500/0.8=4375 取 4500 MLSS Q Sr SVi Vs0.75 NsVs4500 (500 2

14、0) 10 60.75 0.431.2 90 777.6m32) SBR反應(yīng)池容積V =Vsi +V F+V b4500 8 777.6 569.4m34 24 43) SBR反應(yīng)池尺寸水深為 5.0m，池深 4.5m，長 16m,寬 8m,體積 V 4.5 16 8 576m3569.44.3 排泥量及排泥系統(tǒng)(1) SBR 產(chǎn)泥量SBR 生物代謝產(chǎn)泥量為Q Srx a Q Sr b Xr V =a Q Sr b r (a b Ns)Q Sr =Ns =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(shè) a=0.70， b

15、=0.05,則有：(0.70 0.05) 4500 480 10 30.41242kg / d假定排泥含水率為 P=99%，則排泥量為：QsX3103 (1 0.99)33124.2m3 /d103 0.01取 1284.4 需氧量及曝氣系統(tǒng)設(shè)計計算(1)需氧量計算SBR 反應(yīng)池需氧量 O2計算式為O2=a Q Sr b X V =a Q Sr b(Q Sr Ns)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/dSr去除的 BOD5(kg/m3)經(jīng)查有關(guān)資料表，取 a=0.5，0 b=0.19,0需氧量為：o20.50 4500 480 10 30.190 4500

16、480 10 30.4=2106kg/d=87.75kg/h2)供氣量計算設(shè)計采用塑料 SX-1 型空氣擴散器， 敷設(shè) SBR 反應(yīng)池池底，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 Cs(20) 9.17mg/L淹沒深度 H=4.5mCs(30) 7.63mg/L空氣擴散器出口處的絕對壓力 Pb 為：53Pb 1.013 105 9.8 103 H1.013 105 9.8 103 4.5 1.454 105Pa空氣離開反應(yīng)池時，氧的百分比為：O= 21(1 EA ) = 21(1 8%)Ot= 79 21(1 EA)= 79 21(1 8%)=1

17、9.6%反應(yīng)池中溶解氧平均飽和度為：(按最不利溫度條件計算)PbCsb(30)Cs( 5sb(30) s 2.066 10551.454 105 19.6=7.63(1.454 105 19.6 )=1.17 7.63=8.93(mg/)2.066 10542411)水溫 20時曝氣池中溶解氧平均飽和度為：Csb(20) =1.17 9.17=10.73(mg/L)412)20時脫氧清水充氧量為：R Csb(20)R0Csb(T) Cj 1.024T 20413)式中：污水中雜質(zhì)影響修正系數(shù)，取 污水含鹽量影響修正系數(shù)，取 Cj混合液溶解氧濃度，取 c=4.00.8(0.780.99)0.9(

18、0.90.97)最小為 2P氣壓修正系數(shù) = P =1P標(biāo)反應(yīng)池中溶解氧在最大流量時不低于 2.0mg/L, 即取 Cj=2.0，計算得：O2 10.730.8 (0.9 1.0 10.73 2.0) 1.024(30 20)=121.1(kgO2/h)SBR 反應(yīng)池供氣量 Gs為:121.1 3 3GsR05045.8m 3 /h 84m3 /min0.3E A 0.3 0.08GsVf5045.837513.5(m3 空氣/m3 污水)去除每千克 BOD 5的供氣量為 :GsVf Sr37550450.848 28 m3空氣 /kgBOD5去除每千克 BOD 5的供氧量為 :GsVf Sf

19、121.1375 0.480.7 kgO 2/kgBOD污泥棚略其他部分：集泥井、 污泥濃縮池、 污泥貯柜、 污泥脫水機房、五、污水處理廠的總平面布置5.1布置原則 ： 可能利用地形坡度，使污水按處理流程在構(gòu)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(gòu)造設(shè)計與各構(gòu)筑物埋深，便于正常排放，又利于檢修排空。5.2 布置圖平面布置圖高程圖六、工程效益6.1 工程的環(huán)境效益污水處理廠的建設(shè)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。我國環(huán)境保護(hù)已成為一項基本國策，受到全社會的關(guān)注和重視。污水處理工程 是環(huán)境保護(hù)的重要措施之一，對國民經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展、改善當(dāng)?shù)赝顿Y環(huán)境、吸引外資 是極其重要的。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(shè)備投產(chǎn)后，處理廢水已達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，有利于保護(hù)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(chǔ)建設(shè)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