某生物公司污水處理工程課程

1、某生物公司污水處理工程設(shè)計方案目 錄1 概述31.1國內(nèi)外制藥類加工行業(yè)廢水處理技術(shù)分析31.2廢水來源；31.3 中藥生產(chǎn)污水的特點42 廢水水量水質(zhì)及治理目標42.1 廢水水量42.2 廢水水質(zhì)52.3排放標準53設(shè)計依據(jù)、原則和范圍53.1設(shè)計依據(jù)53.2設(shè)計原則53.3設(shè)計范圍和內(nèi)容64治理工藝的選擇、特點及說明64.1工藝流程選擇64.2工藝特點74.3工藝流程說明85工藝單元選擇的成熟性和先進性85.1 水解酸化85.2 SBR生化工藝86處理構(gòu)建筑物設(shè)計及主要設(shè)備選型96.1格柵池96.2除渣機池96.3隔油池106.4調(diào)節(jié)水解酸化池106.5 SBR池106.6沉淀過濾池106

2、.7污泥濃縮池116.8處理站設(shè)備操作用房117處理效果118勞動定員129供電1210經(jīng)濟效益分析1310.1工程投資1310.2運行費用15污水處理運行成本1511售后服務(wù)1512結(jié)論151 概述1.1國內(nèi)外制藥類加工行業(yè)廢水處理技術(shù)分析制藥廢水的處理方法可歸納為以下幾種：物化處理、化學(xué)處理 、生化處理以及多種方法的組合處理等。1）目前應(yīng)用的物化處理方法主要包括混凝、氣浮、吸附、氨吹脫、電解、離子交換和膜分離法等；化學(xué)法包括鐵炭法、化學(xué)氧化還原法（fenton試劑、H2O2、O3）、深度氧化技術(shù)等；生化處理技術(shù)是目前制藥廢水廣泛采用的處理技術(shù)，包括好氧生物法、厭氧生物法、好氧厭氧等組合方法

3、。2）由于制藥廢水大多是高濃度有機廢水，進行好氧生物處理時一般需對原液進行稀釋，因此動力消耗大，且廢水可生化性較差，很難直接生化處理后達標排放，所以單獨使用好氧處理的不多，一般需進行預(yù)處理。常用的好氧生物處理方法包括活性污泥法、深井曝氣法、吸附生物降解法(AB法)、接觸氧化法、序批式間歇活性污泥法(SBR法)、循環(huán)式活性污泥法（CASS法）等。SBR法具有耐沖擊負荷強、污泥活性高、結(jié)構(gòu)簡單、無需回流、操作靈活、占地少、投資省、運行穩(wěn)定、基質(zhì)去除率高、脫氮除磷效果好等優(yōu)點，適合處理水量水質(zhì)波動大的廢水。3）目前國內(nèi)外處理高濃度有機廢水主要是以厭氧法為主，但經(jīng)單獨的厭氧方法處理后出水COD仍較高，

4、一般需要進行后處理（如好氧生物處理）。目前仍需加強高效厭氧反應(yīng)器的開發(fā)設(shè)計及進行深入的運行條件研究。在處理制藥廢水中應(yīng)用較成功的有上流式厭氧污泥床（UASB）、厭氧復(fù)合床(UBF)、厭氧折流板反應(yīng)器（ABR）、水解法等。1.2廢水來源；根據(jù)業(yè)主方所提供的資料，生物公司主要從事各類天然植物提取生產(chǎn)，從生產(chǎn)過程來看，其生產(chǎn)性廢水的主要來源有隨提取廢渣帶出的殘液，提純后余留不要的廢棄液，提純載體用處理劑再生過程中的處理廢液，各工序衛(wèi)生清洗水，生產(chǎn)過程中其它途徑導(dǎo)致物料流失隨水進入污水體系的各種廢水，以及生產(chǎn)輔助裝置廢水（如純水系統(tǒng)產(chǎn)生的少量酸堿廢液等），機械設(shè)備潤滑油泄漏流入污水系統(tǒng)等。依據(jù)天然植物

5、提取工藝特點，其生產(chǎn)流程如下： 1.3 中藥生產(chǎn)污水的特點根據(jù)業(yè)主提供的部分產(chǎn)品特性，預(yù)計本項目廢水中污染因子大致有輕質(zhì)懸浮物（輕質(zhì)浮渣及機械油）、 沉淀物（泥料及重渣）、淀粉、低聚糖、各種蛋白質(zhì)（包括酶、果膠在內(nèi)）、多肽、有機酸或生物堿、皂甙、色素物質(zhì)、以及生產(chǎn)過程中加入的的輔料乙醇、無機酸或堿等。中藥生產(chǎn)的前處理車間將經(jīng)過洗、淘、漂、切、干燥等過程的合格原藥送入提取車間進行水提或醇提，提取液經(jīng)蒸發(fā)濃縮得浸膏半制品再送至各有關(guān)劑型車間。由此產(chǎn)生的生產(chǎn)廢水包括洗滌水、藥汁流失液以及變更藥物品種易生產(chǎn)的沖洗生產(chǎn)設(shè)備廢水。主要由藥材煎出的各種成分及酒精等有機溶劑引起的污染。每一味中草藥的有機成分相

6、當復(fù)雜，生產(chǎn)過程又多為間歇式操作，從而造成了濃度較高、成分復(fù)雜且多變的有機廢水，特別是CODCr的濃度超高，這是中藥生產(chǎn)廢水的一個特點。2 廢水水量水質(zhì)及治理目標2.1 廢水水量根據(jù)業(yè)主方提供的技術(shù)數(shù)據(jù)，本方案廢水處理量按500m3/d設(shè)計，廢水量平均21m3/h。2.2 廢水水質(zhì)污水水質(zhì)指標：CODCr =1500020000mg/L2.3排放標準治理后的廢水排放標準執(zhí)行國家規(guī)定的國家污水綜合排放排放標準（GB89781996）三級排放標準：CODCr1000 mg/L BOD5300mg/L PH=69 3設(shè)計依據(jù)、原則和范圍3.1設(shè)計依據(jù)1）某生物工程有限公司污水處理招標要求；2）國家污

7、水綜合排放標準（GB8978-1996）；3）室外排水設(shè)計規(guī)范（GBJ14-87）； 4）地面水環(huán)境質(zhì)量標準（GHZB1-1999）；5）建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計標準（BGJ989）；6）建筑抗震設(shè)計規(guī)范（GBJ1189）；7）建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范（GBJ1789）；8）建筑設(shè)計防火規(guī)范（GBJ1687）；9）城市建設(shè)各行業(yè)編制定員試行標準（城勞字第5號文）；10）工業(yè)與民用供電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范（GB5005292）；11）工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標準（GB306993）；12）工業(yè)企業(yè)設(shè)計衛(wèi)生標準（TJ3679）。3.2設(shè)計原則1）污水處理工藝應(yīng)根據(jù)處理規(guī)模、水質(zhì)特性、受納水體的環(huán)境功能及當?shù)氐膶嶋H情況和要求，經(jīng)全

8、面技術(shù)經(jīng)濟比較后優(yōu)選確定。工藝應(yīng)遵循可靠、靈活、衛(wèi)生、安全、節(jié)能、綜合運行成本低廉，操作管理方便、節(jié)省投資且能保證長期穩(wěn)定運行的原則。 2) 工藝選擇的主要技術(shù)經(jīng)濟指標包括：處理單位水量投資、削減單位污染物投資、處理單位水量電耗和成本、削減單位污染物電耗和成本、占地面積、運行性能可靠性、管理維護難易程度、總體環(huán)境效益等。 3) 應(yīng)切合實際地確定污水進水水質(zhì)，優(yōu)化工藝設(shè)計參數(shù)。必須對污水的現(xiàn)狀水質(zhì)特性、污染物構(gòu)成進行詳細調(diào)查或測定，作出合理的分析預(yù)測。在水質(zhì)構(gòu)成復(fù)雜或特殊時，應(yīng)進行污水處理工藝的動態(tài)試驗，必要時應(yīng)開展中試研究。 4) 積極審慎地采用高效經(jīng)濟的新工藝。對在國內(nèi)首次應(yīng)用的新工藝，必須

9、經(jīng)過中試和生產(chǎn)性試驗，提供可靠設(shè)計參數(shù)后再進行應(yīng)用。3.3設(shè)計范圍和內(nèi)容1）本工程設(shè)計范圍為500m3/d的廢水處理站的工藝、設(shè)備、建筑、結(jié)構(gòu)及公用工程。設(shè)計內(nèi)容包括：500 m3/d廢水處理站一座。包括構(gòu)筑物、建筑物和非標設(shè)備等的設(shè)計；管道、水泵、空壓機、儀器儀表等標準設(shè)備的選型與設(shè)計；處理站電力和電氣系統(tǒng)的設(shè)計；本工程設(shè)計范圍自污水匯至處理廠的進水檢查井開始，經(jīng)各處理單元處理后的總排放口檢查井為止。2）廢水處理站站址的地質(zhì)勘察、“三通一平”及供水、供電系統(tǒng)由廠方解決。4治理工藝的選擇、特點及說明4.1工藝流程選擇該公司是以生產(chǎn)中成藥為主的制藥廠，根據(jù)該公司提供的生產(chǎn)廢水水質(zhì)，屬有機廢水，采

10、用生化法處理該廢水是行之有效的。但是制藥廢水的水質(zhì)特點使得多數(shù)制藥廢水單獨采用生化法處理根本無法達標，所以在生化處理前必須進行必要的預(yù)處理。一般應(yīng)設(shè)調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)水質(zhì)水量和pH，且根據(jù)實際情況采用某種物化或化學(xué)法作為預(yù)處理工序，以降低水中的SS、鹽度及部分COD，減少廢水中的生物抑制性物質(zhì)，并提高廢水的可降解性，以利于廢水的后續(xù)生化。因為中藥生產(chǎn)所排廢水中除含有一般有機物外，還含有多肽、有機酸或生物堿、皂甙、色素物質(zhì)等結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜、以及生產(chǎn)過程中加入的的輔料乙醇、無機酸或堿等難于被好氧生物降解的有機物。實踐證明，廢水中好氧法難于降解的有機物可在某種厭氧菌作用下降解，本方案選擇以厭氧法+好氧法相結(jié)

11、合的處理工藝，即水解酸化+SBR (簡稱ASBR法)。它結(jié)合了厭氧處理工藝能耗低、污泥產(chǎn)量低，好氧處理工藝出水水質(zhì)好的優(yōu)點，避免了單純厭氧工藝出水達不到排放標準，單純好氧工藝能耗大、污泥產(chǎn)量高、運行費用高等缺點，在投資、處理成本和效果方面都具有較大的優(yōu)越性。設(shè)計處理工藝流程見圖1。 廢水格柵池 柵渣外運除渣機池隔油池 廢油集中處理調(diào)節(jié)水解酸化池污泥泵 水泵 剩余污泥 風機 SBR池 加藥裝置污泥泵 沉淀過濾池 污泥濃縮池 達標排放 用槽車外運 圖1 工藝流程圖4.2工藝特點本設(shè)計工藝與其他工藝相比，具有以下優(yōu)點：1)工藝簡明，處理效果穩(wěn)定可靠，運行成本低； 2)污泥產(chǎn)生量少，小水量情況下幾乎為

12、零，污泥處理費用低；3)操作管理方便，裝置可實現(xiàn)半自動化控制，污水站定員少，勞動強度低；4)處理水量可在100750m3/d范圍內(nèi)任意調(diào)節(jié)，不影響處理水質(zhì)。4.3工藝流程說明 制藥混合廢水經(jīng)管道（溝渠）收集，經(jīng)格柵除去大漂浮物后，再經(jīng)機械除渣機除去小顆粒的懸渣，之后廢水經(jīng)隔油池刮除機械油，而后自流入調(diào)節(jié)水解酸化池（該池對水質(zhì)水量沖擊負荷能起調(diào)節(jié)作用；池中設(shè)置某種生物催化劑，該催化劑為某種工業(yè)廢料，價廉易得，它可以促進大分子難降解有機物的分解，改善廢水可生化性），用泵將其送入SBR池進行生物好氧反應(yīng)，SBR池出水經(jīng)沉淀過濾池過濾然后排放。沉淀過濾池中的沉渣經(jīng)泵打入污泥濃縮池濃縮，SBR池剩余污泥

13、（一般很少）回流入調(diào)節(jié)水解酸化池，調(diào)節(jié)水解酸化池設(shè)一污泥泵（起攪拌及排泥作用, 少量的剩余污泥排入污泥濃縮池）。經(jīng)污泥濃縮池濃縮后的污泥，用槽車不定期運走。低噪音羅茨風機提供氣源，由可變微孔曝氣器曝氣供氧，大幅度提高氧氣的傳質(zhì)效率。系統(tǒng)配置有加藥裝置，在水質(zhì)波動的情況下，可在沉淀過濾池前采取加藥混凝，以強化處理效果，保證水質(zhì)達標；當進水水質(zhì)正常時，可不加藥，以節(jié)約藥費。5工藝單元選擇的成熟性和先進性5.1 水解酸化水解酸化是兼氧厭氧技術(shù)，兼性菌（主要是產(chǎn)酸菌）在缺氧或厭氧條件下，將廢水中諸如多肽、有機酸或生物堿、皂甙、色素物質(zhì)等結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的大分子有機物分解成小分子中間產(chǎn)物。同時，部分有毒物質(zhì)

14、及一些帶色基團的分子鍵被打開，降低了廢水中有毒物質(zhì)的濃度。厭氧生物反應(yīng)分為水解、酸化、產(chǎn)乙酸、產(chǎn)甲烷四個階段，完成整個厭氧過程需時很長，但其中水解、酸化階段反應(yīng)條件溫和、速率快，本方案即將厭氧過程控制在此階段，作為一種預(yù)處理手段，水解酸化并沒有很大程度降低廢水中的CODCr和BOD5，而是使廢水中結(jié)構(gòu)復(fù)雜的大分子有機物，在生物催化劑作用下降解轉(zhuǎn)變?yōu)榻Y(jié)構(gòu)簡單的小分子有機物，即廢水中的不溶性的復(fù)雜大分子有機物降解成小分子溶解性底物，溶解性有機物再轉(zhuǎn)化為有機酸、醇、二氧化碳、各種低級有機酸及氫等，廢水的毒性得以降低，可生化性得以提高，為后續(xù)生物接觸氧化反應(yīng)器提供了優(yōu)質(zhì)底物，給好氧過程創(chuàng)造了條件。5.

15、2 SBR生化工藝SBR法可有效地克服普通好氧活性污泥的缺點，它在一個反應(yīng)池內(nèi)完成進水曝氣沉淀排放等所有的反應(yīng)操作過程，在不同時間里完成有機物氧化、硝化、脫氮、磷的吸收和釋放等生化過程，不需設(shè)置二次沉淀池。SBR是一種簡易高效低能耗的污水生化處理法。SBR法的運行工藝是以間歇操作為主要特征。所謂序列間歇式有兩種含義：一是運行操作在空間上是按序排列，間歇的。由于污水大都連續(xù)排放且流量波動很大， SBR生化池一般采用兩個或多個并聯(lián)運行。污水按序列進入每個反應(yīng)器，它們運行時的相對關(guān)系是有次序排列的，也是間歇的；二是每個SBR 的運行操作，在時間上也是按次序排列的，間歇的，一般可分為進水、反應(yīng)、沉淀、

16、排水、閑置五個階段，稱為一個運行周期。在一個運行周期內(nèi)，各個階段的運行時間、反應(yīng)器內(nèi)混合液體積的變化以及運行狀態(tài)等都可以根據(jù)污水水質(zhì)、出水水質(zhì)與運行功能要求靈活掌握。比如在進水階段，根據(jù)進水時間和曝氣時間的關(guān)系進行劃分，可分為：（1）限制曝氣：進水階段不曝氣；（2）非限制曝氣：進水和曝氣同步；（3）半限制曝氣：進水一定時間后開始曝氣；（4）脈沖曝氣：按一定規(guī)律間斷或脈沖方式曝氣。不論何種方式，為了生物脫氮，也可曝氣后攪拌、沉淀以后再次曝氣或曝氣與攪拌交替運行。剩余污泥可以在閑置階段排放，也可以在排水階段或反應(yīng)階段后期排放。對單一SBR池來說，不存在空間上控制的限制，只要在時間上進行有效的控制與

17、變換，便能達到多功能的要求，非常靈活。SBR池是典型的完全混合反應(yīng)器，器內(nèi)混合液呈完全混合狀態(tài)，但底物與微生物濃度在時間上則呈現(xiàn)較理想的推流過程，生化反應(yīng)推動力大、效率高、水力停留時間（HRT）短、運行方式靈活，容易實現(xiàn)好氧(DO=26)缺氧(DO=0，NOx0)厭氧（DO=0，NOx=0）狀態(tài)交替的環(huán)境；又能在好氧期加大曝氣量，延長HRT和污泥齡,強化硝化反應(yīng)和聚磷菌過量攝磷的過程；也可在缺氧期投加碳源（原污水）加快反硝化過程；還可在充水期維持厭氧狀態(tài)，促使聚磷菌釋放磷等，同時實現(xiàn)除磷脫氮。SBR池本身就是一個生物選擇器，其高濃度進水、同一池中不同的運行工序及靈活多變的運行方式，對池中的微生

18、物進行了選擇，使引起膨脹的絲狀菌處于劣勢，而且耐沖擊負荷的菌膠團得到了優(yōu)化。調(diào)試好的SBR池中活性污泥相當穩(wěn)定，無污泥膨脹之虞。6處理構(gòu)建筑物設(shè)計及主要設(shè)備選型6.1格柵池尺寸為3.0m2.0m1.4m格柵采用回轉(zhuǎn)機械格柵，截留較粗懸浮物。主要設(shè)備：HG型回轉(zhuǎn)機械格柵，0.75kw，柵條間隙10mm6.2除渣機池尺寸為3.0m2.0m1.4m除毛除渣機用于去除細小懸浮物，減小后續(xù)處理負荷。主要設(shè)備：CM2000-800型除毛除渣機，0.75kw，梯形不銹鋼篩條，間距1mm6.3隔油池尺寸為3.0m2.0m1.4m用于分離去除廢水中懸浮狀態(tài)的油品和乳化油品，以便進行后續(xù)處理。主要設(shè)備：JF鋼帶式

19、油水分離機，JF-100型，40W, 刮油量：75 L/h, 鋼帶寬：100mm6.4調(diào)節(jié)水解酸化池尺寸為15.6m5.0m4.5m池體為砼結(jié)構(gòu)，1座(分3格)，平均停留時間為14 .4h。配有鼓風曝氣系統(tǒng)和污泥泵，對廢水進行預(yù)曝氣和攪拌。均化廢水水質(zhì)和水量，確保處理裝置連續(xù)平穩(wěn)運行。在調(diào)節(jié)池中適當部位設(shè)置獨特的生物水解酸化系統(tǒng)，在生物催化劑的作用下，對大分子的有機物進行水解和酸化作用。主要設(shè)備和材料： 生物催化劑（某種工業(yè)廢料）：75 m3；污泥泵40QW12-15-1.5，1.5kw， 2臺(帶自耦裝置，1用1備) ；提升泵：100WQ100-15-7.5，7.5KW，2臺（帶自耦裝置，1

20、用1備）；曝氣器：DYW-型，數(shù)量：50個。6.5 SBR池尺寸為10.0m6.0m4.5m采用可變微孔曝氣器曝氣供氧，氧利用率為20%以上；排水裝置為虹吸式潷水器。鋼筋砼結(jié)構(gòu)，數(shù)量 2座(共壁)；單池有效容積: 240m3。主要設(shè)備和材料:曝氣器：DYW-型，數(shù)量：240個；虹吸式潷水器：2臺，最大排水能力125 m3/h；羅茨風機：BK5009，風 量9.27m3/min，風 壓4.0m水柱，功 率9千瓦，數(shù) 量2臺(1用1備)。6.6沉淀過濾池尺寸為4.0m4.0m5.0m利用重力沉淀和加藥混凝和過濾去除出水中和懸浮物。當廢水水質(zhì)波動時，投加混凝劑，吸附未徹底生物降解的有機物，再經(jīng)沉淀

21、和過濾處理，保證出水達標排放，還可保證達到回用水水質(zhì)要求，當進水水質(zhì)正常時，可不加藥，以節(jié)約藥費。鋼砼結(jié)構(gòu)，1座。主要材料：支撐架和碳鋼底板：2m2m, =8mm，4塊，防腐；濾 料：石英砂6m3；排污泵： ZW50-20-12，2.2KW，2臺(1用1備)；中心布水裝置：1套，DN300，碳鋼防腐。6.7污泥濃縮池尺寸為4.0m3m.04.0m鋼砼結(jié)構(gòu)，1座。本工程采用的水解酸化工藝本身就具有使污泥減量化的功能，系統(tǒng)剩余污泥產(chǎn)量較少，再經(jīng)進一步消化濃縮后，泥量更少，可不定期聯(lián)系市政環(huán)衛(wèi)槽車外運處理。污泥濃縮池中的污泥通過泵輸送到槽車內(nèi)。這樣既可減免污泥脫水需要配備的設(shè)備、場地和操作人員，還可

22、避免因此帶來的環(huán)境衛(wèi)生問題。6.8處理站設(shè)備操作用房A. 羅茨鼓風機房：磚混結(jié)構(gòu)，內(nèi)空尺寸：長寬高=4m4m4m；B. 加藥裝置、消毒機房：磚混結(jié)構(gòu)，長寬高=4m4m4m；安裝加藥裝置1套，投加混凝劑用。C. 藥品儲取間：磚混結(jié)構(gòu)，長寬高=4m4m4m。D. 操作間、配電室:磚混結(jié)構(gòu)，長寬高=4m4m4m。7處理效果廢水經(jīng)以上工藝處理后，預(yù)期取得良好效果，能達到國家排放標準的要求。處理效果預(yù)測見表1 。表1 處理效果預(yù)測表8勞動定員本處理工藝為半自動運行，集中控制，操作管理工作量較小,配備操作人員2人。操作人員主要按運行程序要求控制風機、泵、閥門、格柵、除渣機及刮油機等設(shè)備的啟動按鈕的啟閉，監(jiān)

23、視整個系統(tǒng)的運行情況。9供電1）動力電源由建設(shè)方負責接到污水處理站動力配電柜；2）廢水處理工程用電按三類電負荷設(shè)計，單回路供電380V，4線制；3） 在處理站的總控制房內(nèi)設(shè)置低壓配電箱，對用電設(shè)備采用放射式供電。4）主要機泵均交替使用，互用互備，以達到保證正常運行的目的；5） 各類電器設(shè)備的啟動、關(guān)閉和切換可通過可編程序控制器自動按序?qū)嵭新?lián)動，同時，在控制柜的面板上設(shè)有自動手動轉(zhuǎn)換開關(guān)，必要時也可以切換成手動控制；6）各類電器設(shè)備均設(shè)置電路短路和過載保護裝置。10經(jīng)濟效益分析10.1工程投資1）土建費：土建費（不含地基處理費）見表2 表2 污水處理系統(tǒng)土建費用估算表 單位:萬元序號名稱內(nèi)空尺寸（m）(LBH)單位數(shù)量單價總額備注1格柵池3.02.01.4個11.01.2鋼砼結(jié)構(gòu)2除渣機池3.02.01.4個11.01.2鋼砼結(jié)構(gòu)3隔油池3.02.01.4個11.01.2鋼砼結(jié)構(gòu)4調(diào)節(jié)水解酸化池15.65.04.5個110.612.7鋼砼結(jié)構(gòu)5SBR池10.06.04.5個26.615.8鋼砼結(jié)構(gòu)6沉淀過濾池4.04.05.0個12.82.8鋼砼結(jié)構(gòu)7污泥濃縮池4.03.04.0個11.41.4鋼砼結(jié)構(gòu)8風機等用房4.04.04.0間40.83.2磚混結(jié)構(gòu)9