某制藥廠廢水處理工程設(shè)計(jì).docx

中南民族大學(xué)環(huán)境工程課程設(shè)計(jì)書設(shè)計(jì)題目：某制藥廠廢水處理工程設(shè)計(jì)姓 名：?學(xué) 院：化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院專 業(yè)：2010級環(huán)境工程學(xué) 號：?指導(dǎo)老師：?設(shè)計(jì)日期：2013.07.01-2013.09.06環(huán)境工程專業(yè)課程設(shè)計(jì)評審表評價(jià)內(nèi)容具體要求調(diào)查論證能獨(dú)立查閱文獻(xiàn)和調(diào)研；能提出并論證課題的實(shí)施方案；有收集、加工各種信息及獲取新知識的能力方案設(shè)計(jì)與理論計(jì)算能正確設(shè)計(jì)方案，獨(dú)立進(jìn)行相應(yīng)計(jì)算分析與解決問題的能力能運(yùn)用所學(xué)知識和技能去發(fā)現(xiàn)與解決實(shí)際問題；能正確處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；能對課題進(jìn)行理論分析，得出有價(jià)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(wù)，工作量飽滿，難度較大；工作努力，遵守紀(jì)律；工作作風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實(shí)質(zhì)量綜述簡練完整，有見解；立論正確，論述充分，結(jié)論嚴(yán)謹(jǐn)實(shí)驗(yàn)正確，分析處理科學(xué)；文字通順，技術(shù)用語準(zhǔn)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(jìn)行圖形繪制指導(dǎo)教師簽名： 日 期： 第一章 緒論1.1設(shè)計(jì)基礎(chǔ)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(shè)計(jì)處理水量為850m3/d，處理系統(tǒng)按每天24h連續(xù)運(yùn)行設(shè)計(jì)，即設(shè)計(jì)處理水量為35.42m3/h。根據(jù)該項(xiàng)目的環(huán)境評價(jià)報(bào)告書及初步設(shè)計(jì)文件等技術(shù)資料并參照類似工程需要進(jìn)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(dá)標(biāo)排放的要求，并兼顧工程投資、運(yùn)行費(fèi)用等，在采用廢水處理工藝時(shí)，設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)考慮留有一定的富余量，設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)為：項(xiàng)目CODcr（mg/L）BOD5（mg/L）NH3-N（mg/L）SS（mg/L）pH值進(jìn)水水質(zhì)1200600350.45 易生化有機(jī)廢水設(shè)SBR運(yùn)行每一周期時(shí)間為12h，進(jìn)水1.0h，反應(yīng)(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(fù)荷設(shè)計(jì)為 Ns=0.4 kg BOD/(kg MLSS d)根據(jù)運(yùn)行周期時(shí)間安排和自動控制特點(diǎn)，SBR反應(yīng)池設(shè)置3個(gè)。（1）污泥量計(jì)算 SBR反應(yīng)池所需污泥量為MLSS= =） =1.64(t) （SBR工藝中一般取90150）設(shè)計(jì)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(yīng)池容積 V =V +V +V 式中 V 代謝反應(yīng)所需污泥容積mV 反應(yīng)池?fù)Q水容積（進(jìn)水容積）mV保護(hù)容積mV=( m)V=V/3=59.2(m)則 V =59.2+35.42+V=94.62+V （2）SBR反應(yīng)池構(gòu)造尺寸 SBR反應(yīng)池為滿足運(yùn)行靈活及設(shè)備安裝需要，設(shè)計(jì)為長方形，一端為進(jìn)水區(qū)，另一端為出水區(qū)SBR反應(yīng)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(hù)容積為 V=150-94.6=55.4(m) 3個(gè)池總?cè)莘e =3V =3150=450(m)3.1.3.3 SBR反應(yīng)池運(yùn)行時(shí)間與水位控制SBR池總水深3.0m,按平均流量考慮，則進(jìn)水前水深為1.5m，進(jìn)水結(jié)束后3.0m,排水時(shí)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(hù)水深1.2m,保護(hù)水深的設(shè)置是為避免排水時(shí)對沉淀及排泥的影響。進(jìn)水開始與結(jié)束由水位控制，曝氣開始由水位和時(shí)間控制，曝氣結(jié)束由時(shí)間控制，沉淀開始與結(jié)束由時(shí)間控制，排水開始由時(shí)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(jìn)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(yàn)數(shù)據(jù)，設(shè)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(shè)計(jì)計(jì)算(1) 需氧量計(jì)算SBR反應(yīng)池需氧量O計(jì)算式為O=a 式中: a 微生物代謝有機(jī)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(guān)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(jì)算設(shè)計(jì)采用塑料SX-1 型空氣擴(kuò)散器，敷設(shè)SBR反應(yīng)池池底，淹沒深度H=4.5m。SX-1 型空氣擴(kuò)散器的氧轉(zhuǎn)移效率為EA=8%。查表知20，30時(shí)溶解氧飽和度分別為C=9.17mg/L，C= 7.63mg/L，空氣擴(kuò)散器出口處的絕對壓力Pb為：P =1.01 空氣離開曝氣池時(shí)，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(jì)算） C =7.63（ 水溫20時(shí)曝氣池中溶解氧平均飽和度為： B 20時(shí)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(shí)不低于2.0mg/l，取C=2.0，則計(jì)算得：R= =1.3O=1.3（kg O/h）SBR反應(yīng)池供氧量G為： G=（m/min） 每立方污水供氣量為： G/= 反應(yīng)池進(jìn)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(jìn)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(yīng)用廣泛。 本工藝采用XB-1800型旋轉(zhuǎn)式潷水器。設(shè)計(jì)潷水量：Q=20m/h，潷水深度：H=2m；潷水時(shí)間t取1h潷水所需時(shí)間T=h3.1.4接觸消毒池 本設(shè)計(jì)采用液氯消毒。液氯消毒的主要優(yōu)點(diǎn)有：氯對細(xì)菌有很強(qiáng)的滅活能力；在水中能長時(shí)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(yùn)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(shè)計(jì)參數(shù)（1）水力停留時(shí)間T=0.5h（2）設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)計(jì)算（1）設(shè)計(jì)消毒池一座，池體容積V=QT= 35.420.5 = 17.71(m ) 設(shè)消毒池池長L=4.0m，池寬B=2.0m，設(shè)有效水深H=2m ，超高0.5m。實(shí)際消毒池容積 V=BLH=242.5=20m 。滿足有效停留時(shí)間的要求。（2）加氯量的計(jì)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(jì)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(shè)計(jì) 設(shè)有效泥深為4m，設(shè)計(jì)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(biāo)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(yáng)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(shè)計(jì)說明運(yùn)行周期22h，其中進(jìn)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(shè)計(jì)計(jì)算容積計(jì)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(yīng)不小于14.3+50=64.3m 。工藝構(gòu)造尺寸設(shè)計(jì)平面尺寸為(44)m ，則凈面積為16m。設(shè)計(jì)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(shè)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(shè)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(yáng)程為5.0m。（4）設(shè)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(yáng)程H=7m， 轉(zhuǎn)速n = 1430r/min ，電動機(jī)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(yīng) 14.3m ，設(shè)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(jī)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(jī)房選用DYQ300型帶式壓濾機(jī)1臺，購買2臺，使用1臺，備用1臺。該脫水機(jī)參數(shù)：處理量22m3/h，濾帶有效寬度3000mm，濾帶運(yùn)行速度0.5-4.0m/min，主機(jī)功率1.5kW，外型尺寸6.43.52.0m，設(shè)備質(zhì)量600kg 。（3）干污泥餅體積V設(shè)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(shè)計(jì)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(shè)備選型及經(jīng)濟(jì)核算4.1 主要設(shè)備選型列表（1）主要設(shè)備見表4-1表4-1 主要設(shè)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(jī)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(jī)DY500-N，29808501980mm1臺6空壓機(jī)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(gòu)筑物見表4-2表4-2 主要構(gòu)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(jī)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(jī)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(jì)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(fèi) 用名 稱估算價(jià)值/萬元合計(jì)/萬元土建工程安裝工程設(shè)備購置工具購置其他費(fèi)用 1格柵5.00.85.010.8 2提升泵房10.02.010.022.0 3SBR反應(yīng)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(jī)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(shè)備0.10.20.312131415161718綜合樓機(jī)修車間及倉庫生產(chǎn)輔助設(shè)備廠內(nèi)建筑泥餅外運(yùn)建設(shè)其他費(fèi)用合計(jì)（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(shè)計(jì)（1）布置原則按功能分區(qū)，配置得當(dāng)。充分利用地形，平衡土方，降低工程費(fèi)用。功能明確，布置緊湊。順流排列，流程簡捷。必要時(shí)應(yīng)預(yù)留適當(dāng)余地。構(gòu)（建）筑物應(yīng)注意風(fēng)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(gòu)筑物之間能自流，盡量減少提升次數(shù)和水泵所需揚(yáng)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(jì)與各構(gòu)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(yùn)行預(yù)計(jì)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(shè)是一項(xiàng)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(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，不僅解決了污染問題，更有利地保護(hù)了自然環(huán)境，同時(shí)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(biāo)準(zhǔn)（GB89781996），可以直接排放到附近河流。6.3工程的經(jīng)濟(jì)效益1.處理規(guī)模850m3/d2.工程總投資1083.9萬元3.運(yùn)行成本（1）電費(fèi)工程裝機(jī)容量為164.5kW,實(shí)際運(yùn)行功率87.2kW，日實(shí)耗電量為2092.8kWh，電價(jià)按1.0元/kWh，則電費(fèi)為：（2092.81.0）/500=4.19元/m3（2）藥劑費(fèi)PAC一天的費(fèi)用為100001061700=17.0元/天PAM一天的費(fèi)用為(750+1000)10630000=52.5元/天則藥劑費(fèi)為：(17+52.5)500=0.139元/m3（3）人工費(fèi)人員配備：污水處理站操作人員定編6人，2人負(fù)責(zé)日常維護(hù)，2人負(fù)責(zé)操作，2人為管理人員。工資按每月1500元/人計(jì)，則人工費(fèi)P3=900030500=0.6元/m3（4）維修費(fèi)按設(shè)備投資的2%，年運(yùn)行300天計(jì)，則P4=（8656000.02）300500=0.11元/m3（5）運(yùn)行總費(fèi)用P=P1+P2+P3+P4 =4.19+0.139+0.6+0.11=5.03元/m3，則運(yùn)行總費(fèi)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(gè)構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)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(biāo)準(zhǔn)，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(fù)，地下水化學(xué)成分被恢復(fù)，更重要的是，污水經(jīng)過處理后對整個(gè)生態(tài)環(huán)境的污染大大地降低，不但能夠保護(hù)人民的身體健康，同時(shí)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(yùn)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