制藥廢水處理工程設(shè)計

1、環(huán)境工程設(shè)計設(shè)計名稱：制藥廢水處理工程設(shè)計學(xué) 院： 年級專業(yè)： 姓 名： 學(xué) 號： SBR法處理制藥廢水摘要:對采用SBR法處理制藥廢水的調(diào)試運行作了詳細(xì)說明。工程實踐表明，該工藝對處理制藥廢水是切實可行的，出水水質(zhì)可達(dá)到國家污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)一級標(biāo)準(zhǔn)，剩余污泥也得到有效處理處置。該工藝結(jié)構(gòu)簡單，操作簡便，占地面積小，運行效果穩(wěn)定，具有推廣應(yīng)用價值。關(guān)鍵詞:SBR；制藥廢水處理概述：隨著我國制藥產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，對于制藥廢水的處理越來越受到重視。制藥行業(yè)產(chǎn)生的廢水含有大量有毒有機物，如側(cè)鏈脂、石油醚、丙酮、甲醇、乙醇、二氯甲烷、甲苯和各類酸、堿物質(zhì)，還帶有頭孢類抗生素殘留物。此類廢水成分復(fù)雜，有機物含

2、量高，分子量大，水中的有毒物質(zhì)和抗生素對生化處理的菌種有很強的抑制作用，是目前最難處理的廢水之一。一、設(shè)計規(guī)模與進(jìn)出水質(zhì)污水處理規(guī)模：Q=6000 m3/d該污水處理廠處理標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)達(dá)到廢水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)GB89781996一級排放標(biāo)準(zhǔn)，具體要求、進(jìn)水水質(zhì)及處理程度見表1。表1 進(jìn)出水水質(zhì)及主要污染物項目COD( mg/L)BOD (mg/L)SS( mg/L)進(jìn)水450350350出水10020100二、廢水處理工藝分析目前制藥工業(yè)廢水常用的處理方法大多為：物化法、化學(xué)法、生化法、其他組合工藝等。物化法主要有混凝沉淀法、氣浮法、吸附法、電解法和膜分離法；化學(xué) 法主要有催化鐵內(nèi)電解法、臭氧氧化法和F

3、enton 試劑法；生化法主要有序批式活性污泥法（SBR 法）、 普通活性污泥法、生物接觸氧化法、上流式厭氧污泥床（UASB）法；其他組合工藝主要有電解水解酸化CASS 工藝、微電解厭氧水解酸化序批式活性污泥法（SBR）、UASB兼氧接觸氧化氣浮工藝等。該工廠的生產(chǎn)廢水按水質(zhì)指標(biāo)來看，其BOD/COD比值較低，在采用生化處理方法的時候需要對水質(zhì)的可生化性進(jìn)行改善，而且考慮到原始進(jìn)水濃度較高，單一采用生物處理方法不能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，所以需要采用物化和生物相結(jié)合的方法。首先用物化法先降低水中的SS及COD，再進(jìn)入水解酸化池降低部分COD、色度，同時使廢水的可生化性改善提高，然后進(jìn)入主要的生化處理工序

4、。由于該水質(zhì)廢染物濃度較高，采用單一的好氧工藝難以達(dá)到處理要求，擬采用厭氧和好氧相結(jié)合的組合工藝。經(jīng)分析比較，SBR法工藝方案具有特別顯著的特點：首先由于采用間歇運行，運行周期每一階段有適應(yīng)基質(zhì)特征的優(yōu)勢菌群存在；污泥不斷內(nèi)循環(huán)，排泥量少，生物固體平均停留時間長；沉淀和排水時水流處于靜止?fàn)顟B(tài)，故處理效果優(yōu)于一般活性污泥法。其次由于進(jìn)水、曝氣、沉淀、排水等工序在一個池內(nèi)進(jìn)行，省去了沉淀池和污泥回流設(shè)施，故而其工程和占地面積，均小于一般活性污泥法。SBR法方案在達(dá)到與傳統(tǒng)活性污泥法同樣的去除BOD效果時，還能有更充分的硝化和一定的反硝化效果。因此，本工程以SBR法廢水處理廠工藝方案作為方案。三、S

5、BR工藝詳解SBR是序批式間歇活性污泥法（SeguencingBatch Reactor）的簡稱。SBR是一種間歇運行的廢水處理工藝，在一池中劃分為進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀、排水、閑置，在一座池子中用時間控制各期功能。由于廢水來源是連續(xù)式，SBR需建幾座平行池子組成一個處理單元輪換運轉(zhuǎn)，保持進(jìn)出水的連續(xù)性。SBR比較適合中小規(guī)模廢水廠，尤其適合小水量的廢水處理。近年來SBR發(fā)展很快，并演變多種工藝，如循環(huán)式活性污泥法（CAST）、MSBR法、DAT-IAT法等。它是近年來在國內(nèi)外被引起廣泛重視和研究日趨增多的一種污水生物處理新技術(shù)淚前已有一些生產(chǎn)性裝置在運行之中。1、SBR處理工藝基本流程 SBR藝由

6、按一定時間順序間歇操作運行的反應(yīng)器組成。SBR藝的一個完整的操作過程，亦即每個間歇反應(yīng)器在處理廢水時的操作過程包括如下5個階段：進(jìn)水期；反應(yīng)期；沉淀期；排水排泥期；閑置期。SBR的運行工況以間歇操作為特征。其中自進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀、排水排泥至閑置期結(jié)束為一個運行周期。在一個運行周期中，各個階段的運行時間、反應(yīng)器內(nèi)混合液體積的變化及運行狀態(tài)等都可以根據(jù)具體污水的性質(zhì)、出水水質(zhì)及運行功能要求等靈活掌握。工藝流程圖：酸化池SBR池調(diào)節(jié)池消毒池格柵進(jìn) 水加 氯砂濾池排 水反沖洗水回流集泥池污泥濃縮池壓濾機房污泥外運上層濾液回流廢水處理工藝流程說明：首先生產(chǎn)廢水通過格柵，格柵能隔去水中含有的大顆粒固體物質(zhì)

7、，然后進(jìn)入調(diào)節(jié)池勻質(zhì)勻量。由廠方提供的數(shù)據(jù)可以看出其廢水中BOD/COD比值較低，證明該廢水比較難以進(jìn)行生化處理。在池中水解產(chǎn)酸菌的作用下，廢水中的大分子復(fù)雜有機物、不溶性有機物會被分解為小分子、溶解性的有機物，然后滲透到細(xì)胞體內(nèi)分解產(chǎn)生揮發(fā)性有機酸、醇類物質(zhì)，不僅可以去除部分COD，另外還可去除水中的部分色度，經(jīng)過厭氧消化后的廢水同時還提高了可生化性，有利于廢水進(jìn)入下一階段進(jìn)行處理。廢水從水解酸化池出來后經(jīng)由泵打入SBR處理系統(tǒng)。在SBR系統(tǒng)中在好氧微生物的作用下廢水所含各類有機物能有效得到去除，同時色度也大大降低。廢水從SBR系統(tǒng)出來后先在消毒池中進(jìn)行消毒，然后由水泵抽入砂濾池中進(jìn)行再度過

8、濾掉懸浮雜質(zhì)，而SBR系統(tǒng)中的污泥在自然重力的作用下沉于池底，通過污泥管排入污泥濃縮池。池中上層清水則通過溢流槽最終出水外排。由廢水處理系統(tǒng)中各部分產(chǎn)生的污泥在污泥濃縮池中積累到一定程度的時候由污泥泵抽出送至板框壓濾機壓成干泥餅狀態(tài)，可外運填埋或聽從環(huán)保部門建議另行處理，由板框壓濾機壓濾出來的水則回流到調(diào)節(jié)池進(jìn)入下一循環(huán)處理。 四、工藝計算1. 廢水處理系統(tǒng)1.1格柵a、設(shè)計說明在廢水進(jìn)入主要處理設(shè)施之前由隔柵井中的隔柵過濾一次可以去除掉水中的大顆粒雜質(zhì)或塊狀物體，以免在后續(xù)處理過程中出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象。設(shè)計流量：平均日流量Qd=6000m3/d=250m3/h=0.0694m3/s最大日流量Qma

9、x=Kz·Qd=1.3×6000m3/d=7800m3/d=325m3/h=0.09m3/sb、格柵計算設(shè)計參數(shù)：柵條間隙b=20.0mm，柵前水深h=0.3m，過柵流速v=0.6m/s，安裝傾角=60。、柵條數(shù)（n）為n= =24(條)、柵槽有效寬度（B） 設(shè)計采用圓鋼為柵條，即S=0.01m。B=S（n-1）+bn=0.01×(24-1)+0.02×24=0.71m=710mm、水渠道漸寬部分長度（L1）取進(jìn)水渠寬B1=0.3m，漸寬部分展開角1=200 L1=0.56 m、槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度（L2） L2=0.28 m、水頭損失（h1

10、）因柵條為矩形截面，取k=3, 形狀系數(shù)，柵條斷面形狀為銳邊矩形，則取2.42h1=0.046m、柵后渠總高度（H）取柵前渠道超高h(yuǎn)2=0.3m柵前渠高：H1=h+h2=0.3+0.3=0.6m柵后渠高：H=h+h1+h2=0.3+0.046+0.3=0.646m、柵槽總長度（L）L=L1+L2+0.5+1.0+、每日柵渣量（W）對柵條間隙b=20.0mm的中格柵，單位體積廢水?dāng)r截W1=0.07m3/103m3。 每日柵渣量為W= m3/d此柵渣量在0.20.3m3/d，故采用人工清渣的方式。c、格柵的確定通過計算，可知柵槽有效寬度B為0.7m,柵后槽總高度H為0.65m,柵槽總長度L為2.7

11、m。1.2 調(diào)節(jié)池a、設(shè)計說明 由于該廠生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水為間歇式排放，其水質(zhì)水量都不是絕的，會隨著時間的推移有所變化。如廢水的酸堿度，由更換生產(chǎn)原料引起的水質(zhì)變化以及流量的變化等，所以需要設(shè)置調(diào)節(jié)池用來均衡水質(zhì)水量，以免對后續(xù)的處理工序產(chǎn)生較大的沖擊負(fù)荷。b、調(diào)節(jié)池計算設(shè)計參數(shù)：調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)能力按一天4h計,進(jìn)水采用雙層環(huán)狀穿孔管布水。、調(diào)節(jié)池設(shè)計尺寸計算調(diào)節(jié)池容納水量Q=Qmax·T=325×4=1300m3取水深h1為5m,則調(diào)節(jié)池表面積S=m2取長、寬分別為20m、13m，超高0.5m，則調(diào)節(jié)池的尺寸為20m×13m×5.5 m。、調(diào)節(jié)池附屬設(shè)備

12、調(diào)節(jié)池附屬設(shè)備為污水提升泵，污水提升泵為常開，有效提升水量為325m3/h。在實際選擇泵時，考慮到理論流量與實際流量有一定的差距，污水提升泵流量定為330m3/h, 規(guī)格型號為IS150-125-400B（揚程50m,功率45KW）,數(shù)量為2臺(一用一備)。1.3 水解酸化池a、設(shè)計說明 由于廢水在該池內(nèi)有較長的停留時間，在池中水解產(chǎn)酸菌的作用下，廢水中的大分子復(fù)雜有機物、不溶性有機物會被分解為小分子、溶解性的有機物，然后滲透到細(xì)胞體內(nèi)分解產(chǎn)生揮發(fā)性有機酸、醇類物質(zhì)，不僅可以去除部分COD，另外還可去除水中的部分色度，經(jīng)過厭氧消化后的廢水同時還提高了可生化性，有利于廢水進(jìn)入下一階段進(jìn)行處理。

13、b、水解酸化池計算設(shè)計參數(shù)：停留時間取8h, 第一格池底布置有微孔曝氣頭，必要時可以進(jìn)行曝氣攪拌。、有效池容和尺寸的計算V0=Qmax×T=325×8=2600m3取池寬L=20m,有效水深h=5m,則池長B、水解酸化池尺寸的確定通過計算，水解酸化池有效尺寸為26×20×5 m,考慮超高0.5 m,池體實際尺寸定為26×20×5.5 m。、填料量的確定使用半軟性填料，填料層高h(yuǎn)定為1.5m，則V=BLh=780m3,填料量定為780m3。c、處理效率 從調(diào)節(jié)池出來的廢水COD為450mg/L,BOD為350mg/L；在水解酸化池中廢水

14、處理的效率在510%以上，按8%計，則出水COD=450×92%=414mg/L；BOD=350×92%=322mg/L。1.4 SBR生化池a、設(shè)計說明 SBR生化池進(jìn)水COD為414mg/L、BOD為322mg/L,設(shè)計處理流量Q=6000m3/d。BOD-污泥負(fù)荷Ls=0.3kgBOD/kgMLSS·d；反應(yīng)池數(shù)N=2；反應(yīng)池水深H=5m；排出比1/m=1/3；活性污泥界面以上最小水深為=0.5m；MLSS濃度為CA=2000mg/L。b、反應(yīng)池運行周期各工序時間計算、 曝氣時間=4.3h、 沉降時間設(shè)溫度范圍在10-20，則初期沉降速度 水溫10時 水溫2

15、0時 因此，必要的沉降時間為水溫10時 水溫20時 、 排出時間 沉淀時間在0.6-1.2h之間變化，排出時間取2h左右，總的沉淀時間取3h。、 一個周期所需要的時間所以周期次數(shù)故n以3計，則每一個周期為8h。、 進(jìn)水時間 c、反應(yīng)池容積計算、反應(yīng)池有效容量、進(jìn)水流量變動的計算根據(jù)進(jìn)水時間和進(jìn)水流量變化模式，一個周期的最大進(jìn)水量變化變化比為r=1.5。超過一周期污水進(jìn)水量Q與V比值為 如其他反應(yīng)池尚未接納容量，考慮流量之變動，各反應(yīng)池的修正容量為反應(yīng)池水深5m，超高0.5m，則反應(yīng)池表面積（m2）為一般L：B=1:12:1,取L=30m，B=23.4m。則單個SBR生化池尺寸定為30×

16、;23.4×5.5 m。d、需氧量計算、需氧量需氧量Qa為有機物(BOD)氧化需氧量O1、微生物自身氧化需氧量O2、保持好氧池一定的溶解氧O3所需氧量之和。即。 有機氧化需氧量 a去除每1kgBOD的需氧量，kgO2/kgBOD,a=0.45；S0、Se進(jìn)水BOD與出水BOD，kg/m3；Q進(jìn)水量，m3/d。微生物自身氧化需氧量 b微生物自身氧化系數(shù)，kgO2/kgMLSS,b=0.12；XMLSS濃度，kg/m³；V好氧池有效容積，m³。維持好氧池一定溶解氧的需氧量 d好氧池末端溶解氧濃度，d=1.5mg/L；所以 反應(yīng)池總需氧量 。曝氣時間為4.3h,每小時需

17、氧量。、曝氣裝置供氧能力 設(shè)混合液DO為1.5mg/L,池內(nèi)水深5m。水中溶解氧飽和度分別為Cs(20)=9.17mg/L,Cs(30)=7.63mg/L。曝氣裝置采用盤式膜片微孔曝氣器。微孔曝氣頭安裝在距池底0.3m處，淹沒深度為4.7m,則微孔曝氣器出口處的絕對壓力（Pb）為： 微孔曝氣頭氧轉(zhuǎn)移效率EA=20%,則空氣離開曝氣時氧的百分比為： 曝氣池中的平均溶解氧飽和度（按最不利溫度條件考慮）為： 溫度為20時，曝氣池中的溶解氧飽和度為：溫度為20時，脫氧清水的充氧量為：氧轉(zhuǎn)移折算系數(shù)，一般 =0.80.85,取0.85；氧溶解折算系數(shù)，一般=0.90.97，取0.97；密度，kg/L，為

18、1kg/L;CL廢水中實際溶解氧濃度，mg/L；Rt需氧量，kg/h，為22.5kg/h。鼓風(fēng)能力 取氧利用率EA為20%。根據(jù)供氧能力，求得曝氣空氣量為： （空氣密度為1.29kg/m3)布?xì)庀到y(tǒng)計算 反應(yīng)池平面面積為30m*24m,共設(shè)1500個曝氣器，則每個曝氣器的曝氣量及服務(wù)面積： ， 設(shè)空氣干管流速v1為15m/s,支管流速v2為10m/s,小支管流速v3為5m/s,則空氣干管直徑,選用DN400mm鋼管；設(shè)支管數(shù)量為4，則空氣支管直徑，選用DN250mm鋼管；安裝曝氣器的小支管數(shù)量為30,則小支管管徑：，選用DN130mm鋼管。e、上清液排出裝置污水進(jìn)水量Q=6000 m3/d,池

19、數(shù)N=2，周期數(shù)=3,排出時間TD=2h,則每池的排出負(fù)荷為： 每池設(shè)一套潷水器，其負(fù)荷Q=QD=8.34 m3/min=500m3/h。潷水器的排出能力在最大流量比r=1.5時能夠排出，所以排出能力為：選用推桿旋轉(zhuǎn)式潷水器HPS-400，處理能力0400t/h。SBR曝氣池個數(shù)N=2，曝氣周期數(shù)n=3，有效水深H=5m,潷水高度：f、污泥產(chǎn)量計算選取a=0.6,b=0.075,則X=aQSr-bVXv=0.6×6000×(322-20)/103-0.075×6000×(0.75×2000)/103=412kgMLVSS/d因為含水量達(dá)到99%

20、，大于95%，則s=1000kg/ m3，污泥產(chǎn)量為。1.5 消毒砂濾池設(shè)計消毒采用氯片消毒器配置溶液通過在消毒池中與排水的均勻混合到達(dá)出水消毒的目的。氯消毒接觸時間30min，消毒池容積Q=Qmax·T=325×0.5=162.5 m3，有效水深取3m，則長為9m，寬為6m，取超高0.5m，則消毒池尺寸為9×6×3.5m。另外在消毒池上設(shè)有增氧機，必要時可以提高出水中的溶解氧含量，進(jìn)一步提高處理水質(zhì)。砂濾池采用普通快濾池結(jié)構(gòu)，以120mm的瓷球為濾料，設(shè)計濾速12.4m/h，反沖采用SBR池排水反沖，反沖時間5min，尺寸也為9×6×

21、;3.5m。2. 污泥處理系統(tǒng)計算2.1 污泥濃縮池設(shè)計說明 由各道廢水處理工序中產(chǎn)生的污泥匯總流入污泥濃縮池進(jìn)行濃縮脫水后送至板框壓濾機將污泥壓縮成干泥餅狀后進(jìn)行填埋或其他處理。2.2 產(chǎn)泥量根據(jù)前面計算知，有以下構(gòu)筑物排泥。SBR反應(yīng)池產(chǎn)泥量：41.2T/d 含水率：P=99%則廢水處理系統(tǒng)每日總排泥量為V=41.2T/d2.3 集泥井 集泥井底部與SBR生化池連通，SBR池中的多余污泥通過SBR池底的排空閥直接排放到集泥井中，逐漸累積后利用污泥泵抽至污泥濃縮池。SBR池為間歇性排泥，每日總排泥量為41.2 m3，需在1.5h內(nèi)抽送完畢，集泥井容積確定為污泥泵流量20min的體積，即9.2

22、 m3，為保證排泥正常進(jìn)行，基泥井容積取12 m3，其尺寸確定為2×2×3 m。2.4 污泥濃縮池 由于污泥中平均含水量都在96%以上，污泥的比重可估約為1，則日產(chǎn)污泥量為V41.2m3/d左右。用板框壓濾機將污泥干化，過濾水回流到初級混凝沉淀池中。則周產(chǎn)污泥量為Q=7×41.2=288.4m3/d，取有效高度為4.0m（超高取0.5m），則污泥濃縮表面積為S=72 m2，在實際工程中考慮到污泥量有所變化，污泥濃縮池設(shè)計為圓形，則實際尺寸定為4.8×4.5 (m)，池體為地下磚混結(jié)構(gòu)。2.5 污泥脫水間污泥脫水間尺寸9.2×5.2×5

23、m3，其中設(shè)有PFMA-500型帶式壓濾機一臺，用于抽送濃縮污泥的（GS35-1型螺桿泵一臺，用于沖洗壓濾機的IS50-32-200A型清洗水泵一臺。3. 泵及風(fēng)機房泵與風(fēng)機房平面尺寸10×5.2m2，為雙層結(jié)構(gòu)。其中風(fēng)機房設(shè)于泵房下的負(fù)一層中，內(nèi)設(shè)有供水解酸化池預(yù)曝氣的HC-100S型回轉(zhuǎn)風(fēng)機（5.11m3/min，0.5kg/cm2，7.5kw）一臺，供SBR池曝氣的SSR125型羅茨鼓風(fēng)機（9.19m3/min，0.59kg/cm2，15kw）3臺，為潷水器汽缸以及污泥壓濾機汽缸提供壓縮空氣的Z-0.025/7型空氣壓縮機兩臺。五、平面布置及高程設(shè)計1、工藝構(gòu)筑物及其尺寸SBR法工藝構(gòu)筑物一覽表序號名稱數(shù)量（座）尺寸