制藥廢水處理課程設計樣本

資料內(nèi)容僅供您學習參考，如有不當或者侵權，請聯(lián)系改正或者刪除。湘潭大學綜合工程設計說明書題目:株洲某廠3500t/d制藥廢水處理初步設計學院:化工學院專業(yè):環(huán)境科學學號:650113姓名:汪娟指導教師:汪形艷時間:.03.11一、工程概況1.1設計的背景資料:①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%。②廢水主要污染物濃度(平均值):COD1200mg/L,BOD5500mg/L,SS1000mg/L,石油類15mg/L,pH5—8。COD(mg/L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)石油類(mg/L)進水量(m3/d)12005001000153500(+/-20%)污水的特征: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設計排放指標:執(zhí)行《中藥類制藥工業(yè)水污染物排放標準》(GB21906-)規(guī)定的一級標準的B標準?？刂浦笜藶?pH6-9,COD100mg/L,BOD520mg/L,總氮20mg/L。pHCOD(mg/L)BOD(mg/L)總氮(mg/L)6--91002020工程建設的基本條件: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;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設計依據(jù)(1)《中華人民共和國環(huán)境保護法》和《水污染防治法》(2)《污水綜合排放標準GB8978－1996》(3)《給水排水工程結構設計規(guī)范》(GBJ69-84)(4)中藥制藥廢水排放標準1.4設計原則(1)必須確保污水廠處理后達到排放要求。(2)污水處理廠采用的各項設計參數(shù)必須可靠。在設計中一定要遵守現(xiàn)行的設計規(guī)范,保證必要的安全系數(shù)。對新工藝、新技術、新結構和新材料的采用積極慎重的態(tài)度。(3)污水處理廠設計必須符合經(jīng)濟的要求。(4)污水廠設計應當力求技術合理。在經(jīng)濟合理的原則下,必須根據(jù)需要,盡可能采用先進的工藝、機械和自控技術,但要確保安全可靠。(5)污水廠設計必須注意近遠期的結合,設計時應為今后發(fā)展留有挖潛和擴建的條件。(6)污水廠設計必須考慮安全運行的條件。(7)污水廠的設計在經(jīng)濟條件允許情況下,場內(nèi)布局、構(建)筑物外觀、環(huán)境及衛(wèi)生等能夠適當注意美觀和綠化。二、工藝選擇2.1水質(zhì)特征:COD濃度高,SS濃度較高,水質(zhì)成分復雜水量較小但間歇排放,沖擊負荷較高。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14.4～78.6%COD采用的是強氧化劑,對大多數(shù)的有機物能夠氧化到85～95%而此廢水BOD/COD>0.3,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)把污水加入反應器中,并在反應器充滿水后開始曝氣,污水中的有機物經(jīng)過生物降解達到排放要求后停止曝氣,沉淀一定時間將上清液排出,如此重復循環(huán)。五個處理程序:進水、反應、沉淀、出水、待機。SBR法的優(yōu)點:以一個反應池取代了傳統(tǒng)方法中的調(diào)節(jié)池、初次沉淀池、曝氣池及二次沉淀池。整體結構緊湊簡單,具有靈活性,運行費用低?？勺畲笙薅鹊爻惺芨叻辶髁俊⒏叻錌OD濃度及有毒化學物質(zhì)對系統(tǒng)的影響。SBR在固液分離時水體接近完全靜止狀態(tài),不會發(fā)生短流現(xiàn)象,同時,在沉淀階段整個SBR反應池容積都用于固液分離,擴散系數(shù)低。系統(tǒng)經(jīng)過好氧/厭氧交替運行,能夠在去除有機物的同時達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。對操作人員技術水平要求較高。間歇周期運行帶來曝氣、攪拌、排水、排泥等設備利用律較低,增大了設備投資和裝機容量。工藝流程圖三、設備選型及計算3.1中格柵:一般斜置在進水泵站之前,主要對水泵起保護作用,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型回轉式格柵除污機,電動機功率0.55kw,柵條間距為10-50mm。隔單柵傾斜角度為:60-70。該格柵結構緊湊、體積小、重量輕、運行平穩(wěn)、維護方便,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,集水池容積不應小于最大一臺水泵5min的出水量,如水泵機組為自動控制時,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=87L。集水井容積采用相當于一臺水泵6min的容量,則W=87×60×6/1000=31.32m3,有效水深取2m,則集水池面積為F=31.32/2=15.66m2。采用SBR工藝,污水處理系統(tǒng)比較簡單,工藝管線能夠充分優(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)安裝。提升泵房占地面積為12m×6m,工作間占地面積8m×3m。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,考慮設計提升高度,設計流量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,轉速1450r/min,軸功率0.56kw,電動機型號Y802-4,功率0.75kw,效率η=60%。3.3細格柵:在沉砂池前設置細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型回轉式格柵除污機,電動機功率0.55kw,柵條間距為10-50mm。隔單柵傾斜角度為:60～70。該格柵結構緊湊、體積小、重量輕、運行平穩(wěn)、維護方便,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裝置。調(diào)節(jié)池:為適應水質(zhì)的變化,設置沉渣斗。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,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1240mm,轉速1450r/min,供氧量3.5kg/h～5.0kg/h,電動機功率3.7kw,外形尺寸700mm×50mm×658mm,重量180kg。主要特點:充氧效率高、建設投資省、運轉維修方便。3.5氣浮池:經(jīng)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,進行固液或液液分離。氣浮法用于從廢水中去除比重小于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8m,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,氣泡平均直徑為20-40,氣泡密集,附著性能良好。四、SBR反應池及計算:

4.1工藝操作過程:①進水期:回流污泥吸附、氧化作用②反應期:厭氧—缺氧—好氧的交替③沉淀期:沉降時間短,效率高④排水期:排出污泥占總污泥的30%⑤閑置期:微生物恢復活性,反硝化進行脫水4.2SBR反應池容積計算:設計處理流量Q=3500(m3/d),BOD/COD=0.42屬高濃度易生化有機廢水設SBR運行每一周期時間為8h,進水1.0h,反應(曝氣)取4h,沉淀2.0h,排水(0.5h～1.0h)取1h。周期數(shù):n=24/8=23SBR處理污泥負荷設計為Ns=0.4kgBOD/(kgMLSS·d)運行周期時間安排和自動控制特點,SBR反應池設置4個。SVi取90ml/g,f取0.75SBR反應池所需污泥最大進水量Q=3500/0.8=4375取4500㎡SBR反應池容積V=Vsi+VF+Vb=(3)SBR反應池尺寸水深為5.0m,池深4.5m,長16m,寬8m,體積≥569.44.3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==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a=0.70,b=0.05,則有:假定排泥含水率為P=99%,則排泥量為:取1284.4需氧量及曝氣系統(tǒng)設計計算(1)需氧量計算SBR反應池需氧量O2計算式為O2==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)查有關資料表,取a’=0.50,b’=0.190,需氧量為:=2106kg/d=87.75kg/h(2)供氣量計算設計采用塑料SX-1型空氣擴散器,敷設SBR反應池池底,淹沒深度H=4.5m。SX-1型空氣擴散器的氧轉移效率為EA=8%。查表知20℃,30℃時溶解氧飽和度分別為,空氣擴散器出口處的絕對壓力Pb為:空氣離開反應池時,氧的百分比為:Ot===19.6%反應池中溶解氧平均飽和度為:(按最不利溫度條件計算)=7.63()=1.177.63=8.93(mg/)(4—11)水溫20℃時曝氣池中溶解氧平均飽和度為:=1.179.17=10.73(mg/L)(4—12)20℃時脫氧清水充氧量為:(4—13)式中:α——污水中雜質(zhì)影響修正系數(shù),取0.8(0.78~0.99)β——污水含鹽量影響修正系數(shù),取0.9(0.9~0.97)Cj——混合液溶解氧濃度,取c=4.0最小為2ρ——氣壓修正系數(shù)==1反應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:=121.1(kgO2/h)SBR反應池供氣量Gs為:(m3空氣/m3污水)去除每千克BOD5的供氣量為:去除每千克BOD5的供氧量為:其它部分:集泥井、污泥濃縮池、污泥貯柜、污泥脫水機房、污泥棚略。五、污水處理廠的總平面布置5.1布置原則:①可能利用地形坡度,使污水按處理流程在構筑物之間能自流,盡量減少提升次數(shù)和水泵所需揚程。②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。③注意污水流程和污泥流程的配合,盡量減少提升高度。④協(xié)調(diào)好單體構造設計與各構筑物埋深,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是一項改進生態(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。中國環(huán)境保護已成為一項基本國策,受到全社會的關注和重視。污水處理工程是環(huán)境保護的重要措施之一,對國民經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展、改進當?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,改進了周圍大氣環(huán)境,也減少了固體廢物的排放量,改進了周圍人們的生活環(huán)境。廢水處理設備投產(chǎn)后,處理廢水已達到排放標準,有利于保護環(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建設水平,改進和提高環(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,不但解決了污染問題,更有利地保護了自然環(huán)境,同時安排就業(yè),社會效益也十分顯著。(3)經(jīng)本工藝處理后的出水,已