制药厂废水处理方案精讲

制药厂废水处理工艺介绍刘准桥邵维丁白水宋倩——水质分析及SBR法介绍废水水质分析水质组成生物制药废水可分为冲洗废水、提取废水和其他废水。其中冲洗废水和提取废水含有未被利用的有机组分及染菌体，也含有一定的酸碱有机溶剂，需要处理后排放，而其他废水主要为冷却水排放，一般污染物浓度不大，可以回用。进水水质该生物制药厂用生物法生产庆大霉素及土霉素，进水水量及水质情况：表2-1进水及水质废水种类水量（m3/d）COD(mg/L)BOD(mg/L)SS(mg/L)庆大霉素+土霉素1000200011008400出水水质污水处理厂污水水质排放标准执行《城镇污水处理厂污染物排放国家三级标准》，具体水质如表2-2所示。表2-2处理要求废水种类水量（m3/d）COD(mg/L)BOD(mg/L)SS(mg/L)庆大霉素+土霉素10001203030废水种类其中含有庆大霉素及土霉素抗生素，属于抗生素类废水。抗生素废水的水质特征•COD浓度高•SS浓度较高•存在难生物降解物质和有抑菌作用的抗生素等毒性物质•硫酸盐浓度高•水质成分复杂•水量较小但间歇排放，冲击负荷较高抗生素废水的可生化降解性•废水的可生化降解能力取决于BOD/COD的比值•BOD采用微生物来降解有机物，而降解率仅为14.4～78.6%•COD采用的是强氧化剂，对大多数的有机物可以氧化到85～95%•当废水BOD/COD0.3时，说明废水中有机物可生化降解。•抗生素废水的BOD/COD大于0.3废水处理工艺•物化和生化相结合•一级物化处理采用格栅、调节池、沉砂池、气浮池，主要去除废水沉淀物，中和废水PH值，调节水质、水量。•生化处理拟采用SBR工艺系统。工艺流程图烟扎压榨中格栅进水泵房细格栅调节池沉砂池气浮池鼓风机房SBR反应池污泥浓缩脱水出水剩余污泥泥饼外运进水SBR法序批式活性污泥法（SBR）工作过程:一个周期内把污水加入反应器中，并在反应器充满水后开始曝气，污水中的有机物通过生物降解达到排放要求后停止曝气，沉淀一定时间将上清液排出，如此反复循环。SBR处理工艺•五个处理程序:进水、反应、沉淀、出水、待机•处理构筑物少，可省去初沉池，无二沉池和污泥处理系统SBR法工艺流程烟扎压榨粗格栅进水泵房细格栅沉砂池鼓风机房SBR反应池污泥浓缩脱水一体化出水剩余污泥泥饼外运进水加氯间Cl2SBR法的优点•以一个反应池取代了传统方法中的调节池、初次沉淀池、曝气池及二次沉淀池。整体结构紧凑简单，具有灵活性，运行费用低。•SBR反应池具有调节池的作用，可最大限度地承受高峰流量、高峰BOD浓度及有毒化学物质对系统的影响。•SBR在固液分离时水体接近完全静止状态，不会发生短流现象，同时，在沉淀阶段整个SBR反应池容积都用于固液分离。•SBR反应过程基质浓度变化规律与推流式反应器是一致的，扩散系数低。•系统通过好氧/厌氧交替运行，能够在去除有机物的同时达到较好的脱氮除磷效果。•处理流程短，控制灵活，可根据进水水质和出水水质控制指标处理水量，改变运行周期及工艺处理方法，适应性很强。•系统处理构筑物少、布置紧凑、节省占地。SBR法的缺点•对自动控制水平要求较高，自控系统必须质量好，运行可靠。•对操作人员技术水平要求较高。•间歇周期运行带来曝气、搅拌、排水、排泥等设备利用律较低，增大了设备投资和装机容量。三种工艺的经济比较污水处理流程基建投资/元运行费用/元3785m/d18925m/d3785m/d18975m/d传统活性法100100100100SBR78758393氧化沟83818393——物化及生化处理参数计算，设备选择详细介绍中格栅•格栅，一般斜置在进水泵站之前，主要对水泵起保护作用，截去废水中较大的悬浮物和漂浮物。•本工艺流程首先采用中格栅，栅条间隙取20mm。参数计算——中格栅•栅条的间隙数n=Qmax(sinα)0.5/bhv•栅槽总宽度B=s(n-1)+bn•进水渠道渐宽部分的长度l1=(B－B1)/2tgα1•栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度l2=l1/2•通过格栅的水头损失h1=β(s/b)sinαkv2/2g•栅后槽总高度H=h＋h1＋h2•栅槽的总长度L=l1＋l2＋0.5＋1.0＋（h+h）/tgα•每日栅渣量W=86400QW1/1000K原水水量Q，取流量总变化系数为Kz，设计流量Qmax=Kz.Q，栅前水深h，栅前水深与栅前流速v1之间关系v1=Qmax/Bh（B为渠道宽度），过栅流速v，栅条间隙宽度，格栅倾角α。中格栅选型选HG-800型回转式格栅除污机，电动机功率0.55kw，栅条间距为10-50mm。隔单栅倾斜角度为：60-70。该格栅结构紧凑、体积小、重量轻、运行平稳、维护方便，可实行手动间断运行、自动连续运行，对工作时间和停车时间等运行周期可自动调节，具有紧急停车和过载保护装置。集水井和污水提升泵房•本工艺采用自灌式污水提升泵站，与集水井合建，集水池容积不应小于最大一台水泵5min的出水量，如水泵机组为自动控制时，每小时启动水泵不得超过6次。考虑用3台水泵（2用1备），每台水泵的容量为174/2=87L。集水井容积采用相当于一台水泵6min的容量，则W=87×60×6/1000=31.32m3，有效水深取2m，则集水池面积为F=31.32/2=15.66m2。•采用SBR工艺，污水处理系统比较简单，工艺管线可以充分优化，故污水只考虑一次提升。污水经提升后入曝气沉砂池，然后自流到SBR池。曝气沉砂池、SBR池的相对于地面的高度分别为5m、5.5m。提升泵房•泵房内设有维修间，机电室，操作室。泵，电机等在室内安装，电控柜、显示器在操作室内安装。提升泵房占地面积为12m×6m，工作间占地面积8m×3m。起重机选LSX型手动单梁悬挂起重机，起重量0.5t，起升高度2.5m～12m，跨度6m。泵机选型考虑污水提升前水位，污水总提升流程，采用IF型离心耐蚀泵，考虑设计提升高度，设计流量Qmax。采用65-50-160型离心耐蚀泵1台。该泵流量为12.5m3/h，扬程8m，转速1450r/min，轴功率0.56kw，电动机型号Y802-4，功率0.75kw，效率η=60%。细格栅•在沉砂池前设置细格栅主要作用是减少浮渣，避免污水中含大量杂物堵塞管道，为污水处理厂提供良好的运行条件。计算过程与中格栅相同。细格栅选型选HG-800型回转式格栅除污机，电动机功率0.55kw，栅条间距为10-50mm。隔单栅倾斜角度为：60～70。该格栅结构紧凑、体积小、重量轻、运行平稳、维护方便，可实行手动间断运行、自动连续运行，对工作时间和停车时间等运行周期可自动调节，具有紧急停车和过载保护装置。调节池•废水其水质水量都会随时变化，且波动较大。废水水质水量的变化对废水处理设备的功能发挥是不利的。为解决这一问题，设置了调节池，以调节水质和水量。调节池设计计算1）池子的实际容积：•设废水在池内的停留时间T•根据流量QT•则池内的废水量为Q1=Q/24×T•得出调节池的有效容积V有效≈Q1•设计用调节池的实际容积为V=1.4*V有效2）池子的长宽：•取池子的有效水深为h1，纵向隔板间距1m•则调节池的平面面积S=V/h1•取宽B，则长L=S/B•纵向隔板间距1m，所以隔板数为n个•取调节池的超高h调节池设备为适应水质的变化，设置沉渣斗。沉渣斗倾角为45。曝气沉沙池•沉砂池功能是利用物理原理去除污水中比重较大的无机颗粒，主要包括无机性的砂粒、砾石和少量较重的有机物质。沉砂池按流态分为：平流式沉砂池、竖流式沉砂池、曝气沉砂池、涡流式沉砂池等。由于曝气沉砂池曝气的作用附着在砂粒上的有机污染物和污水中的油脂类物质会被去除，这也是选择曝气沉砂池的目的。•污水经污水泵提升后进入曝气沉砂池，共两座，一用一备。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离器，砂水分离器通入压缩空气洗砂，污水回至提升泵前，净砂直接卸入汽车外运。曝气沉砂池计算池子总有效容积：V=Qmaxt×60•水流断面积：A=Qmax/v1•（1）池总宽度：B=A/h2,已知h2•（2）每个池子宽度：设两座沉砂池n=2，b=B/n•（3）池长：L=v/A•（4）每小时所需空气量:设每m3污水所需空气量d=0.2m3/m3污水，空气密度1.293kg/m3,其中氧气占的质量含量为23.3%,q=dQmax3600•求得需要的空气量•（5）沉砂室设计计算：设沉砂斗为沿池长方向的梯形断面渠道，沉砂斗体积为Vo=(a＋a1)×h3¹×L/2，沉砂室坡向沉砂斗的坡度为I=0.1～0.5，沉砂斗侧壁与水平面的夹角α≤55º，a1=0.5m，h3¹=0.4m，α=55º，则砂斗上口宽a=2h3/tg55º。•VO•超高h1取0.3m，则h3=(b－a1)tg55º/2•H=h1＋h2＋h3曝气设备选SBQ-I型水下曝气机，1台。型号：SBQ-I/4，叶轮直径1240mm，转速1450r/min，供氧量3.5kg/h～5.0kg/h，电动机功率3.7kw，外形尺寸700mm×50mm×658mm，重量180kg。主要特点：充氧效率高、建设投资省、运转维修方便。气浮池•气浮法是固液分离或液液分离的一种技术。它是通过某种方法产生大量的微气泡，使废水中密度接近与水的固体或液体污染物微粒粘附，形成密度小于水的气浮体。在浮力的作用下，上浮至水面形成浮渣，进行固液或液液分离。气浮法用于从废水中去除比重小于1的悬浮物、油类和脂肪，并用与污泥的浓缩。•本设计采用加压溶气气浮法。空气在加压条件下溶于水中，再使压力降至常压，把溶解的过饱和空气以微气泡的形式释放出来。气浮池计算•（1）气浮池的有效水深取h，长为l，宽为b。（2）接触区下端水流上升流速取为v1，上端水流的上升速度为v2，水力停留时间为t。注：这里的各个数据都是经验数据，取固定值。h=2.5m，l=11m，b=11m。v1=20mm/s，v2=8mm/s，t=15min。气浮设备选用TS-I型溶气释放器，规格8m，溶气水支管接口直径25mm，流量0.4。主要特点：释气完全，在0.15MPa以上即能释放溶气量的99%左右，可在较低的压力下工作，在0.2MPa以上时即能取得良好的净水效果，节约能耗，释出的气泡微细，气泡平均直径为20-40，气泡密集，附着性能良好。SBR反应池优点：SBR法具有比其他好氧处理法效果好，占地面积小，投资省的特点，因而选用SBR法•SBR工艺特点•(1)工程简单，造价低；•(2)时间上有理想推流式反应器的特性；•(3)运行方式灵活，脱N除P效果好；•(4)良好的污泥沉降性能；•(5)对进水水质水量波动适应性好；•(6)易于维护管理。工艺操作过程•①进水期回流污泥吸附、氧化作用•②反应期厌氧—缺氧—好氧的交替•③沉淀期沉降时间短，效率高•④排水期排出污泥占总污泥的30%•⑤闲置期微生物恢复活性，反硝化进行脱水SBR反应池容积计算设计处理流量Q=41.67(m3/h)BOD/COD=0.55属高浓度易生化有机废水设SBR运行每一周期时间为12h，进水1.0h，反应(曝气)（6.0～7.0h）取7h，沉淀3.0h，排水（0.5h～1.0h）取1h。周期数:n=24/12=2SBR处理污泥负荷设计为Ns=0.4kgBOD/(kgMLSS·d)根据运行周期时间安排和自动控制特点，SBR反应池设置3个。1)污泥量计算SBR反应池所需污泥MLSS====3.6(t)srNSQ75.075.0MLVSS4.075.010)301100(10003kg（667.35663.01070SBR工艺中一般取90～150）设计沉淀后污泥的SVI（污泥容积指数）=90ml/g，SVI在100以下沉降性能良好则污泥体积为：Vs=1.2﹒SVI﹒MLSS=1.2)(2.3583567109033mSBR反应池容积V=Vsi+VF+Vb式中Vsi——代谢反应所需污泥容积m3VF——反应池换水容积（进水容积）m3Vb——保护容积mVF=7(m)Vsi=Vs/3=128.4(m)V=128.