制药废水处理-课程设计汇总

湘潭大学综合工程设计说明书题目：株洲某厂3500t/d制药废水处理初步设计学院：化工学院专业：环境科学学号：2011650113姓名：汪娟指导教师：汪形艳时间：2015.03.11一、工程概况1.1设计的背景资料：①株洲某制药废水厂日排水量约为3500m3/d，小时排放废水波动为±20%。②废水主要污染物浓度（平均值）：COD1200mg/L，BOD5500mg/L，SS1000mg/L，石油类15mg/L，pH5—8。污水的特征：中药生产的原材料主要为中药材，在生产中有时需使用一些媒质、溶剂或辅料，因此，有机物浓度高，水质成分比较复杂；废水中COD浓度高，有些浓渣水甚至更高；废水中SS浓度高，主要是动植物的碎片、微细颗粒及胶体；水量间歇排放，瞬时排放量较大；波动较大，色度较高；由于采用煮炼或熬制工艺，排放废水温度较高，带有颜色和中药气味。其气味人体嗅感比较明显，人体会有不适感觉。由于车间设备和容器清洗废水含表面活性洗涤剂等溶剂，极易在工艺处理过程中产生泡沫，造成周边环境污染。1.2设计排放指标：执行《中药类制药工业水污染物排放标准》（GB21906-2008）规定的一级标准的B标准。控制指标为：pH6-9，COD100mg/L，BOD520mg/L，总氮20mg/L。工程建设的基本条件：场址地势较高，无洪水淹没危险；工程地质良好，适于工程建设；场区地形平坦，面积足够；要求本着节约用地的原则合理使用。COD(mg/L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)石油类（mg/L）进水量（m3/d）12005001000153500(+/-20%)pHCOD（mg/L）BOD(mg/L)总氮(mg/L)6--910020201.3设计依据（1）《中华人民共和国环境保护法》和《水污染防治法》（2）《污水综合排放标准GB8978－1996》（3）《给水排水工程结构设计规范》（GBJ69-84）（4）中药制药废水排放标准1.4设计原则（1）必须确保污水厂处理后达到排放要求。（2）污水处理厂采用的各项设计参数必须可靠。在设计中一定要遵守现行的设计规范，保证必要的安全系数。对新工艺、新技术、新结构和新材料的采用积极慎重的态度。（3）污水处理厂设计必须符合经济的要求。（4）污水厂设计应当力求技术合理。在经济合理的原则下，必须根据需要，尽可能采用先进的工艺、机械和自控技术，但要确保安全可靠。（5）污水厂设计必须注意近远期的结合，设计时应为今后发展留有挖潜和扩建的条件。（6）污水厂设计必须考虑安全运行的条件。（7）污水厂的设计在经济条件允许情况下，场内布局、构（建）筑物外观、环境及卫生等可以适当注意美观和绿化。二、工艺选择2.1水质特征：COD浓度高，SS浓度较高，水质成分复杂水量较小但间歇排放，冲击负荷较高。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%而此废水BOD/COD0.3，说明废水中有机物可生化降解。2.2处理工艺：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。五个处理程序:进水、反应、沉淀、出水、待机。SBR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。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，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。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。工艺流程图三、设备选型及计算3.1中格栅：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。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。3.2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：采用IF型离心耐蚀泵，考虑设计提升高度，设计流量Q最大值。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%。3.3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。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：为适应水质的变化，设置沉渣斗。沉渣斗倾角为45。3.4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。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。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。3.5气浮池：通过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，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。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。四、SBR反应池及计算：4.1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4.2SBR反应池容积计算：设计处理流量Q=3500(m3/d)，BOD/COD=0.42属高浓度易生化有机废水设SBR运行每一周期时间为8h，进水1.0h，反应(曝气)取4h，沉淀2.0h，排水（0.5h～1.0h）取1h。周期数:n=24/8=23SBR处理污泥负荷设计为Ns=0.4kgBOD/(kgMLSS·d)运行周期时间安排和自动控制特点，SBR反应池设置4个。SVi取90ml/g,f取0.75(1)SBR反应池所需污泥最大进水量Q=3500/0.8=4375取4500㎡si75.0VSVNsSrQMLSS36m6.777902.14.075.010)20500(4500Vs（2）SBR反应池容积V=Vsi+VF+Vb=3m4.56946.77724484500（3）SBR反应池尺寸水深为5.0m，池深4.5m，长16m,宽8m,体积35768165.4mV≥569.44.3排泥量及排泥系统(1)SBR产泥量SBR生物代谢产泥量为rrxaQSbXV=rrsQSaQSbN=sr()abNQS式中:a——微生物代谢增系数，kgVSS/kgBOD;b——微生物自身氧化率，l/d根据污泥性质，参考类似经验数据，设a=0.70，b=0.05,则有：dgX/k1242104804500)4.005.070.0(3假定排泥含水率为P=99%，则排泥量为：dmXQs/2.12401.0101242)99.01(10333取1284.4需氧量及曝气系统设计计算（1）需氧量计算SBR反应池需氧量O2计算式为O2=r'aQSbXV=rrs''()aQSbQSN式中：a’——微生物代谢有机物需氧率，kg/kgb’——微生物自氧需氧率，l/dSr——去除的BOD5(kg/m3)经查有关资料表，取a’=0.50，b’=0.190,需氧量为：332104.04804500190.010480450050.0o=2106kg/d=87.75kg/h（2）供气量计算设计采用塑料SX-1型空气扩散器，敷设SBR反应池池底，淹没深度H=4.5m。SX-1型空气扩散器的氧转移效率为EA=8%。查表知20℃，30℃时溶解氧饱和度分别为s(20)9.17mg/LC，s(30)7.63mg/LC空气扩散器出口处的绝对压力Pb为：53b1.013109.810PH5351.013109.8104.51.45410Pa空气离开反应池时，氧的百分比为：Ot=AA21(1)7921(1)EE=21(18%)7921(18%)=19.6%反应池中溶解氧平均饱和度为：（按最不利温度条件计算）btsb(30)s5()2.0661042POCC=7.63(551.4541019.62.0661042)=1.177.63=8.93(mg/)（4—11）水温20℃时曝气池中溶解氧平均饱和度为：sb(20)C=1.179.17=10.73(mg/L)（4—12）20℃时脱氧清水充氧量为：sb(20)020sbj[()]1.024TRCRCTC（4—13）式中：α——污水中杂质影响修正系数，取0.8(0.78~0.99)β——污水含盐量影响修正系数，取0.9(0.9~0.97)Cj——混合液溶解氧浓度，取c=4.0最小为2ρ——气压修正系数=PP标=1反应池中溶解氧在最大流量时不低于2.0mg/L,即取Cj=2.0，计算得：20(3020)10.730.8(0.91.010.732.0)1.024OR=121.1(kgO2/h)SBR反应池供气量Gs为:min/84/m8.504508.03.01.1213.0330mhGsERA5.133758.5045fVG