生物制药厂废水处理方案t样本.docx

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生物制药厂废水处理方案t样本

1000m³/d生物制药厂废水解决方案

引言

水是人类生命之源，它孕育和滋养了地球上一切生物。

与咱们人类密切有关是淡水。

但是，水环境中淡水资源却很少，仅占总量2.53%。

因而，保护和爱惜水资源，是整个社会共同职责。

在国内，淡水资源人均不超过2545立方米，不到世界人均1/4，因而咱们更应当保护和爱惜水资源。

20世纪以来，医药工业迅速发展，给人类文明带来了奔腾。

与此同步，在其生产过程中所排放出来废水对环境污染也日益加剧，给人类健康带来了严重威胁。

据文献报道，医药废水成分复杂、浓度和盐分高、色度和毒性大，往往具有种类繁多有机污染物质，这些物质中有不少属于难生化降解物质，可在相称长时间内存留于环境中。

采用老式解决工艺很难达标排放。

对于这些种类繁多、成分复杂有机废水解决，依然是当前国内外水解决难点和热点。

结合某生物制药厂污水特点，通过调查收集资料和查阅文献，以SBR法解决该制药厂所排放污水，解决后可以达标排放，有助于本地水环境良性循环。

  第一章 概论

1.1设计任务及根据

1.1.1设计任务

本设计方案编制范畴是某生物制药厂废水解决工艺，解决能力为1000,内容涉及解决工艺拟定、各构筑物设计计算、设备选型、平面布置、高程计算、经济技术分析。

完毕绘制解决工艺流程组图、各构筑物设计计算图、解决工艺组合平面布置及高程布置图。

1.1.2设计根据

（1）《中华人民共和国环保法》和《水污染防治法》

（2）《污水综合排放原则GB8978－1996》

（3）《给水排水工程构造设计规范》（GBJ69-84）

（4）《毕业设计任务书》

（5）《毕业设计大纲》

1.2设计规定

1.2.1设计原则

（1）必要保证污水厂解决后达到排放规定。

（2）污水解决厂采用各项设计参数必要可靠。

在设计中一定要遵守现行设计规范，保证必要安全系数。

对新工艺、新技术、新构造和新材料采用积极慎重态度。

（3）污水解决厂设计必要符合经济规定。

（4）污水厂设计应当力求技术合理。

在经济合理原则下，必要依照需要，尽量采用先进工艺、机械和自控技术，但要保证安全可靠。

（5）污水厂设计必要注意近远期结合，设计时应为此后发展留有挖潜和扩建条件。

（6）污水厂设计必要考虑安全运营条件。

（7）污水厂设计在经济条件容许状况下，场内布局、构（建）筑物外观、环境及卫生等可以恰当注意美观和绿化。

1.2.2污水解决工程运营过程中应遵循原则

在保证污水解决效果同步，还应合理安排水资源综合运用，节约用地，节约劳动力。

同步应当合理设计、合理布局，作到技术可行、运营可靠、经济合理。

第二章  水质分析

2.1水质构成

生物制药废水可分为冲洗废水、提取废水和其她废水。

其中冲洗废水和提取废水具有未被运用有机组分及染菌体，也具有一定酸碱有机溶剂，需要解决后排放，而其她废水重要为冷却水排放，普通污染物浓度不大，可以回用。

2.1.1进水水质

某制药厂用生物法生产庆大霉素及土霉素，进水水量及水质状况状况：

                       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

1000

1100

8400

2.1.2出水水质

污水解决厂污水水质排放原则执行《城乡污水解决厂污染物排放国家三级原则》，详细水质如表2-2所示。

                        表2-2解决规定

废水种类

水量（m3/d）

COD（mg/L）

BOD（mg/L）

SS（mg/L）

庆大霉素+土霉素

1000

120

30

30

2.2废水种类

其中具有庆大霉素及土霉素抗生素，属于抗生素类废水。

2.2.1抗生素废水水质特性

（1）COD浓度高，是抗生素废水污染物重要来源。

（2）废水中SS浓度较高。

其中重要为发酵残存培养基质和发酵产生微生物丝菌体。

对厌氧UASB工艺解决极为不利。

（3）存在难生物降解物质和有抑菌作用抗生素等毒性物质。

对于有毒性作用抑制物质，厌氧生物解决比好氧解决具备一定优势。

（4）硫酸盐浓度高。

普通以为，好氧条件下硫酸盐存在对生物解决没有影响。

（5）水质成分复杂。

中间代谢产物和提取分离中残留高浓度酸、碱、有机溶剂等化工原料含量高。

该类成分易引起PH值波动大、色度高和气味重等不利因素，影响厌氧反映器中甲烷菌正常活性。

（6）水量较小但间歇排放，冲击负荷较高，由于抗生素分批发酵生产，废水间歇排放，因此其废水成分和水力负荷随时间有很大变化，这种冲击给生物解决带来极大困难。

2.2.2抗生素废水可生化降解性

废水可生化降解能力取决于BOD/COD比值，BOD是指在好氧条件下，微生物分解有机物质所需要消耗溶解氧量，而COD是指在酸性条件下，用强氧化剂氧化水样中有机物和无机还原性物质所消耗氧化剂量，以氧毫克每升表达。

由于BOD采用微生物来降解有机物，而降解率仅为14.4～78.6%，而COD采用是强氧化剂，对大多数有机物可以氧化到85～95%，因而以重铬酸钾作为强氧化剂来测定COD时，BOD/COD比值不大于1。

依照资料简介，当废水BOD/COD>0.3时，阐明废水中有机物可生化降解。

但普通说来抗生素废水BOD/COD不不大于0.3，因而抗生素废水可生化性比较好。

第三章方案选取

3.1选取方案原则

在工艺选取和设计时应充分考虑该厂废水特点，近期、远期可调性，并用两级解决，即物化解决与生化解决相结合。

该厂废水属于比较难解决工业制药废水。

依照该厂原有设施运营经验及同类厂家运转经验，采用物化和生化相结合解决工艺。

一级物化解决采用格栅、调节池、沉砂池、气浮池，重要去除废水沉淀物，中和废水PH值，调节水质、水量。

生化解决拟采用SBR工艺系统。

解决规模和原污水水质水量变化规律。

整体配备先进可靠系统设备，减少系统维护工作量，以保证系统长期正常运转。

采用恰当自动化控制系统，以保证解决效果和减少劳动力需求。

工程设计采用针对该厂水质特点工艺方案。

工艺可靠，设备配备先进，运营费用合理，工程整体档次高。

污泥解决也是核心。

由于污泥量很大，本方案采用高品质带式压滤机，提高污泥解决自动化限度，同步也避免采用板框牙滤机所带来人力多、环境差、解决能力低等缺陷。

3.2工艺比较分析

 近年来，废水解决工艺重要有：

活性污泥法、SBR法及氧化沟法。

下面就这几种工艺加以比较。

3.2.1活性污泥法

老式活性污泥法，又称普通活性污泥法，是初期开始使用并始终沿用至今运营方式。

它是当前国内外大型污水解决厂普遍采用办法。

工艺流程简图见图3-1。

活性污泥法自20世纪初创造以来，得到飞速发展。

除普通活性污泥法以外，近年来国内外应用较多尚有SBR法及氧化沟法。

老式活性污泥法特点是：

（1）曝气池内污水浓度从池首至池尾是逐渐下降，由于在曝气池内存在这种浓度梯度，污水降解反映推动力较大，效率较高，对污水解决方式较灵活。

（2）对悬浮物和BOD去除率较高。

（3）运营较稳定。

（4）推流式曝气池沿池长均匀供氧，会浮现池首供氧过剩，池尾供氧局限性，增长动力费用；且依照设计规定，对氮去除率较高，而老式活性污泥法达不到规定。

   老式活性污泥法缺陷是废水需要大量稀释，运营中泡沫多，易发生污泥膨胀，剩余污泥量大，去除率不高，常必要采用二级或多级解决。

氧化沟是一种活性污泥法工艺，但曝气池呈封闭沟渠形，污水和活性污泥混合液在其中循环流动，因而被称为“氧化沟”，又称“环形曝气池”，它也属于活性污泥解决工艺一种变形工艺，普通不需要初沉池，并且普通采用延时曝气。

工艺流程见图3-2。

氧化沟工艺具备如下特点：

（1）污水进入氧化沟，可以得到迅速有效地混合，对水量、水质冲击负荷影响小；

（2）由于污泥龄较长，污泥趋于好氧稳定；

（3）可以通过变化转盘、转刷、转碟旋转方向、转速、浸水深度和转盘、转刷、转碟安装个数等，以调节整体供氧能力和电耗，使池内溶解氧值控制在最佳工况。

但有如下缺陷：

（1）   循环式，运营工况可以调节，管理相对复杂；

（2）表曝法供氧，设备养管量大；

（3）污水停留时间长，泥龄长，电耗相对较高。

3.2.3SBR法

 序批式活性污泥法（SBR）是从充排式反映器发展而来，其工作过程是：

一种周期内把污水加入反映器中，并在反映器布满水后开始曝气，污水中有机物通过生物降解达到排放规定后停止曝气，沉淀一定期间将上清液排出，如此重复循环[3]。

SBR法是近年来在国内外被引起广泛应用注重和日趋增多一种污水生物解决技术。

SBR解决工艺涉及五个解决程序，分别为：

进水、反映、沉淀、出水、待机。

在该解决工艺中，解决构筑物少，可省去初沉池，无二沉池和污泥解决系统。

与原则活性污泥法相比，基建费用低，重要合用于小型污水解决厂。

运营灵活，可同步具备去除BOD和脱氮除磷功能。

SBR法有如下长处。

SBR系统以一种反映池取代了老式办法中调节池、初次沉淀池、曝气池及二次沉淀池，整体构造紧凑简朴，系统操作简朴且更具备灵活性。

投资省，运营费用低，它比老式活性污泥法节约基建投资额30%左右。

SBR反映池具备调节池作用，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，同步，在沉淀阶段整个SBR反映池容积都用于固液分离。

SBR反映过程基质浓度变化规律与推流式反映器是一致，扩散系数低。

系统通过好氧/厌氧交替运营，可以在去除有机物同步达到较好脱氮除磷效果。

解决流程短，控制灵活，可依照进水水质和出水水质控制指标解决水量，变化运营周期及工艺解决办法，适应性很强。

系统解决构筑物少、布置紧凑、节约占地。

SBR缺陷是：

对自动控制水平规定较高，人工操作基本上不能实行正常运营，自控系统必要质量好，运营可靠；对操作人员技术水平规定较高；间歇周期运营带来曝气、搅拌、排水、排泥等设备运用律较低，增大了设备投资和装机容量。

由于具备以上长处，SBR近年来在国内外得到了较广泛应用。

但也有某些局限性之处，如在实际工作中，废水排放规律和SBR间歇进水规定存在不匹配问题，特别是水量较大时，需多套反映池并联运营，增长了控制系统复杂性[4]。

3.2.4三种工艺经济比较

美国EPA在对SBR技术评估基本上，比较分析了老式活性污泥法、SBR工艺、氧化沟工艺基建投资和运营费用，见表3-1（以相对值表达）。

比较成果阐明在一定流量范畴内，当污水解决厂规模增长时，单位造价减少。

表3-1 基建投资和运营费用

污水解决流程

基建投资/元

运营费用/元

3785m/d

18925m/d

3785m/d

18975m/d

老式活性法

SBR

氧化沟

100

78

83

100

75

81

100

83

83

100

93

93

以上两种规模SBR污水解决厂基建投资分别为老式活性污泥法基建投资78%和75%。

而SBR工艺投资与氧化沟是相称，略低于氧化沟，其两者运营费用是同样。

当污水解决厂规模较小时，与老式活性污泥法工艺相比，SBR运营费用也较省。

如解决规模分别为3785m/d和18925m/d，其年度运营费用约为老式活性污泥法污水厂83%和93%，可见SBR在中、小规模解决厂是有优越性，因此本设计采用SBR工艺。

第四章设计计算

4.1原始设计参数

原水水量         Q=1000=41.67m/h                        （4-1）

取流量总变化系数为   Kz=2.0

设计流量        Qmax=Kz.Q=2.0×0.01157=0.023m/s                （4-2）

4.2格栅

4.2.1设计阐明

格栅（见图4-1）普通斜置在进水泵站之前，重要对水泵起保护作用，截去废水中较大悬浮物和漂浮物。

格栅按形状可分为平面格栅和曲面格栅两种，按格栅栅条间隙可分为粗格栅（50～100mm），中格栅（10～40mm），细格栅（3～10mm）三种。

本设计采用中格栅，栅条间隙取20mm。

4.2.2中格栅计算

（1）栅条间隙数

设栅前水深h=0.3m，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=0.5m/s，栅条间隙宽度b=0.010m，格栅倾角α=60º。

n=Qmax（sinα）0.5/bhv=0.023×（sin60º）0.5/（0.010×0.3×0.5）=14.3≈15个                                                           （4-3）

（2）栅槽宽度

设栅条宽度S=0.01

B=S（n－1＋bn=0.01×（15－1）＋0.01×15=0.29m                   （4-4）

（3）进水渠道渐宽某些长度

设进水宽度B1=0.20m，其渐宽某些展开角度α1=20º，进水渠道内流速为0.45m/s。

l1=（B－B1）/2tgα1=（0.29－0.20）/2×tg20º=0.12m                    （4-5）

（4）栅槽与出水渠道连接处渐窄某些长度

l2=l1/2=0.12/2=0.06m

（5）通过格栅水头损失

设栅条断面为锐边矩形断面

h1=β（s/b）sinαkv2/2g=2.42×（0.01/0.010）×sin60º×3×0.52/19.6=0.033m                                   （4-6）

  k=3

（6）栅后槽总高度

设栅前渠道超高h2=0.3m，则有H=h＋h1＋h2=0.3＋0.033＋0.3=0.633m      （4-7）

（7）栅槽总长度

L=l1＋l2＋0.5＋1.0＋（h+h）/tgα=0.18＋0.5＋1.0＋（0.3＋0.3）/tg60º=2.03m                                                              （4-8）

（8）每日栅渣量

在格栅间隙10mm时，设栅渣量为每1000m污水0.23m3，有

W=86400QW1/1000K=864000.023×0.23/1000×2.0=0.23m3/d>0.2m3/d                                                           （4-9）

采用机械清渣。

4.2.3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。

该格栅构造紧凑、体积小、重量轻、运营平稳、维护以便，可实行手动间断运营、自动持续运营，对工作时间和停车时间等运营周期可自动调节，具备紧急停车和过载保护装置。

4.3集水井和污水提高泵房

4.3.1设计阐明

 本设计采用自灌式污水提高泵站，与集水井合建，集水池容积不应不大于最大一台水泵5min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），每台水泵容量为174/2=87L。

集水井容积采用相称于一台水泵6min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，污水解决系统比较简朴，工艺管线可以充分优化，故污水只考虑一次提高。

污水经提高后入曝气沉砂池，然后自流到SBR池。

曝气沉砂池、SBR池相对于地面高度分别为5m、5.5m。

4.3.2设计选型

污水提高前水位为-2.00m，污水总提高流程7.5m，采用IF型离心耐蚀泵，设计提高高度为H=8m，设计流量Qmax=41.67m3/h。

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%。

4.3.3提高泵房

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、显示屏在操作室内安装。

提高泵房占地面积为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。

4.4细格栅

4.4.1设计阐明

在沉砂池前设立细格栅重要作用是减少浮渣，避免污水中含大量杂物堵塞管道，为污水解决厂提供良好运营条件。

计算过程与中格栅相似。

设栅前水深h=0.4m，过栅流速v=0.9m/s，栅条间隙b=0.003m，栅渣量为0.3m3/1000m3污水。

4.4.2计算成果

（1）栅条间隙数：

n≈20个

（2）栅槽宽度：

B=S（n－1）＋bn=0.01×（20－1）＋0.003×20=0.25m

（3）进水渠道渐宽某些长度：

进水宽度取B=0.15m，L=（0.25－0.15）/2×tg20º=0.14m

（4）栅槽与出水渠道连接处渐宽某些长度

l2=l1/2=0.14/2=0.07m

（5）通过格栅水头损失：

h1=0.14m

（6）栅后槽总高度：

取栅前渠道超高h2=0.3m，H=h＋h1＋h2=0.4＋0.14＋0.3=0.84m

（7）栅槽总长度：

L=0.14＋0.07＋0.5＋1.0＋（0.4＋0.3）/tg60º=2.11m

（8）每日栅渣量：

W=86400×0.023×0.3/（1000×2）=0.29m3/d>0.2m3/d

（9）采用机械除渣。

4.4.3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。

该格栅构造紧凑、体积小、重量轻、运营平稳、维护以便，可实行手动间断运营、自动持续运营，对工作时间和停车时间等运营周期可自动调节，具备紧急停车和过载保护装置。

4.5调节池

4.5.1设计阐明

废水其水质水量都会随时变化，且波动较大。

废水水质水量变化对废水解决设备功能发挥是不利。

为解决这一问题，设立了调节池，以调节水质和水量。

4.5.2 设计计算

（1）池子实际容积：

设废水在池内停留时间T=4h

依照流量Q=1000m3/d   T=4h

则池内废水量为Q1=Q/24×T=1000/24×4=166.7m3/h             （4-10）

得出调节池有效容积为167m3

设计用调节池实际容积为V=1.4×V=1.4×167=233.8m3                  （4-11）

取V=235m3

（2）池子长宽

取池子有效水深为h1=1.5m，纵向隔板间距为1m

则调节池平面面积S=V/h1=235/1.5157m2                                      （4-12）

取宽为11m，则长L=S/B=324/16=14.3m                            （4-13）

纵向隔板间距为1m，因此隔板数为13个

取调节池超高h=0.3m

4.5.3设备

为适应水质变化，设立沉渣斗。

沉渣斗倾角为45。

。

4.6曝气沉沙池

4.6.1设计阐明

沉砂池功能是运用物理原理去除污水中比重较大无机颗粒，重要涉及无机性砂粒、砾石和少量较重有机物质。

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作用附着在砂粒上有机污染物和污水中油脂类物质会被去除，这也是选取曝气沉砂池目。

污水经污水泵提高后进入曝气沉砂池，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，污水回至提高泵前，净砂直接卸入汽车外运。

设计流量为Qmax=0.023m3/s，水力停留时间t=3.0min，水平流速取v=0.06m/s，有效水深h2=2m.

4.6.2沉砂池计算

池子总有效容积：

V=Qmaxt×60=0.023×3×60=4.14m3                                   （4-14）

水流断面积：

A=Qmax/v1=0.023/0.06=0.38m2                                               （4-15）

（1）池总宽度：

B=A/h2=0.38/2=0.19m，取B:

h2=1.5，则B为3m。

   （4-16）

（2）每个池子宽度：

设两座沉砂池n=2格，b=3/2=1.5m。

            （4-17）

（3）池长：

L=v/A=4.14/0.38=10.9m                                （4-18）

（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，其中氧气占质量含量为23.3%，则有q=dQmax3600=0.2×0.023×3600=16.56m3/h                                                              （4-19）

需要空气量：

16.56×1.293×0.233=4.99kgO2/h

（5）沉砂室设计计算：

设沉砂斗为沿池长方向梯形断面渠道，沉砂斗体积为Vo=（a＋a1）×h3¹×L/2，沉砂室坡向沉砂斗坡度为I=0.1～0.5，沉砂斗侧壁与水平面夹角α≤55º，a1=0.5m，h3¹=0.4m，α=55º，则砂斗上口宽a=2h3/tg55º=2×0.4/tg55°=1.06。

VO=（1.06+0.5）×0.4×10.8/2=3.37m3                                      （4-20）                 

超高h1取0.3m，则h3=（b－a1）tg55º/2=（1.5－0.5）×tg55º/2=0.71m         （4-21）

H=h1＋h2＋h3=0.3＋2＋0.71=3.01m，取3.0m                            （4-22）

4.6.3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。

重要特点：

充氧效率高、建设投资省、运转维修以便。

4.7气浮池

4.7.1设计阐明

气浮法是固液分离或液液分离一种技术。

它是通过某种办法产生大量微气泡，使废水中密度接近与水固体或液体污染物微粒粘附，形成密度不大于水气浮体。

在浮力作用下，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不大于1悬浮物、油类和脂肪，并用与污泥浓缩。

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，把溶解过饱和空气以微气泡形式释放出来。

4.7.2气浮池计算

（1）气浮池有效水深取2.5m，长为11m，宽为11m。

（2）接触区下端水流上升流速取为20mm/s，上端水流上升速度为8mm/s，水力停留时间为15min。

4.7.3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