制药厂废水处理

1300t/d抗生素制药废水处理工艺设计内容摘要：近年来，随着经济不断发展，城市规模的扩大，水污染问题日益突出。水质恶化以及水量的减少，不仅严重影响人们的健康和生活，也限制了当地的经济发展。建设污水处理厂，对防治当地水污染起着非常重要的作用。本设计主要任务是根据设计任务书中的原始数据和资料，完成对该污水设计和计算，并根据计算所得数据绘制相应的平面、高程图。另外，对该污水处理厂内的主要构筑物，应绘制平剖面图。经过对各种工艺的优缺点的比较，先采取预处理,进水后调节ph,反渗透法除盐,再选用A/O工艺,以达到排放标准为目的。其特点是工艺流程简单、投资费用较低、沉淀效果好。关键词：水污染；污水处理；预处理；A/O工艺21项目概况:某药业有限公司生产的产品为美罗培南系列医药中间体和西司他丁，产量分别为20、1.5t/a，生产废水中污染物主要有:有机溶剂、酸、碱、盐(氯化钠、碳酸氢钠、亚硫酸钠、硫酸钠、单羧酯钾盐、溴化钾、氯化钾等)以及磷酸盐等，厂区还会排放地面冲洗废水、循环冷却外排水和一定量的生活污水。化学合成抗生素制药废水具有成分复杂、有机物和含盐量高的特点，因此，对这些废水必须处理达标后排放，从而减少对环境的污染。原水水质见表1。表1原水水质、水量废水来源水量（m3·d-1）pHCODcr（mg·L-1）BOD5（mg·L-1）全盐量（mg·L-1）生产废水生活污水其它废水80150705～67～86～75000025010001930010040060000处理后水质：符合《污水综合排放标准》(GB8978-1996)的二级标准，主要指标如下：pH：6～9，CODCr≤300mg/L，BOD5≤100mg/L，SS≤150mg/L，全盐量≤500mg/L。处理达标后排放，从而减少对环境的污染。研究内容：设计处理量300m3/d的废水处理工艺流程及平面布置并画图，设计主要构筑物并画图。设计遵循的主要标准、规范：1.中华人民共和国国家标准《地面水环境质量标准》；2.中华人民共和国国家标准《室外排水设计规范》；3.给水排水设计手册；34.《污水综合排放标准》（GB8978-1996）。2工艺流程:经测定BOD5/CODCr为0.386,属于较难生化处理废水,同时废水中含有大量的悬浮物和对微生物生长有害的物质,如氯仿醇类等，更增加了处理的难度。故采用缺氧——好氧工艺，同时以进水50%回流污水以减少进水的污水浓度。并先对污水进行预处理，较少ss和有害物，以及将剩余污泥回流至前段，增强微生物的生长繁殖能力。基本流程图如下：3污水预处理:生产废水80（m3·d-1）=0.0222（m3·s-1）生活污水150（m3·d-1）=0.0417（m3·s-1）其它废水70（m3·d-1）=0.0194（m3·s-1）①低浓度废水贮池。贮存除生产废水以外来水,可不进行预处理。废水水量为150+70=220（m3·d-1）。②生产废水贮水池。污水CODCr高达50000mg/L,BOD5高达19300,且含大量未提取抗生素,须加药剂压滤后才能少量分批进入预曝调节池。生产废水的ph值为5-6,所以应该加碱调节pH值至6.5-7.0。废水水量为80（m3·d-1）。43.1、除盐:此外，废水中盐度比较高，当前处理的方法主要有：电渗析法，反渗透法，蒸馏法以及比较新的工艺组合。目前,反渗透和电渗析法投资为528～793美元/(m3・d),运行费用为0.26～0.52美元/(m3・d);反渗透投资相对较省,运行费用稍高,而电渗析则投资稍高,运行费用相对低一些;蒸馏法投资为1321～2268美元/(m3・d),运行费用为1.06～2.11美元(m3・d)见高含盐废水处理技术费用居高不下,经济效益差,虽已有许多研究尝试提高其应用价值,但效果并不显著，尚无良好的应用前景。[1]对于此设计，采用反渗透法，此法由于氨具有较强的挥发性,可采汽提来分离氨和水。汽提是借废水通入汽的接接触,使废中的发性质按一定比例散到气相中,因而挥发的污物从水中离出去。据以往的汽提塔运行数据,可把氨的质量浓度降50mg/L。此时氨溶属于浓度液。进一步的处方法用离交换法、生物脱氮法、硝化反硝化法、折点氯化法、催化湿式氧化法等。如下图在1atm和20℃时,1体积的水可以溶解700体积的氨气,按1mol气体等于22.4L5计算,则1mol水至少可以溶解30mol氨气。氨水为非电解质,则近似饱和的氨水溶液的渗透压约等于30RT。在相同的温度下,假设强电解质溶液的i值是氨水的4倍,则近似饱和的氨水溶液的渗透压至少大于7mol/L的强电解质溶液。故理论上用氨水作为设计溶液是符合要求的,即在常温下具有很高的摩尔浓度。由于氨具有较强的挥发性,可采用汽提法来分离氨和水。汽提法是借助废水与通入蒸汽的直接接触,使废水中的挥发性物质按照一定的比例扩散到气相中,因而把挥发性的污染物从废水中分离出去。据以往的汽提塔运行数据,可把氨的质量浓度降至50mg/L。此时的氨溶液属于低浓度溶液。进一步的处理方法可用离子交换法、生物脱氮法、硝化—反硝化法、折点氯化法、催化湿式氧化法等。[2]3.2、生化处理:缺氧——好氧。A/O工艺由缺氧和好氧两段组成，两段可以分建也可以合建，合建要求两段挡板隔开；缺氧段水力停留时间0.5-1h，溶解氧小于0.5mg/l,同时加强搅拌混合，防止污泥沉积，应设置搅拌器或水下推动器。好氧段结构和普通活性污泥法相同，要保证溶解氧1-2mg/l,水力停留时间2.5-6h。4主要构筑物及设计参数:由于生产废水进水水量不大，可以不设集水井，直接进行预处理。4.1、中格栅设计计算:1此设计在生产废水前采用一个筛，过滤掉大部分浮渣。格栅则设计在调节池前。可只设一道。（1）设计参数：最大流量Qmax=Q*Kz=（0.0222+0.0417+0.0194）*1.2=0.5503m3·s-1栅前水深：h=0.4m栅前流速：V1=0.4m/s(0.4m/s-0.9m/s)过栅流速：v2=0.4m/s(0.4m/s-1.0m/s)栅条宽度：s=0.01m，栅条间隙宽度d=0.04m格栅倾角0°2设计计算6（1）栅条间隙数：n=（Qmax*60sin）/（bhv）=(0.5503*60sin)/(0.04*0.4*0.4)=80设一座中格栅n=80根（2）栅槽宽度：设栅条宽度s=0.01mB=s（n1-1）+bn1=0.01（80-1）+0.04*80=3.99m（3）进水渠道渐宽部分宽度设进水渠道宽B1=Qmax/4vh=0.5503/(4*0.4*0.4)=0.8598m渐宽部分展开角度为20°。L1=（B-B1）/(2tan1)=(3.99-0.8598)/(2tan20)=4.3m(4)栅槽与出水渠道链接处渐宽部分长：L2=L1/2=4.3/2=2.15m(5)通过格栅水头损失：H2=k*h0H0=§g2V22sin§=s/b34h0——计算水头损失g——重力加速度k——格栅收污染使水头损失增大的倍数，一般取3；ξ——阻力系数，其数值与格栅条断面几何形状有关，对于锐边矩形断面，形状系数；h2=3*2.42*（0.01/0.04）34*(8.9*24.02)sin60°=0.008m(6)栅槽总高度：设栅前渠道超高h1=0.3mH=h+h1+h2=0.4+0.3+0.008=0.708m（7）栅槽总长度：L=L1+L2+0.5+1.0+tan60H17=0.124+0.062+1.5+0.404=2.09m8)每日栅渣量格栅间隙40mm情况下，每1000m3污水产0.03m3。W=zmax1K1000QW86400=1.18m3大于0.2m3每天。采用机械清渣。（9）格栅选择选择XHG-16400回转格栅污泥机一台4.2、污水提升泵房:流量小于2m3/s,常采用下圆上方型泵站，泵选用自潜污泵。理论上次设计需要在生产废水前设一个提升泵站，在其他废水收集处设一个提升泵站。设计计算：1生产废水污水提升泵站：（1）污水平均流量为0.0222m3/s污水最大流量为0.0222*1.2=0.02664m3/s（2）集水池容积，采用相当于一台泵6min的容量。采用两台泵（一用一备），则w=0.02664*6*60=9.59m3，有效水深2m，则集水池面积F为4.792m2（3）选泵前扬程估算:H=H0+2.0+1.8式中：2.0—污水泵及泵站管道的水头损失，m；1.5～2.0—自由水头的估算值，m，取1.8m；H0—水泵集水池的最低水位H1与水泵出水水位H2之差；单管出水井的最高水位与地面的高差估计为7.0m则水泵扬程为：H=H0+2.0+1.8=10.8m取15米。选用2台泵（1用一备）,则每台泵的流量为79.92m3/h。（4）选泵:8可以选用250QW520-22系列的流量为676m3/h，扬程18m，转速950，功率55kw，重1395kg。2同理计算其他废水所需的污水提升泵站:（1）污水平均流量为0.0417+0.0194=0.4364m3/s污水最大流量为0.4364*1.2=0.5237m3/s（2）集水池容积，采用相当于一台泵6min的容量。采用两台泵（一用一备），则w=0.5237*6*60=188.5m3，有效水深2m，则集水池面积F为94.26m2（3）选泵前扬程估算:H=H0+2.0+1.8式中：2.0—污水泵及泵站管道的水头损失，m；1.5～2.0—自由水头的估算值，m，取1.8m；H0—水泵集水池的最低水位H1与水泵出水水位H2之差；单管出水井的最高水位与地面的高差估计为7.0m则水泵扬程为：H=H0+2.0+1.8=10.8m取15米。选用4台泵（3用一备）,则每台泵的流量为1185.32/3=628.44m3/h（4）选泵:可以选用250QW520-22系列的流量为676m3/h，扬程18m，转速950，功率55kw，重1395kg。4.3、调节池:由于来水不均匀，水质、水量存在波动，因此只有足够的调节容量才能使进入后续处理工艺的水质、水量稳定，故设置均质调节池。4.3.1、调节池的尺寸计算:此时，污水的流量为Q=0.0222+0.0417+0.0194=0.0833m3/s，9最大流量:Qmax=0.0833*1.2=0.09996m3/s=359.856m3/h=8636.544m3/d水力停留时间T=6h；调节水量一般为处理水量的10%-15%可满足要求，调节池设置一用一备，便于检修和清泥。为防止池底污泥沉淀，可压缩空气搅拌污水。空气用量为1.5-3.0hmm23/，取2.0hmm23/。则所需空气量为2*359.86m3/h=719.72m3/h=11.995m3/min4.3.2、调节池有效容积:V=QT=359.856×6=2159.136m34.3.3、调节池水面面积:取池子总高度H=5.5m,其中超高0.5m,有效水深h=5m，则池面积为A=V/h=37502159.136/5=431.8m24.3.4、调节池的尺寸:池长取L=21m,池宽取B=21m，则池子总尺寸为L×B×H=21m×21m×5.5m=2425.5m3。4.3.5、调节池的搅拌器:使废水混合均匀，调节池下设两台LFJ-350反应搅拌机。4.4、反应池池池体:4.4.1、A/O工艺设计规定[3]：1、污泥负荷率5N/kgBODkgMLSSd在0-0.18之间；2、总氮负荷：kgTN(kgMLSSd)小于等于0.05；4、污泥龄：d大于10h；105、混合液回流比NR50-100%；6、污泥回流比R：50-100﹪；7、污泥浓度X：(mg/l)3000-5000(≥3000)；8、溶解氧DO/-1mglA段约为0.5mg/l,O段=1-2；9、温度/0C:20-30；11、反硝化池53S-BODNO-N≥4。4.4.2、设计参数[4]（1）BOD污泥负荷：5kgBODN=0.15kgMLSSd[N≤0.18利于消化反应进行]（2）污泥指数：SVI=150（3）回流污泥浓