某生物制药厂废水处理工艺毕业设计说明书目 录引 言 1第一章 概 论 211设计任务及依据 2111设计任务 2112设计依据 212 设计要求 2121设计原则 2122污水处理工程运行过程中应遵循的原则 3第二章 水质分析 421水质组成 4211进水水质 4212 出水水质 422废水种类 4221抗生素废水的水质特征 4222抗生素废水的可生化降解性 5第三章 方案选择 631 选择方案原则 63 2 工艺比较分析 6321活性污泥法 6322 氧化沟法 7323 SBR法 8324三种工艺的经济比较 9325 工艺流程图 10第四章 设计计算 1141原始设计参数 1142 格栅 11421 设计说明 11422 中格栅计算 11423格栅选型 1243集水井和污水提升泵房 13431设计说明 13432设计选型 13433提升泵房 1344 细格栅 13441 设计说明 13442 计算结果 14443 格栅选型 1445 调节池 14451设计说明 14452 设计计算 14453 设备 1546 曝气沉沙池 15461 设计说明 15462沉砂池计算 16463曝气设备 1747气浮池 17471设计说明 17472气浮池计算 17473 气浮设备 1748 SBR反应池 17481设计说明 174811 SBR说明 174812 SBR工艺特点 184813工艺操作过程 18482 SBR反应池容积计算 19483 SBR反应池运行时间与水位控制 20484 排泥量及排泥系统 21485 需氧量及曝气系统设计计算 21486 滗水器 2349 接触消毒池 24491设计说明 24492 设计参数 24493 设计计算 24410 污泥处理系统 254101 污泥水分去除的意义和方法 254102 各个部分设计计算 2541021 集泥井 2541022 污泥浓缩池 2641023 污泥贮柜 2741024 污泥脱水机房 2841025 污泥棚 28第五章 污水处理厂的平面布置和高程布置 2951构筑物及设备的重要设计参数 2952污水处理厂的总平面布置 30521布置原则 30522平面布置 3053污水处理厂的高程布置 30531布置原则 30532高程布置 31533 各构筑物设计计算 3154工程投资估算 32541工程投资 32第六章 工程效益 3461工程的环境效益 3462工程的社会效益 3463 工程的经济效益 34结 论 35参考文献 36谢 辞 37引 言水是人类的生命之源它孕育和滋养了地球上的一切生物与我们人类密切相关的是淡水但是水环境中的淡水资源却很少仅占总量的 253因此保护和珍惜水资源是整个社会的共同职责在我国淡水资源人均不超过 2545立方米不到世界人均的 14因此我们更应该保护和珍惜水资源20世纪以来医药工业的迅速发展给人类文明带来了飞跃与此同时在其生产过程中所排放出来的废水对环境的污染也日益加剧给人类健康带来了严重的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含有种类繁多的有机污染物质这些物质中有不少属于难生化降解的物质可在相当长的时间内存留于环境中采用传统的处理工艺很难达标排放对于这些种类繁多成分复杂的有机废水的处理仍然是目前国内外水处理的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法处理该制药厂所排放的污水处理后可以达标排放有利于当地水环境的良性循环 第一章 概 论11设计任务及依据111设计任务本设计方案的编制范围是某生物制药厂废水处理工艺处理能力为 1000内容包括处理工艺的确定各构筑物的设计计算设备选型平面布置高程计算经济技术分析完成绘制处理工艺流程组图各构筑物设计计算图处理工艺组合平面布置及高程布置图112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 GB89781996 3给水排水工程结构设计规范GBJ69-844毕业设计任务书 5毕业设计大纲 12 设计要求121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122污水处理工程运行过程中应遵循的原则 在确保污水处理效果同时还应合理安排水资源的综合利用节约用地节约劳动力同时应当合理设计合理布局作到技术可行运行可靠经济合理第二章 水质分析21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211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情况情况表 2-1 进水及水质废水种类 水量 m3d COD mgL BOD mgL SS mgL 庆大霉素土霉素 1000 2000 1100 8400 212 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 m3d COD mgL BOD mgL SS mgL 庆大霉素土霉素 1000 12030 30 22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221抗生素废水的水质特征1 COD浓度高是抗生素废水污染物的主要来源2 废水中 SS浓度较高其中主要为发酵的残余培养基质和发酵产生的微生物丝菌体对厌氧 UASB工艺处理极为不利3 存在难生物降解物质和有抑菌作用的抗生素等毒性物质对于有毒性作用的抑制物质厌氧生物处理比好氧处理具有一定的优势4 硫酸盐浓度高一般认为好氧条件下硫酸盐的存在对生物处理没有影响 5 水质成分复杂中间代谢产物和提取分离中残留的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应器中甲烷菌正常的活性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所以其废水成分和水力负荷随时间有很大的变化这种冲击给生物处理带来极大的困难222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 BODCOD的比值 BOD是指在好氧条件下微生物分解有机物质所需要消耗的溶解氧量而 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的氧化剂的量以氧的毫克每升表示由于BOD采用微生物来降解有机物而降解率仅为 144786 而 COD采用的是强氧化剂对大多数的有机物可以氧化到 8595 因此以重铬酸钾作为强氧化剂来测定 COD时 BODCOD的比值小于 1根据资料介绍当废水 BODCOD 03时说明废水中有机物可生化降解但一般说来抗生素废水的 BODCOD大于 03因此抗生素废水可生化性比较好第三章 方案选择31 选择方案原则在工艺选择和设计时应充分考虑该厂废水的特点近期远期的可调性并用两级处理即物化处理与生化处理相结合该厂废水属于比较难处理的工业制药废水根据该厂原有设施运行经验及同类厂家运转经验采用物化和生化相结合处理工艺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工艺系统处理规模和原污水水质水量变化规律整体配备先进可靠的系统设备降低系统的维护工作量以保证系统的长期正常运转采用适当的自动化控制系统以保证处理效果和减少劳动力需求工程设计采用针对该厂水质特点的工艺方案工艺可靠设备配备先进运行费用合理工程整体档次高污泥处理也是关键由于污泥量很大本方案采用高品质带式压滤机提高污泥处理自动化程度同时也避免采用板框牙滤机所带来的人力多环境差处理能力低等缺陷3 2 工艺比较分析近年来废水处理工艺主要有活性污泥法 SBR法及氧化沟法下面就这几种工艺加以比较321活性污泥法传统活性污泥法又称普通活性污泥法是早期开始使用并一直沿用至今的运行方式它是当前国内外大型污水处理厂普遍采用的方法工艺流程简图见图 3-1活性污泥法自 20世纪初发明以来得到飞速的发展除普通活性污泥法以外近年来国内外应用较多的还有 SBR法及氧化沟法传统活性污泥法的特点是1曝气池内污水浓度从池首至池尾是逐渐下降的由于在曝气池内存在这种浓度梯度污水降解反应的推动力较大效率较高对污水处理的方式较灵活2对悬浮物和 BOD 的去除率较高3运行较稳定4推流式曝气池沿池长均匀供氧会出现池首供氧过剩池尾供氧不足增加动力费用且根据设计要求对氮的去除率较高而传统活性污泥法达不到要求传统活性污泥法的缺点是废水需要大量稀释运行中泡沫多易发生污泥膨胀剩余污泥量大去除率不高常必须采用二级或多级处理图 3-1 传统活性污泥法工艺流程简图322 氧化沟法氧化沟是一种活性污泥法工艺但曝气池呈封闭的沟渠形污水和活性污泥混合液在其中循环流动因此被称为氧化沟又称环形曝气池它也属于活性污泥处理工艺的一种变形工艺一般不需要初沉池并且通常采用延时曝气工艺流程见图 3-2氧化沟工艺具有以下特点1污水进入氧化沟可以得到快速有效地混合对水量水质的冲击负荷影响小 2由于污泥龄较长污泥趋于好氧稳定3可以通过改变转盘转刷转碟的旋转方向转速浸水深度和转盘转刷转碟的安装个数等以调节整体的供氧能力和电耗使池内溶解氧值控制在最佳工况但有以下缺点循环式运行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图 3-2 氧化沟工艺流程323 SBR法序批式活性污泥法 SBR是从充排式反应器发展而来的其工作过程是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3SBR法是近年来在国内外被引起广泛应用重视和日趋增多的一种污水生物处理技术 SBR处理工艺包括五个处理程序分别为进水反应沉淀出水待机在该处理工艺中处理构筑物少可省去初沉池无二沉池和污泥处理系统与标准活性污泥法相比基建费用低主要适用于小型污水处理厂运行灵活可同时具有去除 BOD和脱氮除磷的功能SBR法有以下优点SBR系统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系统操作简单且更具有灵活性投资省运行费用低它比传统活性污泥法节省基建投资额 30左右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的缺点是对自动控制水平要求较高人工操作基本上不能实行正常运行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由于具有以上优点 SBR近年来在国内外得到了较广泛的应用但也有一些不足之处如在实际工作中废水排放规律和 SBR间歇进水的要求存在不匹配问题特别是水量较大时需多套反应池并联运行增加了控制系统的复杂性4工艺流程见图 3-3进水