1、湘潭大學綜合工程設計說明書題 目： 株洲某廠3500t/d制藥廢水處理初步設計 學 院： 化工學院 專 業： 環境科學 學 號： 2011650113 姓 名： 汪 娟 指導教師： 汪形艷 時 間：2015.03.11 一、工程概況 1.1設計的背景資料： 株洲某制藥廢水廠日排水量約為3500m3 / d，小時排放廢水波動為±20%。廢水主要污染物濃度（平均值）：COD 1200 mg/L，BOD5500mg/L，SS1000mg/L，石油類15 mg/L，pH58。 COD(mg/L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)石油類（mg/L）進水量（m3/d）1200500100015

2、3500(+/-20%)污水的特征： 中藥生產的原材料主要為中藥材，在生產中有時需使用一些媒質、溶劑或輔料，因此，有機物濃度高，水質成分比較復雜； 廢水中COD濃度高，有些濃渣水甚至更高；廢水中SS濃度高，主要是動植物的碎片、微細顆粒及膠體； 水量間歇排放，瞬時排放量較大；波動較大，色度較高 ；由于采用煮煉或熬制工藝，排放廢水溫度較高，帶有顏色和中藥氣味。其氣味人體嗅感比較明顯，人體會有不適感覺。由于車間設備和容器清洗廢水含表面活性洗滌劑等溶劑，極易在工藝處理過程中產生泡沫，造成周邊環境污染。1.2設計排放指標 ： 執行中藥類制藥工業水污染物排放標準（GB2190

3、6-2008）規定的一級標準的B標準。控制指標為：pH6-9，COD 100 mg/L，BOD520mg/L，總氮20 mg/L。 pHCOD（mg/L）BOD(mg/L)總氮(mg/L)6-91002020 工程建設的基本條件：場址地勢較高，無洪水淹沒危險；工程地質良好，適于工程建設；場區地形平坦，面積足夠；要求本著節約用地的原則合理使用。 1.3設計依據（1）中華人民共和國環境保護法和水污染防治法 （2）污水綜合排放標準GB89781996 （3）給水排水工程結構設計規范（GBJ69-84）（4）中藥制藥廢水排放標準 1.4設計原則（1） 必須確保污水廠處理后達到排放要求。 （2） 污水處

4、理廠采用的各項設計參數必須可靠。在設計中一定要遵守現行的設計規范，保證必要的安全系數。對新工藝、新技術、新結構和新材料的采用積極慎重的態度。 （3） 污水處理廠設計必須符合經濟的要求。（4） 污水廠設計應當力求技術合理。在經濟合理的原則下，必須根據需要，盡可能采用先進的工藝、機械和自控技術，但要確保安全可靠。 （5） 污水廠設計必須注意近遠期的結合，設計時應為今后發展留有挖潛和擴建的條件。 （6） 污水廠設計必須考慮安全運行的條件。（7） 污水廠的設計在經濟條件允許情況下，場內布局、構（建）筑物外觀、環 境及衛生等可以適當注意美觀和綠化。二、工藝選擇 2.1水質特征 ：COD濃度高，SS濃度較

5、高，水質成分復雜 水量較小但間歇排放，沖擊負荷較高 。廢水的可生化降解能力取決于BOD/COD的比值 BOD采用微生物來降解有機物，而降解率僅為14.478.6% COD采用的是強氧化劑，對大多數的有機物可以氧化到8595% 而此廢水BOD/COD>0.3，說明廢水中有機物可生化降解。 2.2處理工藝：序批式活性污泥法（SBR） 工作過程 :一個周期內把污水加入反應器中，并在反應器充滿水后開始曝氣，污水中的有機物通過生物降解達到排放要求后停止曝氣，沉淀一定時間將上清液排出，如此反復循環。 五個處理程序:進水、反應、沉淀、出水、待機 。SBR法的優點 ：以一個反應池取代了傳統方法中的調節池

6、、初次沉淀池、曝氣池及二次沉淀池 。整體結構緊湊簡單 ，具有靈活性，運行費用低 。可最大限度地承受高峰流量、高峰BOD濃度及有毒化學物質對系統的影響。SBR在固液分離時水體接近完全靜止狀態，不會發生短流現象，同時，在沉淀階段整個SBR反應池容積都用于固液分離，擴散系數低。系統通過好氧/厭氧交替運行，能夠在去除有機物的同時達到較好的脫氮除磷效果。 缺點：對自動控制水平要求較高 ，自控系統必須質量好，運行可靠 。對操作人員技術水平要求較高 。間歇周期運行帶來曝氣、攪拌、排水、排泥等設備利用律較低，增大了設備投資和裝機容量。 工藝流程圖三、設備選型及計算3.1中格柵： 一般斜置在進水泵站之前，主要對

7、水泵起保護作用，截去廢水中較大的懸浮物和漂浮物。 本工藝流程首先采用中格柵，柵條間隙取20mm。 選HG-800型回轉式格柵除污機，電動機功率0.55kw，柵條間距為10-50 mm。隔單柵傾斜角度為：60 -70 。該格柵結構緊湊、體積小、重量輕、運行平穩、維護方便，可實行手動間斷運行、自動連續運行，對工作時間和停車時間等運行周期可自動調節，具有緊急停車和過載保護裝置 。3.2集水井和污水提升泵房： 本工藝采用自灌式污水提升泵站，與集水井合建，集水池容積不應小于最大一臺水泵5min的出水量，如水泵機組為自動控制時，每小時啟動水泵不得超過6次。考慮用3臺水泵（2用1備），每臺水泵的容量為174

8、/2=87 L。集水井容積采用相當于一臺水泵6min的容量，則W=87×60×6/1000=31.32 m3，有效水深取2m，則集水池面積為F=31.32/2=15.66 m2。 采用SBR工藝，污水處理系統比較簡單，工藝管線可以充分優化，故污水只考慮一次提升。污水經提升后入曝氣沉砂池，然后自流到SBR池。曝氣沉砂池、SBR池的相對于地面的高度分別為5m、5.5m。 提升泵房：泵房內設有維修間，機電室，操作室。泵，電機等在室內安裝，電控柜、顯示器在操作室內安裝。提升泵房占地面積為12m×6m，工作間占地面積8m×3m。起重機選LSX型手動單梁懸掛起重機，

9、起重量0.5t，起升高度2.5m12m，跨度6m。泵機選型： 采用IF型離心耐蝕泵，考慮設計提升高度，設計流量Q最大值。 采用65-50-160型離心耐蝕泵1臺。該泵流量為12.5m3/h，揚程8m，轉速1450 r/min，軸功率0.56kw，電動機型號Y802-4，功率0.75kw，效率=60% 。3.3細格柵： 在沉砂池前設置細格柵主要作用是減少浮渣，避免污水中含大量雜物堵塞管道，為污水處理廠提供良好的運行條件 。選HG-800型回轉式格柵除污機，電動機功率0.55kw，柵條間距為10-50mm。隔單柵傾斜角度為：60 70 。該格柵結構緊湊、體積小、重量輕、運行平穩、維護方便，可實行手

10、動間斷運行、自動連續運行，對工作時間和停車時間等運行周期可自動調節，具有緊急停車和過載保護裝置。調節池：為適應水質的變化，設置沉渣斗。沉渣斗傾角為45。3.4曝氣沉沙池： 沉砂池功能是利用物理原理去除污水中比重較大的無機顆粒，主要包括無機性的砂粒、礫石和少量較重的有機物質。污水經污水泵提升后進入曝氣沉砂池，共兩座，一用一備。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離器，砂水分離器通入壓縮空氣洗砂，污水回至提升泵前，凈砂直接卸入汽車外運。選SBQ-I型水下曝氣機，1臺。型號：SBQ-I/4，葉輪直徑1240 mm，轉速1450r/min，供氧量3.5kg/h5.0kg/h，電動機功率

11、3.7kw，外形尺寸700mm×50mm×658mm，重量180kg。主要特點：充氧效率高、建設投資省、運轉維修方便 。3.5氣浮池： 通過空氣在加壓條件下溶于水中，再使壓力降至常壓，把溶解的過飽和空氣以微氣泡的形式釋放出來，產生大量的微氣泡，使廢水中密度接近與水的固體或液體污染物微粒粘附，形成密度小于水的氣浮體。在浮力的作用下，上浮至水面形成浮渣，進行固液或液液分離。氣浮法用于從廢水中去除比重小于1的懸浮物、油類和脂肪，并用與污泥的濃縮。選用TS-I型溶氣釋放器，規格8 m，溶氣水支管接口直徑25mm，流量0.4 。主要特點：釋氣完全，在0.15MPa以上即能釋放溶氣量的

12、99%左右，可在較低的壓力下工作，在0.2MPa以上時即能取得良好的凈水效果，節約能耗，釋出的氣泡微細，氣泡平均直徑為20-40 ，氣泡密集，附著性能良好 。 四、SBR反應池及計算：4.1工藝操作過程： 進水期： 回流污泥吸附、氧化作用 反應期： 厭氧缺氧好氧的交替 沉淀期： 沉降時間短，效率高 排水期： 排出污泥占總污泥的30% 閑置期： 微生物恢復活性，反硝化進行脫水4.2SBR反應池容積計算： 設計處理流量Q=3500(m3/d)，BOD/COD=0.42 屬高濃度易生化有機廢水設SBR運行每一周期時間為8h，進水1.0h，反應(曝氣)取4h，沉淀2.0h，排水（0.5h1.0h）取1

13、h。周期數:n=24/8= 23SBR 處理污泥負荷設計為 Ns=0.4 kgBOD/(kgMLSS·d)運行周期時間安排和自動控制特點，SBR反應池設置4個。SVi取90ml/g,f取0.75(1) SBR反應池所需污泥最大進水量Q=3500/0.8=4375 取4500 （2） SBR反應池容積 V =Vsi +V F+V b =（3）SBR反應池尺寸水深為5.0m，池深4.5m，長16m,寬8m,體積569.44.3排泥量及排泥系統 (1) SBR產泥量SBR生物代謝產泥量為= = 式中: a 微生物代謝增系數，kgVSS/kgBOD; b 微生物自身氧化率，l/d 根據污泥性

14、質，參考類似經驗數據，設a=0.70，b=0.05,則有：假定排泥含水率為P=99%，則排泥量為： 取1284.4需氧量及曝氣系統設計計算（1）需氧量計算SBR反應池需氧量O2計算式為O2= 式中：a微生物代謝有機物需氧率，kg/kg b微生物自氧需氧率，l/dSr去除的BOD5(kg/m3)經查有關資料表，取a=0.50，b=0.190,需氧量為： =2106kg/d=87.75kg/h（2）供氣量計算設計采用塑料SX-1型空氣擴散器，敷設SBR反應池池底，淹沒深度H=4.5m。SX-1型空氣擴散器的氧轉移效率為EA=8%。查表知20，30時溶解氧飽和度分別為， 空氣擴散器出口處的絕對壓力P

15、b為： 空氣離開反應池時，氧的百分比為：Ot= =19.6%反應池中溶解氧平均飽和度為：（按最不利溫度條件計算）=7.63()=1.177.63=8.93(mg/) （411）水溫20時曝氣池中溶解氧平均飽和度為：=1.179.17=10.73(mg/L) （412）20時脫氧清水充氧量為： （413） 式中： 污水中雜質影響修正系數，取0.8(0.780.99) 污水含鹽量影響修正系數，取0.9(0.90.97) Cj混合液溶解氧濃度，取c=4.0 最小為2 氣壓修正系數=1反應池中溶解氧在最大流量時不低于2.0mg/L,即取Cj=2.0，計算得：=121.1(kgO2/h)SBR反應池供氣

16、量Gs為:(m3空氣/m3污水) 去除每千克BOD5的供氣量為:去除每千克BOD5的供氧量為:其他部分：集泥井、 污泥濃縮池、 污泥貯柜、 污泥脫水機房、 污泥棚略。五、污水處理廠的總平面布置5.1布置原則：可能利用地形坡度，使污水按處理流程在構筑物之間能自流，盡量減少提升次數和水泵所需揚程。協調好站區平面布置與單體埋深，以免工程投資增大、施工困難和污水多次提升。注意污水流程和污泥流程的配合，盡量減少提升高度。協調好單體構造設計與各構筑物埋深，便于正常排放，又利于檢修排空。5.2布置圖 平面布置圖 高程圖六、工程效益6.1工程的環境效益 污水處理廠的建設是一項改善生態環境、保障人民身體健康、造

17、福社會的重要工程 ，主要工程效益就是環境效益。 我國環境保護已成為一項基本國策，受到全社會的關注和重視。污水處理工程是環境保護的重要措施之一，對國民經濟持續發展、改善當地投資環境、吸引外資是極其重要的。該污水處理廠的建成，將會對周圍環境帶來非常積極的影響，降低了該生物制藥廠周圍一定面積內河流的污染程度，改善了周圍大氣環境，也減少了固體廢物的排放量，改善了周圍人們的生活環境。 廢水處理設備投產后，處理廢水已達到排放標準，有利于保護環境。6.2工程的社會效益 （1）污水處理廠的建成將對提高城市基礎建設水平，改善和提高環境質量水平，美化城市起到重要作用。 （2）處理廠投產后，不僅解決了污染問題，更有

18、利地保護了自然環境，同時安排就業，社會效益也十分顯著。 （3）經本工藝處理后的出水，已經完全符合城鎮污水處理廠污染物排放國家三級標準，可以直接排放到附近河流。6.3工程的經濟效益 污水處理廠作為城市基礎建設的重要組成部分，本身并不產生直接的經濟效益。其效益主要體現在環境效益和社會效益上。污水處理廠建設通過改善環境，提高環境質量水平，改善水質，避免和減輕污水排放對工農業生產及國民經濟發展所造成的經濟損失等方面所產生的間接經濟效益是巨大的。具體體現在：有利于改善投資環境、吸引外資、發展城市經濟增加農漁業的產量，提高農副產品和工業產品的質量。 結論 通過對生物制藥廠污水處理廠各個構筑物的設計得出，經過處理后，出水中的污染物含量均符合城鎮污水處理廠污染物排放國家三級標準，可以直接排放。通過上面的生化處理可使河流