精選優質文檔-----傾情為你奉上精選優質文檔-----傾情為你奉上專心---專注---專業專心---專注---專業精選優質文檔-----傾情為你奉上專心---專注---專業目錄第一章緒論第一節課程設計任務第二節設計目的第三節制藥廠廢水基本概況第四節任務分析第五節工藝流程第二章工藝流程概述第一節工藝原理第二節結構第三節工藝特點第四節實際應用第三章設計計算第一節設計參數第二節計算過程第四章補充部分第五章參考文獻第六章總結第七章致謝

第一章緒論第一節課程設計任務該制藥廠廢水水質情況如下：表1制藥廠廢水水質情況表廢水流量Q2500m3/d進水水質出水要求要求去除率COD6000mg/L120mg/L98%BOD53000mg/L60mg/L98%SS2500mg/L200mg/L92%PH6.0—8.06.0—9.0不需要調節出水要求：處理后廢水排放達到GB8978-1996綜合污水排放二級標第二節設計目的通過本課程設計進一步鞏固本課程所學習的核心內容，掌握設計的內容以及相關參數的選擇與計算，并使所學習知識系統化，培養學生運用所學習知識進行水處理工藝的設計。本次課程設計，是讓學生針對給定的處理工藝，選擇相應的參數計算，繪制工藝圖，使學生具有初步的設計能力。第三節制藥廠廢水基本概況制藥工業廢水中的污染物多屬于結構復雜、有毒害作用和生物難以降解的有機物質，許多廢水呈明顯的酸堿性，部分廢水中含有過高的鹽分。由于制藥企業一般根據市場的需求決定產量，故排放廢水的波動性很大；若在同一生產線上生產不同產品時，所產生廢水的水質、水量差別也可能很大。制藥廢水可簡要地歸結為高濃度難降解的有機廢水，即COD濃度一般大于2000mg/L、可生化性指標BOD5/COD值一般小于0.3的有機廢水。考慮到制藥廢水可能殘留某些藥物成分等有毒害物質，排放到水體中會對生態環境造成不良影響，我國各類制藥工業水污染排放標準中均選擇了急性毒性的廢水控制標準，以期有效控制有毒有害污染物對環境的影響。第四節任務分析給定制藥廠進水水質中含有大量有機物質和懸浮物，但是并沒有出現有毒害物質，并且廢水沒有呈明顯的酸堿性，同時沒有鹽分的數據，認定為沒有含過高鹽分。根據制藥廠廢水基本概況，SS在一級處理系統可有效除去，制藥廠有機物質多為難以降解的，所以應加水解池，同時水解池對SS也有一定的去除作用。然后采用厭氧或好氧系統進行處理使得COD、BOD5達標。第五節水解池概述水解是指有機物進入微生物細胞前、在胞外進行的生物化學反應。微生物通過釋放胞外自由酶或連接在細胞外壁上的固定酶來完成生物催化反應。酸化是一類典型的發酵過程，微生物的代謝產物主要是各種有機酸。從機理上講，水解和酸化是厭氧消化過程的兩個階段，但不同的工藝水解酸化的處理目的不同。水解酸化-好氧生物處理工藝中的水解目的主要是將原有廢水中的非溶解性有機物轉變為溶解性有機物，特別是工業廢水，主要將其中難生物降解的有機物轉變為易生物降解的有機物，提高廢水的可生化性，以利于后續的好氧處理。考慮到后續好氧處理的能耗問題，水解主要用于低濃度難降解廢水的預處理。混合厭氧消化工藝中的水解酸化的目的是為混合厭氧消化過程的甲烷發酵提供底物。而兩相厭氧消化工藝中的產酸相是將混合厭氧消化中的產酸相和產甲烷相分開，以創造各自的最佳環境。高分子有機物因相對分子量巨大，不能透過細胞膜，因此不可能為細菌直接利用。它們在水解階段被細菌胞外酶分解為小分子。例如，纖維素被纖維素酶水解為纖維二糖與葡萄糖，淀粉被淀粉酶分解為麥芽糖和葡萄糖，蛋白質被蛋白質酶水解為短肽與氨基酸等。這些小分子的水解產物能夠溶解于水并透過細胞膜為細菌所利用。水解過程通常較緩慢，多種因素如溫度、有機物的組成、水解產物的濃度等可能影響水解的速度與水解的程度。酸化階段，上述小分子的化合物在酸化菌的細胞內轉化為更為簡單的化合物并分泌到細胞外。發酵細菌絕大多數是嚴格厭氧菌，但通常有約1%的兼性厭氧菌存在于厭氧環境中，這些兼性厭氧菌能夠起到保護嚴格厭氧菌免受氧的損害與抑制。這一階段的主要產物有揮發性脂肪酸、醇類、乳酸、二氧化碳、氫氣、氨、硫化氫等，產物的組成取決于厭氧降解的條件、底物種類和參與酸化的微生物種群。第六節工藝流程出水圖1-1工藝流程圖第二章工藝流程概述第一節工藝原理一、化學絮凝法化學絮凝反應主要主要是污水中溶解性正磷酸鹽與投加的金屬鹽發生置換反應，生成低溶解度的固體，迅速沉淀下來。化學絮凝過程主要發生在反應池中，通過水利或機械攪拌，在水中形成速度梯度，使得顆粒相互碰撞，然后在一定條件下粘合在一起，從而形成絮體。為了增強絮凝效果，有時也在混合反應池中投加高分子聚合物。在反應池中控制速度梯度極其重要，不能采用空氣攪拌形式進行混合。工藝中調節池、反應池、沉淀池是化學絮凝一級強化處理。二、水解酸化——好氧工藝從原理上講，水解（酸化）是厭氧消化過程的第一、二兩個階段。水解（酸化）-好氧處理系統中的水解（酸化）段的目的是將原水中的非溶解態有機物截留并逐步轉變為溶解態有機物；在連續厭氧過程中水解、酸化的目的是為混合厭氧消化過程中的甲烷化階段提供基質。而兩相厭氧消化中的產酸段（產酸相）是將混合厭氧消化中的產酸段和產甲烷段分開，以便形成各自的最佳環境。從而縮短停留時間，減少成本，達到去除效率。該工藝流程采用水解酸化——好氧工藝，因為制藥廠有機物質多為難以降解的，所以采用水解酸化，進行厭氧生物處理的第一、二階段，然后運用好氧處理的生物接觸氧化池使流程運行環境最佳。第二節結構一、格柵格柵是一組平行的金屬柵條制成的框架，斜置在污水流經的渠道上，或泵站集水池的進口出，用以截流大塊的呈懸浮或漂浮狀態的污物，是一種對后續處理構筑物或水泵機組具有保護作用的處理設備。給定污水為制藥廠污水，會有一些較大懸浮物和懸浮物，用格柵進行截留。同時對后面的處理設備進行保護。二、調節池調節池是對水質與水量進行調節的構筑物，分為在線調節與離線調節兩種方式，具有下列功能：①減少或防止沖擊負荷對處理設備不利影響；②使酸性或堿性廢水得到中和，使處理中PH值保持穩定；③調節水溫；④處理設備發生障礙，起到臨時事故貯水池作用。該工藝流程主要利用調節池①③④功能。同時絮凝劑加入進調節池，然后隨水進入反應池進行反應。三、反應池反應池作為完成混凝過程的反應設施，能較好的達到混凝效果。四、沉淀池沉淀池是分離懸浮固體的一種常用處理構筑物。初沉池的去除對象是懸浮固體，可以去除SS約40%~55%，同時可去除20%~30%的BOD5，可降低后續生物處理構筑物的有機負荷。五、化學絮凝法調節池、反應池、沉淀池是化學絮凝一級強化處理，對懸浮固體、膠體物質的去除均有明顯的強化效果，SS去除率可達90%以上，BOD5去除率50%~70%，CODCr的去除率50%~60%。該工藝流程因為含有SS較高，采用化學絮凝法進行設計可有效去除SS，使SS達到去除要求。同時對COD、BOD5也有去除效果，使其減少一部分。SS去除率達90%以上，取92%；SS=2500×（1-92%）=200mg/L達標BOD5去除率50%~70%,取60%；BOD5=3000×（1-60%）=1200mg/LCODCr的去除率50%~60%,取55%；CODCr=6000×（1-55%）=2700mg/L六、水解池水解池中進行厭氧處理的一、二步驟，可減小有機物分子量，產生不完全氧化的產物，有利于后續的好氧段處理。制藥廠廢水中含有大量高分子有機物，較難直接被微生物降解，而水解酸化可大大提高廢水的可生化性。在水解酸化階段，通過缺氧降解，使水中大分子有機物分解為易生化的小分子有機物，從而提高廢水的可生化性，保證后續生化處理效果。SS去除率達85%；已達標BOD5去除率40%~60%，取50%；BOD5=1200×（1-50%）=600mg/LCODCr的去除率40%~70%,取60%；CODCr=2700×（1-60%）=1080mg/L具體設計計算見第三章七、生物接觸氧化池生物接觸氧化池內設置填料，填料淹沒在污水中，填料上長滿生物膜，污水與生物膜接觸過程中，水中的有機物被微生物吸附、氧化分解和轉化為新的生物膜。從填料上脫落的生物膜，隨水流到二沉池后被去除，污水得到凈化。BOD5去除率85%~95%，取85%；=600×（1-90%）=60mg/L達標CODCr去除率80%~95%，取85%；=1080×（1-90%）=108mg/L達標八、水解酸化——好氧工藝水解池和生物接觸氧化池組成水解酸化—好氧工藝，因為制藥廠有機物質多為難以降解的，所以采用水解酸化，進行厭氧生物處理的第一、二階段，然后運用好氧處理的生物接觸氧化池使流程運行環境最佳。九、二沉池除去懸浮固體，沉淀分離活性污泥或去除生物膜法中脫落的生物膜，是生物處理工藝的一個重要組成部分。第三節工藝特點該工藝流程主要通過兩種方法的組合進行設計，可以達到理想的去除環境。因為制藥廠工業污水中含有大量的SS和大分子有機物，運用一般方法較難除去，但是化學絮凝法可有效去除SS，同時水解—好氧工藝在滿足標準的情況下，同時減少了完整厭氧工藝時間長的缺點，大大減少了污水停留時間，污水處理的效率大大提高。第四節實際應用北京市環境保護科學研究院在20世紀80年代初開發了水解（酸化）-好氧生物處理工藝。經過十多年的開發，圍繞水解好氧技術已經形成一套完整的工藝技術。（一）城市污水北京市密云縣城污水處理廠（4.5萬m3/d規模）；河南安陽市豆腐營污水處理廠（規模1.0萬m3/d）；新疆昌吉市污水處理廠（1.5萬m3/d）；等；（二）工業廢水印染廢水：水解-好氧-生物碳工藝焦化廢水：水解和AO工藝根據實際情況的不同，后處理工藝目前的應用有以下幾種形式。水解-活性污泥處理工藝，水解-氧化溝處理工藝，水解-接觸氧化處理工藝，水解-土地處理工藝，水解-氧化塘處理工藝第三章設計計算第一節設計參數（1）容積負荷（2）配水孔流速（3）設計水量（4）進水解池COD濃度（5）有效水深（6）保護高度第二節計算過程一、水解酸化池尺寸1、總有效體積式中：S——進水COD濃度，gCOD/L2、總表面積水解池高h取4m，則水解池表面積A為將水解池分為兩大格，則每格體積；每格表面積。所以每大格外形尺寸取為.二、填料設計池內填料采用由聚丙烯、聚乙烯制成半軟性復合填料，它具有散熱性能高，阻力小，布水、布氣性能好，易長膜，又有切割氣泡的特點。去填料層為2m高，距進水邊池壁1.6m，則填料體積為：三、污泥產生量水解酸化池去除率為40%~70%，取60%。污泥的產生量按照每公斤COD產生0.2kg干污泥進行計算。（1）干污泥產生量（2）濕污泥產生量濕污泥含水率以99%計，則濕污泥產生量換算成污泥體積，即：四、水解酸化池總高度圖2-1水解酸化池簡圖式中：——水面超高，取0.8m；——緩沖層高度，取0.3m。五、水解池的配水1、配水孔口負荷水解池良好運行的重要條件之一是保障污泥和廢水之間的充分接觸，因此系統底部的布水系統應該盡可能地均勻。水解反應器進水管的數量是一個關鍵的設計參數，為了使反應器底部進水均勻，有必要采用將進水均勻分配到多個進水點的分配裝置。查資料得表2：進水負荷表COD/kg/(每個進水口負荷面積>22-3取進水口負荷面積=32、配水方式適當設計的進水分配系統對于一個運轉良好的水解系統是至關重要的。水解池進水系統有多種形式，進水系統兼有配水和水力攪拌的功能，為了保證這兩個功能的實現，需要滿足如下原則：（1）確保各單位面積的進水量基本相同，以防止短路等現象發生；（2）盡可能滿足水力攪拌的需要，保證進水有機物與污泥迅速混合；（3）很容易觀察到進水管的堵塞狀況；分枝式配水方式在分枝式配水系統中配水均勻性與水頭損失是一對矛盾。考察一組采用大阻力配水系統，即孔口直徑較小，孔口流速較大，這時配水均勻程度很好，但水頭損失較大；第二組將孔口適當擴大，這時配水均勻性沒有很大改變，水頭損失較小，處理效率不受影響。為了配水均勻一般采用對稱布置，各支管出水口向下距池底約20cm，位于所服務面積的中心。總管取DN200，各支管取DN100，進水管取取DN25每格進水流量圖3-1分枝式配水方式圖六、出水設計（1）水解池出水堰與沉淀池出水裝置相同，即匯水槽上加設三角堰；（2）出水裝置應設在水解池頂部，盡可能均勻地收集處理過的廢水；（3）要避免出水堰過多，導致堰上水頭低，形成三角堰配漂浮固體堵塞；（4）出水負荷參考二沉池負荷，堰上水頭>25mm，水面位于齒1/2處。1、堰長設計一般出水堰的負荷不大于2.9L/s·m，表面水力負荷。每格出水堰堰長：2、堰上水頭：（即三角口底部到上游水面的高度）

每個三角堰的流量：

3、三角堰個數每格個數取4個圖4-1三角堰圖九、集水水槽1、集水水槽寬式中：Q——設計流量，為了確保安全，集水槽設計流量則因此取水槽寬200mm2、集水槽深度集水槽的臨界水深集水槽的起端水深，取200mm設集水槽自由跌落高度：圖5-1集水槽深度圖則集水槽總高度十、連接管設計取水在管中的流速，（數據取自《建筑給排水設計手冊》）取DN150第4章補充部分GB8978-1996綜合污水排放二級標準表4：第二類污染物最高允許排放濃度

(1997年12月31日之前建設的單位單位：mg/L序號污染物適用范圍一級標準二級標準三級標準1pH一切排污單位6～96～96～92色度(稀釋倍數染料工業50180---其他排污單位5080---采礦、選礦、選煤工業100300---脈金選礦100500-3懸浮物(SS邊遠地區砂金選礦100800---城鎮二級污水處理廠2030---其他排污單位70200400--甘蔗制糖、苧麻脫膠、濕法纖維板工業301006004五日生化需氧量(BOD5甜菜制糖、酒精、味精、皮革、化纖漿粕工業30150600--城鎮二級污水處理廠2030---其他排污單位3060300表5：第二類污染物最高允許排放濃度（附表）序號污染物適用范圍一級標準二級標準三級標準--甜菜制糖、焦化、合成脂肪酸、濕法纖維板、染料、洗毛、有機磷農藥工業1002001000--味精、酒精、醫藥原料藥、生物制藥、苧麻脫膠、皮革、化纖漿粕工業1003001000--石油化工工業(包括石油煉制1001505005化學需氧量(COD城鎮二級污水處理廠60120-第五章參考文獻王效山夏倫祝主編，《制藥工業三廢處理技術》，化學工業出版社，2010年高廷耀顧國維周琪主編，《水污染控制工程》，高等教育出版社，2007年王良均吳孟周主編，《污水處理技術與工程實例》，中國石化出版社，2007年第六章總結兩個星期的課程設計就在忙碌中過去，突然覺得時間太快，讓我來不及抓住。這兩個星期，我從開始的迷茫不知，到最后課程設計的完成，我發現學到了很多東西。剛開始老師發了設計任務書并簡單說明了設計流程之后，我感覺挺簡單的，應該不太難。但是真正開始自己做的時候，才感覺無處下手。經過查書、上網等找資料才慢慢有了點頭緒，但還是感覺太亂了。一級處理應該用什么，不必用什么；二級處理應該采用什么技術最好；應該采用好氧還是厭氧；怎樣能夠使指標達標；各個設備的作用是什么。這些問題完全理不清頭緒。當然問題還是要解決的。那怎么辦哪？因為查了標準得到了各項污染物的去除率，而且了解到了一級和二級處理多采用哪些方法和設備，所以就通過查資料找到了這些設備對于三項指標的去除率。通過對于去除率的組合來選擇用哪些設備，一些基