某制药厂废水处理工程设计

中南民族大学环境工程课程设计书设计题目：某制药厂废水处理工程设计姓 名：?学 院：化学与材料科学学院专 业：2010级环境工程学 号：?指导老师：?设计日期：2013.07.01-2013.09.06环境工程专业课程设计评审表评价内容具体要求调查论证能独立查阅文献和调研；能提出并论证课题的实施方案；有收集、加工各种信息及获取新知识的能力方案设计与理论计算能正确设计方案，独立进行相应计算分析与解决问题的能力能运用所学知识和技能去发现与解决实际问题；能正确处理实验数据；能对课题进行理论分析，得出有价值的结论工作量、工作态度按期圆满完成规定的任务，工作量饱满，难度较大；工作努力，遵守纪律；工作作风严谨务实质量综述简练完整，有见解；立论正确，论述充分，结论严谨实验正确，分析处理科学；文字通顺，技术用语准确，符号统一，编号齐全，书写规范，图表完整、整洁、正确制图能力能规范的进行图形绘制指导教师签名： 日 期： 第一章 绪论1.1设计基础资料江西省某制药有限公司生产废水的最大排放量为850m3/d，拟定设计处理水量为850m3/d，处理系统按每天24h连续运行设计，即设计处理水量为35.42m3/h。根据该项目的环境评价报告书及初步设计文件等技术资料并参照类似工程需要进行治理的水污染物为CODcr 、BOD5、NH3-N等，水质如下：CODcr=800mg/L，BOD5=380mg/L，SS=220mg/L，NH3-N30mg/L。BOD5/ CODcr0.45，属于易生化废水，为了确保达标排放的要求，并兼顾工程投资、运行费用等，在采用废水处理工艺时，设计进水水质考虑留有一定的富余量，设计进水水质为：项目CODcr（mg/L）BOD5（mg/L）NH3-N（mg/L）SS（mg/L）pH值进水水质1200600350.45 易生化有机废水设SBR运行每一周期时间为12h，进水1.0h，反应(曝气)（6.07.0h）取7h，沉淀3.0h，排水（0.5h1.0h）取1h。周期数: n=2SBR 处理污泥负荷设计为 Ns=0.4 kg BOD/(kg MLSS d)根据运行周期时间安排和自动控制特点，SBR反应池设置3个。（1）污泥量计算 SBR反应池所需污泥量为MLSS= =） =1.64(t) （SBR工艺中一般取90150）设计沉淀后污泥的SVI（污泥容积指数）=90ml/g，SVI在100以下沉降性能良好。则污泥体积为：Vs=1.2SVIMLSS=1.2 SBR反应池容积 V =V +V +V 式中 V 代谢反应所需污泥容积mV 反应池换水容积（进水容积）mV保护容积mV=( m)V=V/3=59.2(m)则 V =59.2+35.42+V=94.62+V （2）SBR反应池构造尺寸 SBR反应池为满足运行灵活及设备安装需要，设计为长方形，一端为进水区，另一端为出水区SBR反应池单池平面（净）尺寸为105m（长比宽在1/12/1）水深为3.0m 池深3.5m单池容积为 V =1053=150(m) 则保护容积为 V=150-94.6=55.4(m) 3个池总容积 =3V =3150=450(m)3.1.3.3 SBR反应池运行时间与水位控制SBR池总水深3.0m,按平均流量考虑，则进水前水深为1.5m，进水结束后3.0m,排水时水深3.0m,排水结束后1.5m。3.0m水深中，换水水深为1.5m,存泥水深2.0m,保护水深1.2m,保护水深的设置是为避免排水时对沉淀及排泥的影响。进水开始与结束由水位控制，曝气开始由水位和时间控制，曝气结束由时间控制，沉淀开始与结束由时间控制，排水开始由时间控制，排水结束由水位控制。3.1.3.4 排泥量及排泥系统(1) SBR产泥量SBR的剩余污泥主要来自微生物代谢的增值污泥，还有很少部分由进水悬浮物沉淀形成。SBR生物代谢产泥量为 x = aQSrbXrV =a=()Q 式中: a 微生物代谢增系数，kgVSS/kgBOD;b 微生物自身氧化率，l/d根据污泥性质，参考类似经验数据，设a=0.70，b=0.05,则有： (kg/d)假定排泥含水率为98%，则排泥量为 Q= = (P=98%) 或，Q=(m/d) (P=99.2%) 考虑一定安全系数，则每天排泥量为50 m/d(2)排泥系统剩余污泥在重力作用下通过污泥管路排入集泥井。3.1.3.5 需氧量及曝气系统化设计计算(1) 需氧量计算SBR反应池需氧量O计算式为O=a 式中: a 微生物代谢有机物需氧率，kg/kgb 微生物自氧需氧率，l/dS 去除的BOD(kg/m)S=-经查有关资料表，取a=0.50，b=0.190,需氧量为：R=O=246.5+275.5=522（kg O/d）=21.75（kg O/h）(2)供气量计算设计采用塑料SX-1 型空气扩散器，敷设SBR反应池池底，淹没深度H=4.5m。SX-1 型空气扩散器的氧转移效率为EA=8%。查表知20，30时溶解氧饱和度分别为C=9.17mg/L，C= 7.63mg/L，空气扩散器出口处的绝对压力Pb为：P =1.01 空气离开曝气池时，氧的百分比为O 曝气池中溶解氧平均饱和度为：（按最不利温度条件计算） C =7.63（ 水温20时曝气池中溶解氧平均饱和度为： B 20时脱氧清水充氧量为： R 式中: 污水中杂质影响修正系数，取0.8(0.780.99)污水含盐量影响修正系数，取0.9(0.90.97) C混合液溶解氧浓度，取c=4.0 最小为2气压修正系数 =1曝气池中溶解氧在最大流量时不低于2.0mg/l，取C=2.0，则计算得：R= =1.3O=1.3（kg O/h）SBR反应池供氧量G为： G=（m/min） 每立方污水供气量为： G/= 反应池进水容积（m）去除每千克BOD的供氧量为： = S去除的BOD（kg/m）则去除每千克BOD的供氧量为 3.1.3.5 滗水器现在的SBR 工艺一般都采用滗水器排水。滗水器排水过程中能随水位的下降而下降，使排出的上清液始终是上层清液。为防止水面浮渣进入滗水器被排走，滗水器排水口一般都淹没在水下一定深度。目前SBR 使用的滗水器主要有旋转式滗水器，套筒式滗水器和虹吸式滗水器三种。本工艺采用旋转式滗水器。旋转式滗水器属于有动力式滗水器，应用广泛。 本工艺采用XB-1800型旋转式滗水器。设计滗水量：Q=20m/h，滗水深度：H=2m；滗水时间t取1h滗水所需时间T=h3.1.4接触消毒池 本设计采用液氯消毒。液氯消毒的主要优点有：氯对细菌有很强的灭活能力；在水中能长时间地保持一定数量的余氯，从而具有持续消毒能力；效果可靠，使用方便，易于贮存、运输，成本较低。但是液氯有剧毒，可能产生有害消毒副产物，对病毒的灭活能力相对差一些，并且需要采取防止泄漏的措施。3.1.5.1设计参数（1）水力停留时间T=0.5h（2）设计投氯量一般为3.05.0mg/l 本工艺取最大投氯量为 max= 5.0mg/l3.1.5.2设计计算（1）设计消毒池一座，池体容积V=QT= 35.420.5 = 17.71(m ) 设消毒池池长L=4.0m，池宽B=2.0m，设有效水深H=2m ，超高0.5m。实际消毒池容积 V=BLH=242.5=20m 。满足有效停留时间的要求。（2）加氯量的计算最大投氯量为= 5.0mg/l则每日投加氯量为：W=Q=5.085010=4.25kg/d 3.1.5 污泥处理系统 3.1.5.1 集泥井(1) 根据前面计算所知，SBR产泥量为： 50m/d P=99% 则每日的总排泥量为 V=50m（2）集泥井尺寸设计 设有效泥深为4m，设计尺寸LB=53=15m ，集泥井为地下式，池顶加盖，有潜污泵抽送污泥，池底相对标高-4.5m，最高泥位-0.5m，最低泥位-4.0m。 （3）污泥提升泵的选择选择QW型排泥泵功率：15kW型号：200QW400-7口径：200mm质量：200kg流量：10m3/h最大流量：15m3/h扬程： 7m效率：82.1%3.1.5.2 污泥浓缩池选用间歇重力浓缩池 （1）设计说明运行周期22h，其中进泥2.0h，浓缩15.0h，排水和排泥3.0h，闲置2.0h。浓缩前污泥量为5m ,含水率P = 99.0% 。（2）设计计算容积计算浓缩15.0h 后，污泥含水率为96.5%，则浓缩后污泥体积为 V=V(C/C) =50(199%) /(196.5%)=14.3m 则污泥浓缩池所需要的容积应不小于14.3+50=64.3m 。工艺构造尺寸设计平面尺寸为(44)m ，则净面积为16m。设计浓缩池上部柱体高度为3.0m，其中泥深为2.0m，柱体部分污泥容积为32m 。浓缩池下部为锥斗，上口尺寸(44)m2 ，下 口尺寸为(11)m2 ，锥斗高为3.0m，则污泥斗容积。 污泥浓缩池总容积为32+63=95m64.3m满足要求。（3）排水和排泥排水 浓缩后池内上清液利用重力排放，由站区溢流管道排入调节池。浓缩池设4根排水管于池壁，管径DN100mm。于浓缩池最高水位处置一根，向下每隔1.0m、0.6m、0.4m处设置一根排水管，下面三根安装蝶阀。排泥 浓缩后污泥泵抽送污泥贮柜。污泥泵抽升流量10m/h 。浓缩池最低泥位0.5m ,污泥贮柜最高泥位为4.5m，则污泥泵所需静扬程为5.0m。（4）设备选择选用150QW100-7 型潜水式污泥泵1 台，该泵工作流量30m/h，扬程H=7m， 转速n = 1430r/min ，电动机功率N=3kW ，质量W =100kg 。3.1.5.3 污泥贮柜浓缩后需排出污泥14.3m/d，污泥贮柜容积应 14.3m ，设污泥贮柜为3m ，H=3.0m，则贮泥有效容积为V=可满足污泥贮存要求。3.1.5.4 污泥脱水机房（1）污泥产量经过浓缩处理后，产生含水量为96.5%的干污泥25.7m/d。（2）污泥脱水机房选用DYQ300型带式压滤机1台，购买2台，使用1台，备用1台。该脱水机参数：处理量22m3/h，滤带有效宽度3000mm，滤带运行速度0.5-4.0m/min，主机功率1.5kW，外型尺寸6.43.52.0m，设备质量600kg 。（3）干污泥饼体积V设泥饼的含水率为75%V=V(C/C) =25.7(196.5%) /(175%)=3.6m 3.1.5.6 污泥棚堆放浓缩后的污泥,设计污泥厚度为4m,覆盖面积：LB=88=64 ，即占地面积取64 。第四章 主要设备选型及经济核算4.1 主要设备选型列表（1）主要设备见表4-1表4-1 主要设备序号名称型号数量备注1格栅e=10mm,=601台不锈钢2提升泵Q=12.5m3/h H=8m1台耐腐蚀3SBQ-I水下曝气机SBQ-I/4，平台尺寸70050mm1台4旋转式滗水器XB-1800 型，Q=20m3/h,2台5滚压带式压滤机DY500-N，29808501980mm1台6空压机Z-0.3/7，Q=0.3m3/min1台7污泥提升泵200QW400-7，Q=10m3/h H=7m1台8潜水式污泥泵150QW100-7，Q=30m3/h H=7m1台（2）主要构筑物见表4-2表4-2 主要构筑物序号名称规格数量备注1提升泵房12 m6 m5 m1间砖混2SBR池10 m5 m3.5 m3座钢混3调节池13.3 m10 m1.5 m1座钢混4集泥井5m3m4 m1座钢混5污泥浓缩池4 m，H=3 m1座钢混6污泥脱水机房12 m9 m3 m1座砖混7剩余污泥泵房 8 m4 m3 m1座砖混8提升污泥泵房9 m6 m3 m1座砖混9回流污泥泵房8 m4 m3 m1座砖混10储水池20 m10 m3 m1座钢混11机修车间及配电室20 m10 m4 m1座砖混12办公楼2层，300 m21座砖混4.2 经济核算（1）污水处理厂工程投资估算表见表4-3表4-3 污水处理厂工程投资估算表序号费 用名 称估算价值/万元合计/万元土建工程安装工程设备购置工具购置其他费用 1格栅5.00.85.010.8 2提升泵房10.02.010.022.0 3SBR反应池601590165 4调节池0.50.050.10.65 5集泥井0.50.050.10.656污泥浓缩池5.00.56.011.57污泥脱水机房3.00.78.011.7 8提升污泥泵房2.00.810.012.8 9回流污泥泵房3.01.012.016.010剩余污泥泵房2.00.510.012.511污泥加药设备0.10.20.312131415161718综合楼机修车间及仓库生产辅助设备厂内建筑泥饼外运建设其他费用合计（万元）205.02.0400.0518.05.01.050.077.55.010.0100.01.0267.41.010.010.021.0200.0200.030.06.023.055011.0 20001083.9第五章 污水处理厂的总体布置5.1 平面布置设计（1）布置原则按功能分区，配置得当。充分利用地形，平衡土方，降低工程费用。功能明确，布置紧凑。顺流排列，流程简捷。必要时应预留适当余地。构（建）筑物应注意风向和朝向。（2）平面布置图见附图15.2 工艺流程高程布置（1）布置原则可能利用地形坡度，使污水按处理流程在构筑物之间能自流，尽量减少提升次数和水泵所需扬程。协调好站区平面布置与单体埋深，以免工程投资增大、施工困难和污水多次提升。注意污水流程和污泥流程的配合，尽量减少提升高度。协调好单体构造设计与各构筑物埋深，便于正常排放，又利于检修排空.（2）高程布置见附图2第六章 工程效益6.1工程的环境效益通过该工艺的运行预计可减少向环境排放COD的量为：（1200100）850365=3.41105kgCOD/a可减少向环境排放NH3-N的量为：（35-15）850365=6.2103kgNH3-N/a可减少向环境排放BOD的量为：（600-20）850365=1.80105kgBOD/a可减少向环境排放SS的量为：（350-70）850365=8.69104kgSS/a污水处理厂的建设是一项改善生态环境、保障人民身体健康、造福社会的重要工程 ，主要工程效益就是环境效益。该污水处理厂的建成，将会对周围环境带来非常积极的影响，降低了该生物制药厂周围一定面积内河流的污染程度，改善了周围大气环境，也减少了固体废物的排放量，改善了周围人们的生活环境。废水处理设备投产后，处理废水已达到排放标准，有利于保护环境。6.2工程的社会效益（1）污水处理厂的建成将对提高城市基础建设水平，改善和提高环境质量水平，美化城市起到重要作用。（2）处理厂投产后，不仅解决了污染问题，更有利地保护了自然环境，同时安排就业，社会效益也十分显著。（3）经本工艺处理后的出水，已经完全符合污水综合排放标准（GB89781996），可以直接排放到附近河流。6.3工程的经济效益1.处理规模850m3/d2.工程总投资1083.9万元3.运行成本（1）电费工程装机容量为164.5kW,实际运行功率87.2kW，日实耗电量为2092.8kWh，电价按1.0元/kWh，则电费为：（2092.81.0）/500=4.19元/m3（2）药剂费PAC一天的费用为100001061700=17.0元/天PAM一天的费用为(750+1000)10630000=52.5元/天则药剂费为：(17+52.5)500=0.139元/m3（3）人工费人员配备：污水处理站操作人员定编6人，2人负责日常维护，2人负责操作，2人为管理人员。工资按每月1500元/人计，则人工费P3=900030500=0.6元/m3（4）维修费按设备投资的2%，年运行300天计，则P4=（0.02）300500=0.11元/m3（5）运行总费用P=P1+P2+P3+P4 =4.19+0.139+0.6+0.11=5.03元/m3，则运行总费用为5.03元/m3第七章 结论通过对生物制药厂污水处理厂各个构筑物的设计得出，经过处理后，出水中的污染物含量均符合工业废水污染物排放国家三级标准，可以直接排放。通过上面的生化处理可使河流的污染大大降低，有利于河流流域水体功能的恢复，地下水化学成分被恢复，更重要的是，污水经过处理后对整个生态环境的污染大大地降低，不但能够保护人民的身体健康，同时也可以为某间接带来改善投资环境、吸引外资、增加农副产品和工业产品的质量，减少工业废水的净化处理成本。污水处理厂运行后，每年产生的干污泥含有大量有利于植物生长的肥分，将污泥作为农作物或园林绿化用的肥