xxx制药厂300td抗生素制药废水处理工艺设计完整

环境科学与工程学院综合训练300T/D抗生素制药废水处理工艺设计专业班级学号学生姓名指导教师发放日期300T/D抗生素制药废水处理工艺设计摘要近年来，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PROCESSDESIGNOF300T/DANTIBIOTICPHARMACEUTICALWASTEWATERTREATMENTABSTRACTINRECENTYEARS,WITHTHECONTINUOUSDEVELOPMENTOFECONOMY,THEENLARGEMENTOFTHESCALEOFCITY,THEWATERPOLLUTIONPROBLEMSHAVEBECOMEINCREASINGLYPROMINENTTHEDETERIORATIONOFWATERQUALITYANDWATERREDUCTION,NOTONLYSERIOUSLYAFFECTSPEOPLESHEALTHANDLIFE,BUTALSOLIMITSTHEDEVELOPMENTOFLOCALECONOMYTHECONSTRUCTIONOFSEWAGETREATMENTPLANTS,PLAYSAVERYIMPORTANTROLEINTHEPREVENTIONANDCONTROLOFTHELOCALWATERPOLLUTIONTHEDESIGNOFTHEMAINTASKSISBASEDONTHEORIGINALDATAOFDESIGNTASKBOOKANDINFORMATION,THECOMPLETIONOFTHEDESIGNANDCALCULATIONOFTHESEWAGE,ANDACCORDINGTOTHECALCULATIONANDDRAWINGTHECORRESPONDINGINCOMEDATAPLANE,ELEVATIONMAPINADDITION,THEMAINCONSTRUCTIONOFTHESEWAGETREATMENTPLANT,SHOULDDRAWPROFILEAFTERCOMPARINGTHEADVANTAGESANDDISADVANTAGESOFVARIOUSTECHNOLOGY,TAKETHEFIRSTPRETREATMENT,REGULATINGPHAFTERWATER,REVERSEOSMOSISDESALINATION,THENUSEA/OTECHNOLOGY,TOACHIEVETHEDISCHARGESTANDARDSFORTHEPURPOSEOFTHECHARACTERISTICSOFSIMPLEPROCESS,LOWINVESTMENTCOST,GOODSEDIMENTATIONEFFECTKEYWORDSWATERPOLLUTIONSEWAGETREATMENTPRETREATMENTA/OPROCESS目录第一章综述111项目概况212工艺流程2第二章设计部分321污水预处理3211除盐3212生化处理4第三章主要构筑物及设计计631主要构筑物及设计计算632中格栅设计计算633污水提升泵734调节池9341调节池尺寸计算9342调节池有效容积9343调节池水面面积10344调节池的尺寸10345调节池的搅拌器1035反应池池体10351A/O工艺设计规定10352设计参数10353好氧区容积计算11354缺氧区容积计算13354A/O池进出水设计1636污泥回流泵房1637二沉池的设计17371二沉池设计要求及依据17372设计计算1738污泥脱水机房20381设计依据2039接触消毒池加氯间的设计20310巴氏计量槽21第四章后续计算处理2341水利损失计算2342污水处理高程计算25参考文献26致谢27第一章综述11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、15T/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（M3D1）PHCODCR（MGL1）BOD5（MGL1）全盐量（MGL1）生产废水生活污水其它废水80150705678675000025010001930010040060000处理后水质符合污水综合排放标准GB89781996的二级标准，主要指标如下PH69，CODCR300MG/L，BOD5100MG/L，SS150MG/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；4污水综合排放标准（GB89781996）。12工艺流程经测定BOD5/CODCR为0386,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。基本流程图如下第二章设计21污水预处理生产废水80（M3D1）00222（M3S1）生活污水150（M3D1）00417（M3S1）其它废水70（M3D1）00194（M3S1）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15070220（M3D1）。生产废水贮水池。污水COD高达50000MG/L,BOD5高达19300,且CR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56,所以应该加碱调节PH值至6570。废水水量为80（M3D1）。211、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528793美元/M3D,运行费用为026052美元/M3D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13212268美元/M3D,运行费用为106211美元M3D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224L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。2212、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，溶解氧小于同时加强搅拌混合，051H05MG/L,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,水力停留时间。12MG/L256H第三章构筑物计算31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。32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QQK（002220041700194）MAXZ1205503M3S1栅前水深H04M栅前流速V104M/S04M/S09M/S过栅流速V204M/S04M/S10M/S栅条宽度S001M，栅条间隙宽度D004M格栅倾角02设计计算（1）栅条间隙数N（Q）/（BHV）05503MAX60SIN60SIN/004040480设一座中格栅N80根（2）栅槽宽度设栅条宽度S001MBS（N1）BN001（801）00480399M11（3）进水渠道渐宽部分宽度设进水渠道宽BQ/4VH05503/4040408598M1MAX渐宽部分展开角度为20。L（BB）/2TAN39908598/2TAN2043M1114栅槽与出水渠道链接处渐宽部分长LL/243/2215M215通过格栅水头损失HKH20HSINS/B0GV234H计算水头损失0G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；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；H3242（001/004）SIN600008M23489206栅槽总高度设栅前渠道超高H03M1HHHH040300080708M12（7）栅槽总长度LLL051012TAN60H101240062150404209M8每日栅渣量格栅间隙40MM情况下，每1000M污水产003M。33W118M大于02M每天。采用机械清渣。ZAXK0QW86433（9）格栅选择选择XHG16400回转格栅污泥机一台33污水提升泵房流量小于2M/S,常采用下圆上方型泵站，泵选用自潜污泵。理论上次设3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00222M/S3污水最大流量为0022212002664M/S3（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W002664660959M，有效水深2M，则集水池面积F为4792M32（3）选泵前扬程估算HH20180式中20污水泵及泵站管道的水头损失，M；1520自由水头的估算值，M，取18M；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70M则水泵扬程为HH2018108M取15米。0选用2台泵（1用一备）,则每台泵的流量为7992M/H。3（4）选泵可以选用250QW52022系列的流量为676M/H，扬程18M，转速950，功率355KW，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004170019404364M/S3污水最大流量为043641205237M/S3（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W052376601885M，有效水深2M，则集水池面积F为9426M32（3）选泵前扬程估算HH20180式中20污水泵及泵站管道的水头损失，M；1520自由水头的估算值，M，取18M；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70M则水泵扬程为HH2018108M取15米。0选用4台泵（3用一备）,则每台泵的流量为118532/362844M/H3（4）选泵可以选用250QW52022系列的流量为676M/H，扬程18M，转速950，功率355KW，重1395KG。34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。341、调节池的尺寸计算此时，污水的流量为Q00222004170019400833M/S，3最大流量Q0083312009996M/S359856M/H8636544M/DMAX333水力停留时间T6H；调节水量一般为处理水量的1015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1530，取20。则所需空气量为HM23/H23/235986M/H71972M/H11995M/MIN33342、调节池有效容积VQT35985662159136M3343、调节池水面面积取池子总高度H55M,其中超高05M,有效水深H5M，则池面积为AV/H37502159136/54318M2344、调节池的尺寸池长取L21M,池宽取B21M，则池子总尺寸为LBH21M21M55M24255M3。345、调节池的搅拌器使废水混合均匀，调节池下设两台LFJ350反应搅拌机。35反应池池池体351、A/O工艺设计规定31、污泥负荷率在0018之间；5N/KGBODMLSD2、总氮负荷小于等于005；T4、污泥龄D大于10H；5、混合液回流比50100；NR6、污泥回流比R50100；7、污泥浓度XMG/L300050003000；8、溶解氧DO/A段约为05MG/L,O段12；1MGL9、温度/2030；0C11、反硝化池4。53SBDNO352、设计参数4（1）BOD污泥负荷018利于消化反应进行5KGBD0MLSD（2）污泥指数SVI150（3）回流污泥浓度661010XRRXRMG/LSVI54污泥回流比R1005曝气池内混合液污泥浓度XXR66003300MG/L1R（6）、TN去除率786NOTO1403（7）、内回流比R内0786/0214367RN1353、好氧区容积计算5A出水溶解性BOD5,要求降到20MG/L，出水溶解性BOD5的浓度S为KT0235VS2014T1E9MG/LB计算污泥龄确定消化速率2NO098547E108372KPH式中NH3N的浓度100MG/L氧的半数常数MG/LO2KO2反应池中溶解氧的浓度MG/LT取为1519PH取722NO098547E108372KPH047E0733D51098158043C计算最小泥龄MC1/07331364DMCN1安全系数K3设计污泥龄313643409DCMD好氧池容积计算动力学计算方法）01CVDCYSVXK式中好氧池容积M3，1S0进水溶解性BOD5的浓度MG/L,193008010015040070/80150705290MG/LSO52901420552901E194212MG/LKTS出水溶解性BOD5的浓度100MG/L，Y污泥产率系数0507取06，固体停留时间D，CKD内源代谢系数取005；XV混合溶液挥发性悬浮固体浓度（MLSS）MG/LXVF式中F混合溶液中VSS与SS之比取075X曝气池内混合液悬浮固体浓度RR30MG/L1VF7524V1137341M09511286943好氧池污水停留时间TV/Q137341/8636544159D3816H354、缺氧池容积的计算0124WDCYSNK012470283MG/L0WDC4095126被氧化NH3N进水总氮量出水氨氮量用于合成的总氮量1408105312147MG/L所需脱硝量进水总氮量出水总氮量用于合成的总氮量14015105311447MG/L需还原硝酸盐氮量NT863654411447/1000988625KG/DA反硝化速率20,TDNTQ式中20时反硝化速率为007KGNO3N/KGMLVSSD,20DN温度系数为10820,TDNTQ007108（1420）0048GNO3N/GMLVSSDB缺氧池容积为2,10TDNVNVQX式中NT需还原硝酸盐氮量KG/D，反硝化速率KGNO3N/KGMLVSSD,DNQV2出水溶解性BOD5的浓度MG/LV29886251000/00482475832176M3缺氧池污水停留时间TV/Q832175/8636544096D231H1曝气池的总容积V总8321751373412205585M3系统总设计泥龄好氧池泥龄缺氧池泥龄409409657D1374582计算污泥回流比R66100XRRXRMG/LSVI5曝气池内混合液污泥浓度RMLR30/L12混合液回流比R内X1R6786NOTO403R内0786/0214367RN13剩余污泥量生物污泥量PXCD0K1SYQ8311KG/D109452863对存在的惰性物质和沉淀池的固体流失计算1EPSQX式中X1进水中悬浮固体中惰性部分（TSSVSSKG/M3XE出水TSSKG/M3非生物污泥含量KG/DPS86365440290020217545342KG/D剩余污泥量WPXPS831145342876442KG/D4每日生成的活性污泥量XW内源呼吸分解泥量XVF075324MG/LW2BVXV00322055852475163765KG/DXWPXW28311163765667335KG/D5反应池主要尺寸A好氧反应池总容积137341M设计反应池为2池4组。3A单池容积V单V/4343353M13B有效水深H40M单池的有效面积S单V单/H85838M2C采用3廊道式廊道宽B6反应池长度LS单/B85838/364769M1D校核B/H6/415满足12L/B4769/679（满足510）E反应池的总高度，超高取1MH4015MB缺氧反应池A总容积V2832176M设计反应池为2池4组。3B单池容积V单V/4832176/4208044M23C有效水深H41M单池的有效面积S单V单/H208044/4150742M2D长度与好氧池的宽度相同为L18M池宽50742/182819ME反应池的总高度H4105M355、A/O池进出水设计1A/O池进水A/O池采用配水渠，来水由调节池直接进入A/O池配水渠，配水渠尺寸为BLH18M18225M729M3，其中槽宽B取18M。H125B225M，L与池体同宽取18M。为避免异重流影响，采用潜孔入水，过孔流速控制在0204M/S之间，本设计取04M/S。则单个池子配水孔面积为FQ/NV06212/204013M2取015M2设计孔口尺寸为05M03M，查给水排水设计手册（第二版）第一册知水流径口的局部阻力系数；10则水头损失2204189VHMGA36污泥回流泵房污泥泵房的设计如下污泥回流泵房尺寸12M20M，地下埋深3651M，一个系列A/O池的回流污泥量为667335KG/D83417M3/D3475M3/H,回流污泥泵所需的扬程6M，故用3台KWPK50200回流污泥泵，2用1备。剩余污泥泵选择污泥量为1个浓缩池4464M3/D186M3/H52L/S，选用KWPK65200回流污泥泵2用1备选3台。37二沉池的设计在本次设计中为了提高沉淀效率，节约土地资源，降低筹建成本，采用机械刮泥吸泥机的辐流沉淀池，进出水采用中心进水，周边出水，以获得较高的容积利用率和较好的沉淀效果。371、设计要求及参数61沉淀池的直径一般不小于，当直径小于时，可采用多斗排泥；10M20M当直径大于时，应采用机械排泥；20M2沉淀池有效水深大于，池子直径与有效水深比值不小于；363池子超高至少应采用；04池底坡度不小于；55表面负荷取，沉淀效率；321/MH4066池子直径一般大于，有效水深大于；03M7池底坡度一般采用；588排泥管设于池底，管径大于，管内流速大于，排泥静水204/S压力，排泥时间大于。120M10IN372、设计计算1设计选用2座辐流式沉淀池二沉池主要尺寸的计算QIQMAX/205503/202752M3/S99054M3/H2单个二沉池的表面积为QIFQ式中FI池表面积M2QI设计流量M3/HQ表面负荷，本设计取075M3/M2HFI99054/075132072M23二沉池直径为D41M143FI50本设计取45M4二沉池池边水深的计算清水区高度为H108M分离区高度为205Q1RHMSVIX缓冲区高度为H305M池边超高为H503M污泥浓缩区高度为2/3E4SVIXQ1RTH18M0则二沉池的池边水深为12345HH28M校核沉淀时间15/0752H合格）2TQ5、二沉池刮泥设备的选择和池底高度的计算池底坡度选择为I007池底高度为00745/21575M6DHI2刮泥设备选择由给水排水设计手册（第2版），选择ZBG50周边传动刮泥机；设备参数如下ZBG50周边传动刮泥机设备参数表型号池径（M）驱动功率（KW）周边线速（M/MIN）ZBG50450752136、二沉池总水深及径深比校核二沉池总水深6HH07428150762M校核径深比45/15306合格2DH7、二沉池出水堰的设计本设计二沉池的出水堰采用90三角锯齿堰双边出流，处理水经过出水堰进入出水槽，然后汇入出水管排出。单个二沉池处理水的出流量为QIQ/405503/401376出水堰周长C314D1D2446443314279146式中环形出水槽外圈直径446M1D环形出水槽内圈直径443M2出水堰采用双侧900三角出水堰，三角形顶宽020M,堰顶的间距为005M,每个二沉池有三角堰N111658个，取1120个。52C每个三角堰的流量为QAQI/N05503/11200000491M3/S由得，三角出水堰的堰上水头为2514AAQHHAQA/1400415M08）二沉池环形出水槽的设计21/3ABH17098B式中QA环形出水槽一侧的流M3/S，本设计取QAQI/205503/2027515M3/SB环形出水槽的设计宽度，为方便设计取03M020出水槽的超高，设计计算时取020M则环形出水槽的高度为H,取040M。2B18975038污泥脱水机房381、设计依据污泥脱水设备有板框压滤脱水机、带式压滤脱水机和离心脱水机。本设计采用带式压滤脱水机。带式压滤机的基本原理是通过设置一系列压辊及滚筒，将上下层滤带张紧，滤带间的污泥不断受挤压剪切后，加速泥水的分离71脱水前污泥含水率为97；2脱水后污泥含水率按750计污泥脱水后形成的泥饼用汽车运走，分离液返回处理前端进行处理。39接触消毒池与加氯间的设计1设计参数二级处理出水的加氯量为615MG/L,为了提高和保证消毒效果，规定加氯的接触时间不应小于30MIN采用隔板式接触反应池流量Q05503M/S（设计两座）水力停留时间T05H30MIN，设计投氯量为60MGL平均水深为H20M，隔板间隔B35M2接触池容积VQT05503/23060495273表面积AV/H49527/22476352M隔板数采用两个，则廊道总宽B（21）35105M（取11M）接触池长度为LA/B247635/11225M取23M实际消毒池容积112320506VBLH3池深取20323M（03M为超高）经校核仅满足有效停留时间的要求3加氯间的计算功能提供消毒剂，保证药品安全储存。构筑物尺寸LB49加氯设备类型瑞高（REGAL）系列加氯机型号REGAL2100数量1台设计最大加氯量60，每日投氯量19810860MAXGLMAXQ1188KG/H30选用贮氯量为120KG的液氯钢瓶，每日加氯量为238瓶，每日加氯机4台，单台投氯量为1525KG/H，配置注水泵两台，一用一备，要求注水量Q13，扬程不小于10M3MH2HO310巴氏计量槽8本设计采用巴氏计量槽设在总出口处，其特点是A精确度可达9598；B水头损失小，底部冲刷力大，不易沉积杂污；C操作简单；D施工技术要求高，尺寸不准确测量精度将会受到影响2设计依据A计量槽应设在渠道的直线段上，直线段的长度不应小于渠道宽的810倍；在计量槽的上游，直线段不小于渠宽的23倍；下游不小于45倍。当下游有跌水而无回水影响时可适当缩短；B计量槽中心线应与渠道中心线重合，上下游渠道的坡度应保持均匀，但坡度可以同；C计量槽喉宽一般采用上游渠道宽度的1/31/2；D当喉宽W为025M时，为自由流，大于此数为潜没流；64012H当喉宽W0325M时，为自由流，大于此数为潜没流；7E当计量槽为自由流时，只需记上游水位，而当其为潜没流时，则需同时记下游水位。设计计量槽时，应尽可能做到自由流，但无论在自由流还是在潜没流的情况下，均宜在上下游设置观察井；F设计计量槽时，除计算其通过最大流量时的工作条件外，尚需计算通过最小流量时的条件。第四章后续计算41水利损失计算1构筑物水头损失由于各构筑物的水头损失比较多，计算起来比较烦琐，本设计中若在设计计算过程中计算了的就用计算的结果，若在设计计算过程中没计算的就用经验数值。构筑物水头损失见表构筑物名称水头损失（M）粗格栅0008调节池050A/O池100辐流式二沉池070接触式消毒池030巴氏计量槽0302管渠水头损失在污水处理工程中，便于计算一般认为水流是均匀流。管渠水头损失主要有沿程水头损失和局部水头损失。沿程水头损失按下式计算2FHLICR式中HF为沿程水头损失，M；L为管段长度，M；R为水力半径，M；V为管内流速，M/S；C为谢才系数。I为管渠的坡度B局部水头损失为GVHM2式中局部阻力系数。这里就初步设为1M。D管渠局部阻力系数9计算1计量槽至出水口有一个突然扩大和突然缩小，局部阻力系数为095801010582巴氏计量槽至紫外消毒间有一个突然扩大和突然缩小，局部阻力系数为095801010583紫外消毒间至集水井有一个