（环境工程专业论文）抗生素生产废水处理工艺研究.pdf

a b s t r a c t w a t e rp o n u t i o ni sav e r ys i g n i f i c a n ta s p e c to f 出o b a le n v i m n m e m p o l l u t i o n a n dp h a m l a c yw a s t e w a t e ri s t l l ei m p 础a n tc o n s t i t i l e n to f i n d u s t r i a lw 栅p o l l u t i o n t i l i sp a p e rd i s c u s s t h ep r e s e n ts 铷so f a i l t i b i o t i cp r o 血a 位o nw 勰t e w a t e r 打e a 妞吼t a c c o r d i n gt ot h e s e f e a n u e sa 1 1 dd a t aa n a l ”i s ，t h i sp a p e rc h o o s e sd i s s o l v e d - a i rn o t a t i o n ( d a f ) t c c h n 0 1 0 9 y ，b i o l o 西c a l a 1 1 曲i c t e c h n o l o g y a da e r o b i c t e c l l i l 0 1 0g y _ t 0a d l i e v em eo b j e c t i v eo fb i 0 1 0 西c a l 仃e d 衄n e i l to f 觚协i o t i cp r o d u c t i o nw a s t e w 曲e r at e c l l i l o l o g yc o m b i n e db yd a e a n a 盱0 b i ct a b l e n 印r e a c t o r 锄ds 蛋l ri sa d o p t e d a n a e r o b i cb a m e dr e a c t o r0 也r ) s e t sas e d e so f v e m c a lb a m e s s om a t 虹l ew a s t e w 栅m o v 髂u p 姐dd o w na l o l 培也eb a m e s t h e w 髂t e w a t e rp 雒s e ss l u d g eb e d si ne v e r yr o o m 训1t h ee x i t a n di nt l l i s p r o c e s st l l eo 玛缸i s mi sc o n t a c t e dw i t ha n r o b i ca c 廿w 咴：ds l u d g e t o t a l l ys ot ob er e m o v e d a sf o rs b rs y s t 锄，f i l l ，r e a c t ，s e m e ，d e c a n ta di d l e0 p e r a t i o n s a c ti ns e q l l e n c ei 1 1as i n 百er e a c t o r - a m 旧r o b i c ，姐o x i c ，a 盯o b i ca n d a n a 蝴i ce n v i r o n m e n ti sf o 删da l t e m a t e l y kd i f f b r e n ts 诅g e s ， s p e c i f i cm i c r o o r g a l l i s i nd e c o i n p o s e sd i f r e r e n to 唱a i l i s m a n do r g a l l i s m c a i lb er e l l l o v e d 岫u g hn i 虮螗o n 蛆dd e l l i 打a t i o np r o c e s 8 e s ，s od o i l i 打o g e na n dp h o sp ：h 0 l t h r o u g ht h e 仃e a t m e i l tt e c h n o l o g ya _ b o v e ，t 1 1 ec o n c e n 心缸i a no f c o dc a nb er e d u c e d 矗o m3 2 0 0 m lt ol o o m 酊，a n db o d ，丘0 m 1 5 0 0 m 酣t o2 0m 1 s on l a t 也ed i s p o s e dw a t e rc a nr e a c h 1 e 丘曙td e 舒e e hnologya_bove，t11econcen心缸ianofcodcanbereduced矗om3200mltoloom酊，andbod，丘0m1500m酣to20m1sonlat也edisposedwatercanreach1e丘曙tde舒ee 西南交通大学硕士研究缴学位论文第2 页 1 2 国内外的应用研究状况 与一般王选废拳裙经，撬生素生产凌农蠢采震物健法移垒甥法 进行处理。物化法包括化学凝聚、强氧化剂氧化、阳极射线辐射、 反渗透、焚浇、电瓣、萃取和离子交换等蕊8 ，主爨雳予菠水中 可利用组分的回收、废污泥的焚烧等“3 。生物法包括好氧法和厌氧 法。 美重、鼹本等生物技术发达国家予2 0 擞纪弱、年代试验 和建设处理设施，几乎全部是采用好氧生物处理技术。1 9 4 9 年 嚣e 哦e l e k i e n 援遂剿装瘥拳瓣沃襞楚蓬璎究缭暴，爻重鞠篷、受薅、 搅拌效果等因素的影响做了热体研究，b o d ；去除率为8 1 。1 9 5 2 年赫藏芝等遴行豹抗生素生产废承淡氧生物处理试验，容辍负荷 达至1 2 k g b o d 。( m 3 d ) “”。 郑州大学环境与水利学院的买文宁、曾稀、何争光等对华中 医药集团以生物发酵法生产乏酰螺旋霉素的废水采用采用中试援 模的厌氧复床( 2 2m 3 ) 和周期循环活性污泥系统( 1 2m 3 ) 她理。 当获戴复合藤懿容积受蓑受6 。0k g c o d 瑶3 国辩，s s 、姆d 、 b o d s 的去除率分别为7 4 9 、9 1 1 、9 5 5 ；强周期循环活 性澎泥系统熬污淀浓度为鹞m g 戳s l ，海淀负蕊为0 1 4k g c ( k g m l s s d ) 时，s s 、c o d 、b o d 5 的去除率分别为9 0 3 、8 7 。6 、9 5 4 ，出永水质达到了国家象物制药工业废水排放标准 ( g b 8 9 7 8 一1 9 9 6 ) 们。 哈尔滨工业大学市政与环境工程学院的陈业刚、祁佩对椁人 对零解酸纯一厌氧羔艺处理蹇浓度摭生素黢窳进疗辨变。缨粱表 明水解酸化反应器最大c o d 。，容积负荷达到1 6 8 4 k g m 3 d ，复合厌氧 反黢器c 。，餐获受蓊这翻8 + 5 7k g d 。系统进东s 贸- 滚疫为 西南交黼大学硕士研究缴学位论文笺! 亟 1 3 2 5 m g l ，c o d 。，s 瓴2 值最低达到3 ，c o d 。，与s 0 4 总去除率分潮达 到7 5 5 和9 5 2 ，对各穗抑制物矮程冲击负黄表现出很好的适 应性“。 2 l 整纪熬污窳处理孩，妊楚处莲王艺麓攀、处理效率嵩、投资 运行费用省等。目前，国内外尚有许多处理效率高的工艺，但投 资运毒亍费强都糖当嵩，氇誊许多投粪运行费瘸羝静工艺，麓蓑处 理效率都很低，甚甄操作复杂。所以目前需要一种处理效率高、 投资运行省、操作简单的工艺。 1 3 研究的擞要内容及方法 1 3 1 研究内容 摄据以上分板，本论文戳强j | | 笨盘菜刳薮毅铃蠢羧公翊戆接 生素生产废水为研究对象，分别对废水的特性，废水处理的组合 工艺戮及缝食工艺程工程串静应蔫逡雩亍研究。 1 抗生索生产废水的特性分析 挠生素生产废水具有e 、b o d 、s s 浓廉高、水质复杂、水质 永爨变化大，且含裔多种抑制废水艇物处理的物质“，是一种难 处理的有机废水，因此对抗生素生产废水的特性分析将直接影响 到捷生素废水戆工慧分爨鸯王程盛溺磅究。遘过瑗场测试，绞诗 分析，找出工艺处璁过程中污染物减解和制约提高去除率的因素。 2 + 废承娩理缀会工艺选择 抗生素生产废水的处理工艺有很多，怎样选择一种既经济又 离效静处璜王艺是零论文酋瑟考虑的闻趣，通过对诸多组合工艺 的分析，选择一种最佳的缎含工艺。 3 废水处理组合工艺的应用研究 通过选择组合工艺的王程应用，来考察_ l 毙工艺黥实鬟瞧，嗣 西南交通大学硕士研究肇学位造窒篁! 亘 时对影响此工艺处遐效率的备因素进行分稚彳，得出此工艺的最佳 运行条件，为工程皮用提供最佳运行参数。 l 。3 2 研究方法 论文研究按照“资料收集一理论分析一实验论证分析一工程 应茭l 研究”为主要的方式。整个骚巍遥程怒：系统分耩国内乡 抗 生素生产废水处理技术的现状，分析抗生豢生产废水处理工艺的 可行性，在实验环境中迸舒实验分析，在实际工程中应用研究， 对本文提出的工艺做出经济矜析评价。 研究技术路线如下图所猾： 西南交通大学硕士研究生学位论文第5 页 第二章废水的特性及现有处理工艺分析 2 1 抗生素生产废水的特性 2 1 1 废水来源及组分 抗生素生产废水主要包括提取和精制过程中的浓废水；溶剂 回收过程中的浓废水；生产设各洗涤和地板冲洗用水：废冷却水； 染菌罐排放的废发酵液；试验室废水和生活污水。 废水中污染物的主要成分为：发酵残余营养物( 如葡萄糖、蛋 白胨和无机盐之类) 、发酵代谢物、酸、碱、有机溶剂和其它化工 原料等”3 2 1 2 废水水质特点分析 ( 1 ) 有机物浓度高。 ( 2 ) 废水水量、水质变化幅度大、规律性差。 ( 3 ) 废水中含有抗生素药物和大量胶体物质，污染物成分复 杂。 从以上特点看，要想处理好此种废水，必须充分考虑以下问 题： ( 1 ) 废水的均合、调节，是整个废水处理站能否正常稳定运 行的关键。 ( 2 ) 废水虽具有可生化性，但由于c 0 d 。，含量相对较高，为确保 c 0 d 。的去除效果，设计中应采取加强废水可生化性的措施。 ( 3 ) 废水中舍有的抗生紊药物，对废水的生物净化，特别是对 微生物生长，有一定的抑制作用“。设计中对此应予以足够的重 微生物生长，有一定的抑制作用“。设计中对此应予以足够的重 视。 堕壹至湮盔堂避堑塞嶷堂焦造塞 蔓! 夏 2 1 3 水袋试验论诞 先了更准确的说唆水质的特点，本文拟定了试骏计划，慰菜铡 药厂的抗生索生产废水进行取样检测。 一测迩摆掭 抗生素生产废水为高浓度有机废水，撤据现有的资料分析， 确定溅定豢拣麓：e e r 、8 。、s s 、p l 值。 二测定方法 为得笺猿确鹃数据，c c r 、酌隗、s s 、p h 值韵铡定分剐采用 国标中最常用的方法。c o d c r 采用耋铬酸镩法；b o 跣采用5 日培养 法；s s 采用蓬量法；p h 值采用玻璃电极法“”。 三测寇缝果 测定的缩果见下寝； l 撂标c o & fb 0 移5 s s p 王 单位( m g l ) 3 2 0 01 5 0 0 1 5 0 0 2 n 从上表中可以看出，抗生索生产茨水的c o d c r 、 b o d 5 、s s 郝缀凑，p 壬薹僮变化螺度大。强虼，本文鬟选择一耱最佳瓣缀会王 艺使得这几顼指标均达到国家废水的排放标准。 2 。2 撬生豢生产废水囊有处理工艺分析 有关抗生素生产废水治理技术的报道农国内外都不多冤，根 据已有的撒道，抗坐素生产废水现有的治域方法依然沿用了目前 常用的裁药废东豹勉理方法“，鄂：物证法、生物法秘毖睨生 物法。 1 鐾纯法鑫蒎生素璧产裹墩琵霪孛熊痘惹 物化法处理抗嫩素生产废水可作为单独的处理工序，又可作 西南交通大学硕士研究生学位论文第7 页 生物法的预处理或后处理工序。根据水质的不同，采用的物理化 学法有：混凝法、吸附法、电解法、气浮法等。 混凝法是制药废水处理中常用的物化法，通过投加凝聚剂来 降低污染物浓度，改善废水的可生物降解性能。常用凝聚剂有聚 合硫酸铁，氯化铁，亚铁盐类，聚合氯化硫酸铝，聚合氯化铝， 聚丙烯酰胺( p a m ) 等，有研究表明投加硫酸亚铁等凝聚剂，可改 善小诺霉素等抗生素废水中胶体物质的沉降性能，激活废水中降 解微生物的某些酶的活性，从而实现c o d 的去除。使用氯化铁处 理抗生素生产废水不但有着良好的c o d 去除效果，还能除去废水 中的氟。 吸附法是利用多孔性固体相物质吸附废水中某种或几种污染 物以达到废水净化的目的。制药废水处理中，常用煤灰或活性碳 处理维生素、双氯灭痛、中成药等生产中产生的废水。受吸附剂 的粒径、表面以及结构等的影响，径吸附处理的废水c o d 去除率 一般在2 0 4 0 ，色度的去除率则可以达到8 0 左右“。 气浮法也是制药废水处理工艺中常用的一种方法，包括充气 气浮、溶气气浮，化学气浮和电解气浮等多种形式。其中化学气 浮法应用较多，使用于悬浮物含量较高的废水预处理。抗生素生 产废水采用化学气浮处理后，c o d 的去除率可达5 0 ，固体悬浮 物的去除率达7 0 以上。尽管气浮法投资少，能耗底，工艺简单， 维修方便，但不能有效地去除废水中可溶性有机物，需要用其他 方法进一步处理。 除了上述物化法，还可用吹脱法、电解法等处理制药废水。 这些物化法能去除部分c o d 、s s 、n h 。一n ，改善废水的物理化学性状， 常作为生物处理方法的预处理工序。 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 羔亟 第三章所选工艺分析研究 3 1 所选工艺技术的提出 面对众多的制药企业，无论何时建设的废水处理设施，均因 设施处理效果不理想、运行费用高、管理难度大、技术不合格等 多种不利因素，迫使企业人为停运或处于故障状态，废水不能得 到有效处理，直接或不达标向水体排放，致使接纳水体环境日益 恶化，更为严重者，排放的废水造成排放口下游地区污染事故， 影响下游企业、居民的生产、生活用水，造成严重的社会影响。 针对抗生素生产废水的污染特点，为彻底解决该类废水对水环境 的污染，研究一种新的组合工艺，降低运行成本和建设投资。为 此，经过众多制药企业的实地考察，提出废水治理优化工艺的基 本思路： 采用气浮设备去除废水中的悬浮物质，可有效的去除废水 中的s s 。 采用a b r 厌氧技术分解难降解有机物，去除大分子有机物 污染物，提高废水的可生化性。，达到合理的好氧条件。 采用s b r 好氧技术去除废水中的有机物，确保处理后的废 水达标排放。 根据抗生素制造行业的特点和工艺技术的基本思路，本文提 出如下工艺技术处理抗生素生产废水： 抗生素生产废水吒夏噩匝二卜 互显垂二) 一区圈 叫s b r 池 啼出水 西南交通大学硕士研究生学位论文第14 页 3 2 所选工艺理论 3 2 1 气浮法 气浮法是以微小气泡为载体，粘附水中的杂质颗粒，使其密 度小于水，然后颗粒被气泡挟带浮升至水面与水分离去除的方法。 与重力沉淀法比较，气浮法具有表面负荷大，占地面积小，浮渣 含水率低等优点，尤其对于本质素等比重较小，极难重力沉降的 悬浮物有较强的去除率。 气浮法主要有溶气气浮、充气气浮、电解气浮等类型。其中 加压溶气气浮工艺过程及设备比较简单，管理维修方便，特别是 处理出水部分回流，处理效果明显且稳定，并能较大的节省能量。 加压溶气气浮系统主要由三部分组成：加压溶气系统、溶气 释放系统、气浮分离系统。 加压溶气气浮系统( 部分回流式) 流程如下图1 ： 出 水 图1 气浮池工艺流程图 1 一吸水井：2 一加压泵：3 一空压机；4 一压力溶气罐：5 一减压释 放器；6 一浮上分液池；7 一原水进水管；8 一刮渣机：9 一集水系 统；1 0 一填料层；1 1 一隔板 西南交通大学硕士研究缴学位论文 第盟亟 聚集，下降流室眈较窄。巍处理玻水时，冀上升流室的功能相当 予一个ua sb ，其中持鸯大量沉降性能趣好的滋性污泥，只是 反成器上部不设三楣分离器，仅有一个相通的气室，所以遮行时 裁缘若于今u as 转反应器夔串联。a b r 霹在一个反应器蠹实聚 一体化的两相或多棚处理过程。 4 ) a 藏r 静特赢 a abr 的结构简单，皴体上爨接近于推流式，不需要填料和 结褥复杂的三稻分离器；爨直折瀛板的加入使得abr 的物理结 构凝有了搅拌功能( 多次的上下拆流) ，加强了厌戴活性污泥与基 质的接触； b 。在容羧不变戆条传下增大7 凌东戆浚程，蠖蓥震与涎混懿 接触机会和接触时间增多，提高了反应器的处理效率；反殿器内 匏获氧溪赣污淀氆萌予废承豹滚秘特熹窝洚解遘纛孛 使用。 瑷将瑗骞戆处瀵工艺畿一 较：1 ) 物化法 镌鬟二法耗费夭薰药裁、鼹澡，藩单楚毽用妨纯法，经济上不 合算，处理成本过离。 2)好氧生纯法 好氧生化法主要有活性海泥法、生物接触氧化法、生物转盎、 生物滤池等，其中生物接触氧化法填料昂贵，需要烫换，投资大， 院爹藩黑戮型疆滢豫。蠹掣器ip “翮靠筠岔 ：器燮羹一力条件好，有效容积高； e沿 诞南交通大学硕士研究擞学位论文第j 。王亘 两稻系统方式运行 d 减少堵塞和浮泥床膨胀； e 无特殊的气灏分离系统； f 。羝懿投资窝逡嚣费蠲。 ( 2 ) 活性污泥： a 。活整污泷戴辍麓力强基不需要固定载体或污涯流降爨，其 有商的sr t ，污溅产量低； b 各格窒的徽舷物随流程逐缀递变，递交规律与基质的降解 过稷协调一致，确保相应的微生物棚具有最健的工馋活性。 ( 3 ) 遴行： & 霹长瓣瓣运铃瑟剩余污淀少； b 可以在较广的温度和浓度范阑内运彳予； e 。撵流式特缝确绦系统对隶力鞫骞瓿渖壶受麓罴有缀蠢翡稳 定性； d 对脊毒物质帮摔翩住化合耪其有更好的缓冲i 毳应能力； e 系统拥有更优的出水水质。 6 ) a b r 的不怒 黯予多个s b 强反寂器，逶承帮 永豹凌门鑫动韬羧频繁： ( 3 ) 无法解决大型污水处理项霸连续进水、连续出水的处理 要求； ( 4 ) 设备的闲置率较瓷； 5 ) 常规s b r 务项指标 洼鼙矩形! l 囊浚淀静淼 周期4 8 小时遥行水位变化l 一2 涞 容积剃焉率 5 0 一7 0 常用排水设备滗水器 机械曝气鼓 遴零阗致鬻恁瀑气设备 风曝气 蓄南交通大攀磙圭磷究生掌僚论文 第2 2 贾 6 ) s b r 设谤参数 0 1 一1 3 b o d 负荷( k g m 3 d ) 进水时间( h ) 1 2 ( 一般0 5 ) 2 3 0 0 一5 0 0 0 m l s s ( m 1 ) 曝气时间( h ) 3 4 s v l 8 0 1 0 0 沉淀辩闻( h ) l 一2 明醒( h ) l 蠢一4 0 羹 零瘸萋 纛)l 左右 泥龄( d ) 2 0 一4 0进水d oo 3 o 5 m o 0 5 一o 2 0好氧d o2 2 5 k g b o d ( k g m l s s d ) 糯 o 5沉淀排放d o 0 7 k g b o d ( m 3 d ) 穿孔管、水下 s b r 排水眈l 4 一l 2曝气形式 伞试螺旋 曝气器 3 5 4 5 污混沉淀商 蹉渔底l 一 池深( m ) ( 越高0 5 )度( m ) 1 。5 西南交通大学硕士研究生学位诠窒篁垫夏 第四章所选工鍪雾薹囊囊 鏊运镳灞增焉嗡嚣骈副躺糊k 。锻舞麓琵强卵姊戮拜咻黜曛蝴 班酣s 驰e 舒瓢雏蛙获巍搿瓷器甄雾跫j 塞。；篓薹萋蠢篓瑟黧錾鋈 u 二孽 摊水快运弹鎏 专搭囊一l 悉l 蚺羹 叫疆躲歌妻一i 。l 剿裂 薹蓥粪“ = 赛萋； 羹薹 翼攀 l 鎏鬻l 掌! 妻 ；鐾| ! t? 囊主耋i 蠹 ；薹l 魏掣型强 簦刮 r 秘鞘飘燕瓤誓赢粪泣 出舨社 【7 】废水的厌氧生物处理中国轻工业出版社 【8 】轻零，陵纛霉，蕊纪萃，等抗生豢工鼗废承生浆鲶瑾蓑 术的现状与展望 j 环境科学，1 9 9 7 ，1 8 ( 3 ) ：8 3 【9 】买文宁，营辩，倚争蠢+ 抗奎素废东的审试研究郑州大学学 报2 0 0 2 。61 6 1 9 【l o 】 陈业雕，祁佩时水解融化一厌氧工瓮处理搿浓度抗生素废 给承褥农2 2 44 2 4 5 【1 3 】买文宁抗生素废水生物处理的试验研究河南科学 2 0 0 227 4 7 8 【1 4 】奚旦立，孙裕艇。环境监测高等教育出版害 【1 5 】张丽杰，陈建中抗生素制药废水的处理研究有色金 属。2 0 x 两南交邋大学硕士研究生学位论文 第2 4 页 宽2 0 h 髓，橱间距取1 0 m m ，贝格栅由5 4 裰扁钢条焊成，间距数为 5 3 个，骚撼顿爨为6 0 发，格壤长度楚主去= 2 鳜t 揍撵尺寸鸯 o 8 2 o m ，以6 0 度倾角安装。 4 2 2 调节池 调节池水力停留时间取6 小时，底部坡度取o 0 4 ，调节池有效 容裰必1 5 o ，超褰取o ，5 黻，剩调蕊波尺寸为1 6 1 6 x 6 ，5 搬，采焉 地域式。 4 2 3 气浮池 参数选择 e 。d ：3 2 0 0 m 薛b o d 5 ：1 5 m l 去除率：2 0 池数：l 座 本量：2 5 妇1 3 惫目溅魄：5 e 强 加药擞( 聚合锅) ；l o o m 胡 水温：2 0 反应漶珏王l 王：8 擐i 珏 接融塞强程：毒擐i n 分离警印强：3 0 m i i l 计算 1 ) 霞擞浚 设一魔气浮池，停瞬时间# 8 分钟，则有效容积 w 浏乏彰6 缸t 2 5 0 8 惩o 噶3 。3 m 3 。 采用兰级搅拌反应池，将每个反应池分为三格，取有效水深 为2 5 m ，每格沲长和淹宽分剐为l 、b ，做成方型池子，受n 有： 西南交邋大学弼i 士研究熊学位论文 第2 5 页 i f b =一2 n m 反算水黼舾五蒜毫丽州9 6 m 取过孔流速o 1 m s ，孔面积a 叫j ，v = 石? 熹凳丽_ o 6 9 4 m 2 取手l 巍o 。9 3 z 挂，孑l 宽0 。8 3 豫。 阻力损失：豫丢_ 3 l 。盖地渤 故三格水深分别为2 4 9 6 m ，2 4 9 4 m ，2 4 9 2 m 实际有效容积为2 1 1 2 1 l ( 2 ，4 9 6 + 2 4 9 4 + 2 4 9 2 ) - 3 3 3 l m 3 实际鹱应时闻为：# 3 3 3 l 6 毗5 0 - 7 9 9 m i n 反应池搅拌机选用j b l 型螺旋桨式搅拌机 桨蕊径 转邃 功率 跫号 浆叶数 ( m m )( r m 蛐 ( k w ) 豫l 8 0 0 8 0 0 一2 0 0 04 1 3 44 5 2 23 2 0 0 0 2 ) 整流墙 取集承区宽7 0 馘黼，遗甄流速o 。l 耐s ，承深 肛2 4 9 2 一o 0 0 2 = 2 4 9 0 m ，长( 即气浮池的宽) 为6 8 3 m ，所以：墙面积 a ；6 8 3 x 2 4 9 0 = 1 7 o l m 2 。 开孔攀为6 一2 0 ，取舞孔面积a 芋1 2 搬2 ，小张尺寸 3 0 0 。5 0 0 m m ，则开孑l 数为舻石j 专蒜2 8 个， 1 辞：齐l 攥藐，每 j 8 个，辩魏霭积l 。2 玉( 开孔率7 1 ， 符合要求) 。水头损失取5 n 黼。 磊 西南交通大学硕士研究嫩学位谂塞 一篁! ! 夏 ( 4 ) 聚含铝年耗萤= 2 5 o 2 4 x 3 6 5 = 2 1 鲥a ( 5 ) 加楚池及滚滚池豹搅拌极 溶药池搅拌机选用z j 一4 7 0 型拼浆式搅拌机 功率浆时底距池 转速 型号池形尺寸( m ) ( k w ) 底高( 删( r 戚n ) z j 7 5 031 8 1 8 1 4 3 0 0 8 5 溶液漶搅拌机选用z 卜7 0 0 整折浆式搅择机 功率浆辞底疆泡 转速 黧号池形尺寸 ( k w )底高 ( r ，如i n ) z j - 7 0 031 5 1 5 1 5 2 5 0 8 5 ( 5 ) 掘菰设备选瘸t 热蓊薰5 溉m ，取蓊液的密度为1 耐，；咯， 则q = 5 0 0 蛆， 排出压力约为4 蛐。 所以加药泵选阁y j z 型柱塞计嫩泵m 逸窭盈 流登 排出压 泵速电机功 烈号 赢径 ( 强) 力轴；) ( 次勉斌)率妇) ( 1 懈) y j z 5 0 0 4 o5 0 02 o 堪o2 5 4o 7 5 2 0 6 ) 溶气罐计算 ( 1 ) 每阗气浮滚配置一令溶气罐 废水在容器罐内停留时间取3 m i i l 容器撩进承薰q = o 5 x 2 5 0 = 1 2 5 m 3 m 容器罐窑积为：w = q “6 0 = 1 2 5 3 ，6 0 = 6 2 5 m 3 题南交通大学硕士研究生学位论文篁! ! 夏 1 ) 曝气时间： f 。兰兰g 一。丝：型：2 ，5 a 。 三。棚c o 2 x 3 4 0 0 0 2 ) 泼降靖闯： 初期沉降速度v 。；= 7 4 1 0 4 t x c a - 1 7 零溢l o 薅。= 7 4 l 扩l 甜3 0 0 0 文7 = o 9 l h 水温2 0 时v 。= 7 4 x 1 0 4 2 0 3 0 0 0 1 7 1 。8 2 h 因此，岿要的沉降时间为 水湿l o 时 咒。塑：! ! 型坚：业塑她：2 4 4 矽o 0 9 1 水温2 0 时 l ；壁：垒! 篓2 曼：! ：垒! 翌壁：! ：l ，1 9 。 1 8 2 3 ) 摊如时间 沉淀时间在1 1 9 h 一2 。4 h ，之阍变化，排出( 含阑墨) 时阕2 h ， 与沉淀时间台计为4 h 。 4 ) 一个厕期爨舞要的辩凌戈 t c ；r a + t s + t d = 6 5 h 瑟鞋蠲絮鼗矗为珏= 2 碡塔5 = 3 。 5 ) 进水时间 t 产t 。，n = 6 5 为= 2 2h 根据以上结果，一个周期的工传过程为：进水2 2 h ，曝气2 5 h ， 沉淀2 h ，摊水2 h 。 ( 2 ) 反应浊容敬计算： 西南交通大学硕士研究生学位论文篁! ! 里 1 ) 一个反应池容量： 肚纛咀= 嘉娟o o o 5 0 0 m 3 反应池水深5 m ，则必要的水面积为 1 5 0 0 5 = 3 0 0i n 2 保护高度取0 5 m ，反应池的尺寸为1 5 2 0 5 5 m 。 ( 3 ) 需氧量的计算 1 ) 需氧量 需氧量n 0 1 0 d _ q + 6 。p 卸3 5 6 0 0 0 2 2 5 1 0 3 + o 1 5 1 2 0 0 2 8 = 1 6 2 k g 叫 每池每周期需氧量 0 d = 1 6 趴3 x 栌1 3 5 k g0 2 周期 以曝气时间2 5 h 计，每小时所需的氧量为 o d ”= 1 3 5 2 5 叫6k g0 2 h 2 ) 曝气装置 a 选用微孔曝气，曝气器选b y w 一1 2 型 适应标准充氧 基本性能氧利用率污水动力效率 水深动力效率 s = o 5 i n 2 个 h = 4 8 m2 6 e p = 5 6 k 9 0 2 肥he p 观8 k 9 0 2 位w h q = 1 耐m 个) 则每池所需曝气器个数n _ 箬= 6 0 0 个 求所需供氧能力 设混合液水温为2 0 ，混合液d o 为1 5 m l ，池水深5 m 根据需氧量，污水温度以及大气压力进行换算，供氧能力为 亘塑窒塑盔堂塑主塑窒兰堂丝堡壅蔓丝夏 如= ： 。：兰：鱼兰! ! ：! 墨一。型：6 9 堙d ， 2 而矛而而鬲而两历面而i 。丽”昭v 2 “ b 鼓风曝气 由供氧能力，求曝气供气量为 g s ：善。_ 1 0 0 黑去( 州，m i n ) 。e 成0 2 7 36 0 、 。 式中e 为氧利用率( ) ，以2 6 计，则 g 。： ! ：! x l o o 丝。上：5 8 m ，m i n 。 2 6 x 1 2 9 3 o 2 3 32 7 36 0 4 池合用一台鼓风机，2 个反应池同时曝气。此外，另设备用 鼓风机l 台。 则l 台鼓风机的空气曝气量为 僻2 g s = 2 5 8 = 1 1 6 m 3 m i i l ， 取1 5 的系数， 则空气量为1 1 6 1 5 = 1 7 4m 3 m i n = 1 0 4 4 m 3 m 。 c 风管计算： ( 1 ) 管径 a 干管：q = 1 0 4 4m 3 l l ，v = 8 5 1 s ， 查表得：d n i = 1 5 0 i 】姗 b 吏管：q = 1 0 4 4 2 4 = 4 3 5 m 3 h ，v = 3 1 8 l s ， 查表得：d 帆= 5 0 i i m ( 2 ) 管长 a 干管：l 1 = 1 1 0 m b 支管：l 1 - 7 7 6 m 。| p 堕屯丽 西南交通大学硕士研究生学位论文第3 5 页 ( 3 ) 局部损失当量直径( k = 5 5 5 k d l2 ) ： 名称型号数量系数k 三通 d n l 5 021 - 3 3 d n 5 02 4 弯头 d n l 5 0l0 5 d n 5 02 4 d n l 5 0 1 阀门 0 2 5 d n 5 0 2 4 a 三通：干管k = 3 4 8 m ，支管l 庐1 1 1 7 8 m b 弯头：干管k = 6 5 4 m ，支管k = 4 2 0 2 m c 阀门：干管i j 0 = 3 2 7 m ，支管k = 2 1 0 1 m ( 4 ) 沿程阻力损失：h = i 岫 查表：钎= 1 o 铆= 1 o 干管i = o 2 7 2 删l 临 支管i _ 0 1 6 8m m m 则h 1 = o 2 7 2 ( 1 l o + 3 4 8 + 6 5 4 + 3 2 7 ) = 4 2 0 5 m m = 0 4 1 2 k p 。 h 2 印1 6 8 ( 7 7 6 + 1 1 1 7 8 + 4 2 0 2 + 2 1 0 1 ) ；1 5 9 7 3 n l m = 1 5 9 7 k p 。 ( 5 ) 曝气器损失： 曝气器压力损失按5 印。计 则总的压力损失为h = h l + h 才h 3 + h 4 - o 4 1 2 + 1 5 9 7 + 5 = 7 0 0 9 姊。 ( 6 ) 风机所需压力 h ：_ h + h - 7 0 0 9 + 5 9 8 = 5 6 坤 则鼓风机流量1 1 6m 3 m i n ，排气压力约为5 6 k p 。 ( 7 ) 风机选型： 盥蜜奎邀盔兰堡圭堡窒生堂垡煎塞 篓! ! 夏 调节池至气浮沲段水路计算 q _ 2 妁黻糯，轳1 2 划s 1 ) 管裰：d ：，巨： ￥蕊 ；o 3 m 2 ) 水头损失： a 潘翟窳头损失：h l 与l l * 1 3 m v 基。叁藤爨渤删e ，导醍。t 2 捌，翔 h l = i l 吣。0 1 2 1 3 = o 。1 5 抵 c 局部水头损失：h 2 = s 丢 名称数擞 0 名称数爨 鬣角弯头 io 。7 5 承泵入裔 il t o 闸阀( 全开) lo 1 7 则h 2 电7 5 + o 1 7 + 1 ) 罴o 1 4 l m 3 ) 水泵扬程h i j = 蠹l 堍。目3 1 4 斓1 5 6 十9 | 4 l 7 + l 。0 = 8 + 2 9 7 疆 取1 5 的安全系数，则h = 1 5 8 2 9 7 = 1 2 m 4 ) 承泵选鍪：调节池弱气浮滟岛东采用潜水簿污象，流量 2 5 0 m ，扬稷约1 2 m ，选q w 霆 港水摊污泵。 出口 烈号流量扬程转速功率效率 重量 蓬轻 1 5 0 q w 2 6 0 2 6 0 02 2 m1 4 5 0 2 5 k w 7 0 1 5 5 2 0 k g 堑塞壅鋈盍燮受圭赞塞圭兰堡篷窒 整塑篓 气浮池回流水路计算： q = 6 2 5 舻h 。v = 1 8 m s z ，滟露= 蘑= 焉观t 掰 2 ) 水头攫失； a 泐程水头损失：h 严i l l = 2 0 m v 孔。m s 则t = 。瑚。t 若观。s s 柳，脚 h 。= i 乙= o 0 5 5 2 0 = l 。l m b 。嚣辫农燕矮失：h 严占丢 名称数塞 名称数量 直角弯头 4 o 7 5 止斟阀 l6 6 溺阕( 全舞) l0 1 7 裂憋母5 鹕1 7 十淼文2 7 如 3 ) 水泵扬程h h = h 1 + h 2 + h 3 + h 4 # 1 1 + 1 2 7 6 + 5 0 + 1 0 = 5 3 3 7 6 m 取l 。5 豹安全系数，粥珏一l + 5 5 3 3 筠= s 溉 4 ) 水泵选烈： 流爨6 2 5 擞堍，扬耩约为的米。逡隅獾无堵塞离心泵 西南交通大学硕士研究生学位论文第3 9 页 电动机叶轮 流量 扬程转速 型号功率 外径 效率 m 3 mm“m l n k wn l i n k w p n 6 5 6 0 一 2 3 0 一 5 6 9 42 9 0 03 7 5 5 6 8 3 1 51 6 52 6 0 气浮池至a b r 池之间水路计算 q = 2 5 0m 3 m ，v = o 7 i n s 嘴鲫= 厚= 焉一0 4 s m 2 ) 水头损失： a 沿程水头损失： h l = i ll 取3 5 m v - 触则删z 著”半) 0 3 一o 咖4 s 朋，m h l = i o = 0 0 0 3 4 5 3 5 = o 1 2 l m h 局部水头损失：h 2 = 踟丢 名称数量 e 名称数量 直角弯头 4 0 7 5 三通1 5 闸阀( 全开) l o i 7 则h 2 = ( 4 o 7 5 “5 + 0 1 7 ) 罴_ o 1 1 7 m 总损失1 1 = h 1 * b 卸1 2 1 + 0 1 1 7 = o 2 3 8 m 亘壹窒适盔堂堡主婴窒生堂垡迨窒篁! ! 垂 a b r 池到s b r 池之间的水路计算 q _ 2 5 0m 3 h ，、，= o 7 i i l s ，管襁d = 俘= 蕊一o ：s 删 2 ) 水头损失： a 沿程水头损失： h l = i l l 取8 0 n 1 v t 础则剐t ：导( - + 半) 0 3 一。咖。s m ，州 h l _ i k 司0 0 3 4 5 8 0 = o 2 7 6 m b 局部水头损失：h 2 = 占丢 名称数量 e 名称数量 e 直角弯头 3o 7 5 三通 31 5 闸阀( 全开) 2 o 1 7 则h 2 = ( 4 x 0 7 5 + 3 1 5 + 2 0 1 7 ) 罴引7 7 m 总损失h - h i + h 2 = 0 2 7 6 + o 1 7 7 ：o 4 5 3 m 4 2 7 泥路计算 气浮池 气浮沲半天的产泥量为1 6 8 7 m 3 ，每半天( 1 2 小时) 打开阀门 排泥至集泥并一次，再由污泥泵抽至污泥千化康。 西南交通大学硕士研究擞学位设篁塑盟玉 a b r 池 a b r 漶污淀龄较长，整a b r 涟拳头竣凑，裂鼹东头慧冒直接 将污泥排至污泥干化床。 s b 薹t 洼 排泥周期t = 髓， 污泥体积v 一旦憋吾攀 ：! ! ! 兰! ! 塑= ! 尘兰! 旦：! 兰丝! ! ! ! ! ! 旦殳：6 掰， l 。5 l 器0 e 一多套l 每8 小时打开阀门一次，将污混排至煞泥劳，姆由污泥泵抽至 污溅干纯床。排淀萄滗水同时进行。 污淡泵瓣选撵 根据气滓浊、s b r 池的产泥量，排泥l 小时，污泥流量q = 6m 3 h ， 掭戆约l 翻。选锕毯无堵塞潜承捺浮泵。 排出 滚量扬程转邃魉率效率 型号口径 ( m m )( m )( m i n )( k w ) ( ) ( n 擅1 ) 5 0 w q l 0 5 0l ol o2 8 s o 0 7 s4 0 1 e 0 。7 5 垂2 。8 主要姆筑物及设备清单 i 寒譬名称技零参数( 鍪号)单缎数蟹器注 l - 格栅池1 2 3 2 1 7 m座l 西南交通大学硕士研究生学位论文第4 2 页 2 调节池 1 2 5 1 l 6 5 m座 1 3 气浮池 1 4 5 5 3 5 m座 1 a b r 反 42 5 7 4 7 2 6 9 m座l 应池 s b r 反 51 5 x 2 0 6 m座 4 应池 6 储渣池 1 9 x 1 9 3 o r n 座 1 7 污泥井 壬h = 1 5 2 o m 座 2 污泥干 8 1 0 7 6 5 2 5 m座l 化床 控制 室、化 9 1 2 x 4 0 3 o m座1 验间、 操作间 1 0 格栅1 0 皿细格栅座 l 1 5 0 q w l 3 0 2 2 1 备 1 1 潜污泵 2 口 1 5 ，n = 1 5 k w 1 用 1 2 溶气罐委h = 1 2 x 3 嘶个 1 z 一0 2 5 ，7 ，n = 1 3空压机 z 1 口 2 2 k w 溶气释 1 4t v 一，o = 2 5 0 个 l o 放器 搅拌机j b l 8 0 0 一2 0 0 0 ，n 1 5 3口 l = 4 5 k w 1 6 搅拌机 z j 一4 7 0 ，n = 2 口 西南交通大学硕士研究生学位论文 第4 3 页 2 2 2 k w 搅拌机 1 7z j 一7 0 0 ，n = 3 k w 2 口 ， k w p n 6 5 3 1 5 ，n l 备 1 8 回流泵 厶 2 口 = 3 7 k w 1 用 2 1 集水管 d n = 2 0 0 根 3 j z 2 5 0 4 o ，n 1 9 计量泵 1 口 ；1 5 k w g m z 3 0 0 0 - 6 0 0 0 ， 2 0 刮渣机套 1 n = o 7 5 k w r d 一2 5 0 ，n = 1 各 2 1 风机 2 口 7 5 k w 1 用 2 2 滗水器 b f r 2 0 04 2 3 曝气器 b y w 二1 2 个 1 8 0 0 5 0 w q l 0 一l o 一0 7 5 ， 2 4 污泥泵 2 口 n = 0 7 5 k w 4 3 技术经济分析 4 3 1 机电设备装机容量 机电设备装机容量计算表 装机运行 序 功率数量日运行 名称功率功率 号( k w ) ( 台)时数 ( k w )( k w ) l 1 5 0 q w 2 6 0 1 523 0 1 52 4 h 亘童奎亟盔兰塑圭塑窒皇堂垡迨塞蔓丝壅 一2 2 1 5 型潜污泵 z 一0 2 5 7 2 2 - 2l2 22 22 4 h 型空压机 j b l 8 0 0 一 32 0 0 0 型搅 4 531 3 51 3 52 4 h 拌机 z 卜一4 7 0 型 42 2 24 4 2 2 5 h 搅拌机 z j - 一7 0 0 型 532635 h 搅拌机 k w p n 6 5 63 7 2 7 43 72 4 h 3 1 5 型水泵 j z 2 5 0 4 0 71 5 1 1 51 5 2 4 h 计量泵 g m z 3 0 0 0 - 6 8o 7 5l0 7 5o 7 52 4 h o o o 刮渣机 5 0 w q l 0 - 1 0 9 o 7 5 污泥 o 7 5 2 1 50 7 5 7 h 泵 r d 一2 5 0 型 1 07 5 21 5 0 7 5 2 4 h 风机 控制、照明 1 133 系统 总计 2 9 01 6 0 西南交通大学硕士研究擞学位论文第4 5 页 4 3 2 运行费用核算 能耗核算 本设诗设备惑容量兔2 9 镄跚，掰葬袋2 i 幸枣薄垒运幸亍豹眩舞客 量为1 6 嗽r ，则每天用电量为3 5 1 0 h r m 。电费按0 + 5 0 元( k w h ) 诗，爱本菰生素生产废承处理站匏靛耗为： f 1 ；3 5 1 0 h 他o ，5 0 元，( k w h ) 一1 7 s 5 元天 人工费用 污东镑爱工懿平逡工资虢 湖冗，( 舄，入) 诗算，爨： f 2 = 5 人l 0 0 0 歹日( 月人) 3 0 天= 1 6 7 元，天 设备维修费糟 按照一般运行经验，维修费震霹德篓必 f 3 = 2 0 冗天 投蓊费 聚合镪簪耗量2 1 9 吨，则每天消耗量必o 。6 睫，廷，每吨聚舍 铝价格为2 0 0 0 元，则日需聚合铝的费用为 壤= o 。6 噫厌2 0 e 0 元，蟪= l 约蛰元，天 运行成本 运行费用主要由电费、人员工资、维修费、投药费等缀成， 每天污水站慈的运镗费用为 f 5 = f 1 + f 2 + f 3 + f 4 = 3 1 4 2 元天 楚建褒窳豹运行成本为0 5 2 元糠3 。 西南交通大学硕士研究生学位论文 第4 6 页 4 3 3 主要经济技术指标及环境效益 污水站总投资 1 ) 土建费用 土建费用一览表 序号名称规格数量金额( 万元) l 格栅池 1