某市制药废水处理工艺初步设计

中文摘要本设计对3500M3/D的某市制药废水的处理工艺进行初步设计。该市制药废水主要分为药物提取废水和其他废水，具有一般制药废水的特点，其成分复杂、有机物含量高、色度深和含盐量高，特别是生化性很差，且间歇排放，属难处理的工业废水。设计采用“气浮UMARCASS”工艺对制药废水进行处理。废水水质最高CODCR8000MG/L、最高BOD53500MG/L、最高SS125MG/L。制药废水经本工艺处理后，满足污水综合排放标准（GB89781996）一级标准。关键词制药废水气浮UMARCASSTHETREATMENTPROCESSPRELIMINARYDESIGNFORPHARMACEUTICALWASTEWATERABSTRACTTREATMENTPROCESSOFTHEDESIGNOF3500M3/DINPHARMACEUTICALWASTEWATERPRELIMINARYDESIGNTHEPHARMACEUTICALWASTEWATERCONSISTSOFEXTRACTIONWASTEWATERANDOTHERWASTEWATERHASTHECHARACTERISTICSOFGENERALMEDICINE,PHARMACEUTICALWASTEWATER,ITSCOMPLEXCOMPOSITION,HIGHORGANICCONTENT,COLORDEPTHANDHIGHSALTCONTENT,ESPECIALLYBIOCHEMISTRYISVERYPOOR,ANDINTERMITTENTDISCHARGE,BELONGSTOTHEINDUSTRIALWASTEWATERTREATMENTTHEDESIGNOFTHE“AIRUMARCASS“PROCESSTOTREATPHARMACEUTICALWASTEWATERTHEWATERQUALITYTHEHIGHESTCODCR8000MG/L,BOD53500MG/LSS125MG/L,THEHIGHESTPEAKPHARMACEUTICALWASTEWATERBYTHEPROCESS,“INTEGRATEDWASTEWATERDISCHARGESTANDARD“GB89781996STANDARDKEYWORDSPHARMACEUTICALWASTEWATER；FLOTATION；UMAR；CASS目录第一章设计背景111设计题目112设计水质水量113排放标准114设计原则215设计依据216设计范围3第二章处理工艺方案选择421处理工艺比选4211工艺选择原则4212工艺比选4213比选结果522设计工艺流程6221工艺流程6222工艺流程详述7223化学品投加9第三章主要构筑物设计计算931集水井的设计计算9311设计说明9312设计参数93131集水井设计计算93142集水井设计计算103151集水井提升泵泵选型113162集水井提升泵泵选型1232调节沉淀池的设计计算12321设计说明12322设计参数12323排泥系统设计计算13324进出水系统设计14325设备选型1533调节沉淀池的设计计算16331设计说明16332设计计算1634循环池设计计算17341设计说明17342设计计算17343循环泵选型1835上流式多级厌氧反应器（UMAR）19351UMAR工艺19352UMAR反应器基本结构19353UMAR反应器特点20354UMAR反应器原理20355UMAR反应器主体20356UMAR内循环系统21357UMAR工艺配套设备2236好氧调节池设计22361设计说明22362设计计算2237CASS反应池的设计计算23371设计说明和计算23372需氧量设计计算30373曝气系统设计33374污泥回流系统、剩余污泥系统排出系统设计34375CASS池配套设备3538中间水池设计计算3639JMF射流气浮法36391JMF射流气浮法的原理36392JMF射流浅层气浮机选型37310污泥系统的设计计算373101设计说明373102设计参数373103设计计算373104主要设备选型40第四章、污水处理站总体布置4241构筑物和建筑物主要设计参数4242污水处理站平面布置44421布置原则44422管线设计45423总平面布置结果4643污水处理站高程布置46431布置原则46432高程布置46第五章、投资估算4951估算范围及编制依据49511估算范围49512编制依据4952投资估算49第六章、供电与运行费用5361电源53611用电负荷53612供电设计5362运行成本53621电力消耗54622化学品消耗55623操作人员工资55624综合运行成本经济分析56参考文献57广西大学本科毕业设计某市制药废水处理工艺初步设计1第一章设计背景11设计题目某市制药废水处理工艺初步设计12设计水质水量根据某市提供的数据，排放的废水主要包括药物提取废水和其他废水两部分，具体废水水质特征情况如下表1废水水质水量废水名称水量（M3/D）CODCR（MG/L）BOD（MG/L）SS（MG/L）PH药物提取废水25008000350012547106其他废水100010004505068综合考虑该类废水的排放特点以及处理要求，拟该设计生产废水的进水设计参数如下表2设计进水参数废水名称水量（M3/D）CODCR（MG/L）BOD（MG/L）SS（MG/L）PH药物提取废水25008000350012547106其他废水10001000450506813排放标准废水经污水处理系统处理后，出水须达到污水综合排放标准（GB89781996）一级标准后排放。污水综合排放标准（GB89781996）一级标准见表3。广西大学本科毕业设计某市制药废水处理工艺初步设计2表3（GB89781996）一级标准废水名称水量（M3/D）CODCR（MG/L）BOD（MG/L）SS（MG/L）PH混合废水350010030706914设计原则本设计遵循如下原则进行工艺路线的选择及工艺参数的确定（1）采用成熟、合理、先进的处理工艺。（2）废水处理具有适当的安全系数，各工艺参数的选择略有富余。（3）在满足工艺要求的条件下，尽量减少建设投资，降低运行费用。（4）处理设施具有较高的运行效率，以较为稳定可靠的处理手段完成工艺要求。（5）处理设施应有利于调节、控制、运行操作。（6）在设计中采用耐腐蚀设备及材料，以延长设施的使用寿命。（7）根据地形地貌，结合站区自然条件及外部物流方向，并尽可能使土石方平衡，减少土石方量，以节约基建投资。（8）总图设计应考虑符合环境保护要求；15设计依据（1）污水综合排放标准GB89781996（2）给水排水工程结构设计规范GB500692002（3）鼓风曝气系统设计规程CECS1142000（4）室外给水设计规范GBJ1386（1997年版）（5）地表水环境质量标准GB38382002（6）建筑地基基础设计规范GB500072002广西大学本科毕业设计某市制药废水处理工艺初步设计3（7）建筑抗震设计规范GB500112001（8）建筑结构荷载规范GB500092001（9）建筑结构可靠性设计统一标准GB500682001（10）供配电系统设计规范GB5005295（11）低压配电设计规范GB5005495（12）民用建筑照明设计标准GBJ13390（13）工业与民用电力装置的接地设计规范GBJ6583（14）工业企业照明设计标准GB5003492（15）工业企业厂界噪声标准GB1234890（16）混凝土结构设计规范GB500102002（17）某市提供的废水水质、水量数据资料16设计范围本设计包括以下内容污水处理工艺设计、污泥处理工艺设计及主要构筑物的设计。广西大学本科毕业设计某市制药废水处理工艺初步设计4第二章处理工艺方案选择21处理工艺比选211工艺选择原则要寻找一个稳定性价比高且易于管理的制药废水处理工艺，应综合考虑地理位置、气候、填埋年限等因素，比较各处理工艺的经济性、合理性、可操作性后确定总的来说，制药废水处理工艺的选择应遵循以下原则（1）处理彻底，低能耗；（2）尽量减少后续处理负担；（3）应进行深度处理；（4）应选择自动化程度较高的电控系统；（5）对污泥和浓缩液应有处理方案。212工艺比选目前国内外对制药类工业废水的处理主要采用好氧、厌氧或厌氧加好氧的生物处理方法。由于废水中含有的大量生物毒性物质，单纯依靠生物处理，成本高，处理效果不稳定，出水很难达到行业排放标准。随着人们对制药废水成分的逐渐了解及高效反应器的深入研究，已经有越来越多的成熟工艺运用到制药废水处理中。1制药废水的特点是成分复杂、有机物含量高、毒性大、色度深和含盐量高，特别是生化性很差，且间歇排放，属难处理的工业废水。其COD、BOD较高，属于高浓度有机废水，针对以上特性对工艺比选进行以下分析（1）物化法不受水质水量变动的影响，但出水水质不能达标，且运行成本高，可作为预处理或深度处理。（2）好氧法有较高的去除率，适用范围较广，针对本设计水质，可以选其中一种循环式活性污泥法（CASS法）工艺进行设计。（3）厌氧法目前国内外处理高浓度有机废水主要是以厌氧法为主，但经单独的厌氧方法处理后出水COD仍较高，一般需要进行后处理（如好氧生物处理），本设计运用上流式多级厌氧反应器（UMAR）厌氧法。广西大学本科毕业设计某市制药废水处理工艺初步设计5（4）厌氧好氧法单独的好氧处理或厌氧处理不能满足本设计水质要求，而厌氧好氧、水解酸化好氧等组合工艺在改善废水的可生化性、耐冲击性、投资成本、处理效果等方面表现出了明显优于单一处理方法的性能，因而在本设计中使用。5水解酸化法水解酸化法作为制药废水的预处理方法，它能将不溶性的有机物，降难生物降解的大分子物质分解为容易降解的小分子有机物，从而提供废水的可生化性，还有去除生物抑制物的作用。水解酸化法由于不需要曝气而大大降低了生产运行成本，同时由于提高了污水的可生化性而降低了后续生物处理的负荷，大量减少了后续好氧生物处理的曝气量，从而广泛的应用在难生物降解的制药，化工，造纸及有机物浓度高的废水中。3213比选结果（1）根据制药废水的水质、水量，经过上述比选，本设计选择物化法与厌氧好氧法相结合工艺。（2）制药废水COD、BOD较高，会对后续生物处理造成影响，厌氧好氧法对高浓度有机废水有较好去除作用。（3）在国内，气浮法处理工艺广泛用于制药废水，气浮法通常包括充气气浮、溶气气浮、化学气浮和电解气浮等多种形式处理，具有典型性。（4）综上，本设计工艺为气浮UMARCASS。广西大学本科毕业设计某市制药废水处理工艺初步设计622设计工艺流程221工艺流程根据制药废水的水质特征，在综合考虑技术及经济因素的情况下，本设计拟建污水处理站废水处理工艺流程示意图如下图格栅1集水井调节沉淀池预酸化池循环池UMAR反应器好氧调节池CASS池中间水池JMF射流浅层气浮机酸，碱营养盐机械格栅（原有）2集水井鼓风机PAC,PAM带式压滤机污泥浓缩池沼气稳压柜药物提取废水达标排放沼气至热水锅炉污泥外运其他废水图221工艺流程示意图广西大学本科毕业设计某市制药废水处理工艺初步设计7222工艺流程详述工艺流程主要包括、1集水井、调节沉淀池、预酸化池、UMAR反应器、2集水井、好氧调节池、CASS池、中间水池、JMF射流浅层气浮机。（1）1集水井药物提取废水送至污水处理站后自流入集水井，在进入1集水井前首先经一道格栅将废水中粗大漂浮物截留，1集水井出水泵送至调节沉淀池。（2）调节沉淀池根据该废水的生产及排放特点，1集水井出水泵送入调节沉淀池，调节池对废水的水质水量进行调节，减轻对后续工段的负荷冲击，同时经过静置沉淀作用将废水中的悬浮物质有效去除。产生的污泥通过污泥泵泵送至污泥浓缩池。另外在调节沉淀池内投加酸、碱，将废水中的PH值调节至中性。（3）预酸化池调节沉淀池出水泵送入预酸化池，预酸化池为废水提供约6个小时的预酸化时间。6个小时的停留时间起到稳定废水有机负荷，调节波动的效果，同时预酸化池给污水创造了一定的兼氧环境进行水解酸化，发生厌氧处理的酸化过程，将难降解的物质分解成容易降解的有机底物，提高废水的可生化性，以利于后续的好氧处理，同时去除部分COD。（4）循环池预酸化池出水泵送入循环池，预酸化后的废水和部分UMAR反应器出水及部分中间水池回流水进行混合。通过投加NAOH，对循环池内的PH值进行再一次的精确调整，以使进入UMAR反应器的污水PH值达到厌氧处理所需的广西大学本科毕业设计某市制药废水处理工艺初步设计8要求。循环池能对UMAR反应器内的生物过程起到稳定的作用，让预酸化污水与UMAR反应器出水进行混合。（5）UMAR反应器预酸化池出水泵送入1座UMAR反应器（824M）进行厌氧处理，单座反应器的有效容积为1206M3。废水在UMAR反应器进行厌氧处理，通过厌氧微生物的代谢作用将COD浓度有效降低，同时提高废水的可生化性，UMAR反应器的出水依靠重力作用溢流，部分出水通过分水立管至预酸化池，剩余部分出水溢流进入随后的处理单元。（6）2集水井车间其他废水经原有机械格栅将废水中粗大漂浮物截留后，自流至2集水井，2集水井出水泵送至好氧调节池。（7）好氧调节池UMAR反应器出水自流入好氧调节池，与其他废水在此互相混合，保证以稳定的负荷进入CASS池。（8）CASS池好氧调节池出水泵送至CASS池配水槽中，配水槽的废水通过配水一体化设备送至CASS池中，进水流量通过配水一体化设备调控。在CASS池中，利用好氧微生物的作用，使废水中有机物分解成无机物，从而使废水得以净化。（9）中间水池CASS池出水自流入中间水池，中间水池起到过渡作用，保证废水以稳定的负荷进入JMF超效射流浅层气浮机。（10）JMF射流浅层气浮机中间水池出水由气浮机供料泵送入JMF射流浅层气浮机中，该JMF射流浅层气浮机的处理能力为150M3/H。JMF浅层射流气浮机是在溶气罐中高广西大学本科毕业设计某市制药废水处理工艺初步设计9压强制溶解大量空气，并在反应池释放大量微细气泡使其粘附于悬浮物颗粒上造成整体密度小于1的状态，靠浮力使其上升至水面而使固液分离，确保将废水中悬浮物有效去除。气浮机产生的浮渣储存自污泥池。11污泥浓缩池调节沉淀池、CASS池、JMF射流浅层气浮机产生的污泥由泵送入污泥池，在污泥池内通过浓缩作用减小其体积，污泥浓缩池内污泥泵送至带式压滤机进一步减小其体积，浓缩后的污泥定期外运。223化学品投加污水处理的工艺流程中需要投加化学品主要是酸、碱、PAC、PAM、尿素、分别设置磷酸钠、PAC、PAM、尿素、磷酸钠加药装置计量投加。广西大学本科毕业设计某市制药废水处理工艺初步设计10第三章主要构筑物设计计算31集水井的设计计算311设计说明集水井是能对水质水量进行调节，减少或避免冲击负荷对仪器设备的影响，有酸性水和碱性水的中和，调节水温和临时储水的作用312设计参数最大设计流量QMAX2500M/D，设计停留时间T10MIN，有效高度HE3M，水面超高05M。3131集水井设计计算（1）有效容积VE采用相当于一台1集水井提升泵10分钟的容量。，取33MAXM1857601TQE式中QMAX设计提升泵流量，M3/H；T水力停留时间，MIN。（2）有效面积AE26318EHV式中HE集水井有效高度广西大学本科毕业设计某市制药废水处理工艺初步设计11（3）集水井实际尺寸50EHBL式中05超高因此可取1集水井的长宽分别为3M、2M，超高取05M，故1集水井的尺寸为3M2M35M21。采用全地下钢筋混凝土结构。3142集水井设计计算（1）有效容积VE采用相当于一台2集水井提升泵10分钟的容量。，取33MAXM9082741TQE式中QMAX设计提升泵流量，M3/H；T水力停留时间，H（2）有效面积AE20549EHV式中HE集水井有效高度（3）集水井实际尺寸50EHBL式中05超高因此可取2集水井的长宽分别为5M、4M，超高取05M，故1集水井的尺寸为5M4M5M100。采用全地下钢筋混凝土结构。3151集水井提升泵泵选型（1）设计说明1集水井提升泵入水口离基准面高程为40M，提升泵从1集水池中把制药废水抽到调节沉淀池。（2）水泵吸水管的水头损失进水管管材为钢管，水泵吸水管长L150M,流量QMAX104M/H,查广西大学本科毕业设计某市制药废水处理工艺初步设计12给水排水设计工程快速设计手册5的水力计算表可知，可选用管径DN200MM,V0924M/S,1000I730，充满度H/D1，则水泵吸水管的沿程水头损失M0365137LIH1水泵吸水管入口喇叭口的局部阻力系数110，饮水筒出口的阻力系数为202,90弯管两个，其局部阻力系数408则吸水管的局部阻力损失MGVH1280942801212（3）水泵出水管的水头损失出水管管材为钢管，取出水管长L25M，管径DN200MM，QMAX104M/H,V0924M/S,1000I730,取充满度H/D1,则出水管的沿程阻力损失为0365137IH23水泵出水管有一个DN200MM的闸阀，其局部阻力系数3008，90弯管一个，其局部阻力系数408，则出水管的局部阻力损失为MGVH081924802434（4）水泵所需扬程H93284704380651065HH431式中H5水泵提升高度，M；H6安全水头，取07M。（5）1集水井泵选型根据给排水设计手册续册（第二册），选择IS125100200A离心泵2台，一备一用。其性能参数见表315。表315IS125100200A泵性能参数广西大学本科毕业设计某市制药废水处理工艺初步设计13型号流量/（M3H）扬程/M功率/KWIS125100200A110110553162集水井提升泵泵选型（1）设计说明2集水井提升泵入水口离基准面高程为40M，提升泵从2集水池中把制药废水抽到好氧沉淀池中。（2）水力计算水头损失计算如1集水井泵，两者相差不大，取安全水头1M，不做计算。（3）2集水井泵选型根据给排水设计手册续册（第二册，选用IS10065200A离心泵2台，其性能参数见表316。表316IS10065200A潜水泵性能参数型号流量/（M3H）扬程/M功率/KWIS10065200A47113032调节沉淀池的设计计算321设计说明本设计调节沉淀池采用多斗式平流沉淀池。322设计参数最大设计流量QMAX2500M/D104M3/H0029M3/S，设计停留时间T16H，有效水深HE55M,池上部保护层高度取05M。（1）有效容积VE。，取33MAX18016904T广西大学本科毕业设计某市制药废水处理工艺初步设计14式中QMAX设计进水流量，M3/H；T水力停留时间，H。（2）有效面积AE2375180EV式中HE调节池有效高度（3）调节池实际尺寸50EHBL式中05超高因此可取调节沉淀池的长宽分别为24M、13M，超高取6M，故调节池的尺寸为24M13M6M1872M。采用全地下钢筋混凝土结构。323排泥系统设计计算（1）污泥量计算主要有两部分构成，一是由降解有机物BOD所产生的污泥增值，二是进水中不可降解及惰性悬浮物固体的沉淀。D/KG53271052012453209860SFPQBODQKYXOIOICD）（）（）（）（）（）（调节沉淀池池产生剩余污泥量V1321M5709053PX）（）（式中X每日排放的剩余污泥量，KG/D；Q设计流量，M3/D；Y污泥增值率，取008，D1；污泥龄，取9D；C广西大学本科毕业设计某市制药废水处理工艺初步设计15BODI，BODO进出水有机物BOD浓度，KGBOD/M3；FP不可生物降解和惰性部分占SSI的百分数；SSI，SSO进、出水中悬浮固体SS浓度，KGSS/M3；V1调节沉淀池产生剩余污泥量，M3；污泥密度，1000KG/M3；P2剩余污泥含水率，一般为992996，取P2995。（2）污泥斗计算设计3个污泥斗，污泥斗倾斜角度为67，污泥斗下底面长A04M，上底面长B15M。TANTANBH301672405125。）（）（3221640510MBV）（）（所以排泥周期HT，取排424（3）沉淀池排泥采用穿孔管进行重力排泥，穿孔管横向布置于污泥斗底端，沿与水流垂直方向共设3根直接排泥至污泥浓缩池。324进出水系统设计（1）沉淀池进水设计沉淀池进水采用穿孔花墙，孔口总面积2M4801329VQRA式中，V孔口速度（M/S），一般取值不大于015020M/S。本设计取018M/S。广西大学本科毕业设计某市制药废水处理工艺初步设计16R污水回流比，本设计取300；Q设计流量，M/S。每个孔口的尺寸定为10CM10CM，则孔口数48个。进水孔位置应在斜管以下、沉泥区以上部位。（2）沉淀池出水设计沉淀池的出水采用自由堰式集水槽出水，采用单边出水，出水堰长度为20M，则出水堰负荷为，合格。）（）（MS/L71S/451203645集水槽宽1903649QB540集水槽起端水深M24512H0集水槽坡度I取001，则集水槽出口深度H，04IL0式中，Q集水槽设计流量，为确保安全，对设计流量再乘以1215的安全系数，M/S。B集水槽宽度，M。H0集水槽起端水深，M；H集水槽出水端水深，M；325设备选型（1）污泥泵选型回流污泥量V回，H/M104D/2510QR33回查环境保护设备选用手册选用型号为CP（T）507550两台，间广西大学本科毕业设计某市制药废水处理工艺初步设计17歇交替运行。具体参数见表3251。表3251CP（T）507550污泥泵主要参数型号口径/MM功率/KW极数扬程/M流量/MHCP（T）50755050075411520（2）加药机选型投加PAC药量按每立方05KG计算，则每天投加量为1250KG。用湿法投加，以3配比溶液，则每天投加量体积为25M/D，即104L/H。根据环境保护设备选用手册，选用JY3型加药机。详细参数见下表3252。表3252JY3型加药机主要参数型号投加量/LH1投加方式搅拌功率/KW泵功率/KWJY339390计量泵0552233调节沉淀池的设计计算331设计说明最大设计流量QMAX2500M/D，设计停留时间T53H，有效水深HE55M332设计计算（1）有效容积VE3MAXM5014TQ式中QMAX设计进水流量，M3/H；T水力停留时间，H。（2）有效面积AE2105EV式中HE预酸化池有效高度广西大学本科毕业设计某市制药废水处理工艺初步设计18（3）预酸化池实际尺寸50EHBL式中05超高因此可取预酸化池的长宽分别为50M、50M，超高取05M，故预酸化池的尺寸为125M8M6M600。采用全地下钢筋混凝土结构。（2）配套设备潜水搅拌器，按体积校核，1M3体积对应8W功率的潜水搅拌器，则此潜水搅拌机的功率P2500820000W2KW。根据环境保护设备选用手册选择六台型号为QJB40/6400/3980的潜水搅拌机，其相关参数如表332。表332QJB15/4790/3340/C/S型潜水搅拌机性能参数重量/KG叶轮直径/MM叶轮转速/R/MIN额定电流/A额定功率/KW80400980118434循环池设计计算341设计说明最大设计流量QMAX2500M/D，设计停留时间T1H，有效水深HE55M342设计计算（1）有效容积VE。，取33MAXM10410TQ式中QMAX设计进水流量，M3/H；T水力停留时间，D。（2）有效面积AE2051EHV式中HE循环池有效高度广西大学本科毕业设计某市制药废水处理工艺初步设计19（3）循环池实际尺寸50EHBL式中05超高因此可取循环池的长宽分别为8M、25M，超高取6M，故循环池的尺寸为8M25M6M120。采用全地下钢筋混凝土结构。343循环泵选型（1）设计说明循环池进料泵入水口离基准面高程为40M，循环池进料泵泵从预酸化池中把制药废水抽到循环池中。（2）水泵吸水管的水头损失进水管管材为钢管，水泵吸水管长L150M,流量QMAX104M/H,查给水排水设计工程快速设计手册5的水力计算表可知，可选用管径DN200MM,V0924M/S,1000I730，充满度H/D1，则水泵吸水管的沿程水头损失M0365137LIH1水泵吸水管入口喇叭口的局部阻力系数110，饮水筒出口的阻力系数为202,90弯管两个，其局部阻力系数408则吸水管的局部阻力损失MGVH1280942801212（3）水泵出水管的水头损失出水管管材为钢管，取出水管长L23M，管径DN200MM，QMAX104M/H,V0924M/S,1000I730,取充满度H/D1,则出水管的沿程阻力损失为0193107IH23水泵出水管有一个DN200MM的闸阀，其局部阻力系数3008，90弯管一个，其局部阻力系数408，则出水管的局部阻力损失为广西大学本科毕业设计某市制药废水处理工艺初步设计20MGVH0381924802434（4）水泵所需扬程H918247043802190365HH654式中H5水泵提升高度，M；H6安全水头，取07M。（5）循环进料泵选型根据给排水设计手册续册（第二册），选择IS125100200离心泵2台，一备一用。其性能参数见表343。表343IS125100200泵性能参数型号流量/（M3H）扬程/M功率/KWIS1251002001601007535上流式多级厌氧反应器（UMAR）351UMAR工艺UMAR工艺技术是利用共生的厌氧微生物菌团的生理活动，将水中有机物分解为沼气（甲烷和二氧化碳）排出，从而净化水体的反应过程。上流式多级厌氧反应器（UMAR）通常应用于高浓度有机废水的处理,UMAR反应器集分级处理技术、流化床技术和污泥颗粒化技术于一体，克服了传统厌氧技术的不足，使厌氧处理技术的优势得以充分体现。352UMAR反应器基本结构UMAR反应器的基本结构如图352，分为进水混合区，第一反应区（膨胀区），第二反应区，和内循环系统。反应器由两个反应区垂直串联组成，第一反应区为高负荷反应区，其底部为进水混合区，第二反应区为低负荷反应区，在上部。内循环系统是由在两个反应区之间的一级三相分离器和沼气集气室，第二反应区上部的广西大学本科毕业设计某市制药废水处理工艺初步设计21二级三相分离器，反应器顶部的气液分离器，还有连接两个反应区和气液分离器的沼气提升管和回流管构成。353UMAR反应器特点（1）容积负荷高，占地面积少；（2）抗冲击负荷能力强；（3）启动时间短，操作控制简单；（4）内部无运转部件，维护方便；（5）适应处理中高浓有机废水范围广泛；（6）玻璃钢材质，透明便于观测。适用性适用于啤酒、制浆造纸、淀粉加工、酒精发酵、制糖、垃圾渗透液等中高浓废水厌氧处理的技术开发。354UMAR反应器原理废水通过旋转布水系统进入反应器底部，在混合区与内部循环水混合，在反应器的一级处理区内，废水与颗粒污泥充分接触，在厌氧菌的作用下废水中的大部分有机物被转化为甲烷和二氧化碳。产生的生物沼气经过一级三相分离器收集分离，同时在沼气的气提作用下携带部分废水经上升管升至反应器顶部的气液分离器内，沼气通过气液分离器分离后离开反应器收集至沼气罐，水通过中心的下降管返回到反应器的底部，形成内部循环。一级处理区的出水通过一级三相分离器后进入二级处理区进一步处理，所产生的沼气经过二级三相分离器和顶部的气液分离器收集分离后导入沼气柜以便回收利用。经过二级处理区处理后的水从顶部排出反应器。355UMAR反应器主体UMAR反应器由厚20MM的碳钢制成，反应器总容积1206M，主体高度24M,外径8M。第一反应区高第二区反应区高41，进水口设在反应器底部，由25MM的PVC管连接。第一反应区沿柱高每隔120MM设置一个15MM取泥口，并在距离底部三分之二处设35MM的加泥口，便于加入厌氧颗粒污泥。广西大学本科毕业设计某市制药废水处理工艺初步设计22图352UMAR反应器结构示意图356UMAR内循环系统内循环系统主要由沼气上升管，下降管，集气罩和气液分离器4个部分构成。上升管和下降管是一个连通器原理，当气体进入上升管后，管内气，水混合液相对密度变小。形成连续稳定的内循环和参加循环的沼气量密切相关，内循环的真正动力来自于沼气产生的体积膨胀功，取决于反应器沼气产率的大小。强制气内循环的循环气量可以调，因此可以根据反应器不同运行状况下所需的广西大学本科毕业设计某市制药废水处理工艺初步设计23循环气量进行调整。357UMAR工艺配套设备（1）沼气稳压柜UMAR工艺反应过程中会产生沼气（甲烷和二氧化碳），经过除湿后可用于沼气锅炉和沼气发电机房。因此设置沼气稳压柜用作沼气的储存、缓冲、稳压。本设计采用一台气体压力为300MM水柱的工作压力，由物位计和火炬燃烧系统连锁，有效容积为50M的干式沼气柜。（2）沼气燃烧器本设计采用一套燃烧能力为250M3/H的沼气燃烧器。（3）厌氧污泥泵查环境保护设备选用手册选用Q480M/D螺旋泵一台。具体参数见表357。表357CP（T）507550污泥泵主要参数型号功率/KW扬程/M流量/MHCP（T）50755075252036好氧调节池设计361设计说明最大设计流量QMAX3500M/D，设计停留时间T55H，有效水深HE45M362设计计算（1）有效容积VE。，取33MAXM8105146T式中QMAX设计进水流量，M3/H；广西大学本科毕业设计某市制药废水处理工艺初步设计24T水力停留时间，D。（2）有效面积AE2M18054EHV式中HE好样调节池有效高度（3）好氧调节池实际尺寸50EHBL式中05超高因此可取好氧调节池的长宽分别为20M、10M，超高取5M，故循环池的尺寸为20M10M5M1000。采用全地下钢筋混凝土结构。37CASS反应池的设计计算371设计说明和计算CASS是周期循环活性污泥法的简称，又名循环活性污泥工艺。CASS是在SBR（间歇式活性污泥处理工艺）上发展改进而来,该设计使用CASS池共一座（分两组）。图37CASS工艺原理图广西大学本科毕业设计某市制药废水处理工艺初步设计25（1）基本设计参数考虑格栅和沉砂池可去除部分有机物及SS，取COD,BOD5,去除率为20，SS去除率为35。此时进水水质COD900MG/LBOD5550MG/LSS80MG/L处理规模Q3500M3/D,总变化系数18混合液悬浮固体浓度（MLSS）NW3500MG/L反应池有效水深H一般取35M,本水厂设计选用45M排水比04M1522BOD污泥负荷（或称BODSS负荷率）（NS）NSFSKE2NSBOD污泥负荷（或称BODSS负荷率）,KGBOD5/KGMLSSD；K2有机基质降解速率常数，L/MGD,生活污水K2取值范围为0016800281，本水厂取值00244；有机基质降解率，；SAEF混合液中挥发性悬浮固体与总悬浮固体浓度的比值，一般在生活污水中，F值为0708,本水厂设计选用075。代入数值，得964，之后把本数值代入得502广西大学本科毕业设计某市制药废水处理工艺初步设计26NS038KGBOD5/KGMLSSDFSKE2（3）曝气时间TA，取4HH963502380424MNWSSA式中TA曝气时间，HS0进水平均BOD5，/LM排水比1/M1/25NW混合液悬浮固体浓度（MLSS）X3500MG/L（4）沉淀时间TS活性污泥界面的沉降速度与MLSS浓度、水温的关系，可以用下式进行计算。VMAX74104TXO17MLSS3000VMAX46104XO126MLSS3000式中VMAX活性污泥界面的初始沉降速度。T水温，X0沉降开始时MLSS的浓度，X0NW3500MG/L，则VMAX461043500126157M/S沉淀时间TS用下式计算取TS1HH157121MAXHS式中TS沉淀时间，HH反应池内水深，M广西大学本科毕业设计某市制药废水处理工艺初步设计27安全高度，取12M（5）排水时间TD及闲置时间TF根据城市污水处理厂运行经验，本水厂设置排水时间TD取为1H,闲置时间取为01H。运行周期TTATSTDTF6H每日运行周期数N46246CASS池容积VCASS池容积采用容积负荷计算法确定。（）采用容积负荷法计算FNWESAQV式中Q污水设计水量，M3/D；Q3500M3/D；NW混合液MLSS污泥浓度（KG/M3），本设计取35KG/M3；NEBOD5污泥负荷KGBOD5/KGMLSSD，本设计取038KGBOD5/KGMLSSD；SA进水BOD5浓度（KG/L），本设计SA550MG/L；SE出水BOD5浓度（KG/L），本设计SE20MG/L；F混合液中挥发性悬浮固体浓度与总悬浮固体浓度的比值，本设计取075；则3341075038025MV本水厂设计CASS池一座（分两组），每组容积VI2070M32广西大学本科毕业设计某市制药废水处理工艺初步设计28因此CASS池尺寸设计为46M20M5M4600（7）CASS池的容积负荷CASS池工艺是连续进水，间断排水，池内有效容积由变动容积（V1）和固定容积组成，变动容积是指池内设计最高水位至滗水器最低水位之间高度（H1）决定的容积，固定容积由两部分组成，一是活性污泥最高泥面至池底之间高度（H3）决定的容积（V3），另一部分是撇水水位和泥面之间的容积，它是防止撇水时污泥流失的最小安全距离（H2）决定的容积（V2）。CASS池总有效容积V（M3）VN1（V1V2V3）（）池内设计最高水位至滗水机排放最低水位之间的高度，H1（M）；NHQ1式中N一日内循环周期数，N4；H池内最高液位H（M）,本设计H45M。则95041351（）滗水结束时泥面高度，H3（M）已知撇水水位和泥面之间的安全距离，H212M；H3HHLH2409512185MSVI污泥体积指数,ML/GSVIWNH3代入数值，则SVIML/G，此数值反映出活性污泥1754083的凝聚、沉降性能良好。（8）CASS池外形尺寸广西大学本科毕业设计某市制药废水处理工艺初步设计29（）CASS池总高，H0（M）取池体超高05M，则H0H0550M（）微生物选择区L1，（M）CASS池中间设1道隔墙，将池体分隔成微生物选择区（预反应区）和主反应区两部分。靠进水端为生物选择区，其容积为CASS池总容积的10左右，另一部分为主反应区。选择器的类别不同，对选择器的容积要求也不同。L110L104646M（）反应池液位控制排水结束时最低水位（M）725141541MH基准水位H2为40M；超高05M；保护水深12M。污泥层高度（M）1271S则撇水水位和泥面之间的安全距离，H2HS15M9连通孔口尺寸隔墙底部设连通孔，连通两区水流，因单格宽8M，根据设计规范要求，此时连通孔的数量取为3。（）连通孔面积A1A1按下式进行计算UHLBNNQ12411式中U孔口流速，取U70M/H将各数值代入，计算得21507196487062435MA广西大学本科毕业设计某市制药废水处理工艺初步设计30（）孔口尺寸设计孔口沿墙均布，孔口宽度取04M，孔高为05/0413M。为04M13M10计算剩余污泥量理论分析，知温度较低时，产生生物污泥量较多。本设计最冷时是冬季平均最冷温度是10。10时活性污泥自身氧化系数KD（10）KD（20）20TT006104（1020）0041剩余生物污泥量XVYQKD（10）VIFNN10ES10WN24AT063500004115005103507564246725KG/D剩余非生物污泥量XSQ（1FBF）10EC3500（107075）10584156KG/D公式中，FB进水VSS中可生化部分比例，取FB07；广西大学本科毕业设计某市制药废水处理工艺初步设计31C0设计进水SS，MG/L；CE设计出水SS，MG/L；剩余污泥总量XXVXS46725415650881KG/D剩余污泥浓度NRNR3/85/G583401MKLW剩余污泥含水率按993计算，湿污泥量为D/710372需氧量设计计算设计需氧量包括氧化有机物需氧量，污泥自身需氧量、氨氮硝化需氧量及出水带走的氧量。设计需氧量考虑最不利情况，按夏季时高水温计算设计需氧量。（1）氧化有机物需氧量，污泥自身需氧量O1以每去除1BOD需要048OA的经验法计算。WVNBSQEO33105410125034802919O2/D式中OA需氧量，O2/D；活性污泥微生物每代谢1BOD需氧量，一般生活污水取为042053，本设计取048；1活性污泥每天自身氧化所需要的氧量，一般生活污水B取为0110188，本设计取012。广西大学本科毕业设计某市制药废水处理工艺初步设计32（2）标准需氧量标准需氧量计算公式SOR202041TTSBSCAOR）（CSB（T）CS（T）（）56PTOT1279AE503PA式中SOR水温20，气压1103105PA时，转移到曝气池混合液的总氧量，/H；AOR在实际条件下，转移到曝气池混合液的总氧量，/H；CS（20）20时氧在清水中饱和溶解度，取CA（20）917MG/L；杂质影响修正系数，取值范围078099，本例选用090；含盐量修正系数，本例取095；气压修正系数；PA所在地区大气压力，PA；T设计污水温度，本设计考虑最不利水温，夏季T273；CSB（T）设计水温条件下曝气池内平均溶解氧饱和度MG/L；CS（T）设计水温条件下氧在清水中饱和溶解度，水温273时，CS（273）802；广西大学本科毕业设计某市制药废水处理工艺初步设计33PB空气扩散装置处的绝对压力，PA，PBP98103H；P大气压力，P1013105；H空气扩散装置淹没深度，取微孔曝气装置安装在距池底05M处，淹没深度35M；OT气泡离开水面时，氧的百分比，；EA空气扩散装置氧转移效率，本设计选用水下射流式扩散装置，氧转移效率EA按26计算；C曝气池内平均溶解氧浓度，取C2MG/L。工程所在地假设海拔高度110M，大气压力P为099105PA,压力修正系数510309059PBP98103H101310598103351356105（PA）OT1001641279AECSB（273）CS（273）（）51062BP42TO802（）0351广西大学本科毕业设计某市制药废水处理工艺初步设计34840MG/L标准需氧量SORSOR2037202014CAORSBS203789593163/H空气扩散装置的供气量，可通过下式确定G4055M3/HAESOR302601373曝气系统设计曝气系统管道布置方式为，相邻的两个廊道的隔墙上设两根干管，共四根干管，在每根干管上设10条配气竖管，全曝气池共设41040条配气竖管。每根竖管的配气量为M3/H81045曝气池平面面积为34625每个空气扩散器的服务面积按40M3计，则所需空气扩散器的总数为个104为安全计，本设计采用4450个空气扩散器，每个竖管上安设的空气广西大学本科毕业设计某市制药废水处理工艺初步设计35扩散器的数目为个12405每个空气扩散器的配气量为M3/H6510空气管道的流速，一般规定为干、支管为1015M/S，通向空气扩散装置的竖管、小支管为45M/S。根据对于管道流速的规定2，确定本设计管道系统各管段管径为12段DN50MM，23段DN75MM，34段DN100MM,45段DN150MM，56段DN200MM，67段DN300MM。空气管道一般敷设在地面上，接入曝气池的管道，应高出池水面05M以免产生回水现象。374污泥回流系统、剩余污泥系统排出系统设计（1）污泥回流系统污泥回流比按50设计，每天回流污泥量DMQ/17503503每周期回流污泥量，而每周期T6H，本设计回流污泥进泥5437QM时间每周期取T2H,回流污泥泵在运行过程中是间歇运行的。则单格CASS池进泥流量为，根据流量选用污泥回流泵型624TTNQH/3号150QW1501515，出口直径150MM,重量360KG，每座CASS池内设该种泵一台。出泥管管径取D250MM。广西大学本科毕业设计某市制药废水处理工艺初步设计36（2）剩余污泥排出系统由上述计算知道，剩余污泥产生量Q877，每个周期单个池体产DM/3生的污泥量，每个周期排泥时间利用周期后365478NNQQ05H，则泵的流量为73。根据流量选用剩余污泥回流泵型号选择HM/3壳体为铸铁，叶轮、主轴为不锈钢，规格Q20M3/H，H10M，重量为70KG，电机15IKW的两台IS水泵，每座CASS池内设该种泵一台。出泥管管径取150MM。375CASS池配套设备（1）CASS池进料泵根据给排水设计手册续册（第二册，选用IS125100250离心泵3台，其性能参数见表375。表375IS125100250潜水泵性能参数型号流量/（M3H）扬程/M功率/KWIS12510025030020185（2）罗茨风机本设计选用型号MFSR200A罗茨风机3台（2用1备）,Q4056M3/MIN，H45M水柱,配用电机45KW。（3）滗水器滗水器是定期排除澄清水的设备，它具有能从静止的池表面将澄清水滗出，而不搅动沉淀，确保出水水质的作用。广西大学本科毕业设计某市制药废水处理工艺初步设计37本设计选用PVC材质型号HLB45005125滗水器2套，处理水量Q450M3/H，滗水高度H125M。（4）旋混曝气器旋混曝气器室采用多层螺旋切割的形式进行充氧曝气，当气流进入曝气器时，气流首先通过二道螺旋切割系统后进入下层多层锯齿形曝气头，进行多层切割，使气泡切割成微气泡，这样大大提高了氧的利用率，具有曝气均匀，充氧效率高的特点。本设计选用规格为260MM，材质为ABS尼龙的旋混曝气头2000个。38中间水池设计计算中间水池的作用主要是贮存，调节CASS池排出的水量，方面处理能够顺利进行。本设计中根据流量设计水池有效水深为5M，水面超高05M，有效容积为360M，尺寸为12M6M55M396M。39JMF射流气浮法391JMF射流气浮法的原理JMF射流气浮法的原理是废水通过特制的射流器时将空气自动附着在悬浮物表面而产生浮力，与传统的溶气气浮法不同。通过多次调试，发现进口阀的开口在四分之三，气浮机罐体的压力表在0080,10MPA时，气浮效果最好。广西大学本科毕业设计某市制药废水处理工艺初步设计38392JMF射流浅层气浮机选型本设计选用型号为JMF15