水污染控制工程课程设计药业公司废水处理工程设计大学论文

1、南昌航空大学水污染控制工程课程设计设计名称：江西万年药业废水处理工程设计学 院：环境与化学工程学院专 业：环境工程班 级：学 号：姓 名：目录一、概 论 2二、设计资料2三、工艺流程选择与确定 21. 基本路线工艺选择 . 22. 厌氧处理工艺选择 23. 接触氧化工艺选择 .34. 工艺流程 3四、设计依据及规范标准 .31. 设计规范标准 32. 设计指导思想 . 4五、主要处理工艺的设计计算 . . 41 .调节池的设计 . . . .42 .一次污水泵设计 .53. 厌氧池 64. 生物接触氧化池 . . 7六、平面和高程布置 111. 平面布置 .112. 高程布置 .12七、参考文

2、献 . 13一、概 述江西君业生物制药有限公司落户万年县梓埠产业区， 占地面积 500 余亩，总 投资 6 亿元，是一家专业从事甾体激素原料药及其中间体产品的研发、 生产和销 售的国家高新技术企业，先后承担了国家 “ 863重”大科技攻关项目、国家微生物 高技术产业化示范项目等多项国家级科技项目。 公司主导产品米非司酮和高效激 素中间体醚化物， 全球市场占有率达 75%以上，是世界十强制药企业德国拜尔制 药公司、先灵制药公司的紧密合作伙伴。项目即将开工建设，预计 2013年 3月 可建成投产。项目废水主要包括生产废水和生活污水， 生产废水经预处理后与生活污水一 并进入工业园区污水处理站处理，达

3、标后排入乐安河。二、设计资料3设计处理能力为日处理综合废水 1000m3。废水水质如下：pH值，水温 2560C, COD8000mg/L, NH-N300 mg/L。按该厂规划要求，废水经地面明沟进入废水处理站，沟断面尺寸约 300mm x 450mm,沟底标高（相对于地面）-0.40m。根据环保部门要求,废水处理站运行后外排废水,应达到国家标准污水综 合排放标准GB8978 中的规定，CODCr500mg/L, NH-N50 mg/ L , pH值 6.0 9.0 。三、工艺流程选择与确定1. 基本路线工艺选择据分析,化学制药废水的水质特点是废水组成复杂 ,除含有抗生素残留物、 抗生素生产

4、中间体、未反应的原料外 ,还含有少量合成过程中使用的有机溶剂。 COD浓度大，一般在4 000 mg/L以上。对比进水水质和出水水质，污染物的去除 率应分别达到： CODCr 93.75%, NH3-N 83.33%。由于进水水质和处理去除率均很高,应采用厌氧-接触氧化的处理路线,废水首先通过厌氧处理装置,大大降低进水COD 和 NH 3-N 的值,使出水达到接触氧化法可以接受的浓度,再进行接触氧化处理后达标排放。2. 厌氧处理工艺选择近年来, 厌氧处理技术得到很快发展, 常用的先进技术有厌氧接触工艺、 上流式厌氧污泥床和厌氧过滤器。厌氧消化具有下列优点：无需搅拌和供氧，动力消耗少；能产生大量

5、含 甲烷的沼气，是很好的能源物质，可用于发电和家庭燃气；可高浓度进水， 保持高污泥浓度，所以其溶剂有机负荷达到国家标准仍需要进一步处理；初 次启动时间长；对温度要求较高；对毒物影响较敏感；遭破坏后，恢复期较 长。污水厌氧生物处理工艺按微生物的凝聚形态可分为厌氧活性污泥法和厌 氧生物膜法。厌氧活性污泥法包括普通消化池、厌氧接触消化池、升流式厌氧污泥床(upflow an aerobic sludge bla nket ,UASB )、厌氧颗粒污泥膨胀床(EGSB)等；厌氧生物膜法包括厌氧生物滤池、厌氧流化床和厌氧生物转盘。3. 接触氧化工艺选择接触氧化法是一种兼有活性污泥法和生物膜法特点的一种新

6、的废水生化处理法。这种方法的主要设备是生物接触氧化滤池。在不透气的曝气池中装有焦炭、 砾石、塑料蜂窝等填料，填料被水浸没，用鼓风机在填料底部曝气充氧，这种方式称谓鼓风曝气装置；空气能自下而上，夹带待处理的废水，自由通过滤料部分 到达地面，空气逸走后，废水则在滤料间格自上向下返回池底。活性污泥附在填料表面，不随水流动，因生物膜直接受到上升气流的强烈搅动，不断更新，从而 提高了净化效果。生物接触氧化法具有处理时间短、体积小、净化效果好、出水 水质好而稳定、污泥不需回流也不膨胀、耗电小等优点。4. 工艺流程该制药厂废水处理工艺流程如图1所示。低浓度污水高浓度废水图1制药废水处理工艺流程图达标排放四、

7、设计依据及规范标准1. 设计规范标准1) 室外排水设计规范(GB50014-20062) 鼓风曝气系统设计规范(CECS97:973) 给水排水工程构筑物结构设计规范(GB50062002)4) 给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程(CECS138 2002)5) 建筑设计防火规范(GB50016-20066) 城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准(CJJ31-89)7）建筑结构设计规范（GB50002001）8）工业与民用供配电系统设计规范（GB50052-959）电力装置的继电保护和自动装置设计规范（GB50062-9210）工业企业总平面设计规范（GB50187-932. 设计指导

8、思想（1）严格执行环境保护的各项规定，确保经处理后污水的排放水质达到国 家及当地有关排放标准；（2）充分考虑污水流量及有害物质含量的不稳定性，选择合理的处理工艺 及设计参数，满足实际生产的调整需要，确保污水排放达标。（3）污水、污泥处理设施要求运行稳定，可靠性好，劳动强度低，运行效 率高，运行费用低，易操作，易维护；设备选型、选材要合理，性价比要高。（4）平面布局及工程设计要结合现场情况做到布局紧凑合理、美观整齐、 工艺流程合理通畅。（5）本着技术先进，运行可靠，操作管理简单的原则选择污水处理工艺， 使灵活性、先进性和可靠性有机地结合起来；（6）主要设备国产化，采用目前国内成熟先进技术装备，尽

9、量降低工程投资和运行费用。五、主要处理设施的工艺计算1. 调节池的设计（1）设计说明根据工业生产废水排放规律，后续处理构筑物对水质水量稳定性的要求，调节池停留时间取7.5h。调节池采用半地下式，便于利用一次提升的水头，并便 于污泥重力排入集泥井，并有一定的保温作用，由于调节池内不安装工艺设备或 管道，考虑土建结构可靠性高，故障少只设一个调节池。（2）设计计算水力停留时间T = 7.5h333设计流量 Q = 1000m /d = 41.7m /h =0.0116m /s有效池容 V = QT = 41.7 X 7.5 = 312.75 m 3有效水深h=3m调节池规格 LX BX H = 13

10、mX 13rrX 3m=507 rn调节池设污泥斗四个，每斗上口面积 7mX 7m下口面积0.7mX 0.7m，泥斗 倾角45,泥斗高2.7m。每个泥斗容积-（S1 S2 x S1S2 217（72 0.7 272 0.72 ） = 51 .5m3335泥斗容积共V=4V=205 m3调节池每日沉淀污泥重为 W=250Q2000-500)/1000 = 1500 kgQ/d生物接触氧化池采用微孔曝气器曝气，其充氧效率池每天所需的空气量Gs为：Ea取15%，则接触氧化GSQ121% 1.43 EA33300m2/d 二 0.39m3/s21% 1.43 15%式中Gs需气量，m3空气/d;Ea氧

11、转移效率，;21 %氧在空气中所占百分比;1.43氧的容重，kg/m3。曝气装置选用HWB-1型微孔曝气器，其主要性能参数见表 3 表3微孔曝气器的主要性能参数型号规格面积比(%)有效水深(m)通气量3 (m /h)动力效率Ea(%)HWB 12006.254.54.017 26由每格生物接触氧化池的供气量及 HWB- 1型可变微孔曝气器的通气量,计算每格所需曝气器的数量N为:33300=874 244取N为87个，则生物接触氧化池所需要曝气器为87X2=174个。(7) 空气管道设计取干管流速vg为20m/s,贝汗管直径dg为:4Gs4 0.390.16m二 vg： : 20取dg=160m

12、m,则干管流速vg为20m/s。Vj为每格生物接触氧化池采用一根曝气支管向池中引入空气，取支管流速10m/s，则支管直径为dj为:4Gsdj _ n 二 Vj4 0.390.0165m185 二 10取dj=20mm，则支管流速Vj为 8.0m/s。(8) 污泥产量按每去除1kgCOD产生0.15kg污泥计算，则生物接触氧化池的污泥产量W 2000 - 50010000.15 二 225 kg / d1000接触氧化池平面示意图如下：图4接触氧化池示意图（9）生物接触氧化池的优缺点：优点（ 1）容积负荷高，耐冲击负荷能力强；（ 2）具有膜法的优点，剩余污泥量少；（ 3）具有活性污泥法的优点，

13、辅以机械设备供氧， 生物活性高泥龄短；（ 4）能分解其它生物处理难分解的物质；（ 5）容易管理，消除污泥上浮和膨胀等弊端。缺点（ 1 ）滤料间水流缓慢，水力冲刷力小；（ 2）生物膜只能自行脱落，剩余污泥不易排走，滞留在滤料之间易引 起水质恶化，影响处理效果；（ 3）滤料更换，构筑物维修困难。六、平面布置和高程布置1. 平面布置污水处理厂的主体是各种处理构筑物。 作平面布置时，要根据各构筑物 （及 其附属辅助建筑物，如泵房、鼓风机房等）的功能要求和流程的水力要求，结合 厂址地形、地质条件，确定它们在平面图上的位置。在这一工作中，应使：联系 各构筑物的管、 渠简单而便捷， 避免迁回曲折， 运行时工

14、人的巡回路线简短和方 便；在作高程布置时土方量能基本平衡； 并使构筑物避开劣质土壤。 布置应尽量 紧凑，缩短管线，以节约用地，但也必须有一定间距，这一间距主要考虑管、渠 敷设的要求， 施工时地基的相互影响， 以及远期发展的可能性。 构筑物之间如需 布置管道时，其间距一般可取 5 8m某些有特殊要求的构筑物（如消化池、消 化气罐等）的间距则按有关规定确定。厂内管线的布置污水处理厂中有各种管线，最主要的是联系各处理构筑物 的污水、污泥管、渠。管、渠的布置应使各处理构筑物或各处理单元能独立运行， 当某一处理构筑物或某处理单元因故停止运行时， 也不致影响其他构筑物的正常 运行，若构筑物分期施工，则管、

15、渠在布置上也应满足分期施工的要求；必须敷 设接连人厂污水管和出流尾渠的超越管， 在不得已情况下可通过此超越管将污水 直接排人水体，但有毒废水不得任意排放。厂内尚有给水管、输电线、空气管、 消化气管和蒸气管等。所有管线的安排，既要有一定的施工位置，又要紧凑，并 应尽可能平行布置和不穿越空地，以节约用地。这些管线都要易于检查和维修。污水处理厂内应有完善的雨水管道系统，以免积水而影响处理厂的运行。 辅助 建筑物的布置辅助建筑物包括泵房、鼓风机房、办公室、集中控制室、化验室、 变电所、机修、仓库、食堂等。它们是污水处理厂设计不可缺少的组成部分。其 建筑面积大小应按具体情况与条件而定。 有可能时， 可设

16、立试验车间， 以不断研 究与改进污水处理方法。 辅助建筑物的位置应根据方便、 安全等原则确定。 如鼓 风机房应设于曝气池附近以节省管道与动力； 变电所宜设于耗电量大的构筑物附 近等。化验室应远离机器间和污泥干化场，以保证良好的工作条件。办公室、化 验室等均应与处理构筑物保持适当距离， 并应位于处理构筑物的夏季主风向的上 风向处。操作工人的值班室应尽量布置在使工人能够便于观察各处理构筑物运行 情况的位置。 此外，处理厂内的道路应合理布置以方便运输； 并应大力植树绿化 以改善卫生条件。2. 高程布置 污水处理厂高程布置的任务是：确定各处理构筑物和泵房等的标高，选定 各连接管渠的尺寸并决定其标高。

17、计算决定各部分的水面标高， 以使污水能按处 理流程在处理构筑物之间通畅地流动， 保证污水处理厂的正常运行。 污水处理厂 的水流常依靠重力流动，以减少运行费用，为此，必须精确计算其水头损失。 水头损失包括：（1）水流流过各处理构筑物的水头损失； （2）从进池到出池的所 有水头损失在内； （3）水流流过量水设备的水头损失。水力计算时，应选择一条距离最长、水头损失最大的流程进行计算，并应 适当留有余地； 以使实际运行时能有一定的灵活性。 计算水头损失时， 一般应以 近期最大流量 （或泵的最大出水量） 作为构筑物和管渠的设计流量， 计算涉及远 期流量的管渠和设备时， 应以远期最大流量为设计流量， 并酌

18、加扩建时的备用水 头。设置终点泵站的污水处理厂， 水力计算常以接受处理后污水水体的最高水位 作为起点， 逆污水处理流程向上倒推计算， 以使处理后污水在洪水季节也能自流 排出，而水泵需要的扬程则较小， 运行费用也较低。 但同时应考虑到构筑物的挖 土深度不宜过大， 以免土建投资过大和增加施工上的困难。 还应考虑到因维修等 原因需将池水放空而在高程上提出的要求。在作高程布置时还应注意污水流程与污泥流程的配合，尽量减少需抽升的 污泥量。污泥干化场、污泥浓缩池（湿污泥池） ，消化池等构筑物高程的决定， 应注意它们的污泥水能自动排人污水人流干管或其他构筑物的可能性。 在绘制总 平面图的同时，应绘制污水与污泥的纵断面图或工艺流程图。七、参考文献资料 水质工程学，中国建筑工业出版社， 2005 年 城市污水回用技术手册，化学工业出版社，2004 年 给水排水设计手册，中国建筑工业出版社，2004 年 污水处理厂工艺设计手册，化学工业出版社， 2003 年 三废处理设计手册（