某制药厂抗生素废水治理工程设计613修改

1、某制药厂抗生素废水治理工程设计目 录1总论1抗生素生产工艺、废水来源及其废水的特性1抗生素生产工艺1废水来源21.1.3 废水的特性21.2 废水水质及水量21.2.1 废水水质与水量21.2.2 废水排放规律32设计依据及执行标准4设计依据4法律法规依据4技术标准及技术规范依据4其他依据4执行排放标准4设计原则4设计范围53废水处理方案选择及论证6废水处理程度及设计规模论证63.1.1 废水处理程度论证63.1.2 设计处理规模论证63.2 现有处理工艺分析63.2.1 物化处理工艺63.2.2 生化处理工艺73.2.3 抗生素废水处理组合工艺8工艺方案选择及论证93.3.1 预处理工艺选择

2、与论证93.3.2 二级生物处理工艺选择与论证103.3.3 深度处理134 废水处理工艺流程设计及说明14废水处理工艺流程设计144.2 接触吸附池填充粉煤灰说明14投加药剂说明15废水处理工艺流程说明15预处理阶段工艺说明15水解酸化阶段工艺说明16好氧处理及深度处理阶段工艺说明16污泥及废渣处置工艺说明17水回流工艺说明17废水处理效率论证175 处理站构筑物设计及计算195 .1细格栅195.1.1 设计数据195.1.2 设计参数195.1.3 设计计算195.2 调节池225.2.1 确定调节池的容积225.2.2 调节池的尺寸225.3 接触吸附池23接触吸附池的尺寸235.3.

3、2 单个池内粉煤灰的使用天数235.3.3 布水系统245.4 折板反应槽245.4.1 设计要点245.4.2 工艺尺寸设计245.5 竖流式沉淀池25设计要点265.5.2 设计计算265.6 ABR水解酸化池285.6.1 结构设计285.6.2 设计数据295.6.3 设计参数295.6.4 设计计算295.7 生物接触氧化池305.7.1 设计要点305.7.2 设计参数315.7.3 设计计算315.7.4 进出水设计335.7.5 填料选择计算335.8 普通快滤池355.8.1 设计要点355.8.2 设计参数35设计计算355.9 清水池385.9.1 清水池的有效容积385

4、.9.2 清水池的平面尺寸395.10 污泥浓缩池设计选型395.10.1 污泥量及体积计算395.10.2 污泥浓缩池设计选型405.10.3 使用药剂选用445.11 集水井446 水力计算45水力计算公式45水力计算结果45管道计算结果45构筑物水头损失45构筑物及管渠水面标高计算466.2.4 污泥处理构筑物的水头损失48各泵扬程计算487 主要设备选型计算507.1 机械清渣机选型507.2 鼓风机选型507.3 曝气器选型507.4 搅拌设备选型51溶药搅拌机选型51调节池搅拌机选型517.5 污泥脱水机选型517.6 泵类选型528 主要构筑物、设备及药剂一览表568.1 主要构

5、（建）筑物一览表568.2 主要设备一览表568.3 主要使用药剂一览表579 污水处理站总体布置58污水处理站总平面布置58总平面布置原则58总平面布置结果589.2 高程布置58高程布置原则589.2.2 高程布置的结果5810 运行管理5910.1 生物接触氧化池5910挂膜5910布水与布气5910填料5910.2 普通快滤池6011总结61致谢61参考文献631 总 论抗生素类药品是目前国内消耗较多的品种，大多数属于生物制品，即通过发酵过程提取制得，是微生物、植物、动物在其生命过程中产生的化合物，具有在低浓度下，选择性抑制或杀灭他种微生物或肿瘤细胞能力的化学物质，是人类控制感染性疾病

6、，保障身体健康及防治动植物病害的重要化学药物。但是由于抗生素的筛选和生产、菌种选育等方面仍存在许多技术难点，从而出现提炼度低，废水中残留抗生素含量高等诸多问题，造成严重的环境污染。目前，国内有3000多家企业生产70多个品种的抗生素，占世界总量的20%30%，废水排放量大，水体污染严重。对抗生素这种成分复杂、色度高、生物毒性大、难降解高浓度有机废水的处理，是国内外公认的一项难题。目前国内外应用的处理技术不多，且不够成熟，已建成的以好氧生物处理技术为主的工程，投资和处理成本高，废水实际处理率低。本人毕业设计选题为“某制药厂抗生素废水的治理工程设计”，旨在对废水特性进行调查研究，参考国内外各种治理

7、抗生素废水的工艺技术，在比较、研究各种工艺的优劣和成熟程度以后，按照投资省、运行费用低、处理效果好的原则，设计出一套工艺简单、技术上可行、经济节约的实用型工艺流程。同时，本着环境保护和资源回收利用的设计原则，既达到控制污染，又节省投资的目的，为处理高浓度抗生素有机废水提供一条参考途径。1.1抗生素生产工艺、废水来源及其废水的特性抗生素生产工艺抗生素生产的原料主要为粮食产品，生产工艺包括微生物发酵、过滤、萃取、结晶、化学方法提取、精制等过程。以粮食或糖蜜为主要原料生产抗生素的工艺流程见图1-11。菌 种接 种粮 食 配制发酵液液 化发酵液糖 化糖 蜜预处理稀释与配制干 燥湿产品提 取过 滤滤 渣

8、废发酵滤液产 品 图1.1 抗生素生产工艺流程图废水来源某抗生素制药厂以生产红霉素原料药为主，生产原料为玉米。由图1-1可知，废水主要为：(1) 提取工艺的结晶液、废母液，含大量未被利用的有机组分及其分解产物，属高浓度有机废水，为该类废水的主要污染物来源；(2) 洗涤废水，源于发酵罐的清洗、分离机的清洗及其他清洗工段和洗地面等，属中浓度有机废水；(3) 冷却水。废水来源见图1-21,2。 废水的特性红霉素生产废水是一类成分复杂，色度高，含大量醇、酯、酮以及红霉素等的高浓度有机废水。其主要特征：(1) 来自发酵残余基质的高COD(10,00080,000 mgL)和高SS(50025,000 m

9、gL)；(2) 存在难生物降解物质和有抑菌作用的抗生素等毒性物质；(3) 硫酸盐和氨氮浓度高；(4) 水质成分复杂。中间代谢产物、表面活性剂(破乳剂、消沫剂等)、溶媒过程所加的有机溶剂以及提取分离中残留的高浓度酸、碱等化工原料高； (5) 水量较小，但因间歇排放，冲击负荷高；(6) pH值波动大，温度较高；(7) 发酵液中抗生素得率仅有0.1%3%，分离提取率仅60%70% ，因而每吨产品排放高浓度的废母液量高达150m3850 m336。 分离提取抗生素（离子交换、萃取、吸附、结晶、沉淀等） 发酵预处理（加酸碱、过滤等）发酵罐种子罐冲洗废水 浓废液（废母液）冲洗废水废冷却水冲洗废水倒罐废液废

10、菌丝体精制纯化（脱色、结晶、干燥等）产品质量检验成品废水图1.2 抗生素生产废水排污点示意图1.2 废水水质及水量 废水水质与水量该抗生素制药厂污水的水质水量见表1.1。污水的水质水量项目 水量(m3/d) COD(mg/L) BOD5(mg/L) SS(mg/L) pH 氨氮 色度进水水质20007900 3000 3000 6.0-7.5 80 200 废水排放规律日排放生产废水水量为2000m3/d，COD总量为11t/d。生产周期为24小时。该废水排放不均匀，为保证设计安全，取废水排放不均匀系数，则处理站设计进水水量应为2000m33000m3/d。即本废水处理站的设计规模应为3000

11、m3/d。2设计依据及执行标准法律法规依据（1）中华人民共和国环境保护法1989年12月6日；（2）中华人民共和国水污染防治法1996年5月15日；（3）中华人民共和国水污染防治法实施细则2000年3月20日；（4）防治水污染技术政策1986年11月26日。技术标准及技术规范依据（1）城市排水工程规划规范GB50318-2000；（2）室外排水设计规范GBJ14-1987；（3）建筑给水排水设计规范GBJ15-1987；（4）城市污水处理工程项目建设标准2001年；（5）污水综合排放标准GB8978-96；（6）地表水环境质量标准GB3838-2002；其他依据（1）建设单位提供的废水量及水质

12、数据；（2）环保部门对污染治理的指示与要求；（3）环境工程手册水污染防治卷；（4）同行业，同工艺工程实例。该厂污水处理站排放水进入附近的河流中，该河段为GB3838-2002标准类功能水域，按要求应执行污水综合排放标准（GB8978-1996）表4一级排放标准，其标准限值见表2.1。表2.1 废水排放标准限值表(单位：mg/L)项目 COD BOD5 SS pH 色度 NH3-N原水水质 7900 3000 3000 67.5 200 80标准限值 100 30 70 69 50 15根据废水处理工程设计自己一系列鲜明的特点和今后的发展趋势，在进行废水处理设计时，除了遵循工程设计的一般原则外，

13、还必须遵循以下原则：（1）遵循国家有关环境保护法律、法规，遵守污染物排放的国家标准和地方标准。（2）选用技术要先进适用。尽量采用先进的、成熟的、适用的技术。（3）选用质量可靠、维修简便、能耗低的机电设备、专用设备和药剂，尽可能降低系统的运行费用。（4）废水处理要做到卫生安全，有效控制二次污染。本设计设计范围为：自污水汇流到污水厂后，经各个处理单元，至处理后的总排放口为止。包括生化处理构筑物的设计、污泥处理系统设计等。3废水处理方案选择及论证 废水处理程度论证本工程设计进水水质为本说明书前第.1限值，按进水与排水浓度值之差计算，本工程废水处理程度为：CODCr去除率为98.7%，BOD5去除率为

14、99%，SS去除率为97.7%，NH3-N的去除率为81.3%，色度的去除率为75%。 设计处理规模论证本说明书第节已有论述，本工程设计处理规模为3000m3/d。 现有处理工艺分析抗生素产品生产过程中，原材料消耗较大，大部分残留在废水和废渣里，废水水质复杂，有机物浓度高，色度大，而且含有少量的抗生素，废水处理有一定的难度。抗生素废水的处理方法通常可以分为三种：物化法、生化法及厌氧一好氧组合工艺。 物化处理工艺目前用于抗生素废水处理的物化法主要有混凝-沉淀法、吸附法、过滤法、气浮法和反渗透法。这些方法有的需加入大量化学药剂，使得处理成本提高，操作复杂；有的生成大量副产物，处理不当易产生二次污染

15、7,8。因此，物化处理常作为生物处理的预处理或后处理工序而不是单独处理工序3。（1） 混凝-沉淀法：混凝-沉淀法是通过向污水中投加混凝剂，使细小悬浮颗粒和胶体颗粒聚集成较粗大的颗粒而沉淀，得以与水分离，使污水得到净化的方法。常用的混凝剂有聚合硫酸铁、氯化铁、亚铁盐类、聚合氯化硫酸铝、聚合氯化铝、聚丙烯酰胺（PAM），混凝处理后，可以改善絮体的沉降性能，激活废水中降解微生物某些酶的活性，同时去除一部分的COD，提高生化效果5。使用氯化铁处理抗生素废水不仅具有良好的COD去除效果，还能除去废水中的氟。常用的沉淀处理设施有：竖流式沉淀池、斜管沉淀池、辐流沉淀池、平流沉淀池等。（2）吸附法：固体表面有

16、吸附水中溶解及胶体物质的能力。吸附处理法就是指利用固体吸附剂的物理吸附和化学吸附性能去除废水中多种污染物的过程。吸附剂的种类很多，常用的是活性炭和腐植酸类吸附剂（风化煤、泥煤、褐煤等）。由于吸附法对进水的预处理要求高，吸附剂的价格昂贵，因此在废水处理中，吸附法主要用来去除废水中的微量污染物，达到深度深化的目的。如废水中少量有害的生物难降解有机物的去除、脱色、除臭等9。受吸附剂的粒径、表面以及结构等的影响，径吸附处理的废水的COD去除率一般在20%40%，色度的去除率则可以达到80%以上10。（3）气浮法：就是向水中通入空气，利用空气产生的微小气泡去除水中细小的悬浮物，使其随气泡一起上浮到水面而

17、加以分离去除的一种水处理方法。气浮法是抗生素废水处理中常用的一种方法，包括充气气浮、溶气气浮、化学气浮和电解气浮等多种形式。抗生素生产废水经化学气浮处理后，可去除50的CODCr，SS去除率可达70%以上5。（4）过滤法：去除化学沉淀和生物过程未能去除的微细颗粒和胶体物质11。主要有：各类滤池、各种膜材过滤器等。过滤在抗生素废水处理中不常用，除非回用水的深度处理或针对某些难降解化合物的处理。 （5）反渗透法：反渗透法是用足够的压力使溶液中的溶剂（一般常指水）通过反渗透膜（或半渗透膜）而分离出来，以浓缩溶液或废水的方法。反渗透的装置主要有板框式、管式、螺旋卷式和中空纤维式12。反渗透因设备费用较

18、高，膜清洗效果较差的原因在抗生素废水处理中很少用 生化处理工艺生化法是利用微生物来氧化分解水中有毒有害物质的方法。生化法主要处理有机物，也能处理少量的无机物。生化法处理废水具有基建投资少、处理费用低；去除效果好，可达90%以上；最终产物是二氧化碳和水，不产生二次污染；过程控制稳定等优点，因而常用来处理高浓度有机废水。生化处理技术主要分为好氧和厌氧。好氧主要有生物膜法和活性污泥法两大类；厌氧包括：EGSB、UASB等； （1）好氧生物处理：是指在游离（分子氧）存在的条件下，好氧微生物降解有机物，使其稳定、无害化的处理方法。好氧生物处理的反应速度快，所需的反应时间较短，故处理构筑物容积较小，且处理

19、过程中散发的臭气较少。所以目前对中、低浓度的有机废水，或者说BOD5浓度小于500mg/L的有机废水，基本上采用好氧生物处理8。其基本处理流程见图3.1。在抗生素废水中常用的好氧生物处理主要有：活性污泥法、生物接触氧化法，一般COD和BOD的去除率为75%97.5%。接触氧化池初沉池格栅泵曝气调节池格栅废水出水滤饼板框压滤机污泥浓缩池二沉池 图3.1 废水氧工艺基本流程（2）厌氧生物处理：在无氧的条件下，由兼性菌及专性厌氧菌降解有机污染物，最终产物是二氧化碳、甲烷、水、硫化氢和氨11。厌氧生物反应通常被划分成两个阶段过程：第一阶段是水解酸化阶段，第二阶段是甲烷发酵阶段。废水厌氧生物处理过程不需

20、另加氧源，故运行费用低。此外，它还具有剩余污泥量少，可回收能量（CH4）等优点。目前，国内外高浓度有机废水的处理方法，基本上是以厌氧法为主。抗生素废水厌氧处理中常用工艺有升流式厌氧污泥床（UASB）、厌氧流化床、厌氧折流板反应器（ABR）等。一般COD和BOD的去除率为80%90%5。 抗生素废水处理组合工艺对于抗生素这类高浓度的有机废水，单独使用厌氧或好氧都不能达到处理要求。从80年代开始，厌氧好氧生物处理组合工艺逐渐成为主导工艺。其基本处理流程见图3.2。厌氧一好氧组合工艺中，厌氧阶段的容积负荷高，抗冲击负荷能力强，能够降低系统的基建费用，同时还可以回收沼气。好氧阶段的主要作用是进一步降低

21、厌氧系统出水的各项污染指标，以达到排放标准。所以采用厌氧一好氧处理抗生素废水，不仅克服了好氧处理的高能耗、高运转费用及稀释水量大等缺点，也克服了厌氧处理出水不能达标排放的缺点，在经济及技术上均可行。从工程应用角度应优先采用生物接触氧化和SBR工艺（序批式活性污泥法）。处理效果较好的组合工艺有：混凝+厌氧-好氧生物接触氧化法+氧化脱色处理扑热息痛废水，水解-好氧法处理青霉素、庆大霉素、链霉素等十多种产品的生产废水，厌氧-好氧生物处理-絮凝沉淀法综合治理医药中间体生产废水，臭氧氧化-铁屑/烟道灰过滤-混凝吸附组合沉淀法处理扑热息痛废水。还有SBR法处理生物制药废水，当废水COD在/L/L之间，出水

22、COD都小于300mg/L，能满足国家制药行业废水排放标准1。鼓风 二沉池 排放接触氧化池厌氧酸化池初沉池 粗格栅抗生素废水冷凝水滤泥 图3.2 厌氧-好氧组合式废水处理工艺流程图抗生素生产废水的来源主要是：提取工艺的结晶液、废母液（属于高浓度有机废水）；洗涤废水（属于中浓度有机废水）。且该抗生素废水BOD/COD=0.38，可生物降解。国内外一般都采用“生物处理”为主的基本工艺路线。由于设计进水水质浓度高，要达到排放要求，污染物去除率高（CODcr去除率为98.7%，BOD5去除率为99%，SS去除率为97.7%，NH3-N去除率为81.3%，色度为75%），任何单级生物处理都达不到如此高的

23、去除率，所以必须选择多级处理流程方能达到。根据国内外工程实践资料，本工程选择“一级物化+二级生化”即“预处理+水解酸化+生物接触氧化法”的基本工艺流程。 预处理工艺选择与论证预处理的目的是使物料的理化性状适合于后续处理工艺要求，具有调节水质、水量，去除生物抑制物质，提高废水的可生化性作用。去除废水中的较大悬浮物，以保证后续处理设施的正常运行以及降低其他处理设施的处理负荷，同时为生物处理创造条件14。1 格栅该废水包括洗涤废水，源于发酵罐的清洗、分离机的清洗及其他清洗工段和洗地面的废水等，设计细格栅，可清除较粗大的悬浮杂物，保护后面的机泵正常运行。2 调节池该废水因间歇排放带来的排放水质、水量变

24、动大，因此设计一个均质调节池，均衡调节污水的水质、水量、水温的变化15，保证后续处理工艺的稳定运行。3 接触吸附池废水中色度高，故在生化处理前面对废水进行脱色去磷。粉煤灰成本低，对磷和色度的处理效果好，用其处理废水可谓以废治废16。且废水在絮凝前经粉煤灰处理，脱色、除臭和COD去除效果较为显著，且可改善絮凝效果17。设计在接触吸附池内填充粉煤灰，废水从池底向上流经粉煤灰层，废水与粉煤灰充分接触，发生吸附、过滤作用，达到脱色去磷的目的，同时可除去部分COD、BOD和SS等污染物，废水的可生化性增强。4 折板反应槽抗生素废水中含溶解性和胶体性固体高。王连军和刘春玲18在抗生素废水的预处理方面做了大

25、量的实验研究，认为抗生素废水的前期预处理中通过加药絮凝工艺，可以大幅度降低废水的COD值25 %30%，为后续处理减轻负担，直接有效且减少基建投资。王丽杰选用氯化铁（FC）、聚合氯化铝（PAC）、聚合硫酸铝（PAS）、聚合硫酸铁（PFS）及阳离子PAM五种实验室常用絮凝剂对抗生素废水进行实验研究，实验证明，阳离子PAM的对SS的去除效果最好，氯化铁（FC）与阳离子PAM的SS去除效果非常接近19。对两者的处理成本进行分析后，确定选用氯化铁作为絮凝剂。设计折板反应槽，目的是使来自溶液罐的絮凝剂氯化铁（FeCl3）在进入竖流式沉淀池之前，与废水充分混合，使后面沉淀池中的絮凝沉淀能更好的完成。因此在

26、竖流式沉淀池中，脱色、絮凝、沉淀作用同时完成，去除了水中的部分色度、COD、BOD和SS等污染物，为生物处理创造条件。 二级生物处理工艺选择与论证二级生物处理工艺选择是整个处理工艺的核心，它是利用微生物具有氧化分解的这一功能，采取一定的人工措施，创造有利于微生物生长、繁殖的环境，使其大量增殖以提高氧化分解有机物效率的一种污水处理方法20。本工程决定采用“水解酸化好氧生物处理”二级流程。1水解酸化工艺特点及选择论证（1）原理分析：水解酸化属厌氧处理的范畴。厌氧处理一般分为水解、产酸和产气三个阶段，水解酸化就是将厌氧过程控制在水解和产酸阶段，利用兼性的水解产酸菌，把废水中难降解的复杂有机物转化为简

27、单有机物，而不到产甲烷气阶段21。由于抗生素废水中高SO42-、高浓度氨氮对产甲烷菌的抑制以及沼气产气量低、利用价值不高，废水经厌氧处理后剩余的主要是难降解的有机物，导致后续好氧生物处理阶段的COD去除率较低，且所需处理时间较长，增加了运行费用等原因，近年来研究者们开始尝试以厌氧水解（酸化）取代厌氧发酵。据文献报道，有些有机物在好氧条件下较难被微生物所降解，经厌氧酸化预处理可以改变难降解有机物的化学结构，使其好氧生物降解性能提高3,7。水解酸化主要就是将废水中的大分子、难降解物质转化为小分子、易被微生物降解的有机物。通过水解酸化，可提高废水的可生化性，有利于后续好氧处理，并对固体有机物有降解功

28、能，从而减少污泥量。（2）水解酸化工艺有以下优点15：a. 池体不需要密闭，也不需要三相分离器，运行管理方便简单；b. 大分子有机物经水解酸化后，生成小分子有机物，可生化性较好，即水解酸化可以改变原来污水的可生化性，从而减少反应时间和处理能耗；c. 水解酸化过程为控制在厌氧消化的第一、二阶段，没有达到厌氧发酵的最终阶段，因而出水中也就没有厌氧发酵所产生的难闻气味，改善了污水处理厂的环境；d. 水解酸化反应所需时间较短，因此所需的构筑物体积很小，一般相当于初沉池容积，可节约基建投资；e. 水解酸化对固体有机物的降解效果较好，而且产生的剩余污泥很少，实现了污泥、污水一次处理，具有消化池的部分功能。

29、水解酸化处理作为各种生化处理的预处理，因不需曝气大大降低了生产运行成本，可提高污水的可生化性，降低后续生物处理的负荷，大量削减后续好氧处理工艺的曝气量，降低工程投资和运行费用，因而被广泛应用于难生物降解的化工、造纸、制药等高浓度有机工业废水处理中22。（3）水解酸化反应器的选择与论证厌氧折流板反应器（ABR）是MaCarty和Bachmann等于1982年提出的一种新型高效厌氧反应器。其结构如图3-1。该反应器实现了将污泥停留时间（MCRT）与水力停留时间（HRT）分离，能够保持大量的活性污泥和足够长的污泥龄，属于高负荷系统23，其构造特点是：在反应器内沿水力流向设置多层隔板，将反应器分隔成若

30、干个串联的反应器。在各个反应室内，水力接近于完全混合，而在整个反应器中则近视于推流式。这不仅有利于提高反应器的容积利用率，而且在不同隔室内可相对独立地培养适合于各自环境的微生物群落，利于各类微生物的平稳增长，还可以很好地抗冲击负荷24。厌氧折流板反应器（ABR）实际上是一个将多个UASB集于一个反应器且构造比UASB更为简单的多级阶段两相反应器。ABR适用于处理多种有毒有害工业废水。众多研究都表明ABR在处理各种工业废水中表现出许多其它厌氧反应器所不具备的优点，具体归纳为以下四个方面： a.当废水的BOD5/CODCr较低，废水的可生化性较差时，经ABR处理可获得明显的水解酸化作用，能有效提高

31、BOD5/CODCr，改善废水的可生化性； b.在ABR内可形成性能良好的颗粒污泥，大大提高了ABR对水力冲击负荷的抵抗能力；c.ABR具有较强的耐浓度冲击能力和对毒物冲击适应能力，表现出良好的运行稳定性； d. ABR构造简单、能耗低、投资省；e. ABR启动时间短，操作运行方便，便于工程应用23。根据该废水水量小，有机负荷高的特点，以及工程设计要求能耗小、处理效果好、管理简便的原则，本设计选择“厌氧折流板反应器”作为水解酸化反应器。2好氧生物处理工艺选择与论证废水通过水解酸化阶段仅仅是为后续好氧处理创造了良好的反应条件，提高了BOD5/CODCr比值10。水解酸化后CODCr和 BOD5去

32、除率并不高，对CODCr的去除率通常只有20%30%，所以，废水通过水解酸化是不可达标排放的，必须进一步好氧处理。抗生素生产废水的好氧生物处理工艺主要是早期传统活性污泥法和70年代开发的革新替代工艺，如深井曝气、生物流化床、生物接触氧化法、SBR及氧化沟等6,7。对以上几种好氧生物处理工艺方法进行技术经济指标比较（如表3.1所示），以确定将要采用的处理方法。方案技术指标（BOD5去除率%） 经济指标 运行情况 备注基建 费能耗占地运行稳定管理情况适应负荷波动传统活性法85-95100100100一般一般不适应适用于中等浓度的生活污水和工业废水，对冲击敏感深井曝气法85-90>100<

33、;100<100稳定一般适应施工难度大，一般不用SBR法90-99<100100<100稳定简便适应适用于中、小型污水处理厂氧化沟90-95<100>100>100稳定简便适应适用于中、小型污水处理厂，需要脱氮除磷地区生物膜法90<100<100约100稳定简便适应适用于小型污水处理厂表3.1 各种好氧生物处理工艺方法的技术经济指标比较注：将传统活性污泥法100作为相对经济指标基准由表3.1，根据该废水水量小，有机污染物浓度高的特点，以及工程设计要求能耗小、基建少、占地小、运行稳定且管理简便的原则，本设计选择以生物膜法为核心的污水处理工艺方案。由

34、于生物流化床设备的磨损较固定床严重，设计时存在生产放大方面的问题，如防堵塞、曝气方法、进水配水系统的选用和生物颗粒流失等，在我国废水处理中还少有工业性应用11，因此，本设计最后选定生物接触氧化法作为好氧生物处理工艺。生物接触氧化法又称“淹没式生物滤池”或“接触曝气法”，在反应器内设置填料，废水经过充氧（或在氧化池底部鼓风曝气）后与填料相接触，在生长在填料上的生物膜和填料空隙间的活性污泥双重作用下，使废水得到净化。接触氧化池内装有填料，大部分微生物以生物膜的形式固着生长于填料表面，少部分则以活性污泥的形式悬浮生长于水中25。生物接触氧化法是一种介于活性污泥和生物滤池两者之间的生物处理技术，具有两

35、种方法的优点，因此在污水处理工程中得到了广泛的应用。 生物接触氧化法具有如下特点11,25：（1）由于填料的比表面积大，池内的充氧条件良好。池内单位容积的生物固体量高于活性污泥法曝气池及生物滤池，因此生物接触氧化池具有较高的容积负荷和对冲击负荷较强的适应能力，处理效率高，有利于减小池容，减小占地面积；（2）不需要污泥回流，也就不存在污泥膨胀问题，运行管理简便；（3）由于生物固体量多，水流又属于完全混合型，因此生物接触氧化池对水质水量的骤变有较强的适应能力；（4）有机负荷较高时，其F/M保持在较低水平，污泥产量较低，污泥颗粒大，易于沉淀。（5）生物接触氧化工艺在去除TN方面效果也很好26，27。

36、 深度处理接触氧化池后应用沉淀池，任何形式的沉淀池均可选用。但是为了提高沉淀效果，并且与接触氧化池建设上更好匹配，减少工程量，节省费用，常常选用普通快滤池（也就是我们通常说的接触沉淀池）。过滤是利用过滤材料分离污水中杂质的一种技术。在污水深度处理技术中普遍采用过滤技术。在污水处理中，颗粒材料过滤，主要用于去除悬浮和胶体杂质，特别是用重力沉淀法不能有效去除的微小颗粒（固体和油类）以及细菌。颗粒材料过滤对污水中的BOD和COD等也有一定的去除效果。用于给水处理工程的各种类型滤池几乎都可以用于污水的深度处理，其中最常用的就是快滤池28。4 废水处理工艺流程设计及说明本设计采用的工艺流程图见图4.1。

37、鼓风机FeCl3清水池 普通快滤池生物接触氧化池水解酸化 池接触吸附池调节池格栅提升泵竖流沉淀 池 折板反应槽出水进水渣集水井外运处置滤饼污泥浓缩池污泥脱水机图4.1 抗生素废水处理工艺流程图4.2 接触吸附池填充粉煤灰说明1. 粉煤灰的化学组成粉煤灰的化学组成如表4.1。表4.1 粉煤灰化学组成（%）SiO2 Al2O3 Fe2O3CaO MgO 烧失量 2. 粉煤灰脱色、去磷的机理粉煤灰对抗生素废水的除磷、脱色的作用机理主要有以下几个方面：第一、从粉煤灰的化学组成和物理性能可知，由于粉煤灰的比表面积较大、表面能高，且存在着许多铝、硅等活性点，因此，具有较强的吸附能力。吸附包括物理吸附和化学

38、吸附。物理吸附效果取决于粉煤灰的多孔性及比表面积，比表面积越大，吸附效果越好。化学吸附主要是由于其表面具有大量 SiOSi 键、AlOAl 键与具有一定极性的有害分子产生偶极偶极键的吸附。第二、粉煤灰中的一些成分能与废水中的有害物质作用使其絮凝沉淀，与粉煤灰构成吸附絮凝沉淀协同作用。例如，CaO溶于水之后产生Ca2+，Ca2+能够与废水中的 PO43-作用生成磷酸盐沉淀，从而达到去除磷的目的。因此，粉煤灰的除磷、脱色机理是粉煤灰颗粒的吸附作用、絮凝沉淀作用等因素的综合效应16,29。明由该废水水质可知，废水中含大量的悬浮物和胶体，可通过絮凝沉淀除去。絮凝剂三氯化铁（质量百分浓度为10%）的投加

39、量8.0，混合时间为30s，反应时间为15min19。4.4.1预处理阶段工艺说明（1）格栅 废水经内排污管道收集后，首先进入废水沟，通过泵站输送至格栅井。经过细格栅处理后，除去废水中的较粗大固体杂物，保证后续处理设施的正常运行，降低其他处理设施的处理负荷，同时为生物处理创造条件。（2）调节池 从格栅井出来的水流入到均质调节池，调节池均衡调节污水的水质、水量、水温的变化，保证后续处理工艺的稳定运行。（3）提升泵 调节池内水位较低，因此对池内污水进行提升,使污水能够依靠重力流到后续的构筑物中进行处理。（4）接触吸附池 在该池内填充粉煤灰，废水从池底进水，池顶出水。通过该接触吸附池对废水进行脱色除

40、磷，降低出水的悬浮物浓度、COD、处理负荷及处理难度。 （5）折板反应槽 经过脱色除磷后的废水进入到折板反应槽，采用耐酸泵与转子流量计配合使用向折板反应池中加入絮凝剂FeCl3。污水中存在的三价铁离子能激活废水降解微生物某些酶的活性，去除废水中高浓度的溶解性和胶体性固体，减轻生化处理的负荷。絮凝剂投加量为20mg/L。在预处理阶段将完全去除废水中较粗大的悬浮固体物。BOD、COD、色度、SS及NH3-N的去除率和出水水质见表4.2。表 预处理工段预计处理效果项目 CODCr BOD5 SS 色度 NH3-N去除率（%）19出水（mg/L） 4298.9 1728 228 26.3 58水解酸化

41、阶段工艺说明经预处理后的废水（竖流沉淀池出水）流入厌氧折流板水解酸化池。水解酸化菌为兼性厌氧菌和专性厌氧菌群，种类多、世代更替时间短、适应能力强、增殖快、代谢有机物能力强、因此它们可将不溶性大分子有机物水解酸化降解为可溶性小分子有机物，降低了红霉素废水中的生物毒性物质浓度30，从而减轻了后续好氧处理的有机负荷。水解酸化池出水水质及各污染物去除率见下表4.3。表4.3 水解酸化池预计处理效果项目 CODCr BOD5 SS 色度 NH3-N去除率（%） 31 6731 53.5 70 32出水（mg/L）1517.5 570 133.9 7.9 4.4.3好氧处理及深度处理阶段工艺说明水解酸化池

42、出水进入生物接触氧化池进行好氧生化处理，在充氧曝气和生物膜的作用下将废水中丁酯、丙酮等有机物降解为二氧化碳和水。普通砂滤池接在生物接触氧化池后，去除生物接触氧化池内填料上脱落的生物膜，普通砂滤池内颗粒材料的过滤作用对污水中的BOD和COD等也有一定的去除效果。接触氧化池及普通砂滤池出水水质分别见表4.4和表4.5。表4.4 接触氧化池出水水质项目 CODCr BOD5 SS 色度 NH3-N 去除率（%） 922929 51.5 3433出水（mg/L）65 7.9 表4.5 普通快滤池出水水质项目 CODCr BOD5 SS 色度 NH3-N去除率（%）30 5780出水（mg/L）8530

43、出水限值（mg/L）100 3070 50154.4.4污泥及废渣处置工艺说明格栅拦截的大块浮渣外运处置。沉淀池、水解酸化池以及生物接触氧化池排出的污泥浓缩后由卧式螺旋沉降离心机脱水,滤饼加以综合利用。浓缩池上清液与机械脱水滤液回流到调节池再行处理。抗生素生产废水处理产生的剩余污泥呈豆腐乳状，其中含菌丝体20%，蛋白25%28%，污泥50%，经粉煤灰处理后，综合考虑重金属离子浓度和病原菌含量，可以作为土壤改良剂用于农田利用。粉煤灰表现出很强的固定重金属离子的能力，最主要的固定机制是表面络合作用和氢氧化物沉淀作用。当粉煤灰和污泥的质量比为3：1，混合时间为8h的处理效果最好，病原菌的去除率可高达

44、92.6%35。本设计所用粉煤灰来自该制药厂热电站，达到以废制废的目的。粉煤灰和滤饼以3：1的比例，加入一定量的木质草碳制有机无机复混肥，该有机无机复混肥的市场价格和生产抗生素的原料价格相当，即一公斤该生物有机肥可以换一公斤的玉米。既达到治理环境污染的目的，又创造了一定的经济效益。填充接触吸附池的粉煤灰使用完后与煤混合燃烧。水回流工艺说明(1)污泥浓缩池上层滤液和离心脱水机滤液经重力流入集水井，再经集水井潜污泵抽送进入调节池再进行处理。(2)清水池设回流管，经泵提升到集水池，再经集水池潜污泵抽送进入水解酸化池重新循环，以防止该污水处理系统发生事故时污水外排。污水处理站主要工段的处理效率分配见表

45、4.5。从表可知，出水能够达标排放。 表4.5 污水处理站主要工段的处理效率分配处理单元 指标 进水（mg/L） 出水（mg/L）去除率（%）接触吸附池 CODcr 7900 5731.9 BOD 3000 2400 20NH3-N 80 80SS 2850 2850 色度 20070 65竖流沉淀池 CODcr 5731.9 4298.9 25BOD 2400 1728 28NH3-N 80 58SS 2850 22892色度 70 26.3 水解酸化池 CODcr 4298.9 1517.5 BOD 1728 570 67NH3-N 58 80.2 SS 228 133.9 色度 26.3

46、 7.9 70接触氧化池 CODcr 1517.5 92BOD 570NH3-N 80.2 SS 133.9 65色度 7.9 普通快滤池 CODcr 121.4 8530BOD 3057NH3-N 13.5 SS 65 11.5 色度 7.9 4 505 处理站构筑物设计及计算5 .1细格栅 设计数据设计数据12如下：1. 污水处理系统前格栅栅条间隙，应符合下列要求：（1）人工清25mm40mm；（2）机械清渣16mm25mm；（3）最大间隙40mm。2. 过栅流速一般采用/s/s。3. 格栅前渠道内的水流速度一般采用/s/s。4. 格栅倾角一般采用采用45°75°。人工

47、清除的格栅倾角小时，较省力，但占地多。5. 通过格栅的水头损失一般采用。6. 机械格栅不宜少于2台，如为1台时，应设人工清除格栅备用。7. 栅渣量与地区的特点、格栅的间隙大小、污水流量以及下水道系统的类型等因素有关。在无当地资料时，可采用：（1）格栅间隙16mm25mm：33栅渣/103污水；（2）格栅间隙30mm50mm：0.033栅渣/103污水；栅渣的含水率一般为80%，密度约为960kg/m3。8. 在大型污水处理厂或泵站前的大型格栅（每日栅渣量大于0.2 m3），一般采用机械清渣。小型污水处理厂也可采用机械清渣。 设计参数设计流量Q0=2000m3/d；设计流量Q= Q0×Kz=3000 m3/d=125 m3/h=0.035 m3/s栅条用扁钢，栅条间隙宽度b=，栅条宽度s=过栅流速v=/s格栅倾角=60