绥化药厂污水

绥化药厂污水

绥化药厂污水

制药厂废水处理工艺介绍

水质分析及SBR法介绍

废水水质分析

·水质组成

         生物制药废水可分为冲洗废水、提取废水和其他废水。其中冲洗废水和提取废水含有未被利用的有机组份及染菌体，也含有一定的酸碱有机溶剂，需要处理后排放，而其他废水主要为冷却水排放，一般污染物浓度不大，可以回用。

         进水水质

该生物制药厂用生物法生产庆大霉素及土霉素，进水水量及水质情况：

表2-1 进水及水质

         出水水质

         污水处理厂污水水质排放标准执行《城镇污水处理厂污染物排放国家三级标准》，具体水质如表2-2所示。

         表2-2      处理要求

·废水种类

         其中还有庆大霉素及土霉素抗生素，属于抗生素类废水。

         抗生素废水的水质特征

·COD浓度高

·SS浓度较高

·存在难生物降解物质和有抑菌作用的抗生素等毒性物质

·硫酸盐浓度高

·水质成分复杂

·水量较小但间歇排放，冲击负荷较高

         抗生素废水的可生化降解性

·废水的可生化降解能力取决于BOD/COD的比值

·BOD采用微生物来降价有机物，而降解率仅为14.4~78.6%

·COD采用的是强氧化剂，对大多数的有机物可以氧化到85~95%

·当废水BOD/COD＞0.3时，说明肺水肿有机物可生化降解。

·抗生素废水的BOD/COD大于0.3

         废水处理工艺

·物化和生化相结合

·一级物化处理采用格栅、调节池、沉淀池、气浮池，主要驱车废水沉淀物，中和废水PH值，调节水质、水量。

·生化处理拟采用SBR工艺系统。

         工艺流程图

         SBR法

序批式活性污泥法（SBR）

         工作过程：一个周期内把污水加入反应器中，并在反应器充满水后开始曝气，污水中的有机物通过生物降解达到排放要求后停止曝气，沉淀一定时间将上清液排出，如此反复循环。

         SBR处理工艺

·五个处理程序：进水、反应、沉淀、出水、待机

·处理构筑物少，可省去初沉池，无二沉池和污泥处理系统

SBR法工艺流程

SBR法的优点

·以一个反应池取代了传统方法中的调节池、初次沉淀池、曝气池及二次沉淀池。整体结构紧凑简单，具有灵活性，运行费用低。

·SBR反应池具有调节池的作用，可最大限度地承受高峰流量、高峰BOD浓度及有毒化学物质对系统的影响。

·SBR在固液分离时水体接近完全静止状态，不会发生短流现象，同时，在沉淀阶段整个SBR反应池容积都用于固液分离。

· SBR反应过程基质浓度变化规律与推流式反应器是一致的，扩散系数低。

·系统通过好氧/厌氧交替运行，能够在去除有机物的同时达到较好的脱氮除磷效果。

·处理流程短，控制灵活，可根据进水水质和出水水质控制指标处理水量，改变运行周期及工艺处理方法，适应性很强。

·系统处理构筑物少、布置紧凑、节省占地。

         SBR法的缺点

·对自动控制水平要求较高，自控系统必须质量好，运行可靠。

·对操作人员技术水平要求较高。

·间歇周期运行带来曝气、搅拌、排水、排泥等设备利用率较低，增大了设备投资和装机容量。

         三种工艺的经济比较

         ---------------------物化及生化处理参数计算，设备选择详细介绍

         中格栅

·格栅，一般斜置在进水泵站之前，主要对水泵起保护作用，截去废水中较大的悬浮物和漂浮物。

·本工艺流程首先采用中格栅，栅条间隙取20mm。

                   参数计算------中格栅

·栅条的间隙数 n=Qmax(sina)^0.5/bhv

·栅槽总宽度 B=s(n-1)+bn

·进水渠道渐宽部分的长度 l₁=(B-B₁)/2tga₁

·栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度 l₂=l₁/2

·通过格栅的水头损失h₁=β(s/b)sinakv2/2g

·栅后槽总高度 H=h+h₁+h₂

·栅槽的总长度L=l₁+l₂+0.5+1.0+(h+h)/tga

·每日栅渣量  W=86400Q W₁/1000K

原水水量Q，取流量总变化系数为Kz，设计流量Qmax=Kz·Q，栅前水深h，栅前水深与栅前流速v1之间关系v1=Qmax/Bh（B为渠道宽度），过栅流速v，栅条间隙宽度，格栅倾角α。

中格栅选型（略）

集水井和污水提升泵房

·本工艺采用自灌式污水提升泵站，与集水井合建，集水池容积不应小于最大一台水泵5min的出水量，如水泵机组为自动控制时，每小时启动水泵不得超过6次。考虑用3台水泵（2用1备），每台水泵的容量为174/2=87L。集水井容积采用相当于一台水泵的容量为6min的容量，则W=87×60×6/1000=31.32m³，有效水深取2m，则集水池面积为F=31.32/2=15.66m²。

·采用SBR工艺，污水处理系统比较简单，工艺管线可以充分优化，故污水只考虑一次提升。污水经提升后入曝气沉砂池，然后自流到SBR池。曝气沉砂池、SBR池的相对于地面的高度分别为5m、5.5m。

                   提升泵房

·泵房内设有维修间，机电室，操作室。泵，机电等在室内安装，电控柜、显示器在操作室内安装。提升泵房占地面积为12m×6m，工作间占地面积8m×3m。起重机选LSX型手动单梁悬挂起重机，起重量0.5t，起升高度2.5m~12m，跨度6m。

         泵机选型（略）

         细格栅

·在沉砂池前设置细格栅主要作用是减少浮渣，避免污水中含大量杂物堵塞管道，为污水处理厂提供良好的运行条件。计算过程与中格栅相同。

         细格栅选型（略）

                   调节池

·废水其水质水量都会随时变化，且波动较大。废水水质水量的变化对废水处理设备的功能发挥是不利的。为解决这一问题，设置了调节池，以调节水质和水量。

         调节池设计计算

1) 池子的实际容积：

·设废水在池内的停留时间T

·根据流量Q  T

·则池内的废水量为Q₁=Q/24×T

·得出调节池的有效容积V_有效≈Q₁

·设计用调节池的实际容积为V=1.4*V_有效

2) 池子的长宽：

·取池子的有效水深为h₁，纵向隔板间距1m

·则调节池的平面面积S=V/h₁

·取宽B，则长L=S/B

·纵向隔板间距1m，所以隔板数为n个

·取调节池的超高h

         调节池设备：为适应水质的变化，设置沉渣斗。沉渣斗倾角为45°。

         曝气沉砂池

·沉砂池功能是利用物理原理去除污水中比重较大的无机颗粒，主要包括无机性的沙粒、砾石和少量较重的有机物质。

沉砂池按流态分为：

         平流式沉砂池、竖流式沉砂池、曝气沉砂池、涡流式沉砂池等。由于曝气沉砂池曝气的作用附着在砂粒上的有机污染物和污水中的油脂类物质会被去除，这也是选择曝气沉砂池的目的。

·污水经污水泵提升后进入曝气沉砂池，共两座，一用一备。沉砂池池底采用多斗集砂，沉砂自斗底抽送到砂水分离器，砂水分离器通入压缩空气洗砂，污水回至提升泵前，净砂直接卸入汽车外运。

         曝气沉砂池计算

池子总有效容积：V=Q_maxt×60

·水流断面积：A=Q_max/v₁

         （1）池总宽度：B=A/h₂，已知h₂

         （2）每个池子宽度：设两座沉砂池n=2，b=B/n

         （3）池长：L=v/A

         （4）每小时所需空气量：设每m³污水所需空气量d=0.2m³/m³污水，空气密度1.293kg/m³，其中氧气占的质量含量为23.3%，q=dQ_max3600

·求得需要的空气量

·   （5）沉砂室设计计算：设沉砂斗为沿池长方向的梯形断面渠道，沉砂斗体积为V₀=(a+a₁)×h₃¹×L/2，沉砂室坡向沉砂斗的坡度为l=0.1~0.5，沉砂斗侧壁与水平面的夹角α≤55°，a1=0.5m，h₃¹=0.4m，α=55°，则砂斗口宽 a=2h₃/tg55°

·  V₀

·  超高h₁，取0.3m，则h₃=(b-a₁)tg55°/2

·  H=h₁+h₂+h₃

曝气设备（选型略）

主要特点：充氧效率高、建设投资省、运转维修方便。

         气浮池

·气浮法是固液分离或液液分离的一种技术。它是通过某种方法产生大量的微气泡，使废水中密度接近与水的固体或液体污染物微粒粘附，形成密度小于水的气浮体。在浮力的作用下，上浮至水面形成浮渣，进行固液或液液分离。气浮法用于从废水中去除比重小于1的悬浮物、油类和脂肪，并用与污泥的浓缩。

·本设计采用加压溶气气浮法。空气在加压条件下溶于水中，再使压力降至常压，把溶解的过饱和空气以微气泡的形式释放出来。

         气浮池计算

·     （1）气浮池的有效深取h，长为l，宽为b。

·     （2）接触区下端水流上升流速取为V₁，上端水流的上升速度为v₂，水力停留时间为t。

注：这里的各个数据都是经验数据，取固定值。

h=2.5m，l=11m，b=11m。

v₁=20mm/s，v₂=8mm/s，t=15min。

         气浮设备（选型略）：主要特点：释气完全、既能取得良好的净水效果，节约能耗，释出的气泡微细，气泡平均直径为20-40，气泡密集，附着性能良好。

         SBR反应池

优点：SBR法具有比其他好氧处理法效果好，占地面积小，投资省的特点，因而选用SBR法

·SBR工艺特点

·（1）工程简单，造价低；

·（2）时间上有理想推流式反应器的特性；

·（3）运行方式灵活，脱N除P效果好；

·（4）良好的污泥沉降性能；

·（5）对进水水质水量波动适应性好；

·（6）易于维护管路。

         工艺操作过程

·①进水期     回流污泥吸附、氧化作用

·②反应期     厌氧——缺氧——好氧的交替

·③沉淀期     沉降时间段，效率高

·④排水期     排出污泥占总污泥的30%

·⑤闲置期     微生物恢复活性，反硝化进行脱水

SBR反应池容积计算

设计处理流量Q=41.67（m₃/h）BOD/COD=0.55         属高浓度易生化有机废水

设SBR运行每一周期时间为12h，进水1.0h，反应（曝气）（6.0~7.0h）取7h，沉淀3.0h，排水（0.5h~1.0h）取1h。

周期数：n=24/12=2

SBR处理污泥负荷设计为Ns=0.4kgBOD/(kaMLSS·d) 根据运行周期时间按排和自动控制特点，SBR反应池设置3个。

1）污泥量计算SBR反应池所需污泥

         SBR工艺中一般取90~150 设计沉淀后污泥的SVI（污泥容积指数）=90ml/g

         SVI在100以下沉降性能良好则污泥体积为：

                   Vs=1.2·SVI·MLSS=1.29010-33567=3582（m³）

         SBR反应池容积 V=Vsi+V_F+V_b

              式中Vsi----代谢反映所需污泥容积m³

                    V_F----反应池换水容积（进水容积）m³

                    V_b----保护容积m

                    V_F=1000/24 ×1=4167（m）

                    Vsi=Vs/3=128.4（m）

V=128.4+41.67+V=170.07+V_b

         2)SBR反应池构造尺寸

SBR反应池为满足运行灵活及设备安装需要，设计为长方形，一端为进水区，另一端为出水区

SBR反应池单池平面（净）尺寸为12×6m（长比宽在1/1~2/1）

水深为3.0m 池深3.5m

单池容积为 V=12×6×3=216（m）(保护容积、3个池总容积略)

SBR反应池运行时间与水位控制

SBR池总水深3.0m，按平均流量考虑，则进水前水深为1.5m，进水结束后3.0m，排水时水深3.0m，排水结束后1.5m。3.0m水深中，换水水深为1.5m，存泥水深2.0m，保护水深1.2m，保护水深的设置是为避免排水时对沉淀及排泥的影响。进水开始与结束由水位控制，曝气开始由水位和时间控制，曝气结束时间控制，沉淀开始与结束时间，排水开始由时间控制，排水结束由水位控制。

         排泥量及排泥系统

（1）SBR产泥量（略）

  （2）排泥系统

剩余污泥在重力作用下通过污泥管路排入集泥井。

需氧量及曝气系统设计计算

（1）需氧量计算

SBR反应池需氧量O₂计算为

需氧量计算图（略）

（2）供气量计算

供气量计算图1（略）

供气量计算图2（略）

供气量计算图3（略）

           滗水器

现在的SBR工艺一般都采用滗水器排水。滗水器排水过程中能随水位的下降而下降，使排出的上清液始终是上层清夜。为防止水面浮渣进入滗水器被排走，滗水器排水口一般都淹没在水下一定深度。

目前SBR使用的滗水器主要有旋转式滗水器，套筒式滗水器和虹吸式滗水器三种。本工艺采用旋转式滗水器。旋转式滗水器属于有动力式滗水器，应用广泛。

           接触消毒池

·污水消毒剂是液氯，其次是漂白粉、臭氧、次氯酸钠、氯片、氯氨、二氧化氯和紫外线等。其中液氯效果可靠、设配设备简单、投量准确、价格便宜。

·设计参数及设计计算略

           污泥处理系统及污水处理厂平面布置和效益分析

           污泥水份去除的意义和防范

         污水处理厂的污泥是由液体和固体两部分组成的悬浮液。

污泥处理最重要的步骤就是分离污泥中的水份以减少污泥体积，否则其它污泥处理步骤须承担过量不必要的污泥体积负荷。

         污泥中的水份和污泥固体颗粒是紧密结合在一起的，一般按照污泥水的存在形式可分为外部水和内部水，其中外部水包括孔隙水、附着水、毛细水、吸附水。污泥颗粒间的孔隙水占污泥水份的绝大部分（一般约为70%~80%），其与污泥颗粒之间的结合力相对较小，一般通过浓缩在重力的作用下即可分离。附着水（污泥颗粒表面上的水膜）和毛细水（约10%~22%）与污泥颗粒之间的结合力强，则需要借助外力，比如采用机械脱水装置进行分离。吸附水（5%~8%，含内部水）则由于非常牢固的吸附在污泥颗粒表面上，通常只能采用干燥或者焚烧的方法来去除。内部水必须事先破坏细胞，将内部水变成外部水后，才能被分离。

         各个部分设计计算

1 集泥井

2 污泥浓缩池

3 污泥贮柜

4 污泥脱水机房

5 污泥棚

1、集泥井

         （1）根据前面计算所知，SBR产泥量为：

         90m/d  P=99% 则每日的总排泥量为 V=90m

         （2）集泥井尺寸设计，设有效泥深为4m，设计尺寸：L×B=6×4=24m，集泥井为地下式，池顶加盖，有潜污泵抽送污泥，池底相对标高-4.5m，最高泥位-0.5m，最低泥位-4.0m。

         （3）污泥提升泵的选择

         选择QW型排泥泵功率：15kW

·型号：200QW400-7             口径：200mm

·质量：200kg                          流量：10m3/h

·最大流量：15m3/h             扬程：7m

·效率：82.1%

2.污泥浓缩池

         降低污泥中的含水率，可以采用污泥浓缩的方法来降低污泥中的含水率，减少污泥体积，能够减少池容积和处理所需的投药量，减少用于输送污泥的管道和泵类的尺寸。具有一定规模的污水处理工程中常用的污泥浓缩方法主要有重力浓缩.溶气气浮浓缩和离心浓缩。选用间歇式重力浓缩池。

（1）设计说明，运行周期22h，其中进泥2.0h，浓缩15.0h，排水和排泥3.0h，闲置2.0h。浓缩前污泥量为90m，含水率P=99.0%。

（2）设计计算

①容积计算，浓缩15.0h后，污泥含水率为96.5%，则浓缩后污泥体积为

·v=v×（c/c）=90×（1-99%）/（1-96.5%）=25.7m

·则污泥浓缩池所需要的容积应不小于25.7+90=115.7m。

         ②工艺构造尺寸

·设计平面尺寸为（5×5）m，则净面积为25m。设计浓缩池上部柱体高度为4.0m，其中泥深为3.0m，柱体部分污泥容积为75m。浓缩池下部为锥头，上口尺寸（5×5）m²，下口尺寸（1×1）m²，锥斗高为4.0m，则污泥斗容积。

·污泥浓缩池总容积为 75+164.3=239.3m＞115.7m满足要求。

（3）排水和排泥

         ①排水 浓缩后池内上清液利用重力排放，由战区溢流管道排入调节池。浓缩池设4根排水管于池壁，管径DN100mm。于浓缩池最高水位处置一根，向下每隔1.0m、0.6m、0.4m

处设置一根排水管，下面三根安装蝶阀。

         ②排泥 浓缩后污泥泵抽送污泥贮柜。污泥泵抽升流量10m/h。浓缩池最低泥位-0.5m，污泥贮柜最高泥位为4.5m，则污泥泵所需静扬程为5.0m。

（4）设备选择

·选用150QW100-7型潜水式污泥泵1台，该泵工作流量30m/h，扬程H=7m，转速n=1430r/min，电动机功率N=3kW，质量W=100kg。

3.污泥贮柜

·浓缩后需排出污泥25.7m/d，污泥贮柜容积应≥25.7m，设污泥贮柜为φ=4m，H=3.0m

则贮泥有效容积为V=π/4 ×4²×3=37.7＞25.7m可满足污泥贮存要求。

4.污泥脱水机房

         （1）污泥产量

         经过浓缩处理后，产生含水量为96.5%的干污泥25.7m/d

         （2）污泥脱水机（略）

         （3）干污泥饼体积V（略）

5.污泥棚

·对方浓缩后的污泥，设计污泥厚度为4m，覆盖面积：

L×B=8×8=64m²

即占地面积64m²

-----------------污水处理厂的平面布置和高程布置

         构筑物及设备的重要设计参数

主要构建物：

主要设备：

         污水处理厂的总平面布置

布置原则

①按功能分区，配置得当。

②充分利用地形，平衡土方，降低工程费用。

③功能明确，布置紧凑。

④顺流排列，流程简捷。

⑤必要时应预留适当余地。

⑥构(建)筑物应注意风向和朝向

平面布置：

         污水处理厂的高程布置

布置原则

①可能利用地形坡度，使污水按处理流程在构筑物之间能自流，尽量减少提升次数和水泵所需扬程。

②协调好站区平面布置与单体埋深，以免工程投资增大、施工困难和污水多次提升。

③注意污水流程和污泥流程的配合，尽量减少提升高度。

④协调好单体构造设计与各构筑物埋深，便于正常排放，又利于检修排空。

高程布置：

         工程投资估算

         工程效益

1.工程的环境效益

·污水处理厂的建设是一项改善生态环境、保障人民身体健康、造福社会的重要工程，主要工程效益就是环境效益。

·我国环境保护已成为一项基本国策，受到全社会的关注和重视。污水处理工程是环境保护的重要措施之一，对国民经济持续发展、改善当地投资环境、吸引外资是极其重要的。该污水处理厂的建成，将会对周围环境带来非常积极的影响，降低了该生物制药厂周围一定面积内河流的污染程度，改善了周围大气环境，也减少了固体废物的排放量，改善了周围人们的生活环境。

·废水处理设备投产后，处理废水已达到排放标准，有利于保护环境。

2.工程的社会效益

（1）污水处理厂的建成将对提高城市基础建设水平，改善和提高环境质量水平，美化城市起到重要作用。

（2）处理厂投产后，不仅解决了污染问题，更有利于保护了自然环境，同时安排就业，社会效益也十分显著。

（3）经本工艺处理后的出水，已经完全符合《城镇污水处理厂污染物排放国家三级标准》，可以直接排放到附近河流。

3.工程的经济效益

         污水处理厂作为城市基础建设的重要组成部分，本身并不产生直接的经济效益。其效益主要体现在环境效益和社会效益上。污水处理厂建设通过改善环境，提高环境质量水平，改善水质，避免和减轻污水排放对工农也生产及国民经济发展所造成的经济损失等方面所产生的间接经济效益是巨大的。具体体现在：有利于改善投资环境、吸引外资、发展城市经济增加农渔业的产量，提高农副产品和工业产品的质量。

结论

         通过对生物制药厂污水处理厂各个构筑物的设计得出，经过处理后，出水中的污染物含量均符合《城镇污水处理厂污染物排放国家三级标准》，可以直接排放。通过上面的生化处理可使河流的污染大大降低，有利于河流流域水体功能的恢复，地下水化学成分被恢复，更重要的是，污水经过处理后对整个生态环境的污染大大地降低，不但能够保护人民的身体健康，同时也可以为某间接带来改善投资环境、吸引外资、增加农副产品和工业产品的质量，减少城市自来水厂的净化处理成本。污水处理厂运行后，每年产生的干污泥含有大量有利于植物生长的肥分，将污泥作为农作物或园林绿化用的肥料，除可获得一定的增产效果外还可改良土壤结构。建设这座污水处理厂不但能够切实有效的保护水资源，并能够促进水资源的可持续发展进而带动经济的可持续发展。