中药制剂废水处理设计方案.docx
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中药制剂废水处理设计方案
中药制剂废水处理设计方案
1概述
项目生产废水主要含一定量的悬浮物和天然有机物，主要成份为糖类、氨基酸类、苷类、有机酸类、本质素、蛋白质、淀粉以及其它水解产物等，不含有毒、有害物质。
本项目污水排放量60t/d，根据污水处理厂的相关设计手册，以污水的日平均排放量来确定污水处理厂的设计规模，本项目拟建一座日处理量为60t的污水处理站。
我方按贵方提供的废水水量、水质资料，借鉴相关工程实际运行经验，本着投资省、处理效果好、运行成本低的原则，编制了该设计方案，供贵方和有关部门决策参考。
2.1设计规范与标准
1、《污水综合排放标准》GB8978-1996
2、《室外排水设计规范》（1997年修订）GBJ14-87
3、《生活杂用水水质标准》CJ25-89
4、《建筑结构荷载规范》GB50009-2001
5、《给水排水工程结构设计规范》GBJ69—84
6、《混凝土结构设计规范》GB50010-2002
7、《建筑结构制图标准》GB/T50105-2001
8、《建筑抗震设计规范》GB50011-2001
9、《构筑物抗震设计规范》GB50191-93
10、《地下工程防水技术规范》GB50108-2001
11、《城市区域环境噪声标准》GB3096-93
12、《环境空气质量标准》GB3095-96
13、《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002
14、《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002
15、《给水排水构筑物工程施工及验收规范》GBJ141-90
16、《地基与基础工程质量验收规范》GB50202-2002
17、《采暖通风与空气调节设计规范》GBJ19－872001版
18、《建筑中水设计规范》CECS30-1991
19、《10kV及以下变电所设计规范》GB50053－94
20、《低压配电设计规范》GB50054－95
21、《供配电系统设计规范》GB50052－95
22、《电力工程电缆设计规范》GB50217－94
23、《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》GB50062－92
24、《工业企业照明设计标准》GB50034－92
25、《建筑物防雷设计规范》GB50057－94
26、《工业与民用电力装置的接地设计规范》GBJ65－83
27、《自动化仪表选型规定》HG20507－92
28、《仪表供电设计规定》HG20509－92
29、《仪表系统接地设计规定》HG20513－92
30、《计算机机房设计规范》GB50174-93
31、《分散型控制系统工程设计规范》HG20573
32、《电气装置的电测量仪表装置设计规范》GBJ63－90
33、《分散型控制系统工程设计规定》HG/T20573-95
34、《控制室设计规定》HG20508－92
35、《信号报警、联锁系统设计规定》HG20511－92
36、《民用建筑设计规范》JGJ37－87
37、《建筑设计防火规范》GBJ16－87（2001年版）
2.2设计范围
1、污水处理站的总体设计，包括工艺、电气设计、仪表与自动控制，以及对土建工程相关的建筑、结构设计提出合理的设计建议与理念等。
2、处理站的设计主要分为污水处理和污泥处理及处置两大部分。
1）污水处理
根据水量、水质变化情况，结合污水本身所特有的情况，选择技术成熟、经济合理、运行灵活、管理方便、处理效果稳定的方案。
2）污泥处理与处置
污水处理过程中产生污泥，应进行稳定处理，防止对环境造成二次污染；并妥善考虑污泥的最终处置。
2.3设计原则
1、本设计方案严格执行国家有关环境保护的各项规定，污水处理后必须确保各项出水水质指标均达标排放。
2、采用简单、成熟、稳定、实用、经济合理的处理工艺，保证处理效果，并节省投资和运行管理费用。
3、设备选型兼顾通用性和先进性，运行稳定可靠、效率高、管理方便、维修维护工作量少、价格适中。
4、系统运行灵活、管理方便、维修简单，尽量考虑操作自动化，减少操作劳动强度。
5、设计美观、布局合理，与原有设施统一协调考虑。
6、设置必要的监控仪表，提高控制操作的自动化程度。
7、尽量采取措施减小对周围环境的影响，合理控制噪声、气味，妥善处理与处置固体废弃物，避免二次污染。
3处理工艺流程
3.1设计水量
根据建设方提供的资料，污水处理站设计水量为：
Qd=60m3/d，Qh=3m3/hr
3.2设计水质
一、进水水质
根据建设方提供的资料，进水水质和出水水质为：
序号
项目
进水
出水
1
CODCr（mgL）
943
≤100
2
BOD5（mgL）
604
≤20
3
SS（mgL）
308
≤50
4
PH
6～9
6～9
说明：
表中的COD，BOD5、SS、PH值是为混合废水水质。
二、出水水质
出水达到中华人民共和国《中药类制药工业水污染物排放标准》（GB21906-2008）。
3.3水量与水质分析
3.3.1水量分析
本工程的污水主要来自生产设备冲洗水、车间地面冲洗水，其水量为60m3/d，由于水量较小，其水量变化较大，排放不均匀，因此设计时必须考虑水量的调节措施，否则必将影响工程的处理效果，影响处理工程的连续性。
3.3.2水质分析
生产过程均为物理加工过程，无副产品生成，属于高科技、高附加值、低污染的现代化制药业，其污水的可生化性较好。
3.3.3处理模式分析
从以上水量和水质组成分析，根据我单位已经完成的类似污水处理工程，本工程主要采用厌氧生物处理+好氧生物处理模式。
3.4污水处理工艺流程
3.4.1选择思路
根据上述进出水水量和水质情况，我方考虑污水处理工艺的选择必须依照如下思路：
1、确保废水的充分混合、均衡，避免COD的冲击负荷，设置调节池进行调节。
2、主要采用厌氧生物处理和好氧生物处理为主体的处理工艺，在生化处理构筑物中，去除大部分的污染物；
3、确保达标排放；
4、工艺流程简捷、工程造价低、运行经济、便于管理。
3.4.2污水处理技术
1、拦污设施
废水中（制药废水）含有各类漂浮物质，需设置格栅加以拦截。
以防止堵塞后续的水泵或处理设备；避免在后续水池内沉淀，增加检修次数。
人工格栅具有造价低，格栅拦截的栅渣人工定期清理。
2、水质水量的调节
由于污水排放的水量水质很不均匀，造成污水来水水质、水量波动较大，因此只有足够大的调节容量才能使进入生化处理的水质、水量稳定，因此必须设置均化调节池，进行水量水质的均衡，减轻后续处理构筑物的冲击负荷。
3、生物处理
污水经过调节池均质调节后，采用厌氧生物处理和好氧生物处理最经济的处理工艺，生物法工作过程为：
通过驯化培养而聚集的优势微生物群体，在生长过程中利用周围环境中的营养物质即水中的有关污染物质进行新陈代谢，达到降解污染物、净化水质的目的。
污水进入好氧处理，通过好氧生物的作用将污染物去除。
其污染物去除机理如下所示：
有机污染物氧化反应为（有机物以CxHyOz表示）：
酶
4CxHyOz+（4x+y-2z）O24xCO2+2yH2O+能量
氨氮氧化方程式如下：
亚硝酸细菌
2NH4++3O22NO2-+4H++2H2O+能量
硝酸细菌
2NO2-+O22NO3-+能量
降解水中有机物的同时，主要通过硝化细菌去除水中的氨氮。
经过此阶段，污水已得到较彻底的净化。
生物处理工艺按生物生长状态，分为活性污泥法、生物膜法。
活性污泥工艺中生物以菌胶团的形式悬浮于水中，通过曝气混合分解污水中的污染物。
活性污泥工艺按其运行方式分为：
普通曝气池、氧化沟、SBR、A/O、A/A/O等，主要应用于大型的污水处理厂。
除SBR工艺外，均需设置污泥回流泵，设备较多，所以SBR工艺在中、小型污水处理工程也有应用，但SBR工艺设计负荷较小，一般为0.1kgBOD5/m3∙d，占地面积较大，由于滗水需要，水池深度较大，同时自动控制设备较多，一旦设备故障或运行参数发生变化，必须对整个运行程序进行调整。
同时小型污水处理采用活性污泥工艺，容易发生污泥膨胀引起污泥流失，使处理池内的污泥浓度得不到保证，从而影响处理效果。
生物膜法在处理池内设置填料，作为生物的载体，使大量生物附着生长，同时污水中又有一定浓度的悬浮生物。
按其运行方式分为：
生物接触氧化法、生物滤池、生物转盘等。
生物滤池和生物转盘一般使用于水量较小、进水浓度较低的污水处理，由于其生物浓度较低，设计负荷较小，占地面积较大，抗冲击负荷性能较差，目前使用的已较少。
生物接触氧化法工艺通过配以高效填料，具有处理负荷高、耐冲击负荷、不产生污泥膨胀，设施体积小、污泥产生量少、运行稳定可靠、管理方便等优点，该方法广泛应用于有机污废水的处理工程，尤其适用于中小型地埋式污水处理站。
所选用的填料安装简单、维修更换方便、不易堵塞、重量轻、比表面积大于200m2/m3，使用寿命可达十年以上。
本工程处理构筑物采用半地下式布置，因此选用生物接触氧化法作为本工程的生物处理工艺。
3.4.3工艺流程
1、工艺流程
本污水处理站主要工艺过程设计如下：
该厂生产废水汇总经人工格栅拦截废水中的较大悬浮物和漂浮物，定期外运。
混合废水经人工格栅除渣后进入均质调节池，在均质调节池中进行水量和水质的调节。
调节池的出水经加入絮凝剂PAC和脱色剂次氯酸钠后进入初沉池，废水经过沉淀后，进入水解酸化池，污水中的有机物在厌氧微生物的作用下消化降解。
水解酸化池出水自流进入生物接触氧化池，在生物接触氧化池中通过曝气以优势的微生物种群、高负荷活性污泥吸附废水有机物。
出水进入二沉池，二沉池自流进入脱色池，脱色池出水达标外排。
污水处理工艺流程图
2、污水处理工艺设计处理效果
设计处理效果一览表
处理单元
指标
CODcr
BOD5
SS
人工格栅
进水（mg/L）
943
604
308
出水（mg/L）
943
604
308
去除率%
／
/
/
调节池
进水（mg/L）
943
604
308
出水（mg/L）
943
604
308
去除率%
／
/
/
初沉池
进水（mg/L）
943
604
308
出水（mg/L）
943
604
123.2
去除率%
／
/
60
水解酸化池
进水（mg/L）
943
604
123.2
出水（mg/L）
188.6
120.8
61.6
去除率%
80
80
50
生物接触氧化池
进水（mg/L）
188.6
120.8
61.6
出水（mg/L）
37.7
12.1
49.3
去除率%
80
90
20
二沉池
进水（mg/L）
37.7
12.1
49.3
出水（mg/L）
34
11
19.7
去除率%
10
10
60
总去除率％
≥96.4
≥98.2
≥93.5
3.4.4栅渣及污泥的处理与处置
1栅渣的处置
栅渣中含有的垃圾必须合理处置。
本设计选用的人工格栅，栅渣定期外运或焚烧。
2污泥的处理与处置
污泥是污水处理过程的产物，是整个污水处理的重要组成部份，处理目的在于降低污泥含水率，减少污泥体积，达到性质稳定，并为进一步处置创造条件。
污泥处理的一般流程为：
浓缩→消化→脱水干化→处置。
考虑到若采用消化处理，需增加消化池、加热系统、搅拌、沼气处理等一系列构筑物及设备，投资增加，且规模较小，经济效益差，故不考虑污泥消化处理。
污泥直接采用污泥车抽吸外运。
4处理工艺设计
4.1主要工艺构（建）筑物、处理设备
4.1.1人工格栅
由于废水排放过程中携带有大量的悬浮物及固形物、漂浮物，这些固形物对后续处理设施如泵有较大的影响，所以必须去除，本工程设计人工格栅拦污设备，栅渣由人工定期清理。
单格过栅流量Q＝3m3/h,栅条间隙B＝8mm，栅条宽度S=5mm，安装角度α=600,格栅有效宽度B′＝300mm,格栅井尺寸1000×600×1000mm
4.1.2均质调节池
由于污水来水不均匀，水质、水量存在波动，因此只有足够的调节容量的均质池才能使进入后续处理工艺的水质、水量稳定。
故设置均质调节池。
废水经人工格栅后去除大颗粒悬浮物固体，进入该均质调节池。
均质调节池平面尺寸：
A=8m，B=2m，H=1.8m有效容积为：
24m3，水力停留时间为8小时。
4.1.3水解酸化池
水解酸化池设计采用上流式厌氧污泥床，将污水中的有机物在厌氧微生物的作用下消化降解，设计水解酸化池1座，有效容积为30m3，总停留时间为HRT=10h。
有效水深为5米，长宽为3*2米。
水解酸化出水自流进入生物接触氧化池。
4.1.4生物接触氧化池
1.接触氧化法的特点
1）有较高的污泥浓度，除了填料表面生长有生物膜外，在填料间隙还有悬浮生长的微生物，污泥浓度一般可达10-20g/l，比活性污泥法高许多（2-3g/l）。
2）生物膜具有丰富的生物相，膜中的微生物不仅数量多，而且种类也多，除了游离态和菌胶团内的细菌外，还有大量附着于填料表面的丝状菌，它的繁殖不仅不会引起污泥膨胀，相反能改善有机物的去除效果，另外在生物膜上还有多种原生动物和后生动物，形成了稳定的生态系。
3）生物活性高，由于采用微孔曝气器，气泡直径小且密集空气气泡在填料空隙中起了充分搅拌的作用，加之生物膜后生动物的存在可软化生物膜，从而加速生物膜的脱落更新，使生物膜具有较高的活性。
4）具有较强的氧利用率，由于生化池内设置组合填料，生化池曝气装置采用圆盘式微孔曝气器，气泡在填料中曲折穿过，增加了停留时间，从而提高了氧从气相向液相转移的效率，一般接触氧化池中的氧利用率高达45%。
5）具有较强的耐受冲击负荷能力，这主要是接触氧化池中污泥浓度高，加上曝气的充分搅动，负荷冲击可得到缓冲而从不致影响工作性能。
6）生物接触氧化工艺具有较高有机负荷和水力负荷率。
2.接触氧化池设计技术参数
氧化池容积V=36m3，氧化池长4米，宽3米，深3米，池中布置φ219微孔曝气器60只，在生物接触氧化池中摆放组合填料，便于好氧菌附着，可大大增加好氧菌的浓度。
所需填料体积为30m3。
填料采用新型组合立体填料，这种填料具有不易堵塞、重量轻、比表面积大，效果稳定的优点，并且易于检修和更换。
生化停留时间12hr。
5.1-1圆盘式微孔曝气器技术性能一览表
工作条件
清水充氧性能
水深
（m）
气量
（m3/h）
压力损失
（pa）
qe
（kgo2/h）
ε
（%）
Ё
（kgo2/kw.h）
4.0
3
2900
0.336
31.54
6.99
3.0
3
3400
0.18
21.70
6.58
注：
qe曝气器充氧能力（kg/h）
ε曝气器氧利用率（%）
Ё理论动力效率（kg/kw.h）
4.1.5二沉池
污水经曝气池处理后，水中含有一定量的悬浮固体，为了使出水SS达到排放标准，我们采用二沉池来进行固液分离。
二沉池设置为竖式沉淀池。
曝气池出水由二沉池中心管进入，在穿孔挡板（整流板）的作用下废水在池内沿辐射方向流向池的四周，水流速度有大到小变化。
在池四周出水口处设置锯齿形三角堰，使出水均匀。
二沉池沉淀污泥一部分由泵回流至生物接触氧化池，多余部分排入污泥池。
二沉池平面尺寸4×3×3m。
4.1.6脱色池
二沉池出水自流进入脱色池，脱色池出水直接排放。
脱色池的平面尺寸4×3×2m，有效容积为12m3，水力停留时间为4小时。
采用投加次氯酸钠的方式进行脱色处理。
。
4.1.7污泥池
污泥浓缩池平面尺寸4×5×3m，容积为18m3。
污泥池内的上清液溢流进入均质调节池。
在污泥池内设置曝气系统，采用鼓风机穿孔曝气方式，主要起以下主要功能：
1）避免污泥厌氧发酵散发臭气；
2）防止污泥在池底板结；
3）进行好氧消化减量处理。
4.1.8鼓风机
风机安置于风机房内，污水处理站充氧设备采用回转式鼓风机。
该风机采用世界先进技术，具有运行安全可靠，维修方便，噪音低，对周围环境影响小的特点，较适合中、小型污水站使用。
4.2主要处理构（建）筑物、设备表
4.2.1主要处理构（建）筑物
序号
名称
设计参数
数量
单位
备注
1
格栅井
平面尺寸：
1.00.6m
水深：
1.0m
1
座
新建
2
均质
调节池
停留时间：
8hr
平面尺寸：
28m
水深：
1.5m
1
座
新建
3
初沉
池
停留时间：
6hr
平面尺寸：
2.03.0m，
水深：
3.0m
1
座
新建
4
水解酸化
池
停留时间：
10hr
平面尺寸：
2.03.0m，
水深：
5.0m
1
座
新建
5
生物
接触
氧化池
停留时间：
12hr
平面尺寸：
4.03.0m，
水深：
3.0m
1
座
新建
6
二沉池
停留时间：
6hr
平面尺寸：
2.0×3.0m
水深：
3.0m
1
座
新建
7
脱色
池
停留时间：
4hr
平面尺寸：
2.0×3.0m
水深：
2m
1
座
新建
8
污泥
浓缩池
停留时间：
9hr
平面尺寸：
6.04.5.0m
水深：
3.0m
1
座
新建
4.2.2主要处理设备表
序号
设备名称
规格型号
数量
单位
性能参数
1
人工格栅
600
1
台
B=300mm,b=8mm
2
污水提升泵
WQ7-7-8-0.55
2
台
7m3/hr，8m，0.55KW
3
鼓风机
HC-65
2
台
1.5m3/h,0.3kgf/cm2,2.2Kw
4
微孔曝气器
φ219
60
套
单只通气量Q=2.5m3/h
5
加药装置
3
套
脱色2套、PAM一套
6
沉淀池配水装置
1
套
7
生化池曝气系统
1
套
用于生物接触氧化池
8
污泥池曝气系统
1
套
用于污泥池
9
组合填料及支架
30
m3
用于生物接触氧化池
10
电控系统
1
套
11
管道阀门
若干
5高程设计和总图设计
5.1高程设计
处理站主要处理构筑物采用半地下组合式，设备房采用地上式。
污水经过均质调节池，再自流进入水解酸化池，然后重力流入各处理构筑物，最后自流排放。
5.2总图设计
处理站占地为13.4×6.6米，周围设置道路，通过装饰工程，与周围原有建筑物协调。
6电气、仪表及监控系统
6.1电气设计
6.1.1供电形式
本处理站，根据设备情况，采用低压专用线供电。
6.1.2结线形式
二路进线接入低压进线柜。
6.2接地
本系统采用TN-S制保护，设备的金属外壳均与接地线连接。
6.3仪表
污泥池
浮球液位计1套，通过液位设定控制污泥泵的开停。
6.4控制方式
1、控制方式设置集中控制柜和现场控制柜。
通过PLC可编程序控制器集中显示并自动控制所有设备的运转情况。
各设备亦可单台控制。
为便于操作，有关设备设置现场开关。
现场控制箱上有手动挡，自动挡开关。
当处在手动挡状态时，操作人员可在现场启动、关闭设备。
但现场发生情况，手动停止按钮仍然可以关闭系统，即实行手动优先原则。
2、所有设备的运行状况和所有监测仪表的状态（运行、关闭、故障）在中控室显示。
3、根据监测仪表传递的信号，自动控制相应设备的动作。
4、备用设备之间可定时自动切换。
5、对于间歇运行的设备，通过编程定时运行。
6、相关设备实现联动功能。
7、出现异常情况，自动报警功能。
8、自动生成运行记录和打印生产报表。
7防腐、防渗设计
7.1防腐
本污水处理工程中，部分物品和材料处于腐蚀性环境，需进行防腐考虑，以减少水中污染物和腐蚀性气体对构筑物、建筑物、设备和设施等的腐蚀，确保设备和设施的运行安全，保证工程质量，保持处理站的美观。
7.1.1防腐对象
1、水泵、鼓风机等设备；输水管、曝气管、加药管道等生产性设备和设施。
2、厂区的栏杆、平台、门窗等附属设施及设备等。
7.1.2腐蚀情况分析
1、污水环境
通常情况下，水中有氧存在时，金属表面形成局部电池引起电化学反应，金属腐蚀就会发生。
污水中存在悬浮物、氮、磷、钾、盐及各种有机化学成分，将产生电解质腐蚀作用。
此外，还有Cl-、S2-、NOx-、SO42-等阴离子对碳钢的腐蚀。
2、空气环境
室外阳光尤其是夏季阳光照射中含有紫外线。
在水上，室外强烈阳光的照射，特别是盛夏高温季节，受热后的污水散发蒸汽，侵蚀钢结构及设备。
其中，有些难溶解性颗粒物积聚粘附在金属表面，又会产生垢下腐蚀、点蚀、坑蚀或缝隙腐蚀等局部腐蚀，使钢结构的腐蚀加剧。
7.1.3防腐措施
1、防腐原则
1）在价格合理的情况下，根据所应用的条件，关键部件和材料的材质选用耐腐蚀和抗腐蚀的材质。
2）针对使用条件，选用合适的防腐涂料和防腐方法。
2、抗腐蚀材质的选用
1）水泵、鼓风机等设备的轴心部件，均为抗腐蚀金属。
2）水管、污泥管等工艺管道主要采用镀锌钢管或经过防腐处理的钢管。
水下部分曝气管道和加药管道均采用耐腐蚀的ABS管。
填料支架的A3钢进行防腐制作。
3）管材防腐
小口径管道（管径≤DN100mm）均采用镀锌钢管及镀锌配件。
大口径管道（管径>DN100mm）采用钢管和钢制配件，外壁涂三道、内壁涂二道环氧煤沥青。
所采用的阀门外涂一道环氧树脂漆以加强防腐。
7.2防渗措施
本处理站主体构筑物均为钢筋混凝土结构，为避免地下水渗入或池内水渗出，构筑物结构采用抗渗设计，并在池体内壁用20mm厚1：
2水泥砂浆粉刷，池外壁涂851防水涂料。
8工程估算
8.1编制说明
1、《湖北省建筑工程概预算定额》及相关费率标准。
2、《湖北省建筑安装工程概预算定额》及有关资料。
3、设备价格采用厂家咨询价格及参考近期相应工程设备价计算。
4、有关费用计算表。
8.1工程报价
附件一主要处理构（建）筑物造价一览表（RMB.万元）
序号
名称
设计参数
容积（m3）
数量
单价（万元）
造价（万元）
1
格栅井
平面尺寸：
1.0⨯0.6m，水深：
1.0m
0.6
1座
0.13
0.08
2
均质调节池
停留时间：
8hr，平面尺寸：
8*2m，水深：
1.5m
24
1座
0.13
3.12
3
初沉池
停留时间：
6hr,平面尺寸：
2.0*3.0m，水深：
3.0m
18
1座
0.13
2.34
4
水解酸化池
停留时间：
10hr,平面尺寸：
2.0*3.0m，水深：
5.0m
30
1座
0.13
3.90
5
生物接触氧化池
停留时间：
12hr，平面尺寸：
4.0*3.0m，水深：
3.0m
36
1座
0.13
4.68
6
二沉池
停留时间：
6hr，水深：
3.0m，平面尺寸：
2.0×3.0m，水深：
3.0m
18
1座
0.13
2.34
7
脱色池
停留时间：
4hr，平面尺寸：
2.0×3.0m，水深：
2m
12
1座
0.13
1.56
8
污泥浓缩池
平面尺寸：
2.0⨯
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