300吨制药废水处理方案.docx
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300吨制药废水处理方案
制药废水处理工程
诸城市盛金源环保设备有限公司
二零一五年七月
第1章总论2
第2章设计指标6
第3章处理工艺流程8
第4章主要构筑物及设备工艺设计11
第5章其他设计28
第6章投资估算30
第7章服务承诺32
第1章总论
1.1概述
大唐制药集团有限公司是一家制药企业，企业在生产过程中产生
了部分的生产废水，为了达到国家环保对工厂污水的处理要求，减少
生产过程中产生的废水对周边水环境的污染，该加工公司遵照“环保先行”原则，特委托我公司对该厂所造成的水污染提出初步设计方案，使之实现长期稳定达标排放。
根据以往多年的环境工程实践及经验，并吸收国内外最新环境工程技术，行研结合企业的实际情况对该废水处理工艺进究、设计，并形成一套切实可行、科学合理、经济及社会效益显著的工艺路线，据此编制完成本设计方案，供专家审查及企业投资部门决策选用。
1.2设计依据
《工业企业照明设计标准》（GB50034-92）
《室外排水设计规范》（2014年版）GB50014-2014
《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003
《污水综合排放标准》GB8978-1996
《民用建筑设计通则》GB50352-2005
《工业与企业总平面设计规范》GB50187-93
《给水排水工程构筑物结构设计规范》GB50069-2002
《给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规范》CECS138-2002
《混凝土结构设计规范》GB50010-2002
《室外排水设计规范》（2014年版）GB50014-2014
《砌体结构设计规范》（GB50003-2001
《钢结构设计规范》（GB50017-2003
《建筑结构荷载设计规范》（GB50009-2001（2006年版）
《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002
《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002）
《建筑结构可靠可靠设计统一标准》（GB50068-2001
《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001
《建筑抗震设计规程》（DGJ08-9-2003）
《构筑物抗震设计规范》（GB/J50191-93）
《室外给水排水和燃气助力工程抗震设计规范》（GB50032-2003
《建筑设计防火规范》（GB50016-2006
《建筑内部装修设计防火规范》（GB50222-95（2001年版）
《工业企业设计卫生标准》（GB/Z1-2002）
《工业企业噪声控制设计规范》（GB/J140-90）
《供配电系统设计规范》（GB50052-95
《低压配电设计规范》（GB50054-95
《通用用电设备配电设计规范》（GB50055-93）
《建筑防雷设计规范》（GB50057-94（2000年版）
《系统接地的型式及安全技术要求》（GB14050-1993
《控制室设计规定》（HG/T20508-2000
《仪表供电设计规定》（HG/T20509-2000）
《信号报警、联锁系统设计规定》（HG/T20511-2000）
《仪表配管、配线设计规定》（HG/T20512-2000）
《土基与基础工程质量验收规范》（GB50202-2002
《给水排水构筑物工程施工及验收规范》（GB50141-2008
《砌体工程施工质量验收规范》（GB50203-2002
《室外给水设计规范》（2006年版）GB50013-2006
《室外排水设计规范》（2014年版）GB50014-2014
《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003
《污水综合排放标准》GB8978-1996
《民用建筑设计通则》GB50352-2005
《工业与企业总平面设计规范》GB50187-93
《给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规范》CECS138-2002
《混凝土结构设计规范》GB50010-2002
《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002
《给水排水管道工程施工及验收规范》（GB50268-97）
《工业金属管道工程施工及验收规范》（GB50235-97）
《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》（GB50242-2002
《机械设备安装工程施工及验收通用规范》（GB50231-98
《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》（GB50236-98）
《电气装置施工及验收规范》（GB/J232-82）
《自动化仪表工程施工及验收规范》（GB50093-2002
«中华人民共和国环境保护法》
《中华人民共和国水污染防治法》
其他适用于本工程的有关国家规范和标准
加工厂提供的相关资料。
1.3设计原则
⑴在类比国内同规模处理水量的污水处理厂的处理工艺的基础
上，针对制药企业的废水水质特点，选用技术先进可靠、工艺成熟稳妥、处理效率高、运行成本低、操作管理方便的污水处理工艺，确保出水达到预期处理效果；
⑵选用质量可靠，维修简便，能耗低的设备，尽可能降低处理系统的运行费用；
⑶自动控制系统根据工艺控制需要设置，以降低劳动强度，确保系统稳定运行；
⑷总图布置合理、紧凑、美观。
污水处理站内一般进行一次提升，工艺流程流畅，出水自流排放。
1.4设计范围
本项目设计范围为总图设计、污水处理、污泥处理三大部分，具体包括：
污水处理站内的污水处理工艺、土建、设备、电气的设计。
污水处理站外的污水接入管、外排管、电缆、自来水管等不在本方案设计范围内。
第2章设计指标
2.1污水种类和水量
根据加工厂提供的有关数据，污水种类主要是制药过程中产生的生产废水及部分生活污水，并确定设计污水处理规模为是日处理量300吨，即300m/d，污水运行按照每天20h考虑，即污水处理设施的平均小时处理能力按照每天生产时间按8小时计算，其最大水量按
15nn/h计算。
2.2污水水量、污染物浓度分析
本项目的污水水质进行实地监测，现场取样，数据来源于业主提
供的数据，确定污水的水质如下其水质水量指标详见表2-1。
表2-1污水水质
污染因子
CODmg/l）
BODig/l）
总磷（ng/）
SS（mg/l）
PH
氨氮
水质
<5000
>800
0.843
<117
6~9
7.74
2.3废水水质特点
项目产生废水包括生产废水、设备及地面冲洗水、生活污水。
根据业主提供的废水水质数据，本工程废水COD较高，B/C很低,属于很难可生化性的高浓度废水，水质波动较大。
2.4设计处理规模、进水水质及排放标准
⑴设计处理规模：
根据业主的要求，污水处理站按300mVd，即15nVh进行设计⑵设计进水水质
确定其水质为：
⑶排放标准
污染因子
CCHDmg/l）
BODig/l）
总磷（ng/）
SS（mg/l）
PH
氨氮
水质
<5000
>800
0.843
<117
6~9
7.74
根据业主与当地政府部门要求，本工程废水处理完成后，排入下
游市政污水处理厂，故本工程处理后废水水质满足如下表要求:
污染因子
CCcr（mg/l）
BODIg/l）
总磷mg/）
SS（mg/l）
PH
氨氮
水质
<500
<300
<8
<100
6~9
<35
第3章处理工艺流程
3.1污水处理工艺流程选择
污水处理厂污水处理及污泥处理工艺方案的选择原则是：
⑴在常年处理运转中要保证出水所要求的处理程度，处理效果稳定，技术成熟。
⑵运行管理方便、运转方式灵活，并可根据不同的进水水质调整运行方式和参数，最大限度地发挥处理装置和构筑物的处理能力。
⑶便于实现处理工艺运转的自动控制，以尽可能少的投入取得尽
可能大的效益。
依据上述原则，参照国内类似特征污染因子的污水处理研究成果
及已建成的污水处理厂的运行经验，结合进水水质的特点和业主提出的水质排放要求，本设计方案采用微电解+中和反应+混凝沉淀+水解酸化+UASB两级接触氧化+强氧化的工艺，详见图3-1污水处理工艺流程框图，本方案的优点主要体现如下：
1在原水可生化性极低的情况下，通过初期微电解反应，提高废水的可生化性，以利于后续生化反应的正常进行。
2通过对废水进行混凝沉淀的预处理作用，可以有效去除废水中的难降解成分，利于后续的生化反应进行。
3生化处理采用水解酸化+UASB两级接触氧化工艺，对处理中高浓度废水具有一定的优势，耐冲击负荷能力较强，确保废水处理效果好氧处理后的废水经沉淀池后，流入高级氧化池，经高级氧化池氧化后的清水打入BAF经BAF暴气生物滤池出水可达到业主的要求。
4生化污泥部份可回流到活性污泥池，剩余污泥经污泥浓缩后采用板框压滤机进行机械脱水，滤液流回调节池重新处理，泥饼外运安全处置，尽可能减少固体废物的产生量。
5为了保证最后的出水效果，采用催化氧化的方式，可以有效避免出水超标问题。
_,_,丄
—
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B
—
utttthH二就鞠ma
UASBP
―中同水池
废水
图3-1污水处理工艺流程方框图
3.2污水处理工艺流程说明
本工艺米用微电解+中和反应+混凝沉淀+水解酸化+UASB两级接触氧化+催化氧化，主要工艺流程如下：
废水首先经机械格栅去除废水中的绝大多数较大固形物后，进入
调节池，废水在调节池内进行水质均衡后，然后进入后续的调酸池，经加药调节PH至合适后，经泵输送至后续的微电解反应塔，经微电解反应塔处理后，流入后续的中和池，废水在中和池内，再次进行PH调节，经调节至中性后，流入后续的混凝沉淀池，废水中的大部分固形物在药剂的作用下形成沉淀，上清液流入后续的水解酸化池，废水中的大多数难降解有机物在微生物水解酶的作用下，大分子有机
物变为小分子有机物，可生化性提高后，流入后续的中间水池，废水在中间水池内经过加热升温后，泵入后续的UAS欢氧反应器，经过厌氧处理后，出水进入厌氧沉淀池，沉淀池上清液流入后续的接触氧化池，经好氧处理后的废水进入二沉池，二沉池出水进入中间水池，经泵提升后进入催化反应器，经最终深度处理后达标外排。
本工程在絮凝沉淀、厌氧沉淀池、二沉池等单元会产生一定量的污泥，剩余污泥打入污泥浓缩池经浓缩后输送至板框压滤机压滤后外运安全处置，滤液流入调节池。
第4章主要构筑物及设备工艺设计
4.1.格栅及调节池：
作用：
用于废水的暂存，并且去除废水中大的物体，进行水
质及水量的调节。
工艺尺寸：
6000mm>5000mm>5000mm
有效容积：
135m
停留时间：
HRT=9h
数量：
1座
形式：
地下式钢砼结构
工艺尺寸：
附属设施：
A.细格栅：
处理量：
20-50m3/h
栅隙：
a=2mm
渠深：
H=3.0m
安装角度：
75°
材质：
碳钢支架不锈钢耙齿
功率：
0.75KW
数量：
1台
b.污水提升泵：
材
质:
铸铁
数
量：
2台（1用1干备）
4.2
调酸池
作
用:
用于废水的PH调节，保证后续处理单兀的正常运行。
工艺尺寸：
4000mm4000mm>5000mm
有效容积：
72用
停留时间：
HRT=4.5h
数
量：
1座
形
式:
地下式钢砼结构
附
注:
防腐
附属设施：
A.耐腐蚀提升泵：
材质：
铸铁
数量：
2台（1用1干备）
附注：
内衬塑防腐
B.潜水搅拌系统：
1套
规格型号：
①50
材质：
UPVC
C.加酸系统：
搅拌罐：
玻璃钢或PE
容积：
400L
搅拌系统：
玻璃钢或碳钢衬胶
功率：
0.37kw
计量泵：
300ml/h
材质要求：
防酸
功率：
0.37kw
数量：
1套
4.3微电解反应器
作用：
通过反应器内的微电解填料在酸性条件下形成铁碳原电池，利用其高化学活性，改变废水中有机污染物的结构，使部分不可生化的大分子有机污染物变成可降解的小分子物质，以利于后续生化反应的顺利进行。
规格型号：
①2500>5000mm
填料体积：
13.5t
处理量：
8mT/h
材质：
Q235内防腐处理
数量：
2台
4.4中和池
作用：
对微电解反应器的出水进行PH调节，以满足后絮凝沉淀的处理要求。
工艺尺寸：
4000mrnWOOOmm>5000mm
有效容积：
72用
停留时间：
HRT=4.5h
数量：
1座
形式：
地下式钢砼结构
附注：
防腐
附属设施：
A.提升泵：
材质：
铸铁
数量：
2台（1用1干备）
B.曝气搅拌系统：
1套
规格型号：
①50
材质：
UPVC
C.加碱系统：
搅拌罐：
①1600mrW800
容积：
2.5m3
搅拌系统：
304
功率：
1.1kw
材质要求：
耐碱
数量：
1套
4.5混凝沉淀器
作用：
对微电解反应器的出水进行PH调节，以满足后絮凝沉淀的处理要求。
工艺尺寸：
？
2000X3600
数量：
1台
材质：
玻璃钢材质
附注：
防腐
材质：
碳钢
加药系统：
1套
46水解酸化池
作用：
水解（酸化）处理方法是一种介于好氧和厌氧处理法
之间的方法，和其它工艺组合可以降低处理成本提高处理效率。
水解
酸化工艺根据产甲烷菌与水解产酸菌生长速度不同，将厌氧处理控制在反应时间较短的厌氧处理第一和第二阶段，即在大量水解细菌、酸化菌作用下将不溶性有机物水解为溶解性有机物，将难生物降解的大分子物质转化为易生物降解的小分子物质的过程，从而改善废水的可生化性，为后续处理奠定良好基础。
水解是指有机物进入微生物细胞前、在胞外进行的生物化学反应。
微生物通过释放胞外自由酶或连接在细胞外壁上的固定酶来完成生物催化反应。
酸化是一类典型的发酵过程，微生物的代谢产物主要是各种有机酸。
从机理上讲，水解和酸化是厌氧消化过程的两个阶段，但不同的工艺水解酸化的处理目的不同。
水解酸化-好氧生物处理工艺中的水解目的主要是将原有废水中的非溶解性有机物转变为溶解性有机物，特别是工业废水，主要将其中难生物降解的有机物转变为易生物降解的有机物，提高废水的可生化性，以利于后续的好氧处理。
考虑到后续好氧处理的能耗问题，水解主要用于低浓度难降解废水的预处理。
混合厌氧消化工艺中的水解酸化的目的是为混合厌氧消化过程的甲烷发酵提供底物。
而两相厌氧消化工艺中的产酸相是将混合厌氧消化中的产酸相和产甲烷相分开，以创造各自的最佳环境。
工艺尺寸：
7000mm>6000mm>5000mm
有效容积：
162m
停留时间：
HRT=10h
形式：
地下式钢砼结构
数量：
1座
附属设施：
A.填料：
规
格:
DBII
材
质:
UPVC
数
量:
3
120m
B.池底布水系统
规格型号：
①50
材
质：
UPVC
4.7中间水池
作用：
作为水解酸化池出水的暂存池
工艺尺寸：
4000mn>2000mn>5000mm
有效容积：
36m
停留时间：
HRT=2h
数量：
1座
形式：
地下式钢砼结构
附属设施：
A：
提升潜污泵
材质：
铸铁
数量：
2台（1用1干备）
4.8UASB厌氧塔
废水厌氧生物处理在早期又被称为厌氧消化、厌氧发酵；是指在厌氧条件下由多种（厌氧或兼性）微生物的共同作用下，使有机物分解并产生CH和CO的过程。
根据20世纪的相关研究，UAS麻氧生物过程符合“两阶段理论”。
不溶性有机物
胞内酶产酸菌
F
1F
细菌细胞
脂肪酸、醇类、
H、CO
其它产物
段
酸性发酵阶
J可溶性有机
水解胞外酶
内源呼胞内酶产甲烷菌
吸产物
4
**
1细菌细胞|C02、CH4
图1厌氧反应的两阶段理论图示
第一阶段：
发酵阶段，又称产酸阶段或酸性发酵阶段；主要功能
是水解和酸化，主要产物是脂肪酸、醇类、C◎和H等；主要参与反
应的微生物统称为发酵细菌或产酸细菌；这些微生物的特点是：
1）
生长速率快，2）对环境条件的适应性（温度、pH等）强。
第二阶段：
产甲烷阶段，又称碱性发酵阶段；是指产甲烷菌利用前一阶段的产物，并将其转化为CH4和CO2主要参与反应的微生物被统称为产甲烷菌（Methaneproducingbacteria）;产甲烷细菌的主要特点是：
1）生长速率慢，世代时间长；2）对环境条件（温度、pH抑制物等）非常敏感，要求苛刻。
2、三阶段理论
对厌氧微生物学的深入研究后，发现将厌氧消化过程简单地划分
为上述两个过程，不能真实反映厌氧反应过程的本质；
厌氧微生物学的研究表明，产甲烷菌是一类十分特别的古细菌
（Archea），除了在分类学和其特殊的学报结构外，其最主要的特点是：
产甲烷细菌只能利用一些简单有机物作为基质，其中主要是一些简单的一碳物质如甲酸、甲醇、甲基胺类以及H/CO等，两碳物质中只有乙酸，而不能利用其它含两碳或以上的脂肪酸和甲醇以外的醇类；
上世纪70年代，Bryant发现原来认为是一种被称为“奥氏产甲烷菌”的细菌，实际上是由两种细菌共同组成的，一种细菌首先把乙
醇氧化为乙酸和H2（—种产氢产乙酸细菌），另一种细菌则利用H2
和C02产生CH4（—种真正意义上的产甲烷细菌一一嗜氢产甲烷细
菌）；因而，Bryant提出了厌氧消化过程的“三阶段理论”：
CH^
同型产乙酸菌
说明」）lm皿丸三阶段理论,
KIK111，1\"为四类群理论'
2）所产生的细胞物质齐表示在图中
@2厌至王卫二三初段廷论和四矣薛谨沦
本工程中UASB勺作用主要是利用厌氧过程中的水解及酸化作用
水解、发酵阶段:
产氢产乙酸阶段：
产氢产乙酸菌，将丙酸、丁酸等脂肪酸和乙醇
等转化为乙酸、H/CO;
产甲烷阶段：
产甲烷菌利用乙酸和H2、CO产生CH;
一般认为，在厌氧生物处理过程中约有70%勺CH产自乙酸的分解,其余的则产自H2和CO。
在UASB厌氧反应器内，污水自下而上通过UASB反应器底部有一个高浓度、高活性的污泥床，污水中的大部分有机污染物在此间经过厌氧发酵降解为甲烷和二氧化碳。
因水流和气泡的搅动，污泥床之上有一个污泥悬浮层。
反应器上部有设有三相分离器，用以分离消化气、消化液和污泥颗粒。
消化气自反应器顶部导出；污泥颗粒自动滑落沉降至反应器底部的污泥床；消化液从澄清区出水。
UASB负荷能力很大，适用于高浓度有机废水的处理。
运行良好的
UASB有很高的有机污染物去除率，不需要搅拌，能适应较大幅度的负荷冲击、温度和pH变化。
UASB反应器中的厌氧反应过程与其他厌氧生物处理工艺一样，包括水解，酸化，产乙酸和产甲烷等。
通过不同的微生物参与底物的转化过程而将底物转化为最终产物一一沼气、水等无机物
在厌氧消化反应过程中参与反应的厌氧微生物主要有以下几种：
①水解一发酵（酸化）细菌，它们将复杂结构的底物水解发酵成各种有机酸，乙醇，糖类，氢和二氧化碳；②乙酸化细菌，它们将第一步水解发酵的产物转化为氢、乙酸和二氧化碳；③产甲烷菌，它们将简单的底物如乙酸、甲醇和二氧化碳、氢等转化为甲烷[1]
UASM污泥反应区、气液固三相分离器（包括沉淀区）和气室三部分组成。
在底部反应区内存留大量厌氧污泥，具有良好的沉淀性能和凝聚性能的污泥在下部形成污泥层。
要处理的污水从厌氧污泥床底部流入与污泥层中污泥进行混合接触，污泥中的微生物分解污水中的有机物，把它转化为沼气。
沼气以微小气泡形式不断放出，微小气泡在上升过程中，不断合并，逐渐形成较大的气泡，在污泥床上部由于沼气的搅动形成一个污泥浓度较稀薄的污泥和水一起上升进入三相分离器，沼气碰到分离器下部的反射板时，折向反射板的四周，然后穿过水层进入气室，集中在气室沼气，用导管导出，固液混合液经过反射进入三相分离器的沉淀区，污水中的污泥发生絮凝，颗粒逐渐增大，并在重力作用下沉降。
沉淀至斜壁上的污泥沿着斜壁滑回厌氧反应区内，使反应区内积累大量的污泥，与污泥分离后的处理出水从沉淀区溢流堰上部溢出，然后排出污泥床。
与其他类型的厌氧反应器相较有下述优点：
（1）.污泥床内生物量多，折合浓度计算可达20~30g/L；
（2）.容积负荷率高，在中温发酵条件下，一般可达10kgCOD/（m3・d）左右，甚至能够高达15~40kgCOD/（m・d），废水在反应器内的水力停留时间较短，因此所需池容大大缩小。
（3）.设备简单，运行方便，勿需设沉淀池和污泥回流装置，不需要充填填料，也不需在反应区内设机械搅拌装置，造价相对较低，便于管理，且不存在堵塞问题。
工艺尺寸：
①7500mrnilOOOmm
有效容积：
320m3
停留时间：
30小时
内防腐：
三油两布内防腐
数量：
1座
材质：
地上钢砼结构
附属设施：
A:
循环泵
材质：
铸铁
数量：
3台（2用1干备）
B：
其他附属设备
布水系统：
1套
沼气净化系统：
1套
加热系统：
1套
水封罐：
1个
4.9厌氧沉淀池
作用：
为了保证厌氧反应器内有足够的厌氧污泥，对出水可能含
有的厌氧污泥进行沉淀，经沉淀池沉淀后把污泥回流至厌氧反应器。
工艺尺寸：
①5000mm>4500mm
形式：
半地上钢砼结构
数量：
1座
附属设施：
A:
污泥回流泵
材质：
铸铁
数量：
2台（1用1干备）
B:
中心布水筒
规格型号：
①500mm
安装高度：
H=2500mm
材质：
碳钢
数量：
1根
4.10接触氧化池
本工程的好氧池采用接触氧化池，接触氧化池结构包括池体，填
料，布水装置，曝气装置。
工作原理为：
在曝气池中设置填料，将其作为生物膜的载体。
待处理的废水经充氧后以一定流速流经填料，与生物膜接触，生物膜与
悬浮的活性污泥共同作用，达到净化废水的作用。
接触氧化池的主要设计参数如下：
（1）、生物接触氧化池每个（格）平面形状宜采用矩形，沿水流方向池长不宜大于10m其长宽比宜采用1:
2~1：
1，有效面积不宜大于100吊;。
（2）、生物接触氧化池由下至上应包括构造层、填料层、稳水层和超高。
其中，构造层宜采用0.6~1.2m，填料层高宜采用2.5~3.5m，稳水层高宜采用0.4~0.5m，超高不宜小于0.5m。
（3）、生物接触氧化池进水端宜设导流槽，其宽度不宜小于0.8m。
导流槽与生物接触氧化池应采用导流墙分隔。
导流墙下缘至填料底面的距离宜为0.3~0.5m，至池底的距离宜不小于0.4m。
（4）、生物接触氧化池应在填料下方满平面均匀曝气。
（5）、当采用穿孔管曝气时，每根穿孔管的水平长度不宜大于5m水平误差每根不宜大于士2mm全池不宜大于±3mm且应有调节气量和方便维修的设施。
（6）、生物接触氧化池应设集水槽均匀出水。
集水槽过堰负荷宜为
2-3L/（s•）。
（7）、生物接触氧化池底
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