例课程设计说明书UASB.docx
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例课程设计说明书UASB
例：
供参考
本设计为10000m3/d药厂污水处理厂的工艺设计，主要是UASB反应器,
沉淀池的设计
1总论
1.1.污水处理简介
1.2----污水概况
水质和水量也存在着较大差异。
一般情况下，制药工业废水按医药产品特点和水质特点可分为四大类。
即:
（1）合成药物生产废水
此种废水的水质水量变化大，大多含难生物降解物和微生物生长抑制剂。
（2）生物法制药生产发酵废水
生物法制药生产中发酵废水，根据其生产特点可分为：
提取废水、洗涤废水、维生素C生产废水和其它废水，其中提取废水的有机物浓度和抑菌物质最高，为该类废水的主要污染源，属较难处理废水。
（3）中成药生产废水
中成药生产废水水质波动很大，CODcr可高达6000mg/L,BOD达2500mg/L,此类废
水中主要含天然有机污染物。
（4）各类制剂生产过程中的洗涤水及冲洗水
这类废水一般污染程度不大，主要来自原料洗涤水、原药煎汁残液和地面冲洗水。
1.2.3制药废水的特点
制药废水，特别是制药工业的化工合成工艺所产生的废水往往具有如下特点:
（1）水质成分复杂
医药产品生产的特点是流程长、反应复杂、副产物多、反应原料常为溶剂类物质或环状结构的化合物，使得废水中的污染物质组分繁多复杂，增加了废水的处理难度。
（2）废水中污染物质含量高
制药工业生产过程本身大量使用各种化工原料，但由于多步反应、原料利用率低,大部分随废水排放，往往造成废水中的污染物含量居高不下。
（3）CODcr值高
在制药工业中，CODcr在几万、几十万毫克/升的废水是经常可以见到的。
这是由于原料反应不完全所造成的大量副产物和原料或是生产过程中使用的大量溶剂介质进入了废水体系中所引起的。
（4）有毒有害物质多
制药废水中有许多有机污染物对微生物是有毒有害的，如卤素化合物、硝基化合物、有机氮化合物、叔按及季按盐类化合物、具有杀菌作用的分散剂或表面活性剂等。
（5）生物难降解物质多
制药废水中的有机污染物大部分属于生物难以降解的物质，如卤素化合物、醚类化合物、硝基化合物、偶氮化合物、叔按及季按盐类化合物、硫醚及矶类化合物、某些杂环化合物等。
（6）有的废水中盐分含量高
废水中过高浓度的盐分对微生物有明显的抑制作用。
例如当废水中的氯根离子超过3000mg/L时，一些未经驯化的微生物的活性将受到抑制，CODc的去除率将明显下降；当废水中的氯根离子浓度大于8000mg/L时，会造成污泥体积膨胀，水面泛出大量泡沫,微生物相继死亡。
（7）有的废水色度非常高
有颜色的废水本身就表明水体中含有特定的污染物质，从感官上使人产生不愉快和厌恶的心理。
另外，有色废水可以阻截光线在水中的通行，从而影响水生生物的生长，以及抑制由日光催化分解有机物质的自然净化能力。
表1制药废水水质一览表
20000
CODcr（mg/L）
磷酸盐（mg/L）
0.012-2.11
0.54
NH-N（mg/L）
163.57-1588.34
478.95
NC3-N（mg/L）
1.946-222.35
41.1
Cl-（mg/L）
1372.2-9742.3
3900.78
表2个别车间水质指标
废水种类
pH
CODcr（mg/L）
三乙车间综合废水
4.74
346000
SB1车间甲醇底液
5-6
720000
SB份离母液
8.32
215000
124制药废水处理技术
本设计为10000m3/d
1.3设计概况
药厂污水处理厂的初步工艺设计，主要生产工艺厌氧一氧化
工艺。
设计参数如下:
项目pH值
CODCr/
（mg/L）
BOD5/
（mg/L）
进水水质6〜8
4200
2000
400
排放标准6〜8
150
30
30
主要设计参数
UASB反应器：
空塔水流速度u（m/h）
〈
（1.0
〜2.0）
m/h
空塔沼气上升速度Ug〈
1.0m/h
沼气产率：
m气/kgCODcr
0.4
清水运动粘度系数V
0.0101cm
2/s
SS/（mg/L）
1.4设计依据及范围
QBJS6-2005轻工业建设项目初步设计编制内容深度规定
此外，本设计还参考了石家庄市桥西区污水处理厂的一些成熟经验，并从书刊,网上搜集相关资料，
1.4.2设计范围
本工程设计范围包括:
1）污水处理厂厂址的选择，污水处理厂的总平面设计，并绘制工厂总平面布置图。
2）厌氧一好氧工艺的设计和各生产工段的计算，绘制工艺流程图。
其中生产工段包括：
预处理阶段，厌氧处理阶段段，好氧处理阶段，污泥处理工段，沼气储藏工段
3）主要设备的计算和选型
4）UASB反应器结构图
5）沉淀池设计。
1.5本工程主要设计原则
1）充分贯彻执行国家的有关规定，尽量节约能源，合理利用废物，保护环境，符
合城区建设规划要求。
2）总平面布置力求紧凑，减少占地面积，提高土地利用率，又适当留有发展空间。
3）在保证安全、经济运行的条件下，尽可能降低工程造价。
4）污水处理厂设计既要注意到周围环境的清洁卫生，又要注意到工厂卫生，绿化
等条件的相互影响。
5）污水处理量与设备处理能力要平衡。
6）结合我国国情。
在进行产品工艺设计时，必须以我国具体情况出发，相关机械设备及电气仪表制造能力，劳动就业与生产自动化水平关系等方面做出恰当的衡量，综合考虑。
在引进国外先进技术和设备时，要考虑是否适合我国生产实际，并注意消化吸收，以缩短与发达国家的水平差距。
厂址的选择
工艺设计
生物处理的实质是微生物利用有机污染物生长和维持生命。
这可由下列简单方程式表示:
有机物+营养物+电子受体7新生物量+最终产物+能量
生物工艺因电子受体和系统结构的不同而有差异。
根据电子受体的性质，所有生物处理的工艺可分为好氧和厌氧两类。
前者有分子氧的存在并作为电子受体，饿后者是无氧存在而以某种形式的碳或硫作为电子受体。
好氧工艺对污水处理较为彻底，工艺稳定性高，启动时间短，且较少可能产生臭味，但由于曝气需求能耗较高，对营养物质要求较高，相应产生污泥量多。
厌氧工艺在污水处理中有机负荷高，营养物质需求量少，剩余污泥量少，能耗低且对有毒有害
物质的耐受能力高于好氧工艺。
但厌氧工艺具有启动时间长，易产生臭味，气体收集问题等缺点，而它的主要局限性在于不能经济有效的达到较高的处理水平，一般不能够达到污水处理的排放标准。
基于好氧，厌氧工艺的优缺点，在对浓度较高的工业废水进行好氧生化处理之前，往往采用厌氧工艺作为预处理工艺来提高整个工艺的处理效果。
这种厌氧好氧相结合的工艺就是厌氧一好氧工艺。
传统的生化处理方法主要着眼于除去B0D5、CODCr和SS,而对氮、磷等营养物质的去除率很低。
由于水体富营养化问题加剧，60年代以来，生物脱氮除磷工艺受到
重视，先后开发了SBR和ICEAS序批法、AB法、氧化沟、厌氧-好氧（A1-0）和缺
氧一好氧（A2-O）组合工艺。
在去除有机物的同时，厌氧-好氧（A1-O）可去除废水
中的磷，缺氧一好氧（A2-O）可脱除废水中的氮。
继而又将这两种工艺优化组合，构
成可以同时脱氮除磷并处理有机物的A1-A2-0流程（或称A2/0）。
该组合工艺处理
效率高，经简单预处理的废水，依次经过厌氧、缺氧和好氧三段处理，可达到三级处理出水标准，对难生物降解的有机物也有较高的去除效果，而且，污泥沉淀性能好,电耗和药耗少，运行费用低。
我国从80年代初开始研究采用上述组合工艺，已在广州、桂林等地建成多个采用A2/O工艺的污水处理厂，运行效果好。
上述新工艺中有一类技术属于曝气和沉淀一体化活性污泥工艺。
所谓曝气、沉淀一体化活性污泥工艺是指曝
气和沉淀过程在同一反应器内完成的活性污泥工艺（简称一体化工艺），比如SBR法、交替式氧化沟和unitank工艺等等。
其中SBR法是通过时间上的安排，在一个池子内完成了进水、反应、沉淀和排水等一系列工艺过程，构成了一个周期。
而交替式氧化沟是以多组反应器通过空间上的调配，完成反应和沉淀这一循环过程。
这些工艺近年来在我国的应用日益广泛，并且是当前污水处理的热点之一，一般认为一体化工艺具有以下的特点:
（1）工艺简单，占地面积小、节省投资。
由于只有一个反应器，不需二沉池、回
流污泥及其设备，一般情况不设调节池，多数情况可省去初沉池；
（2）一体化工艺往往是变体积的活性污泥工艺，其基质和微生物浓度随时间变化,所以属于理想的推流状态，并可以保持反应基质的最大推动力;
（3）运行方式灵活，由于反应在一个反应器内进行，可以从时间上安排曝气、缺氧和厌氧等不同状态，实现脱磷脱氮的目的；
（4）防止污泥膨胀，由于其存在较大的浓度梯度，有利于防止污泥膨胀；
（5）耐冲击负荷，处理能力强，一体化曝气池从时间上属于推流形式，随着研究与应用的深入，污水生化处理的方法、设备和流程不断发展与革新，与传统方法相比,
在适用的污染物种类、浓度、负荷、规模以及处理效果、费用和稳定性等方面都大大改善了。
酶制剂及纯种微生物的应用，酶和细胞的固定化技术等又会将现有的生化处理水平提高到一个新的高度。
厌氧一好氧工艺在国内和国外都得到了良好的运用并取得了不错的效果。
国内采用厌氧一好氧混凝工艺处理抗生素废水，出水CODcr可降至300mg/L以下，达到了污水处理厂的排放标准。
中试规模厌氧一好氧膜生物反应器（A/OMBR）处理毛纺印染废水，结果表明：
当水力停留在7hCODcr/NH3P=1O45/8/1时，该实验装置对印染废
水CODcr,BOD5别为92.1%,98.4%,60.7%,98.9%:
出水中CODcr,B0D5色度,浊度分别为20.2mg/L，1.6mg/L,25倍，0.51NTU，系统出水浊度低，出水水质稳定,达到生活杂用水标准。
国外使用浮石作为微生物滤池滤料的组合上流式厌氧固定床以及一个装有微滤膜组件的活性污泥反应器处理污水，有机物除去效果好有机负荷
3.67~10.56KgCODcr/（m3°d）时CODcr去除率稳定在94~98.7%，在去除CODcr的同时也
除去了含有N，P的物质，在研究中获得了96~97%的高除磷率。
在大部分实验中，微
滤膜出水中NO3—N和NO2—N的浓度均低于1.0mg/L，出水悬浮物浓度低于检出限。
采用两个生物膜反应器（FFB）,第一个厌氧，而第二个好氧，串联组成的有回流的组合工艺处理禽类屠宰场废水，连续运行133天。
有机碳化合物的氧化和硝化在好氧FFB中进行，而产生甲烷和脱氨作用在厌氧FFB内完成。
平均有机负荷率为0.39Kg/（m3°d），有机物去除率为92%。
可以预见，针对厌氧一好氧的各个环节进行研究是未来处理高浓度工业废水处理技术的发展方向。
3.2工艺流程及工艺简介
本设计采用厌氧一好氧工艺，根据实际生产情况设有沉淀调节池、换热器、污泥浓缩池等处理设备，流程见图1。
废水首先经过格栅，截留一些较大的悬浮物和漂浮物，然后进入沉淀调节池，调
节水质水量并沉淀部分悬浮物质。
在经水泵提升由换热器升温到35r进入UASB反应
器，在其中进行厌氧降解处理，出水经厌氧沉淀池后进入接触氧化池进行好氧处理。
同时，厌氧降解产生的沼气经水封、气水分离器进入贮气柜，接触氧化池出水经好氧沉淀池即可达到国家二级排放标准。
各沉淀池产生的污泥经过浓缩池浓缩后再进行脱水，产生的泥饼外运，浓缩池的上清液回流至沉淀调节池进行再
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