三明欣茂药业污水处理方案.docx
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三明欣茂药业污水处理方案
三明欣茂药业污水处理工程
设
计
方
案
福建中榕信环保工程有限公司
2012年07月
目录
第一章总论1
1.1工程概述1
1.2设计依据1
1.3设计原则2
1.4设计范围2
第二章污水水量、水质及处理目标3
2.1污水水量3
2.2污水水质3
2.3处理目标3
第三章污水处理工艺流程确定5
3.1工艺选择原则5
3.2废水处理工艺比较5
3.3工艺选择及工艺原理6
第四章污水处理站的设计9
4.1.污水处理工艺流程确定9
4.2各处理单元预计处理率11
4.3主要构筑物及设计参数11
4.3.2格栅11
4.3.4调节池11
4.3.5水解酸化池12
4.3.6生物接触氧化池13
4.3.7斜管沉淀池13
4.3.9设备间14
4.3.10污泥浓缩池14
4.4主要构筑物14
4.5污水工艺设备一览表15
第五章其他专业说明17
5.1电气与自动化系统17
5.2建筑与结构18
5.3安全卫生19
5.4节能措施19
第六章运行管理、组织结构及人员管理21
6.1运行管理21
6.2组织结构21
6.3人员编制22
6.4人员培训22
第七章工程投资费用估算23
7.1构筑物投资费用23
7.2污水工艺设备一览表23
7.3工程总投资25
第八章质量保证及售后服务26
8.1质量保证26
8.2售后服务26
第一章总论
1.1工程概述
三明欣茂药业有限公司于2010年10月份成立，三明欣茂药业有限公司置业于三明市三元区荆东工业园区，用地面积约260亩，项目总投资2亿元人民币，按国家GMP标准要求设计，建设年产10亿粒胶囊、10亿粒片剂、8000万袋颗粒冲剂，2亿瓶/支粉针剂冻干设备及其配套生产线、50000kg原料药生产车间，以及配套生产动力系统、净水、污水处理、实验楼、办公楼、宿舍和成品仓库等设备设施。
按环保规定该项目必需配备相应的环保处理设施；根据企业提供的资料，厂区每天会产生180吨生产废水（包括生活污水和冲洗废水、生产废水）。
为此我公司受该公司委托对此医药废水进行方案设计，且医药污水经处理后达到《污水综合排放标准》（GB8978-1996）三级标准，处理后的污水经市政管网排入市政二级污水处理厂。
1.2设计依据
●《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》；
●《中华人民共和国传染病防治法》；
●《污水综合排放标准》（GB8978-1996）；
●《室外排水设计规范》（GB50101-2005）；
●《城市区域环境噪声标准》（GB3096-1993）；
●《建筑给水排水设计规范》（GB50015-2003）；
●《给水排水工程构筑物结构设计规范》（GB50069-2002）；
●《建筑结构荷载设计规范》（GB50009-2001）；
●《混凝土结构设计规范》（GB50010-2001）；
●《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）；
●《低压配电装置及线路设计规范》（GB50054-95）；
●《制药工业污染防治技术政策征求意见稿》；
●以甲方提供的水量及排水状况为依据；
●甲方提供的有关基础资料
●现场勘察的有关资料；
1.3设计原则
●认真贯彻执行国家关于环境保护的方针政策，遵守国家有关法规、规范、标准；
●根据污水水质和处理要求，合理选择工艺路线，要求处理技术先进，工艺自动化程度高，处理出水水质达标排放。
运行稳定、可靠。
在满足处理要求的前提下，尽量减少占地和投资；
●设备选型要综合考虑性能、价格因素，设备要求高效节能，噪音低，运行可靠，维护管理简便；
●池体采用地埋式，并与甲方的给排水系统相匹配。
废水处理站平面和高程布置要求紧凑、合理、美观，实现功能分区，方便运行管理；
●实施废渣综合治理，杜绝二次污染；设计时充分考虑污水处理系统配套的减振、降噪措施；避免可能出现的民事纠纷；
●在处理达标前提下尽量降低投资成本；
●工程布局适合建设方整体要求；
●工程及其材料使用寿命。
1.4设计范围
本设计方案限于污水站界内，包括污水处理工程的工艺，土建及电气设计。
本工程设计包括处理工艺的选择、污水处理构筑物、污水处理设备和管材及电气控制系统设计。
本方案只对污水处理主体部分进行设计，进水渠、处理后排水渠由建设方负责。
电力配置方面，本方案不包括从建设方配电室至本工程电控系统间的设计。
第二章污水水量、水质及处理目标
2.1污水水量
根据该医药企业提供的资料，医药废水包括少量的食堂含废水、日常生活污水以及少量生产废水、清洗废水，污水排放量约为180吨/天，以24小时连续运行计算，则时平均流量Q=7.5m3/h，因此本方案设计流量为7.5m3/h。
2.2污水水质
根据甲方提供的基础资料，三明欣茂药业有限公司污水主要来源于生产废水、清洗废水和生活污水等，污水中存在有机物、固体悬浮物等污染物。
根据业主提供的资料及参考同类型医药污水水质情况，确定该院排放污水水质如下表：
表1-1排放污水水质
序号
污染物
原水浓度
1
pH
6-9
2
CODcr（mg/l）
700
3
BOD5（mg/l）
400
4
SS（mg/l）
400
5
TN（mg/l）
70
注：
本项目原水主要来自于中药饮片生产工艺废水和清洗废水，BOD5/CODcr＞0.3，可生化性能好。
2.3处理目标
根据有关环保规定，经本工程工艺处理后的污水水质须达到《污水综合排放标准》（GB8796-1996）三级标准，后排入福建三元经济开发区荆东工业园污水处理厂处理后排入沙溪。
具体参数如下：
表1-2出水污水水质
序号
污染物
原水浓度
1
pH
6-9
2
CODcr（mg/l）
500
3
BOD5（mg/l）
300
4
SS（mg/l）
400
5
NH3-N（mg/l）
-
第三章污水处理工艺流程确定
3.1工艺选择原则
1）污水经处理后必须确保各项主要出水水质指标均达到设计目标。
2）采用简单、成熟、稳定、实用、经济合理的扩建处理工艺方法，进行合理组合，以保证处理效果，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）尽量考虑操作自动化，减少操作劳动强度
因此，根据以上原则，综合考虑各方面因素，并结合厂方提供的有关污水水质水量的现状，选择污水处理工艺的时应考虑以下几点：
Ø该污水BOD5/COD=0.55，生化性较好。
Ø处理后污水排入市政管网，故出水浓度要求低。
Ø污水主要由冲洗废水和工艺废水、生活污水组成，不存在有毒、有害等物质。
3.2废水处理工艺比较
1）SBR法
SBR法具有均化水质、无需污泥回流、耐冲击、污泥活性高、结构简单、操作灵活、占地少、投资省、运行稳定、基质去除率高于普通的活性污泥法等优点，比较适合于处理间歇排放和水量水质波动大的废水。
处理毛纺厂废水和中药废水等，取得了较好的效果。
但SBR法具有污泥沉降、泥水分离时间较长的缺点。
在处理高浓度废水时，要求维持较高的污泥浓度，同时，还易发生高黏性膨胀。
因此SBR法可作为此方案的参考工艺。
2）深井曝气法
深井曝气法是活性污泥法的一种，是高速活性污泥系统。
与普通活性污泥法相比，深井曝气法具有以下优点：
氧利用率高，可达60%~90%，相当于普通曝气的10倍；污泥负荷速率高，比普通活性污泥法高2.5~4倍；占地面积小、投资少、运转费用低、效率高、COD的平均去除率可达到70%以上；耐水力和有机负荷冲击（CODcr质量浓度可高达40000mg/L）；不存在污泥膨胀问题；保温效果好，可保证北方地区冬天处理废水获得较好的效果。
但深井曝气法适合于处理生活污水，对工业废水处理效果不佳。
3）生物接触氧化法
生物接触氧化法兼有活性污泥法和生物膜法的特点，具有较高的处理负荷，能够处理容易引起污泥膨胀的有机废水，在制药工业生产废水的处理中，常常直接采用生物接触氧化法，或厌氧消化、酸化作为预处理工序，来处理扑热息痛、抗生素原料药、甾体类激素等制药工业的生产废水。
接触氧化法处理制药废水时，如果进水浓度高，池内易出现大量泡沫，运行时应采取防治和应对措施。
4）生物流化床法
生物流化床将普通的活性污泥法和生物滤池法两者的优点融为一体，因而具有容积负荷高、反应速度快、占地面积小等优点。
但流化床对设备磨损较严重等问题，故在我国使用较少。
5）氧化沟
近十年来，用氧化沟处理污水的生化工艺逐渐在国内推广，对于制药工业，氧化沟处理法也不断得到应用。
如ORBAL氧化沟已应用于合成制药废水，利用该型氧化沟延时曝气功能，沟内进行厌氧-好氧过程，运行结果表明，ORBAL氧化沟不仅具有出色的去除有机污染物的能力，还具有除氮功能。
但氧化沟不适合于处理水量较小的工艺。
3.3工艺选择及工艺原理
根据本项目要求，医药污水处理工程应采用一级生化处理，即由预处理部分、生化处理部分组成。
要求出水污染物指标达到《污水综合排放标准》（GB8796-1996）预处理标准。
故本方案采用生化处理中的接触氧化法。
3.3.1预处理部分
预处理部分主要采用物化处理，即格栅和调节池。
3.3.1.1格栅
由于医药废水中含有多种杂物，可能堵塞设备和管道，对后续处理效果影响较大，同时考虑到去除部分CODcr等以降低系统负荷，确保系统达标运行，故在污水进入调节池之前设立格栅进行拦截；格栅池采用砖混结构与调节池合建一体。
3.3.1.2调节池
由于医药废水水质水量随企业作息时间变化较大，而后续处理设施要求废水的水质和水量应相对稳定，因此应设调节池，以调节废水水量和水质的变化。
3.3.2生化部分
3.3.2.1水解酸化池
好氧生物法主要通过好氧微生物新成代谢作用分解污水中的污染物质（特别是溶解性有机物）。
但由于污水中含有一定量的难以被微生物去除的不溶性有机物（如油脂），大分子有机污染物（如蛋白质）和长链有机污染物（如纤维），因此，在进行好氧处理之前，对污水进行适当的厌氧生物处理，经过厌氧微生物水解反应、酸化反应等，可以逐步将污水中的难生物降解的不溶性大分子有机物分解成溶解性有机物，并把长链有机污染物和大分子有机污染物消解成短链有机物。
本方案选择水解酸化池作为污水前处理的理由是：
Ø部分的COD在水解酸化池装置内去除，并提高污水的生化性，降低后续好氧处理的负荷，提高好氧处理效率。
Ø厌氧反应装置的污泥浓度较高，活性强，可在常温下处理，且CODcr负荷高。
因此，处理相同水量水质的污水，厌氧反应器的容积比好氧反应器小得多，从而可节省占地面积和降低基建投资，且运行能耗低。
Ø污泥产量小，性能稳定。
Ø可降低整个工艺的污泥处理费用。
以水解酸化为最终目的的厌氧工艺选择构造较为简单的厌氧池，这样，既降低了工程投资与运行费用，且运行管理也较为方便。
3.3.2.2接触氧化工艺
经厌氧处理后的污水进入好氧处理工艺，利用好氧微生物继续氧化分解污水中的有机污染物。
好氧生物处理从机理上又分为好氧生物膜法和好氧活性污泥法两大类。
其中，本方案所采用的生物接触氧化法是一种介于活性污泥法与生物膜法之间的生物处理工艺。
实践证明，生物接触氧化法能经济有效、无毒副作用地生物降解溶解性有机碳，去除污水中的氨氮、COD、色度、臭味、浑浊度、藻类、铁锰和酚等污染物，明显降低污水中可能形成三卤甲烷等氯化有机物的前体物总量，从而提高污水水质。
生物接触氧化法的主要特点如下：
Ø由于填料的比表面极大，池内的充氧条件良好，生物接触氧化池内单位容积的生物固体量都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；
Ø由于相当一部分微生物固着生长在填料表面，生物接触氧化法不需要设污泥回流系统，也不存在污泥膨胀问题，运行管理方便；
Ø由于生物接触氧化池内生物固体量多，水流属于完全混合型，因此生物接触氧化池有较强的适应性；
Ø传质条件好，微生物对有机物的代谢速度比较快。
由于空气的搅动，整个氧化池的废水在填料之间流动，使生物膜和水流之间产生较大的相对速度，加快了细菌表面的介质更新，增强了传质效果，加快了生物代谢速度，缩短了处理时间；
Ø有利于丝状菌的生长。
在有填料的接触氧化池中，对丝状菌的生长很有利，丝状菌的存在能提高对有机物的分解能力。
生物接触氧化池的布置需主要以下几点：
Ø合理选择填料。
填料比表面积大小影响可生长的生物量和生物氧化处理效果；
Ø为取得较好的生物接触氧化效果，还应通过合理布置池中的配水和集水系统来尽量提高原水与全池填料上生物膜的接触可能；
Ø池底部需设置排泥系统，以便及时排除池中积泥；
Ø生物接触氧化池需考虑冲泥措施，以保持生物膜新陈代谢环境的稳定与微生物的活性。
3.3.2.3二沉池
为了去除好氧生物处理出水中的悬浮物质，主要是随出水流出的活性污泥和脱落的生物膜，本方案拟采用斜管沉淀池作为污水末端处理设施。
斜管沉淀池是指在沉淀区内设有斜管的沉淀池。
在平流式或竖流式沉淀池的沉淀区内利用倾斜的平行管或平行管道（有时可利用蜂窝填料）分割成一系列浅层沉淀层，被处理的和沉降的沉泥在各沉淀浅层中相互运动并分离。
其优点是：
Ø利用了层流原理，提高了沉淀池的处理能力；
Ø缩短了颗粒沉降距离，从而缩短了沉淀时间；
Ø增加了沉淀池的沉淀面积，从而提高了处理效率，比一般沉淀池的处理能力高出7-10倍，停留时间短，占地面积小，是一种新型高效沉淀设备。
3.3.3污泥处理部分
因医药废水水量比较小，且工艺流程中污泥大部分在二沉池产生，而二沉池产生的污泥量比较少，为保证水解酸化池内微生物循环代谢正常，此方案采用部分回流至水解酸化池，部分提升至污泥浓缩池，浓缩后压滤干化，干化污泥定期清运。
第四章污水处理站的设计
4.1.污水处理工艺流程确定
4.1.1.工艺流程图
图4-1：
污水处理系统工艺流程图
4.1.2工艺流程说明
污水经企业内污水收集管网收集后送至污水处理站，首先经过格栅槽去除污水中的较大杂质、颗粒及漂浮物，之后进入调节池均衡水质、水量，调节池内的污水经过水泵提升，进入水解酸化池。
水解酸化池是作为污水厌氧处理的反应器，池内悬挂组合填料作为生物膜的载体，在厌氧处理过程中，通过厌氧微生物的代谢作用，使污水中难降解的有机物分解为易降解的小分子有机物，提高污水的可生化性，为后续好氧处理做好准备。
水解酸化池出水经过自流进入接触氧化池进行好氧处理，接触氧化池内悬挂弹性组合填料，污水通过填料表面的生物膜，在好氧微生物作用下，使污水中的有机物得到充分降解。
池底设充氧曝气装置，曝气设备采用潜水式曝气机，节省投资和建设用地，避免产生噪声污染。
接触氧化池出水进入斜管沉淀池进行沉淀，上清液经管网排入市政管网。
沉淀污泥则通过污泥泵部分回流至水解酸化池内进行降解，部分提升至污泥浓缩池，浓缩后提升至污泥干化机干化，干化污泥定期外运处置。
工艺优势
a、用地符合当地企业的要求；
b、工艺简单紧凑，管理方便；
c、工艺采用微动力运行，节省运行费用。
d、出水水质稳定。
4.2各处理单元预计处理率
本工艺各处理单元去除主要污染物效果的预测见表4-1。
表4-1各处理单元对主要污染物去除效果预测表
处理单元
pH
CODcr
（mg/L）
BOD5
（mg/L）
SS
（mg/L）
NH3-N
（mg/L）
医药污水进水
6~9
700
400
400
70
格栅+调节池
去除率
6~9
10%
5%
15%
5%
出水浓度
—
630
380
340
66.5
水解酸化池
去除率
6~9
40%
50%
50%
40%
出水浓度
—
378
190
170
39.9
生物接触氧化池
去除率
6~9
50%
80%
30%
50%
出水浓度
—
189
38
119
20
二沉池
去除率
6~9
35%
30%
80%
5%
出水浓度
—
122.9
26.6
23.8
19
排放标准
6~9
500
300
400
-
4.3主要构筑物及设计参数
4.3.2格栅
Ø设计结构：
砖混结构，地埋式，1座。
池体尺寸为L×B×H＝2.0×1.5×1.5（m）；（不含池壁）
Ø技术参数：
Q=7.5m3/h；
Ø主要设备：
a）：
人工格栅
间距10mm,不锈钢。
4.3.4调节池
Ø设计结构：
钢砼结构，地埋式，1座。
池体尺寸为L×B×H＝7.5×4.0×3.5（m），（不含池壁），其中有效水深为3.0m，有效容积为90m3。
污水理论停留时间12h。
与水解酸化池合建，池顶加盖。
Ø设计说明：
内设提升水泵，提升水泵为潜污泵。
Ø主要设备
a）潜污泵:
WQ50-10-10-0.75流量：
10m3/h，扬程：
10m，功率：
0.75kW，数量：
2台，1用1备。
b）液位控制器：
型号：
欧姆龙
数量：
1套。
4.3.5水解酸化池
Ø设计结构：
钢砼结构，地埋式，1座。
池体尺寸大小为L×B×H=4.0m×2.5m×3.5m，（不含池壁）。
有效深度3.0m，有效容积为30m3，内设生物填料系统。
与接触氧化池应池合建，池顶加盖。
Ø技术参数：
水解酸化池的技术参数见表4-2。
表4-2水解酸化池的技术参数
序号
参数
计算公式及计算结果
1
设计水量
Q＝180m3/d
2
设计数量
1座
3
设计温度
25±2℃
4
表面负荷
q＝0.75m3/（m2·h）
5
设计CODcr去除率
15％
6
设计池体容积
30m3
7
池体尺寸
4.0m×2.5m
8
池体高度
H＝3.5m
9
水力停留时间
tHRT＝4h
Ø主要设备：
a）生物填料：
采用弹性填料，易挂膜，不易老化，填料高度2.0m，型号为Φ150组合填料，填料体积30m3。
b）填料支架：
采用5#槽钢、Φ10圆钢制作，1套。
4.3.6生物接触氧化池
Ø设计结构：
钢砼结构，地埋式，2座，接触氧化池尺寸为L×B×H=4.0×2.5×3.5m，（不含池壁），总容积60m3，内设曝气系统和组合生物填料系统。
Ø设计参数：
Ø生物接触氧化池的技术参数见表4-3。
表4-3生物接触氧化池的技术参数
序号
参数
计算公式及计算结果
1
设计水量
Q＝180m3/d
2
设计数量
2座
3
设计温度
25±2℃
4
容积负荷
q＝650gBOD5/m3（填料）d
5
有效容积（填料体积）
40m3
6
填料高度
2.0m
7
有效接触时间
3.1h
7
池体尺寸
4.0m×2.5m
8
池体高度
H＝3.5m
9
水力停留时间
tHRT＝12h
10
需气量（气水比）
1.875m3/min（15:
1）
Ø主要设备
a）生物填料：
采用组合式填料，易挂膜，不易老化，填料高度2.0m，型号为Φ150组合填料，填料体积50m3。
b）填料支架：
采用5#槽钢、Φ10圆钢制作，2套。
c）射流式曝气机：
通气量为1.875m3/min，4台，2用2备；
4.3.7斜管沉淀池
池体结构：
钢混砼结构，地埋式，1座，斜管沉淀池池尺寸为L×B×H=2.5×1.5×3.5m，（不含池壁）。
设计参数：
水力停留时间：
T=90min
斜管表面负荷：
q=0.98m3/（m2·h）
池表面积：
A＝3.75m2
有效水深：
H＝3.0m
Ø主要设备：
a）污泥泵：
WQ50-10-10-0.75流量：
10m3/h，扬程：
10m，功率：
0.75kW，数量：
2台，1用1备。
4.3.9设备间
Ø说明：
在污水处理站附近建设一间设备房，内放置污水处理所需的电气控制箱等。
尺寸为：
L×B×H=5×4×3.5m。
4.3.10污泥浓缩池
Ø设计结构：
钢砼结构，地埋式，1座，浓缩池尺寸为L×B×H=2.5×2.3×3.5m，（不含池壁），污泥斗下底尺寸500mm，总容积20.12m3。
Ø主要设备
a）污泥泵：
WQ50-10-10-0.75流量：
10m3/h，扬程：
10m，功率：
0.75kW，数量：
2台，1用1备。
4.4主要构筑物
医院废水主要构筑物尺寸见表4-4。
表4-4主要构筑物一览表
序号
项目名称
面积/体积
结构形式
（m×m×m）
数量
（座）
备注
1
格栅井
4.5m3
2.0×1.5×1.5
1
砖混,地埋
2
调节池
90m3
7.5×4.0×3.5
1
钢砼,地埋
3
水解酸化池
30m3
4.0×2.5×3.5
1
钢砼,地埋
4
一级生物接触氧化池
30m3
4.0×2.5×3.5
1
钢砼,地埋
5
二级生物接触氧化池
30m3
4.0×2.5×3.5
1
钢砼,地埋
6
沉淀池
11.25m3
2.5×1.5×3.5
1
钢砼,地埋
7
污泥浓缩池
20.12m3
2.5×2.3×3.5
1
钢砼,地埋
8
设备间
9m2
5×4×3.5
1
砖混,地上
4.5污水工艺设备一览表
表4-5污水工艺设备一览表
序号
设备名称
型号
数量
备注
1
格栅
间距10mm
1组
不锈钢
2
污水提升泵
WQ25-8-12-0.75,Q=8m3/h,H=12m,P=0.75
6台
3
液位控制器
欧姆龙
1套
4
水解酸化池
弹性填料
φ150×80m
30m3
5
水解酸化池弹性填料固定装置
采用5#槽钢、Φ10圆钢制作
30m3
不锈钢
6
接触氧化池
组合填料
φ150×80m
50m3
7
接触氧化池组合填料支架
50m3
不锈钢
8
射流式曝气机
气量0.5m³/min，QSP-2.2
4台
9
斜管
Φ50×866mm。
UPVC
5m2
10
污泥回流泵
WQ50-10-10-0.75
2台
1用1备
11
污泥螺杆泵
G30-1,P=2.2
2台
1用1备
10
板框压滤机
过滤面积20平方米
1台
11
污水管网
1批
PVC管
12
污水管件
1批
13
安装辅材
角铁/螺丝/油漆/胶水等
1批
14
控制电柜
1台
第五章其他专业说明
5.1电气与自动化系统
5.1.1设计依据
（1）《工业与民用供电系统设计规范》（GBJ-52-83）；
（2）《低压配电装置及线路设计规范》（GBJ54-83）；
（3）《工业与民用电力装置的接地设计规范》（GBJ65-83）；
（4）《工业与民用电力装置的继电保护和自动装置设计规范》（GBJ62-83）；
（5）工艺提供的
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