1000吨每日红霉素制药废水处理工程（本科毕业论文）优秀完整版.doc

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1000t/d红霉素废水处理工程

目录

摘要 2

第一章概论 3

1.1废水水质 3

1.2废水处理方法概要 5

1.3主要制药废水处理工艺 5

1.4总结 9

第二章工艺选择 10

2.1设计材料 10

2.2设计要求 10

2.3处理方案选择 10

2.4工艺流程 11

第三章主体工艺设计计算 13

3.1格栅设计 13

3.2集水井设计 14

3.3均质沉淀池设计 15

3.4水解池设计 17

3.5UASB反应器设计 18

3.6内循环好氧三相流化床设计 23

3.7二沉池设计 25

第四章污泥部分设计计算 28

4.1集泥井设计 28

4.2污泥浓缩池设计 28

4.3污泥脱水机械选型 29

第五章主要反应设备强度设计计算 30

5.1UASB反应器强度设计 30

5.2BASR反应器强度计算 31

第六章结论 35

致谢 36

参考文献 37

1000t/d红霉素废水处理工程

（环境工程专业）

学生指导教师

反应器的工作原理、设计要求，并进行了大量的设计计算，确定了其结构尺寸和运行条件，为了使本设计更具实用性，还对主反应器进行了有关强度、结构方面的尝试。

经过完整的摘要：

简述了目前制药行业的生产状况、废水来源及水质特点，介绍了国内制药废水处理领域常用的工艺及发展现状。

针对本设计给出的红霉素生产废水水质水量变化大，悬浮物浓度高，含有难生物降解及有毒物质的特点，提出了采用上流式厌氧污泥床反应器加内循环好氧生物流化床进行处理的组合工艺。

分析了处理工艺中各主要工艺处理，出水水质将会得到明显改善，并可达到《污水综合排放标准》一级标准。

主题词：

制药废水上流式厌氧污泥床反应器内循环好氧生物流化床强度

Abstract:

thispaperintroducestheproductivestatus,sourcesofwastewaterandcharacteristicsofwastewaterinthepharmacyatpresent,summarisesthecommonprocessandtheprogressinthefieldofpharmaceuticalwastewatertreatment.Becausetheerythromycinwastewatercharacteristicsandflowvariesgreatly,oftenhasahighSSconcentration,containssubstanceswhichistoxicanddifficulttobiologicaldegradation,thispaperintroducesacombinationprocessofanUpflowAnaerobicSludgeBlanketandanInternalCirculationAerobicBiologicalFluidizedBed.TheauthorAnalysesprinciplesofthemainreactoranddesignrequirements,andconfirmsthereactorsizesofconfigurationandworkconditionsthroughalotofcalculation.Inordertomakethispaperpracticable,wedesignintensityandconfigurationofthemainreactors,too.Throughthisprocess,wethinktheeffluentwouldbepurifiedandmayachievethefirstcriterion.

Keywords:

PharmaceuticalwastewaterUpflowAnaerobicSludgeBlanketInternalCirculationAerobicBiologicalFluidizedBedIntensity

第一章概论

随着医药工业的发展，制药废水已经成为严重的污染源之一。

制药工业废水主要包括四种：

抗生素工业废水；合成药物生产废水；中成药生产废水；各类制剂生产过程的洗涤水和冲洗废水。

由于药物品种繁多，在药物生产过程中，需使用多种原料，生产工艺又比较复杂，因而废水组成也十分复杂，其处理难度也比较大。

我国抗生素的研究从20世纪20年代开始，而生产则于50年代初。

近年来，逐渐采用电脑控制发酵以及基因技术，来提高发酵效果。

但是，目前在抗生素的筛选和生产，菌种选育等方面仍存在许多难点，出现原料利用率低提炼纯度低，废水中残留抗生素含量高等诸多问题，造成严重的环境污染和不必要的浪费。

环境问题已经成为世界性的难题之一，严重的环境问题已经构成了对人类生存的威胁，人们已开始认识到经济发展和环境保护是不可分割的整体，只有切实有效地保护环境，才能确保可持续发展。

水是地球上唯一不可替代地自然资源，我国人均水资源占有量仅为世界平均水平的四分之一，水源不足、水体污染和水环境恶化已成为经济发展的制约因素，保护水资源，防治水污染、改善水环境是实施可持续发展的必由之路。

本设计针对目前水污染中严重的污染源之一的抗生素废水悬浮物高、毒性大，不易处理的特点，先介绍了抗生素生产的一般工艺流程，产生抗生素废水的生产环节，以及抗生素废水的水质特征。

熟悉其特点是我们对其进行针对性处理的第一步。

接着回顾和展望了国内外处理抗生素废水常用的工艺流程，以及其该工艺的原理、优缺点，最后针对本设计的原废水具体特点和相关水质参数，提出本设计的工艺流程，并进行相关工艺计算、主要设备强度计算，根据要求做出工艺流程图、平面布置图及主要设备详图。

1.1废水水质

1.1.1抗生素废水：

主要包括发酵废水、酸碱废水、有机溶剂及洗涤废水等。

微生物发酵法生产抗生素的一般工艺流程及排污点见图1-1。

图1-1抗生素发酵生产一般工艺流程及其排污点示意图

发酵废水：

经提取有用物质后的发酵残液，含有大量未被利用的有机组分及其分解产物，为该类废水的主要污染源。

洗涤废水：

来源于发酵罐的清洗、分离机的清洗及其它清洗工段和洗地面，水质一般与发酵废水相似，但浓度低。

其它废水：

生物制药厂大多有冷却水排放。

一般浓度不大，可直接排放，但最好回用。

1.1.1.1抗生素废水的水质特征[1]

（1）COD浓度高（5000～80000mg/L）。

其中主要为发酵残余基质及营养物、溶媒提取过程得萃余液、经溶媒回收后排出得蒸馏釜残液、离子交换过程排出得吸附废液、水中不溶性抗生素得发酵滤液以及染菌倒罐液等。

（2）废水中SS浓度高（500～25000mg/L）.其中主要为发酵的残余培养基质和发酵产生的微生物丝菌体。

（3）存在难生物降解物质和有抑菌作用的抗生素等毒性物质。

由于发酵中抗生素得率较低，仅为0.1～0.3％，且分离提取率仅60～70％，因此大部分废水中残留抗生素含量均较高，而结晶母液中更高。

会抑制好氧污泥活性，降低处理效果。

（4）硫酸盐浓度高。

一般认为，好氧条件下硫酸盐得存在对生物处理没有影响，但也有报到硫酸盐达1000mg/L以上对好氧生物处理有抑制。

（5）水质成分复杂。

中间代谢产物、表面活性剂（破乳剂、消沫剂等）和提取分离中残留的高浓度酸、碱、有机溶剂等化工原料含量高。

该类成分易引起PH值波动大、色度高和气味重等不利因素，影响厌氧反应器中甲烷菌正常的活性。

（6）水量小但间歇排放，冲击负荷较高，给生物处理带来极大的困难。

1.1.2化学合成制药废水

化学制药主要是采用化学方法，使有机物质或无机物质发生化学反应生成所需的合成制药。

这类生产废水中含有种类繁多的有机物、金属及废酸废碱等。

生产过程本身大量使用各种化学原料，但由于多步反应，原料利用率低，导致废水COD浓度高，含盐量大，大部分随废水排放，对环境造成相当恶劣的影响。

废水中主要为有机物，如脂肪、醇、酯、苯、苯酚、甲苯、二甲苯、硝基苯、石油类及氨氮、硫化物和各种金属离子等。

该类废水的水质、水量变化大，大多含有生物降解物和微生物生长抑制剂。

1.1.3中成药生产废水

中成药废水对于不同产品的生产都有其特殊的产生工段，但大多都包含洗药、提取与制药、洗瓶等工段。

中成药废水主要含有各种天然有机污染物，其主要成分为糖类、有机酸、蒽醌、木质素、生物碱、单宁、鞣质、蛋白质、淀粉及它们的水解产物等。

中成药废水的水质波动很大，其COD最高含量可达6000mg/L,BOD最高可达2500mg/L。

1.1.4生产过程中的洗涤水及冲洗水

主要包括生产过程中各工段的冷却水、制剂冲洗水、净化水等工艺泄漏废水，同时还有相当一部分为卫生清洁的地面冲洗废水。

一般污染程度不大，经简单处理可达标排放。

1.2废水处理方法概要

随着抗生素大规模的生产，人们就开始对抗生素生产废水的处理进行研究。

从20世纪40年代开始至今人们对抗生素生产废水的处理研究不断深入细致，处理技术也从以好氧生物处理为主过渡为以厌氧生物处理技术为主。

制药废水水质水量波动较大，是处理难度较大的工业废水之一。

所采用的处理方法应根据具体情况进行选择。

具体处理方法主要是生化工艺和物化工艺及其组合。

物化方法有：

混凝法、气浮法、吸附法、焚烧法等。

多用作预处理。

生化处理有：

活性污泥法、SBR法、UASB、两相厌氧处理工艺、生物流化床、生物接触氧化法、生物活性炭、光催化法等。

一般采用组合工艺。

制药废水的基本工艺流程工艺见图1-2。

图1-2制药废水处理基本工艺流程

1.3主要制药废水处理工艺

1.3.1焚烧法

哈高科白天鹅药业集团有限公司，哈医药集团制药总厂联合开发的用于处理高浓度有机制药废水的焚烧法工艺[2]如下：

图1-3焚烧法工艺流程图

高浓度有机废水由中间槽经管路通过废液喷雾器送人炉本体内，燃料油经燃烧装置自动点火，喷人焚烧废液，焚化燃烧3d，可将废液内有机物充分氧化，使其焚化效率与去除率达95％以上，产生的废气达到无异味、无恶臭、无烟的完全燃烧的效果，经喷淋洗涤装置去除10μm以上的粉尘，将符合排放标准的废气排放至大气。

该焚烧处理系统处理能力600kg/h，废水水质COD高达330000mg/L。

使用废液专用焚烧炉，可将高浓度有机废液用焚烧的方法处理掉，不仅可以大大削减废水中高浓度有机污染物的含量，而且对提高厂区及周边地区环境污染的控制具有重要意义。

由于焚烧法具有高温分解和深度氧化的特性，对有毒、有害废物的处理是其它方法无法取代的。

用焚烧方法处理高浓度有机废水具有投资少、占地面积少、见效快及操作不受气候影响的优点。

如果用废溶媒及废酒精做辅助燃料以废烧废，可以降低运行成本。

其热能还可以回收利用。

1.3.2厌氧－好氧两级生化法处理制药废水

1.3.2.1工艺原理

由于该种类废水的CODcr浓度比较高，且好氧法处理高浓度有机废水有其自身的缺陷，因而仅用单一的好氧处理很难实现达标排放，但是厌氧法却对处理高浓度有机废水有一定优势。

制药废水中含有抗生素，对好氧菌种有毒性，能抑制好氧菌的活性。

然而厌氧菌却能进行好氧菌所不能进行的解毒反应，能将废水中的抗生素有效地降解。

从厌氧降解三阶段理论来分析，在降解过程中，主要发生抑制作用的是在产甲烷阶段，酸化阶段细菌的适应能力强，能耐很高的毒物浓度，能充分利用第一阶段水解菌的产物，使抗生素及其代谢中间产物得以降解，有利于最后阶段产甲烷过程和后