中药制药厂每天300吨制药废水处理工程设计.docx
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中药制药厂每天300吨制药废水处理工程设计
中药制药厂每天300吨制药废水处理工程设计
中药制药厂每天300吨制药
废水处理工程设计
.
某中药制药厂300吨/天制药废水处理工程设计
1项目概况
随着制药工业的发展，制药废水已成为重要的污染源之一。
其
成分复杂、毒性大、色度深，而且废水水质、水量波动较大，是处
理难度较大的工业废水。
中药废水是在中药生产过程中产生的成分复杂的高浓度有机
废水。
废水主要来源于原材料的洗涤水，浸泡废水，各工段的冲洗
废水，其他废水来源于生产办公生活污水。
其中，水溶性污染物为
单宁、生物碱、有机酸、糖类、甙类、木质素、色素、蒽醌类物质
及其它水解产物等；水不溶性污染物来自清洗、煎煮等工序,主要
是泥沙、植物类悬浮物等。
此设计项目处理能力为300m3/d，根据该制药厂废水有机物浓
度高，毒性大，间歇性排放等特点，采用“水解酸化-生物氧化”
工艺对其处理，处理后出水水质要求符合《中药类制药工业水污染
物排放标准》（GB21906-2008）新建企业水污染排放限值。
废水
进出水水质见表1
表1-1进出水水质指标
Table1-1Indicatorsofaccesstowatertable
中药制药厂每天300吨制药废水处理工程设计
项目
COD（mg/l）
BOD（mg/l）
PH
SS（mg/l）
进水水质
1480
200
6-7
350
出水水质
100
20
6-9
50
2项目设计依据、原则
2.1项目设计设计依据
1）《中药类制药工业水污染物排放标准》（GB21906-2008）
2）《生物接触氧化法设计规程》（CECS128:
2001）
3）《给水排水工程构筑物结构设计规范》（GB50069-2002）
4）《混凝土结构设计规范》（GB50010－2002）
5）《砌体结构设计规范》（GB50003-2001）
6）《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）
7）《建筑地基基础设计规范》（GB50007－2002）
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某中药制药厂300吨/天制药废水处理工程设计
8）《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）
9）《构筑物抗震设计规范》（GBJ50191-93）
2.2项目设计原则
1）工艺可靠、灵活、卫生、安全、节能、综合运行成本低廉，操作管理方便、节省投资且能保证长期稳定运行的原则。
2）电气设备尽可能采用简易半自动化控制、最大限度减轻劳动强度。
3）在设计中充分考虑二次污染的简易控制，采用简易隔噪防振脱臭等措施，保持良好的环境卫生。
3工艺流程设计
3.1处理工艺选择
3.1.1预处理工艺选择
中药制药厂每天300吨制药废水处理工程设计
预处理阶段的主要作用是将来水中的植物悬浮物和泥沙等去除，为后续生化处理创造条件。
其中，去除来水中的固体物是预处理阶段的最重要任务。
对预处理工艺选择如下：
格栅+调节池。
格栅的作用是格栅的作用是去除废水中的大粒径固体物质，如
悬浮物、漂浮物、纤维物质和固体颗粒物质，以保证后续处理单元
和水泵的正常运行，减轻后续处理单元的处理负荷，防止管道阻塞。
调节池的作用是调节水量和水质，调节污水pH值。
设置调节
池的目的是调节水量、均衡水质、预水解酸化。
企业生产过程产生
的废水具有一定的波动幅度，为保证后续处理单元的稳态连续进
行，必须设置调节池，将波峰时大量来水存储起来，波谷时供给后
续处理单元，以避免水量波动对处理系统的影响。
生产过程产生的
废水水质同样存在波动幅度，调节池的另一个作用是将不同时间来
水水质进行均质调节。
调节池的水力停留时间应根据处理水量、水
质和波动幅度确定。
在处理过程中，废水进水ph在6-7之间，出
水ph为6-9。
在水解酸化阶段会产生大量有机酸导致ph降低，为
使系统稳定运行，故在调节池设加碱液装置，以保证后续处理废水
ph。
沉砂池的作用是去除药材清洗水中的泥沙，保证后续处理单元
正常运行，沉砂池分离出的泥沙单独运出。
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某中药制药厂300吨/天制药废水处理工程设计
3.1.2主处理工艺选择
中药废水的处理一般有以下几种工艺：
气浮+UASB+MBR
ABR+SBR，两相厌氧+好氧，水解酸化＋接触氧化法等各种处理工
艺。
这些处理方法与工艺各有其特点和不足之处，但各自都有较为
成功的经验。
表3-1各工艺比较
Table3-1Comparisonofthevariousprocesses
主工艺名称
工艺特征
投资运行费用
适用范围
气浮
适宜建于地下，
投资居中，占地
适用于CODcr、
+UASB+MBR
能够连续出水
面积小，运行费
BOD5含量较高
且便于回用；运
用较高
的有机废水
中药制药厂每天300吨制药废水处理工程设计
行稳定
ABR+SBR
容积负荷率较
投资居中；占地适用于CODcr、
好；运行管理比
面积较大；运行
BOD5含量高的
较简单；需要时
费用低。
有机废水
沼气可回收利
用。
不宜建成地
埋式。
两相厌氧+好氧
可达很高的容
投资较高；占地适用于CODcr、
积负荷；比传统
面积较大；运行
BOD5含量比较
厌氧工艺有明
费用高。
高的有机废水
显高的有机物
去除率；工艺流
程长，运行稳
定。
水解酸化＋接
容积负荷率较
投资居中；占地适用于CODcr、
触氧化法
高；工艺流程较
面积较小；运行
BOD5含量比较
短；运行稳定，
费用较低。
高的有机废水
脱氮效果差，运
行管理简单。
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综合以上处理工艺特点，并结合本工程污水处理的要求，将主处理工艺设计成水解酸化＋接触氧化法，以实现降解有机物的设计目标。
即水解酸化+接触氧化的基本生化处理工艺。
综合以上常用的处理工艺，本设计所采用的处理工艺有以下方面优点：
（1）该厂废水可生化性较差，故用水解酸化提高可生化性
（2）生物接触氧化工艺有机负荷高，耐冲击负荷能力强，采用剩余污泥量少，处理出水水质稳定。
（4）不需要密闭的池，搅拌器，三相分离器，降低了造价和便于维护。
（5）出水无厌氧发酵的不良气味，改善处理厂的环境。
（6）水解池体积小，与初次沉淀池相当，节省基建投资。
（7）不需要污泥回流，无污泥膨胀问题，运行管理简单
3.2水解酸化接触氧化工艺简介
水解酸化是兼氧厌氧技术，兼性菌（主要是产酸菌）在缺氧或厌氧条件下，将废水中诸如单宁、甙类、蒽醌、生物碱等结构比较
复杂的大分子有机物分解成小分子中间产物。
同时，部分有毒物质
中药制药厂每天300吨制药废水处理工程设计
及一些带色基团的分子键被打开，降低了废水中有毒物质的浓度。
厌氧生物反应分为水解、酸化、产乙酸、产甲烷四个阶段，完
成整个厌氧过程需时很长，但其中水解、酸化阶段反应条件温和、
速率快，本方案即将厌氧过程控制在此阶段，作为一种预处理手段，
水解酸化并没有很大程度降低废水中的CODCr和BOD5，而是使废
水中结构复杂的大分子有机物，在生物催化剂作用下降解转变为结构简单的小分子有机物，即废水中的不溶性的复杂大分子有机物降解成小分子溶解性底物，溶解性有机物再转化为有机酸、醇、二氧
化碳、各种低级有机酸及氢等，废水的毒性得以降低，可生化性得
以提高，为后续生物接触氧化反应器提供了优质底物，
给好氧过程
创造了条件。
对固体有机物的降解可减少污泥量，
其功能与消化池
一样。
工艺仅产生很少的难厌氧降解的生物活性污泥，
故实现污水、
污泥一次性处理，不需要经常加热的中温消化池。
此工艺有三个显著的特点：
其一，水解池取代了传统的初沉池，
水解池对有机物的去除率远远高于传统的初沉池，
更为重要的是经
过水解处理，污水中的有机物不但在数量上发生了很大变化，
而且
在理化性质上发生了更大变化，使污水更适宜后继的好氧处理，
可
以用较少的气量在较短的停留时间内完成净化，
且有较好的抗有机
负荷冲击能力；其二，在低温条件下仍有较好的去除效果；其三，这种工艺在处理污水的同时，完成了对污泥的处理，使污水、污泥
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某中药制药厂300吨/天制药废水处理工程设计
处理一元化，达到对剩余污泥的稳定，可以从传统的工艺过程种取消消化池。
作为一种替代的处理工艺，在总的停留时间和能耗等方面比传统的活性污泥要有很大的优势。
生物接触氧化法的特点：
①生物接触氧化池内的生物固体浓度（10-20g/l）高于活性污
泥法和生物滤池，具有较高的容积负荷；②污泥产量略低于活性污泥法③对水量水质的波动有较强的适应能力。
3.3工艺流程设计
栅渣外运碱
废水格栅调节池水解酸化生物接触氧化
滤液
泥饼外运污泥压缩机污泥浓缩池二沉池
出水
图3-1污水处理工艺流程图
中药制药厂每天300吨制药废水处理工程设计
Figure3-1WastewaterTreatmentProcessFlow
Diagram
3.4工艺流程描述
混合废水经格栅后进入调节池，节水量和水质。
根据进水水质情况通过投加碱液控制进水pH值。
水解酸化池内设置专用水解填料。
通过厌氧菌、水解细菌、产酸菌等兼性菌的协同作用，降解有
机物，有效去除部分COD。
水解酸化池出水自流进入生化池。
生化池内设置专用填料和高效专用曝气装置，提高氧的利用率。
有效降低运行成本。
生化池出水自流进入二沉池进行固液分离。
清水溢流排放。
采用的工艺流程如图3-1所示。
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3.5各阶段主要污染物去除率
表3-1水解酸化池进出水水质指标
Table3-1Indicatorsofhydrolyticacidification
table
水质指标
COD
BOD
SS
进水水质
1480
200
350
（mg/l）
去除率（%）
54
45
80
出水水质
666
110
70
（mg/l）
表3-2接触氧化池进出水水质指标
Table3-2Indicatorsofcontactoxidationtable
水质指标CODBODSS
进水水质
666
110
70
（mg/l）
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去除率（%）
84
86
15
出水水质106.5615.459.5
（mg/l）
表3-3二沉池进出水水质指标
Table3-3Indicatorsofprecipitationtable
水质指标
COD
BOD
SS
进水水质
106.56
15.4
59.5
（mg/l）
去除率（%）
10
0
50
出水水质
96
15.4
29.75
（mg/l）
4工艺参数设计计算
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某中药制药厂300吨/天制药废水处理工程设计
4.1基本设计参数
（1）最大设计小时水流量：
Q=12.5m3/h
（2）设计进出水指标：
表4-1进出水水质指标
Table4-1Indicatorsofaccesstowatertable
项目
COD（mg/g）
BOD（mg/g）
PH
SS（mg/g）
进水水质
1480
200
6-7
350
出水水质
100
20
6-9
50
4.2处理工艺参数设计及计算
4.2.1格栅间
（1）功能：
用于安装格栅，拦截水中大的悬浮物质。
并防止冬季格栅机结冰，影响运行。
（2）结构：
地下钢砼结构
（3）尺寸：
2.7m×0.8m×1.2m
（4）数量：
1座
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4.2.2不锈钢机械细格栅
（1）设计说明
设备与水平面呈60°安装在水渠中，污水通过栅网的栅缝流
出，固体垃圾被过滤在栅网垃圾筐内。
格栅由一组平行的金属栅
条或筛网制成，安装在废水渠道的进口处，用于截留较大的悬浮物
或漂浮物，主要对水泵起保护作用，另外可减轻后续构筑物的处理
负荷。
（2）主要特点
①全部零件有不锈钢制成，具有足够的耐腐蚀性和强度，即使在恶劣的环境中也能够长期使用
②采用栅杆固定，耙齿在栅杆中间运转，避免因垃圾粘在栅杆上而堵塞栅格
③栅杆尾部采用相对固定的结构，栅杆既能有一定的活动余地，又不会脱离开耙齿之间，使格栅运行更加可靠
④采用防水电机，电机绝缘性能好⑤工作性能稳定，运转平稳，噪声小⑥结构简单，操作方便，便于维护保养⑦所有滑动轴承均采用尼龙材料，耐磨损，耐腐蚀，且无油润
滑
（3）详细参数
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某中药制药厂300吨/天制药废水处理工程设计
格栅型号BG4820-2
有效垂直高度485mm
有效宽度200mm
栅杆间距2mm
安装角度°60o
耙齿速度5.5m/min
电机功率250W
电压380V
最大处理量20m3/h
水槽宽B315-475mm
水槽深H400mm
（4）设计计算
取细格栅；栅条间隙b=2mm；
栅前水深h=0.15m；过栅流速v=0.2m/s；
3
3
安装倾角α=60°；设计流量Q=300m/d=0.00347m
/s
①栅条间隙数（n）
n=Q
max
sina
bhv
式中：
Q-------------
3
设计流量，m/s
α-------------
格栅倾角，度
b-------------
栅条间隙，m
h-------------
栅前水深，m
v-------------
过栅流速，m/s
n=0.00347×0.93÷0.002÷0.15÷0.2=53.8=54
②栅槽有效宽度（B）
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设计采用φ5圆钢为栅条,即s=0.01m
B=S（n-1）+bn
式中：
S--------------栅条宽度，m
n--------------格栅间隙数
b--------------栅条间隙，m
B=0.01×（54-1）+0.002×13=0.556m
③进水渠道渐宽部分长度（l1）
设进水渠道内流速为0.2m/s,则进水渠道宽B1=0.256m,
渐宽部分展开角取为20°
则l1=
B-B1
2
′
tga1
式中：
B--------------
栅槽宽度，m
B1--------------
进水渠道宽度，m
a1--------------
进水渠展开角，度
=0.41m
④栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度（l2）
l2=l1/2=0.41/2
=0.205m
⑤过栅水头损失（h1）
.
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取k=3,b=1.79（栅条断面为圆形），v=0.6m/s
h1=kb（s）4/3
v2
sina
d
2g
式中：
k--------
系数，水头损失增大倍数
b--------
系数，与断面形状有关
s--------
格条宽度，m
d--------
栅条净隙，mm
v--------
过栅流速，m/s
α--------
格栅倾角，度
=3×1.79×8.55×0.04÷19.6×0.866=0.08m
⑥栅槽总高度（H）
取栅前渠道超高h2=0.3m
栅前槽高H1=h+h2=0.15+0.072=0.222m
则总高度H=h+h1+h2=0.15+0.08+0.3=0.53m
⑦栅槽总长度（L）
L=l
1
+l
2
+0.5+1.0+
H1
tg20°
=0.401+0.205+0.5+1.0+0.222÷0.364
=1.86m
中药制药厂每天300吨制药废水处理工程设计
⑧每日栅渣量（W）
取W1=0.1m3/103m3K2=1
QW1
86400
则W=
21000
K
式中：
Q-----------
设计流量，m3/s
W1----------
栅渣量（m3/103m3污水），取0.1
W=
0.046
0.1
86400
1
1000
=0.0299808m3/d（可采用人工清渣）
4.2.3调节池
（1）设计说明
根据生产废水排放规律，后续处理构筑物对水质水量稳定性的要求，调节池停留时间取4h，由于调节池内不安装工艺设备或管道，考虑考虑土建结构可靠性高时，故障少，只设一个调节池。
（2）材质：
钢砼结构
（3）尺寸：
5.0m×4.0m×3.0m
（4）有效高度：
2.5m
3
（5）有效容积：
50m
（6）水力停留时间：
4h
.
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（7）设计计算①池子的实际容积
设废水在池内停留时间为T=4h
则池内废水量Q1=Q/24×T=300/24×4=50m3
得出池的有效容积为50m3
设计用调节池的实际容积为
V=1.2V有效=1.2×50=60m3
②取池子的有效水深为h=2.5m
2
则调节池的平面面积是S=V/h=70=20m
取宽为B=4m，则长L=5m
取调节池超高为h=0.5m
4.2.4水解酸化池
（1）设计说明
主要是将其中难生物降解物质转变为易生物降解物质，提高废水的可生化性，以利于后续的好氧生物处理。
（2）结构：
钢砼结构
（3）尺寸：
5.0m×2.5m×4.5m
（4）有效高度：
4.0m
（5）水力停留时间：
4h
中药制药厂每天300吨制药废水处理工程设计
（6）设计计算①池表面积：
采用一个，则表面积A=Q/Nq=12.5÷1×1=12.5m2
②有效水深：
设停留时间t=4h
有效水深h=qt=4.0m.
③有效容积：
V=Ah=50m2.
④长度的确定：
设池长L为B的2倍
B=A/L=SQRT（f/2）=2.5
尺寸确定LB=5m2.5m.
3
则5×2.5×4=50m
⑤水解池上升流速核算
v=Q/A=H/t=4/4=1m/h
符合要求上升流速v=0.5-1.8m/h
⑥设计超高0.5m，酸化池的深度：
H=4.0+0.5=4.5m
⑦设计水解池规格：
5.0m×2.5m×4.5m（1座）
（7）水解池搅拌系统
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某中药制药厂300吨/天制药废水处理工程设计
①功能：
定期搅拌池底污泥，使其与污水充分混合，高效分解
污染物
②数量：
1套
（8）水解池弹性填料①功能：
用于固定微生物，使其与污水充分混合，高效分解污
染物，选用立体弹性填料，立体弹性填料与硬性类蜂窝填料相比，
孔隙可变性大，不堵塞；与软性类填料相比，材质寿命长，不粘连
结团；与半软性填料相比，表面积大、挂膜迅速、造价低廉。
3
②数量：
25m
4.2.5生物接触氧化池
（1）功能：
用于降解有机污染物和实现硝化反应的主体构筑
物
（2）尺寸：
5.0m×3.0m×4.0m
（3）有效高度：
3.5m；
（4）水力停留时间：
4h
（5）材质：
钢砼结构
（7）池数：
1
（8）设计计算
中药制药厂每天300吨制药废水处理工程设计
①生物接触氧化池的填料容积按下式计算
V=24Lj
Q/1000/Fr
=24×110×12.5/1000/1.78
=18.54m3
式中：
V
----------生物接触氧化池的填料体积m3
Lj
----------生物接触氧化系统进水五日生化需氧量
mg/L
3
Q----------生物接触氧化池设计流量m/h
Fr----------生物接触氧化池BOD5填料容积负荷
kg/m3d
进入生物接触氧化系统的污水BOD5为60-180mg/L时，可按下
列公式计算填料负荷
Fr=0.2881L0.7246
式中：
L--------生物接触氧化系统出水BOD5
Fr=0.2881×15.4
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