中药废水处理设计方案.docx
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中药废水处理设计方案
1概述
上海宝龙安庆药业有限公司以生产中药为主，由此产生的生产废水大多包含洗药、煮炼、制剂、药汁流失废水以及变更药物品种易产生的冲洗生产设备废水，主要由药材煎出的各种成份及酒精等有机溶剂引起的污染。
每一味的中草药的有机成份相当复杂，生产过程大多为间歇式操作，从而造成了浓度较高、成份复杂且多变的有机废水。
废水中主要含有天然有机物，其主要成分为糖类、有机酸、苷类、蒽醌、木质素、生物碱、单宁、蛋白质、淀粉及他们的水解产物，这些废水若直接外排，影响周围居民的身体健康。
我公司按贵方提供的废水水量、水质资料，借鉴相关工程实际运行经验，本着投资省、处理效果好、运行成本低的原则，编制了该设计方案，供贵方和有关部门决策参考。
2综合说明
2.1设计水量与水质
2.1.1设计水量
污水主要来源于生产过程生产设备冲洗水、车间地面冲洗水。
由贵方提供污水处理水量为：
Qd=200m3/d，Qh=8.3m3/hr
2.1.2进出水水质
根据建设方所提供的资料，进水水质和出水水质为：
序号
项目
进水
出水
1
CODCr（mgL）
1800
≤100
2
BOD5（mgL）
720
≤20
3
SS（mgL）
700
≤30
4
PH
6～9
6～9
说明：
其中表中的BOD5、SS、PH值是参考同类型中药废水水质。
出水达到中华人民共和国《污水综合排放标准》（GB8978-1996）中排放标准。
2.2工艺设计的主要结论
2.2.1污水处理
1、进水水质分析
该废水为高浓度有机废水，污水的可生化性属比较好。
2、设计思路
在去除水中一般性污染物质，确保出水水质的同时，兼顾经济合理和运行管理的科学性，并考虑废水达标.
3、污水处理工艺
采用气浮法、IC厌氧反应塔、生化一体化氧化法工艺。
该工艺技术成熟，占地面积小，处理效果好。
4、污水处理工艺
污水处理工艺流程图
计量外排
生化系统
废水
泵
IC厌氧反应塔
储水池
微浮选
泵
人工格
栅
均质调节池
泵
污泥外运处置
2.2.2栅渣及污泥的处理与处置
人工格栅栅渣采用定期人工清理，并与其他垃圾一并外运处置。
2.3工程投资及运行费用
2.3.1工程投资
工程总投资约为49.5万元，其中土建费约为4.9万元；设备费44.6万元。
2.3.2运行费用
污水处理成本0.48元/m3；
2.4项目实施
2.4.1主要工程内容
本工程内容主要由二部分组成。
1、主要处理构筑物及设备：
主要包括均质调节池、微浮选、IC厌氧反应塔、生化一体化氧化系统等。
2、综合操作房主要包括：
鼓风机房、控制室等。
2.4.2总体进度计划
总工期（土建、设备制造安装及调试）共55天。
3设计规范、范围及原则
3.1设计规范与标准
1、《污水综合排放标准》GB8978-1996
2、《室外排水设计规范》（1997年修订）GBJ14-87
3、《生活杂用水水质标准》CJ25-89
4、《建筑结构荷载规范》GB50009-2001
5、《给水排水工程结构设计规范》GBJ69—84
6、《混凝土结构设计规范》GB50010-2002
7、《建筑结构制图标准》GB/T50105-2001
8、《建筑抗震设计规范》GB50011-2001
9、《构筑物抗震设计规范》GB50191-93
10、《地下工程防水技术规范》GB50108-2001
11、《城市区域环境噪声标准》GB3096-93
12、《环境空气质量标准》GB3095-96
13、《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002
14、《混凝土结构工程施工质量验收规范》
GB50204-2002
15、《给水排水构筑物工程施工及验收规范》GBJ141-90
16、《地基与基础工程质量验收规范》GB50202-2002
17、《采暖通风与空气调节设计规范》GBJ19－87
2001版
18、《建筑中水设计规范》CECS30-1991
19、《10kV及以下变电所设计规范》GB50053－94
20、《低压配电设计规范》GB50054－95
21、《供配电系统设计规范》GB50052－95
22、《电力工程电缆设计规范》GB50217－94
23、《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》GB50062－92
24、《工业企业照明设计标准》GB50034－92
25、《建筑物防雷设计规范》GB50057－94
（2000版）
26、《工业与民用电力装置的接地设计规范》GBJ65－83
27、《自动化仪表选型规定》HG20507－92
28、《仪表供电设计规定》HG20509－92
29、《仪表系统接地设计规定》HG20513－92
30、《计算机机房设计规范》GB50174-93
31、《分散型控制系统工程设计规范》HG20573
32、《电气装置的电测量仪表装置设计规范》GBJ63－90
33、《分散型控制系统工程设计规定》HG/T20573-95
34、《控制室设计规定》HG20508－92
35、《信号报警、联锁系统设计规定》HG20511－92
36、《民用建筑设计规范》JGJ37－87
37、《建筑设计防火规范》GBJ16－87（2001年版）
3.2设计范围
1、污水处理站的总体设计，包括工艺、电气设计、仪表与自动控制，以及对土建工程相关的建筑、结构设计提出合理的设计建议与理念等。
2、处理站的设计主要分为污水处理和污泥处理及处置两大部分。
1）污水处理
根据水量、水质变化情况，结合污水本身所特有的情况，选择技术成熟、经济合理、运行灵活、管理方便、处理效果稳定的方案。
2）污泥处理与处置
污水处理过程中产生污泥，应进行稳定处理，防止对环境造成二次污染；并妥善考虑污泥的最终处置。
3.3设计原则
1、本设计方案严格执行国家有关环境保护的各项规定，污水处理后必须确保各项出水水质指标均达标排放。
2、采用简单、成熟、稳定、实用、经济合理的处理工艺，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、系统运行灵活、管理方便、维修简单，尽量考虑操作自动化，减少操作劳动强度。
5、设计美观、布局合理，与原有设施统一协调考虑。
6、设置必要的监控仪表，提高控制操作的自动化程度。
7、尽量采取措施减小对周围环境的影响，合理控制噪声、气味，妥善处理与处置固体废弃物，避免二次污染。
4处理工艺流程
4.1水量与水质分析
4.1.1水量分析
本工程的污水主要来自生产设备冲洗水、车间地面冲洗水，其水量为200m3/d，由于水量较小，其水量变化较大，排放不均匀，因此设计时必须考虑水量的调节措施，否则必将影响工程的处理效果，影响处理工程的连续性。
4.1.2水质分析
生产过程均为物理加工过程，无副产品生成，属于高科技、高附加值、低污染的现代化制药业，其污水的可生化性属比较好。
4.1.3处理模式分析
从以上水量和水质组成分析，根据我单位已经完成的类似污水处理工程，本工程主要采用厌氧生物处理+好氧生物处理模式。
4.2污水处理工艺流程
4.2.1选择思路
根据上述进出水水量和水质情况，我方考虑污水处理工艺的选择必须依照如下思路：
1、确保废水的充分混合、均衡，避免COD的冲击负荷，设置调节池进行调节。
2、主要采用厌氧生物处理和好氧生物处理为主体的处理工艺，在生化处理构筑物中，去除大部分的污染物；
3、确保达标排放；
4、工艺流程简捷、工程造价低、运行经济、便于管理。
4.2.2污水处理技术
1、拦污设施
废水中（制药废水）含有各类漂浮物质，需设置格栅加以拦截。
以防止堵塞后续的水泵或处理设备；避免在后续水池内沉淀，增加检修次数。
人工格栅具有造价低，格栅拦截的栅渣人工定期清理。
2、水质水量的调节
由于污水排放的水量水质很不均匀，造成污水来水水质、水量波动较大，因此只有足够大的调节容量才能使进入生化处理的水质、水量稳定，因此必须设置均质调节池，进行水量水质的均衡，减轻后续处理构筑物的冲击负荷。
3、生物处理
污水经过调节池均质调节后，采用厌氧生物处理和好氧生物处理最经济的处理工艺，生物法工作过程为：
通过驯化培养而聚集的优势微生物群体，在生长过程中利用周围环境中的营养物质即水中的有关污染物质进行新陈代谢，达到降解污染物、净化水质的目的。
污水进入好氧处理，通过好氧生物的作用将污染物去除。
其污染物去除机理如下所示：
有机污染物氧化反应为（有机物以CxHyOz表示）：
酶
4CxHyOz+（4x+y-2z）O24xCO2+2yH2O+能量
氨氮氧化方程式如下：
亚硝酸细菌
2NH4++3O22NO2-+4H++2H2O+能量
硝酸细菌
2NO2-+O22NO3-+能量
降解水中有机物的同时，主要通过硝化细菌去除水中的氨氮。
经过此阶段，污水已得到较彻底的净化。
生物处理工艺按生物生长状态，分为活性污泥法、生物膜法。
活性污泥工艺中生物以菌胶团的形式悬浮于水中，通过曝气混合分解污水中的污染物。
活性污泥工艺按其运行方式分为：
普通曝气池、氧化沟、SBR、A/O、A/A/O等，主要应用于大型的污水处理厂。
除SBR工艺外，均需设置污泥回流泵，设备较多，所以SBR工艺在中、小型污水处理工程也有应用，但SBR工艺设计负荷较小，一般为0.1kgBOD5/m3∙d，占地面积较大，由于滗水需要，水池深度较大，同时自动控制设备较多，一旦设备故障或运行参数发生变化，必须对整个运行程序进行调整。
同时小型污水处理采用活性污泥工艺，容易发生污泥膨胀引起污泥流失，使处理池内的污泥浓度得不到保证，从而影响处理效果。
生物膜法在处理池内设置填料，作为生物的载体，使大量生物附着生长，同时污水中又有一定浓度的悬浮生物。
按其运行方式分为：
生物接触氧化法、生物滤池、生物转盘等。
生物滤池和生物转盘一般使用于水量较小、进水浓度较低的污水处理，由于其生物浓度较低，设计负荷较小，占地面积较大，抗冲击负荷性能较差，目前使用的已较少。
生物接触氧化法工艺通过配以高效填料，具有处理负荷高、耐冲击负荷、不产生污泥膨胀，设施体积小、污泥产生量少、运行稳定可靠、管理方便等优点，该方法广泛应用于有机污废水的处理工程，尤其适用于中小型地埋式污水处理站。
所选用的填料安装简单、维修更换方便、不易堵塞、重量轻、比表面积大于200m2/m3，使用寿命可达十年以上。
本工程处理构筑物采用半地下式布置，因此选用生物接触氧化法作为本工程的生物处理工艺。
4.4.3工艺流程
1、工艺流程
本污水处理站主要工艺过程设计如下：
该厂生产废水汇总经人工格栅拦截废水中的较大悬浮物和漂浮物，定期外运。
来自于生产车间的高浓度废水经人工格栅除渣后进入均质调节池，在均质调节池中进行水量和水质的调节。
调节池的出水由泵提升至IC厌氧塔，污水中的有机物在厌氧微生物的作用下消化降解。
厌氧塔出水自流进入生物接触氧化池，在生物接触氧化池中通过曝气以优势的微生物种群、高负荷活性污泥吸附废水有机物。
出水进入二沉池，二沉池自流进入中间水池，中间水池出水由泵提升至机械过滤器，过滤器出水达标外排。
IC厌氧塔、二沉池的污泥自流进入污泥浓缩池，浓缩污泥经厢式压滤机压滤后外运处置。
滤液经地沟回流至均质调节池。
污水处理工艺流程图
泵
废水
泵
二沉池
计量外排
生物接触氧化池
过滤器
中间水池
IC厌氧塔
泵
人工格
栅
均质调节池
泵
污泥外运处置
2、污水处理工艺设计处理效果
设计处理效果一览表
处理单元
指标
CODcr
BOD5
SS
人工格栅
进水（mg/L）
1800
720
700
出水（mg/L）
1800
720
560
去除率%
／
/
20
均质调节池
进水（mg/L）
1800
720
560
出水（mg/L）
18000
720
560
去除率%
／
/
/
IC厌氧塔
进水（mg/L）
1800
720
560
出水（mg/L）
360
144
280
去除率%
80
80
50
生物接触氧化池
进水（mg/L）
360
144
140
出水（mg/L）
120
36
140
去除率%
33
35
/
二沉池
进水（mg/L）
120
36
140
出水（mg/L）
108
32.4
70
去除率%
10
10
50
过滤器
进水（mg/L）
108
32.4
70
出水（mg/L）
97.2
29.2
14
去除率%
10
10
80
总去除率％
≥96.8
≥98.3
≥98
4.4.4栅渣及污泥的处理与处置
4.4.4.1栅渣的处置
栅渣中含有的垃圾必须合理处置。
本设计选用的人工格栅，栅渣定期外运或焚烧。
4.4.4.2污泥的处理与处置
污泥是污水处理过程的产物，是整个污水处理的重要组成部份，处理目的在于降低污泥含水率，减少污泥体积，达到性质稳定，并为进一步处置创造条件。
污泥处理的一般流程为：
浓缩→消化→脱水干化→处置。
考虑到若采用消化处理，需增加消化池、加热系统、搅拌、沼气处理等一系列构筑物及设备，投资增加，且规模较小，经济效益差，故不考虑污泥消化处理。
污泥量计算表表3-3-1
序号
项目
污泥量
一
IC厌氧塔、二沉池
1
干污泥总量（kg/d）
25.2
2
含水率（%）
99
3
污泥体积（m3）
2.52
二
污泥浓缩池
1
干污泥总量（kg/d）
25.2
2
浓缩后含水率（%）
98
3
浓缩后污泥体积（m3）
1.26
三
脱水机房
1
干污泥总量（kg/d）
25.2
2
脱水后含水率（%）
75
3
脱水后污泥体积（m3）
0.1
污泥脱水方式，使用最常见的为厢式压滤机、带式压滤和离心脱水方式。
厢式压滤机劳动强度大，自动化程度低，但脱水效果较好，适合小水量污水处理厂。
带式压滤机需滤带作为过滤介质，对滤带要求高，可以连续自动运转。
离心脱水系统结构紧凑，附属设备少，在密闭状况下运行，臭味小、工作环境好，不需要过滤介质，维护较为方便，能长期自动连续运转，但噪音较大，动力费用高。
本工艺中根据污泥特性和使用特点及规模等条件，选择厢式压滤机。
5处理工艺设计
5.1主要工艺构（建）筑物、处理设备
5.1.1人工格栅
由于废水排放过程中携带有大量的悬浮物及固形物、漂浮物，这些固形物对后续处理设施如泵有较大的影响，所以必须去除，本工程设计人工格栅拦污设备，栅渣由人工定期清理。
单格过栅流量Q＝3m3/h,栅条间隙B＝8mm，栅条宽度S=5mm，安装角度α=700,格栅有效宽度B′＝300mm,格栅井尺寸1200×300×1000mm
5.1.2均质调节池
由于污水来水不均匀，水质、水量存在波动，因此只有足够的调节容量的均质池才能使进入后续处理工艺的水质、水量稳定。
固设置均质调节池。
废水经人工格栅后去除大颗粒悬浮物固体，进入该均质调节池。
在均质调节池中设置PH值调节装置，投加NaOH或HCL，并通过PH自动控制仪调整PH值。
均质调节池平面尺寸：
A=4.9m，B=5.7m，C=3.7m，D=3.7m有效容积为：
30m3，水力停留时间为10小时，利用原有水池。
污水提升泵二台，型号为WQ25-7-8-0.55，1用1备。
性能参数如下：
Q=7m3/hr，H=8m，N=0.55KW。
水泵带安装自藕导轨装置，安装及检修极为方便。
5.1.3IC厌氧塔
厌氧塔设计采用上流式厌氧污泥床，将污水中的有机物在厌氧微生物的作用下消化降解，最终分解产物为沼气，沼气采用高空燃烧或高空排放。
厌氧塔的设计为中温30～35oC，PH控制范围在6.8～7.2，厌氧塔有效尺寸：
φ2.5×11。
厌氧塔设计1座，有效容积为54m3，总停留时间为HRT=4.7h，废水在进入厌氧塔前，温度必须控制在30～35oC，厌氧塔采用Q235-A防腐，IC厌氧塔出水自流进入生物接触氧化池。
5.1.4生物接触氧化池
1.接触氧化法的特点
1）有较高的污泥浓度，除了填料表面生长有生物膜外，在填料间隙还有悬浮生长的微生物，污泥浓度一般可达10-20g/l，比活性污泥法高许多（2-3g/l）。
2）生物膜具有丰富的生物相，膜中的微生物不仅数量多，而且种类也多，除了游离态和菌胶团内的细菌外，还有大量附着于填料表面的丝状菌，它的繁殖不仅不会引起污泥膨胀，相反能改善有机物的去除效果，另外在生物膜上还有多种原生动物和后生动物，形成了稳定的生态系。
3）生物活性高，由于采用微孔曝气器，气泡直径小且密集空气气泡在填料空隙中起了充分搅拌的作用，加之生物膜后生动物的存在可软化生物膜，从而加速生物膜的脱落更新，使生物膜具有较高的活性。
4）具有较强的氧利用率，由于生化池内设置组合填料，生化池曝气装置采用圆盘式微孔曝气器，气泡在填料中曲折穿过，增加了停留时间，从而提高了氧从气相向液相转移的效率，一般接触氧化池中的氧利用率高达45%。
5）具有较强的耐受冲击负荷能力，这主要是接触氧化池中污泥浓度高，加上曝气的充分搅动，负荷冲击可得到缓冲而从不致影响工作性能。
6）生物接触氧化工艺具有较高有机负荷和水力负荷率。
2.接触氧化池设计技术参数
氧化池容积V=36m3，氧化池长4米，宽3米，深3米，池中布置φ219微孔曝气器30只，在生物接触氧化池中摆放组合填料，便于好氧菌附着，可大大增加好氧菌的浓度。
所需填料体积为26.4m3。
填料采用新型组合立体填料，这种填料具有不易堵塞、重量轻、比表面积大，效果稳定的优点，并且易于检修和更换。
生化停留时间12hr。
5.1-1圆盘式微孔曝气器技术性能一览表
工作条件
清水充氧性能
水深
（m）
气量
（m3/h）
压力损失
（pa）
qe
（kgo2/h）
ε
（%）
Ё
（kgo2/kw.h）
4.0
3
2900
0.336
31.54
6.99
3.0
3
3400
0.18
21.70
6.58
注：
qe曝气器充氧能力（kg/h）
ε曝气器氧利用率（%）
Ё理论动力效率（kg/kw.h）
5.1.5二沉池
污水经曝气池处理后，水中含有一定量的悬浮固体，为了使出水SS达到排放标准，我们采用二沉池来进行固液分离。
二沉池设置为竖式沉淀池。
曝气池出水由二沉池中心管进入，在穿孔挡板（整流板）的作用下废水在池内沿辐射方向流向池的四周，水流速度有大到小变化。
在池四周出水口处设置锯齿形三角堰，使出水均匀。
二沉池沉淀污泥一部分由泵回流至生物接触氧化池，多余部分排入污泥池。
二沉池平面尺寸3×3×3m。
5.1.6中间水池
二沉池出水自流进入中间水池，中间水池出水由泵提升至过滤器。
中间池的平面尺寸A=2.1m，B=2.3m，C=3.4m，D=3.5m，有效容积为14.96m3，水力停留时间为4.9小时。
中间水池利用原有水池一座。
中间水池设置过滤提升泵选用潜水泵，型号为SLS25-125，1用1备。
单台性能参数如下：
Q=4m3/hr，H=20m，N=0.75KW。
5.1.7污泥浓缩池
污泥浓缩池平面尺寸3×3×3m，容积为27m3。
污泥池内的上清液溢流进入均质调节池。
在污泥池内设置曝气系统，采用鼓风机穿孔曝气方式，主要起以下主要功能：
1）避免污泥厌氧发酵散发臭气；
2）防止污泥在池底板结；
3）进行好氧消化减量处理。
5.1.8过滤器
选用D800过滤器一套，滤速6m/hr。
反冲洗周期为每累计工作16～24小时，反冲洗强度16L/s.m2，反冲洗时间5min。
5.1.9出水水池
出水水池平面尺寸：
A=2.0m，B=2.6m，C=3.5m，D=3.4m，有效容积为15.64m3。
反冲洗水泵选用离心泵，型号为SLS65-125（I），1台，性能参数如下：
Q=25m3/hr，H=5m，N=0.75KW。
5.1.10脱水机
浓缩后的污泥通过螺杆泵输送至厢式压滤机，同时投加阳离子PAM絮凝药剂，保证脱水效果。
分离出的污水排入均质调节池。
螺杆泵型号为G25-1泵1台，单台Q=2m3/hr，H=60m，N=1.5KW。
厢式压滤机采用XMY3/320-25U型，过滤面积F=3m2，1台。
5.1.11鼓风机
风机安置于风机房内，污水处理站充氧设备采用百事德机械（江苏）有限公司生产的回转式鼓风机。
该风机采用世界先进技术，具有运行安全可靠，维修方便，噪音低，对周围环境影响小的特点，较适合中、小型污水站使用。
鼓风机型号为HC-501S,Q=1.39m3/h,P=0.3kgf/cm2,N=2.2Kw，2台，一用一备。
5.2主要处理构（建）筑物、设备表
5.2.1主要处理构（建）筑物
序号
名称
设计参数
数量
单位
备注
1
格栅井
停留时间：
7.2min
平面尺寸：
1.20.3m
水深：
1.0m
1
座
新建
2
均质
调节池
停留时间：
10hr
平面尺寸：
4.93.7m
水深：
2.0m
1
座
利用原有水池
3
生物
接触
氧化池
停留时间：
12hr
平面尺寸：
4.03.0m，
水深：
3.0m
1
座
新建
4
二沉池
停留时间：
9hr
平面尺寸：
3.0×3.0m
水深：
3.0m
1
座
新建
5
中间
水池
停留时间：
4.9hr
平面尺寸：
2.1×2.3m
水深：
3.4m
1
座
利用原有水池
6
污泥
浓缩池
停留时间：
9hr
平面尺寸：
3.03.0m
水深：
3.0m
1
座
原池
7
出水
水池
停留时间：
5.2hr
平面尺寸：
2.02.6m
水深：
3.5m
1
座
利用原有水池
8
综合
操作房
平面尺寸：
6.08.0m
1
座
5.2.2主要处理设备表
序号
设备名称
规格型号
数量
单位
性能参数
1
人工格栅
CF-300
1
台
B=300mm,b=8mm
2
污水提升泵
WQ25-7-8-0.55
2
台
7m3/hr，8m，0.55KW
4
鼓风机
HC-501S
2
台
1.39m3/h,0.3kgf/cm2,2.2Kw
5
IC厌氧塔
φ3.6×8.0m
1
台
HRT=26hr
6
脉冲布水装置
BS-3
1
台
用于IC厌氧塔
7
组合填料
XHT-150
26.4
m3
用于IC厌氧塔
8
加热器
φ800×1200
1
台
9
温度自动控制阀
00～990
1
套
用于加热器
10
微孔曝气器
φ219
30
套
单只通气量Q=2.5m3/h
11
过滤提升泵
SL
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