废水处理站的设计.docx

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废水处理站的设计

1概 述

1.1设计任务

（1）确定污水处理程度和处理厂工艺流程，对构筑物进行选择与计算。

（2）选择污水处理厂厂址。

（3）进行平面布置和高程布置。

（4）按设计要求，画出指定构筑物的工艺的设计图，包括平面图，纵剖面图和横剖面图。

（5）写出设计说明书。

1.2设计依据

（1）项目名称

辅酶Q10、辛伐他汀、齐多夫定、环丙沙星、阿奇酶素等新药项目

（2）项目背景

齐多夫定最早于1964年合成，1987年3月齐多夫定是世界上第一个获得美国食品与药物管理署（FDA）批准生产的抗艾滋病药品，商品名立妥威，在20世纪已有近百个国家临床使用。

当前，齐多夫定实际上成了一个标准药物，任何新品的开发是否被学术界和临床认可都将以它为参照。

至今累计销售收入已达40亿美元，2003年立妥威市场为0.45亿英镑，折算为0.74亿美元。

辛伐他汀（旨泰）1991年在美国上市，1997年引入中国，本品为3-羟基-3-甲基-戊二酰-辅酶A（HMG-CoA）还原酶的抑制剂，抑制内源性胆固醇的合成，为降血脂药，它是在世界上应用最为广泛的调脂药物之一，本品具有显著的降低胆固醇、升高高密度脂蛋白及降低甘油三酯的作用，降脂效果是普伐他汀和洛伐他汀的两倍，主要用于高胆固醇血症，冠心病、冠心病二级预防，可减少冠心病、心肌梗塞的危险性，减少心肌血管再通手术；延缓动脉粥样硬化的进展。

辅酶Q10。

辅酶Q10又名“泛醌”，是一种存在于多种生物体内的脂溶性天然维生素类物质。

辅酶Q10是细胞自身产生的天然抗氧化剂，能提高有机体的免疫力。

近年来的研究表明，辅酶Q10有抗肿瘤作用，临床对于晚期转移性癌症有一定疗效，在预防冠心病，缓解牙周炎，治疗十二指肠溃疡及胃溃疡，增强人体免疫力功能以及缓解心绞痛方面有显著效果。

环丙沙星是第三代氟喹诺酮类抗菌药，因其抗菌谱广、杀菌作用强、起效迅速而广泛应用于临床。

阿奇霉素是红霉素结构经修饰后得到的一种大环内酯类广谱抗生素，比红霉素具有更广泛的抗菌谱，对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌，如流感嗜血杆菌、卡他布兰汉菌、军团杆菌以及沙眼衣原体、肺炎支原体等均有良好的抗菌作用。

红霉素与阿奇霉素的副作用主要以消化系统反应（如恶心、呕吐、上腹不适等）及皮疹为主。

（3）废水排放情况

该项目有五个生产品种，每种产品又有几步合成工序。

废水排放情况见表1。

1.3设计原则

（3）清污分流、污污分流，先根据各车间排水的性质分类处理，然后再综合处理；

（4）采用物理的、化学的和生物的等多种技术措施进行处理。

化学措施为生物处理创造条件，以生物处理为主体，以深度处理为保证。

（5）确保污水处理站出水要低于国家规定的排放标准；

（6）工艺流程合理、简洁，设备布置紧凑，投资和运行费用尽可能低；

（7）操作管理方便，并尽可能提高自控水平。

表1          废水成分及排放量统计

产品

产量

（T/月）

反应过程

排放量

（m3/月）

成分与浓度

辛伐他汀

第二步

90

含二甲基甲酰胺5%，pH6-7

第三步

75

含四氢呋喃10%，乙醚2%，碘1%，pH8-9

第四、

五步

40

含甲醇1%，乙酸乙脂8%，pH3-4

第六步

50

含乙酸3%，pH6-7

水循环泵

150

含甲酸1%，乙酸乙脂1.5%，乙醚0.4%，四氢呋喃0.5%

齐多夫定

氧桥物

10

含甲醇约15%，

9

含吡啶约10-15%，pH12

叠氮化

20

含二甲基甲酰胺5-7%，pH2-3

脱保护

10

含甲醇约10%

3

含乙酸乙脂约30%

辅酶

第一步

20

含氯化钠10%，磷酸1.3%

第二步

50

含氯化钠3.8%

第三步

20

含碱10%，氯化铵30%

第四步

25

含氯化钠5%，异丙醇28%，三氯化铁5.6%

环丙

沙星

第一步

900

含盐酸10%

第二步

600

含异戊醇3%

第三步

300

含六水哌嗪1%

第四步

300

含甲苯1%

第五步

300

含甲醇2%

第六步

150

含硫酸二甲酯0.5%

阿奇霉素

第一步

550

含甲醇2-5%

第二步

270

含二氯甲烷、甲苯小于1%

第三步

160

含甲醇2%

第四步

180

含丙酮2%

合计

63.6

4282

1.4设计规模

（1）高浓度有机废水水量

五种产品月排放约4282m3高浓度有机废水，日均排放约143m3。

设计水量按厂方提供水量的1.2倍考虑。

即日排放171m3。

高浓度有机废水的COD浓度值由几万至几十万mg/l。

（2）低浓度废水

生产工艺还会产生大量的冲洗废水、污冷凝水、生活污水等。

（3）设计水质

由于该污水中几种成分需要回收后才能较好的处理，所以，在该设计中废水处理站进水的综合设计水量和水质按以下值设计：

水量：

1200m3/d，CODCr≤5000mg/l，

1000mg/l，SS≤300mg/l

1.5排放标准

根据《污水综合排放标准》（GB8978－1996）表4的要求，主要指标执行二级标准：

CODcr 300mg/l        BOD530mg/l

SS  150mg/l         硫化物1.0mg/l 

磷酸盐（以P记） 1.0mg/l

2废水处理工艺路线

2.1各工段排水的主要成分分析

从表1可以看出，辛伐他汀、齐多夫定和辅酶三个车间的生产工段以高浓度有机物为主，浓度从1%到30%，这些高浓度的有机废液其COD的含量平均高达24万mg/l以上，并且，其中有些物质的可生化性很低，属于难生化降解的物质。

对这些污染物质宜先化学氧化然后再进入生物处理设施；对于这三种产品的废水，其中几种成分的浓度很高（见图1至图3），如果在生产车间的单元操作中能够将该步骤的废水单独收集的话，应该先回收其主要成分后再合并处理，这些能够回收的成分有甲醇、异丙醇、乙酸乙脂、四氢呋喃、二甲基甲酰胺和氨。

回收操作不仅可以回收产品，产生一定的经济效益，而且，是降低COD和BOD5的有效手段。

另外，在辅酶车间排放的水中，氯化铵的含量竟高达30%，也应该先回收氨，然后才能进入污水处理站，因为氨氮是现在严格控制的污染物质之一，是造成水体富营养化的主要因素之一。

环丙沙星和阿奇酶素的生产废水中主要成分的浓度较低，不具回收价值，以处理为主。

2.2几种主要成分的物化性质

四氢呋喃:

用作溶剂、有机合成的原料，无色透明液体，易燃。

有乙醚气味。

有毒，有麻醉作用。

在空气中能生成爆炸性过氧化物。

与水、醇、酮、苯、酯、醚、烃类混溶。

相对密度0.985（4oC）。

沸点67oC。

凝固点-108oC。

闪点-17oC（开杯）。

折射率nD（20oC）1.4050，自燃点610oC。

二甲基甲酰胺（DMF）:

无色、淡胺味的液体，分子量73.10。

相对密度0.9445（25oC）。

熔点-61oC。

沸点152.8oC。

闪点57.78oC。

蒸气密度2.51。

蒸气压0.49kpa（3.7mmHg25oC）。

自燃点445℃。

蒸气与空气混合物爆炸极限2.2～15.2%。

与水和通常有机溶剂混溶。

遇明火、高热可引起燃烧爆炸。

能与浓硫酸、发烟硝酸剧烈反应甚至发生爆炸。

在工作岗位可因接触DMF蒸汽而中毒。

急性中毒发生原因多数由于生产故障，设备漏裂，或在检修设备时，未采取有效的防护措施，大量接触毒物所致，中毒常是吸入和皮肤吸收并存,且以皮肤吸收为主。

甲醇:

纯甲醇为无色透明略带乙醇气味的易挥发液体，沸点65oC，熔点-97.8oC，和水相对密度0.7915（20/4oC），甲醇能和水以任意比例相溶，但不形成共沸物，能和多数常用的有机溶剂（乙醇、乙醚、丙酮、苯等）混溶，并形成恒沸点混合物。

甲醇能和一些盐如CaCl2、MgCl2等形成结晶化合物，称为结晶醇如CaCl2·CH3OH、MgCl2·6CH3OH，和盐的结晶水合物类似，甲醇蒸气能和空气形成爆炸性混合物，爆炸极限6.0～36.5％（体积）。

甲醇燃烧时无烟，火焰呈蓝色。

甲醇具有脂肪族伯醇的一般性质，连有羟基的碳原子上的三个氢原子均可被一一氧化，或脱氢生成甲醛，再氧化成甲酸，甲酸氧化的最终产物是二氧化碳和水。

主要经呼吸道和胃肠道吸收，皮肤也可部分吸收。

乙酸乙脂（醋酸乙脂）:

无色透明易挥发的液体，有果香味，能与水、醚、丙酮和三氯甲烷相混溶。

吡啶:

含有一个氮杂原子的六元杂环化合物。

无色可燃液体， 具有特殊臭味。

熔点 －42oC ，沸点115.5oC，密度 0.9819 克／厘米（20oC）。

溶于水、乙醇、乙醚、丙酮和苯等。

与水形成共沸混合物，沸点 92～93oC。

工业上利用这个性质来纯化吡啶。

异丙醇:

异丙醇是无色透明可燃性液体，有与乙醇、丙酮混合物相似的气味。

比重0.7851、熔点-88oC、沸点82.5oC。

异丙醇能溶于水、醇、醚、氯仿。

蒸气与空气形成爆炸性混合物，爆炸极限3.8～10.2%（体积）。

可用于防冻剂、快干油等，更可作树脂、香精油等溶剂，在许多情況下可代替乙醇使用。

也可用作涂料，松香水，混合脂等方面；无色透明；纯天然产品。

2.3废水的可生化降解性分析

生物法是有机废水处理中广泛应用的有效的方法之一。

BOD5和CODCr是废水生物处理过程中常用的两个水质指标，用BOD5/CODCr值评价废水的可生化性是广泛采用的一种最为简易的方法。

在一般情况下，BOD5/CODCr值越大说明废水的可生物处理性越好。

综合国内外的研究结果，表2中所列数据可用来评价废水的可生化性。

难生化降解的有机废水，可以采用化学的预处理方法来改善其可生化性，然后再用生物的方法作进一步处理。

表2　       BOD5/CODCr值与可生化性的关系

BOD5/CODCr

>0.45

0.30—0.45

0.20—0.30

<0.20

可生化的程度

可生化性好

较好

较难

不宜

表3       主要有机化合物可生物降解性的评定  

物质名称

COD/（mg/mg）

BOD5/（mg/mg）

BOD5/COD

可生物降解性

甲苯

1.87

0.19

0.1

经驯化可降解

异戊醇

2.73

1.5

0.55

可降解

甲醇

1.5

0.77

0.52

可降解

异丙醇

2.3

2.1

0.07

长期驯化可降解

甲醛

1.07

0.68

0.63

可降解

丙酮

2.17

1.12

0.52

可降解

甲酸

0.35

0.19

0.54

可降解

乙酸

1.07

0.77

0.72

可降解

乙酸乙酯

2.2

0.52

0.24

经驯化可降解

乙醚

2.59

0.86

可降解

二氯甲烷

0.38

不能降解

二甲基甲酰胺

1.54

0.02

0.01

不能降解

吡啶

3.13

0.06

0.02

经驯化可降解