污水处理工程化学制药.docx
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污水处理工程化学制药
某化学制药
生产废水处理工程设计方案
2013年11月
目录
一、废水来源及性质
（一）各产品污染源强分析
（二）废水污染源强分析
二、工程目标
（一）处理规模
（二）废水水质
（三）设计目标
三、处理工艺的选择
（一）工艺选择
（二）工艺流程
（三）工艺说明
（四）预期处理效果
四、主要处理设施
（一）土建部分
（二）设备部分
（三）主要设备一览表
五、投资估算
六、运行费用
七、综合经济技术指标
一、废水来源及性质
（一）各产品污染源强分析
1、PHBA工艺废水
PHBA生产以谷氨酸为基本原料，依次投加盐酸，亚硝酸钠，氨水、次氯酸钠、氢氧化钠，邻苯二甲酸酐等工业原料,经亚硝化、环合、氨解、霍夫曼、离子交换、缩合等反应工序合成而成。
废水排放情况如下：
序号
工序名称
排放量（m3/d）
PH
废水中主要污染物量（mg/L）
NH3－N
CL-
CODcr
1
亚硝化反应
2.9
1.0
2.2×104
1.57×104
2
氨解反应
0.9
10.0
3.13×105
7.87×104
3
霍夫曼反应
3.9
11.0
1.28×104
7.07×104
4
离子交换
27.5
3.0
3.45×103
1.53×104
939
5
浓缩精制
12.1
7.0
1.24×103
274
6
缩合反应
1.4
1.0
6.87×104
7.44×104
7
合计
48.7
2.0
9.1×103
582
1.09×104
表1、PHBA工艺废水
该产品排放的工艺废水除离子交换和浓缩精制外，其它工艺废水NH3、CL-、CODcr等主要污染物指标都在1.0×104mg/L左右，其废水特征为PH低、盐份高、有机质高。
2、CBZ—HABA工艺废水
CBZ—HABA是PHBA的系列产品，以PHBA生产过程中的中间产物HABA为基本原料和苄酯缩合、经酸化反应得到CBZ—HABA。
各工序废水排放情况如下：
序号
工序名称
废水排放（m3/d）
废水中主要污染物排放量（mg/L）
NH3－N
CL-
CODcr
1
缩合、酸析萃取
0.76
1.0
5.20×104
3.36×105
2
脱色、过滤、浓缩
0.03
4.0
5.52×105
3
结晶、分离、烘干
0.16
6.0
3.3×104
1.12×105
4
小计
0.95
2.0
40
3.06×105
表2、CBZ—HABA工艺废水
该产品所排放的工艺废水特征为：
水量小、有机质浓度高。
3、硫糖铝工艺
硫糖铝以蔗糖为基本原料，经投加氯磺酸、二甲基毗啶、石灰水、碱式氯化铝、乙醇等原料，依次经氯磺化、中和成盐、铝置换等反应工序合成而成。
每天产生工艺废水0.60m3左右，CODcr=1.0×105mg/L左右。
4、L一谷氨酰胺工艺废水
谷氨酰胺产品以谷氨酸为主要本原料，以甲醇、硫酸、液氨、冰醋酸，二硫化碳为基本原料。
经酯化、氨化、酸解，精制等合成工序而成工艺废水排放情况如下：
序号
工序名称
废水量（m3/d）
废水中主要污染物（mg/L）
PH
NH3—N
CODcr
1
酸化废水
1.25
3.0
1.25×105
7.40×105
2
精制废水
3.46
9.0
3.25×103
2.7×104
3
低浓度混合废水
27.0
6.0
80
674
表3.谷氨酰胺工艺废水表
该产品所排放的工艺废水特征为：
水量小有机物浓度高。
低浓度混合废水包括地面冲洗水10m3/d，机泵冷却水12m3/d，生活污水5.0m3/d，其27.0m3/d。
5、甲基巯基四氮唑产品工艺废水
甲基巯基四氮唑产品以甲胺、二硫化碳、片碱、氯甲酸乙酯、送氮钠，盐酸、氯仿、乙醇等为基本原料，经合成、加成、分解酸化、精制等合成工序而成，工艺废水排放情况如下：
序号
工序名称
废水量（m3/d）
废水中主要污染物（mg/L）
PH
NH3—N
CL-
CODcr
1
合成分解废水
0.105
10.0
1.5×104
9.6×104
5.9×104
2
粗品废水
0.104
3.0
4.6×104
8.9×104
1.1×105
3
精制废水
0.011
6.0
4.0×105
4.0×105
4
混合废水
0.22
6.0
2.9×104
1.1×105
1.0×105
表4.四氮唑工艺废水表
该产品所排放的工艺废水特征为：
水量小、氨氮高、盐分高、有机物浓度高。
（二）废水污染源强分析
1、工艺废水汇总表
序号
废水名称
废水量（m3/d）
主要污染分析
PH
NH3—N
CL-
CODcr
1
丁胺卡那
高浓度废水
9.2
1.0
3.6×104
1.2×104
5.45×104
低浓度废水
39.6
3.0
2.8×103
9.4×103
736
2
CBZ－HABA工艺废水
1.0
1.0
4.2×104
3.1×105
3
硫糖铝工艺废水
0.6
6.0
7.0×104
9.8×104
4
谷氨酰胺
高浓度废水
4.7
8.0
3.5×104
2.2×105
低浓度废水
27.0
6.0
80
674
5
四氮唑工艺废水
0.2
6.0
2.9×104
1.1×105
1.0×105
6
合计
高浓度废水
15.7
2.0
3.2×104
1.4×104
1.2×105
低浓度废水
66.6
3.0
1.68×103
5.6×103
710
2、新厂区工艺废渣汇总表
序号
产品名称
发生总量（kg/d）
盐渣（kg/d）
AC渣（kg/d）
树脂（kg/d）
残渣（kg/d）
1
PHBA
1394
1318
38
38
2
CBZ-HABA
4
4
3
硫糖铝
4
谷氨酰胺
468
441
27
5
四氮唑
16
5
11
6
合计
1882
1764
69
38
11
3、其它废水
新厂区需处理的其它废水有：
喷淋地面冲洗水108m3/d，生活污水22m3/d，机泵冷却水12m3/d，锅炉除尘废水及焚烧炉尾气吸收水30m3/d，合计172T／d，其它如间接冷却水,冷凝水等废水500m3/d，污染物浓度接近地面水水质，可直接达标排放。
综上所述本工程所需处理的废水废渣共256m3/d，其中高浓度废水15.7m3/d，废渣1.9m3/d需焚烧处理。
低浓度工艺废水67m3/d，经脱氮预处理后同其它172m3/d低浓度废水混合后共240m3/d进行综合生化处理。
二、工程目标
（一）处理规模
工程设计规模320m3/d；其中：
焚烧处理20m3/d；综合生化处理300m3/d；
（二）废水水质
1、焚烧处理的高浓度废水水质：
CODcr=1.5×105mg/L；NH3—N=3.5×104mg/L；
PH=2.0左右；CL-=1.5×104mg/L；
2、综合生化处理废水水质
PH≤4.0左右；CODcr≤1.0×103mg/L；NH3－N≤600mg/L；
（三）设计目标
根据环保主管部门要求，本工程处理后出水水质要达到GB8978－96《废水综合排放标准》中的一级标准要求即：
PH≤6.0—9.0；CODcr≤100mg/L；NH3－N≤15mg/L；
三、处理工艺的选择
（一）工艺选择
对于高浓度有机废水要处理达标，最经济有效的手段是以生化处理为主要单元的处理方法，但对本工程而言要进行生化处理存在以下问题，①PH值低，②CL-含量高，③有机质浓度高。
为确保生化处理效果，需采取以下措施：
①强化车间清污分流。
车间废水应按a、高浓工艺废水；b、高NH3-N低浓度废水，PHBA和谷氨酰胺二车间低浓度废水；c、地面冲洗水、设备洗涤水、生活污水、机泵冷却水，锅炉和焚烧炉尾气吸收水等低浓度废水；d、间接冷却、冷凝水等类别分别用四条管沟严格分开单独排出；
②该企业各种产品工艺废水特征为废水量小，有机物浓度高，因此，将除PHBA产品的离子交换和浓缩精制的工艺废水外，其它产品的所有工艺废水和废渣进行收集集中焚烧处理。
以上废水占总废水量7％左右，有机物量占总量90%左右。
③将PHBA的离子交换和浓缩反应的工艺废水，谷氨酰胺车间低浓度废水等NH3－N高的废水进行吹脱除NH3预处理为后续生化处理打基础，设计这部分废水量100m3／d。
（二）工艺流程
工艺流程图
（三）工艺流程说明：
①除PHBA产品的离子交换和浓缩精制的废水外其它所有高浓度工艺废水和工艺废渣先汇入贮池，然后用泵提升进行焚烧处理，焚烧尾气吸收废水进综合生化处理系统。
②PHBA的离子交换和浓缩精制废水及谷氨酰胺车间低浓度废水先汇入集水池，然后用泵提升到脱氮池，在空气搅拌下投加一定量石灰水使PH＞11，同时充入一定蒸汽加热到60℃左右，去除大部分NH3-N，排出的NH3可以用逆流水吸收法回收套用或者高空排放。
脱氨后废水同其它工艺废水及低浓度废水汇合进入调节池在空气搅拌下调节水量均匀水质。
调节池中废水用泵提升到中和反应池，在机械搅拌作用下通过投加石灰水使废水PH值为7.0左右，然后加入一定量的PAC和PAM。
经十分钟左右反应时间，完成凝聚反应后的废水自流进入初沉池，经3.0小时左右沉淀时间固液分离完全。
初沉池上清液自流到A/0生化池，废水经A段9.0小时左右时间水解作用，废水中大分子分解成小分子，同时水中NH3-N在这里完成反硝化反应，提高废水可生化性，废水在O段经50小时左右生物的氧化分解作用，水中绝大多数有机质被分解成CO2和H2O部分变成活性污泥。
然后自流进入二沉淀，经3.0小时有效沉淀时间，泥水得到分离，污泥100％回流到A段，清液达标排放。
整个系统产生二部分污泥，一部分为初沉污泥另一部分为二沉池剩余污泥，二者先汇入贮泥池，然后用螺杆泵提升到带式压滤机进行挤压脱水，滤饼需经环保部门认可后外运填埋处理、滤液回到均质池再处理。
（四）预期处理效果
序号
处理工段
水量（m3/d）
进水COD（mg/L）
出水COD（mg/L）
去除率%
累计去除率%
1
调节池
300
1000
900
10
10
2
初沉池
300
900
720
20
28
3
厌氧水解
300
720
576
20
42.4
4
二沉池
300
576
97.9
83
90.2
各处理单元预期效果
四、主要处理设施
（一）土建部分
1、贮池
地下式钢砼结构；
边长3.0m，有效深度2.0m，有效容积18.0m3，保护高度0.30m，总容积21.0m3；
玻璃钢防腐。
2、集水池
地下式钢砼结构；
边长4.5m，有效深度2.5m，有效容积50.0m3，保护高度0.30m总容积57.0m3；
玻璃钢防腐。
3、脱氮池
地上式钢砼结构
V＝3.5m×3.5m×3.0m=37.0m3；
4、吸收池
地上式钢砼结构；
V＝6.0m×1.5m×2.0m=18m3；
分三格；
5、调节池
地下式钢砼结构
V＝10.0m×7.0m×2.8m=196m3；
玻璃钢防腐。
6、中和反应池
地上式钢砼结构
V＝3.0m×1.5m×2.7m=12.0m3；
分二格，玻璃钢防腐。
7、初沉池
半地上式钢砼结构
表面负荷0.7m3/m2.h，边长4.5m，直立部分高度2.7m；
污泥斗呈55℃倾角，斗深2.90m，总高度5.6m；
总容积75m3；
8、A／O生化池
地上式钢砼结构
A段V＝10.0m×3.0m×4.8m=144m3；
O段V＝20.0m×10m×4.8m=976m3
9、二沉池
采用斜管沉淀池
表面负荷1.0m3/m2.h，边长5.0，直立部分高度2.3m；
污泥斗呈50℃倾角，斗深2.80m，总高度5.1m；
总容积80m3；
10、贮泥池
地下式钢砼结构
有效容积30m3，总容积40m3；
（二）设备部分
1、水泵
集水池自吸耐腐泵一开一备；
型号：
402XB－40；Q=28.0m3/h;H=19.5m;P=5.5kw;
调节池自吸耐腐泵一开一备；
型号：
402XB－32；Q=15.0m3/h;H=16.0m;P=3.0kw;
石灰水提升泵一开一备；
型号：
25GW－8－25－1.1；Q=8.0m3/h;H=25.0m;P=1.1kw;
二沉池回流泵一开一备;
50GW-15-22-2.2;Q=15.0m3/h;H=22m;P=2.2kw;
贮泥池螺杆泵一开一备;
型号：
G30－1；Q=5.0m3/h;P=2.2kw;
2、焚烧炉
处理能力1000kg/h一套，包括尾气处理装置；
3、搅拌机
中和反应池石灰配制各二台，r=50r/min；P=1.5kw；
A段生化池液下搅拌机二台，r=50r/min；P=4.0kw；
4、风机
型号：
SSR-150Q＝11.65m3/min；P=15kw；压力：
44.1Kpa;一开一备；
5、带式压滤机
L＝1200P=3.0kw；一用一备；
6、药剂配制系统
PAM、PAC石灰水配制系统各一套；
（三）主要设备一览表
（1）机械设备
序号
构筑物
设备名称
设备参数
数量
单位
备注
1
储池
潜水泵
402XB－40
2
台
一用一备
2
焚烧炉
1000kg/h
1
套
3
集水池
不锈钢栅网
800×800
1
台
5mm
4
自吸泵
402XB－40
2
台
一用一备
5
中和反应池
PAM配置系统
1
套
6
PAC配置系统
1
套
7
石灰水配制系统
1
套
8
搅拌机
R=50r/mi；P=1.5kw
2
台
9
自吸泵
402XB－32
2
台
一用一备
10
脱氮池
风机
SSR-150
2
台
一用一备
11
石灰水提升泵
25GW-8-25-1.1
2
台
一用一备
12
调节池
自吸泵
402XB－32
2
台
一用一备
13
初沉池
泥渣提升泵
G30－1
1
台
14
A/O生化池
搅拌机
r=50r/mi；P=4.0kw
2
台
15
二沉池
回流泵
50GW-15-22-2.2
2
台
一用一备
17
储泥池
螺杆泵
G30－1
2
台
一用一备
18
带式压滤机
L=1200mm;P=3.0kw
2
套
一用一备
（2）主要电气设备
序号
名称
型号及规格
单位
数量
备注
1
电控柜
台
2
2
电动机控制箱
台
14
3
照明配电箱
20A
台
2
4
荧光灯
40W
盏
10
5
工厂灯
200W
盏
20
6
防水防尘灯
150W
盏
20
7
吸顶灯
100W
盏
8
8
槽型电缆桥架
600x100
节
120
9
镀锌焊接钢管
DN100
米
100
10
镀锌焊接钢管
DN50
米
100
11
镀锌焊接钢管
DN32
米
350
12
镀锌焊接钢管
DN20
米
800
13
槽钢
10#
米
20
五、投资估算
1、土建部分
序号
名称
容积（m3）
单价m3／元
造价（元）
1
贮池
21
250
5250
2
集水池
57
250
14250
3
脱氮、吸收池
55
300
16500
4
调节池
196
250
49000
5
中和反应池
12.0
250
3000
6
初沉池
75.0
300
22500
7
A／O生化池
1120
300
336000
8
二沉池
80.0
300
24000
9
贮泥池
40
250
10000
10
防腐
400
100
40000
11
明沟、基础等
20000
12
小计
540500
2、设备部分
序号
名称
数量（台）
单价（万元／台）
造价（万元）
1
水泵
10
0.55
5.5
2
焚烧炉
1
1.0
100
3
搅拌机
6
1.0
6.0
4
风机
2
5.0
10.0
5
带式压滤机
1
15
15.0
6
药剂配制系统
3
1.0
3.0
7
曝气头
350套
140元／套
4.9
8
斜管
25m3
800元／m3
2.0
9
小计
146.4
3.管道、阀门及安装15.0万元
4．电器及安装5.0万元
合计220.45万元
5.设计费（按5%计）10.0万元
6.调试费10.0万元
7.工程管理费（10%计）22.0万元
8.工程税款（3.43%计）9.00万元
工程总投资271.45万元
六、运行费用
运行费用包括人工费、药剂费、电费、维修费、焚烧费用等五项；
1、人工费
本设施三班二十四小时连续运转，每班配操作工二人，另配机修、水质化验、管理各一人，合计九人，人工工资按1500元／人月计，每天人工费支出为270元。
2、药剂费
石灰2.0吨／天×150元／吨＝300元
PAC200kg/天×0.5元／kg＝100元
PAM80kg/天×1.5元／kg＝120元
每天药剂费支出520元；
3、电费
本设施装机功率75kw，运行功率39.0kw,每天耗电655kw.h，电价按0.8元/kw.h计，每天电费支出为524元。
4、焚烧费用
焚烧费用，20吨／天×100元／吨＝2000元
5、维修费
年维修费按设备投资5％计，每年维修费7.3万元，每天243元，以上五项费用合计3527元，每年运行300天计，每年运行费用支出105.8万元，平均运行费用11.76元／m3。
七、综合经济技术指标
1、设计规模：
处理综合废水300m3/天
2、处理后出水水质：
PH=6－9；COD≤100mg/L；NH3-N≤15mg/L
3.投资估算271.45万元
4.占地面积1500m2
5.装机功率75kw
运行功率39kw
6.劳动定员9人
7.综合运行费用105.8万元／年
其中：
人工费：
7.2万元／年；
药剂费：
15.6万元／年；
电费：
15.7万元／年；
维修费：
7.3万元／年；
焚烧费用：
60.0万元／年；
平均：
11.76元／m3废水；
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