药辅废水处理初步设计

安徽山河药用辅料有限公司废水处理工程初 步 设 计二 零 零 九 年 八月、目 录第一章 概 述61.1 项目名称和建设单位61.1.1 项目名称61.1.2 建设单位概况61.1.3 项目地点71.2 设计依据及设计资料71.3 设计采用的主要规范及标准71.4法律依据81.5 设计原则10第二章 建设目标及工程规模122.1 工程服务范围122.2 排水体制122.3 设计水量及工程规模132.3.1 设计水量132.3.2 工程规模确定132.4 污水处理站进水水质132.5 污水处理站出水水质132.6 污水站选址142.6.1地址选择原则142.6.2 地址比较142.6.3 地址确定142.7 污水处理工艺方案152.7.1 污水可生化性分析152.7.2 生物脱氮原理152.7.3 工艺类别及流程组成172.7.4 污水处理工艺系列242.7.5 污水处理方案选择252.7.6 污水处理方案论证262.7.7 污水处理方案比较及推荐方案352.8 污泥处理工艺方案412.8.1 污泥量412.8.2 污泥处理的目的412.8.3 污泥处理设计原则412.8.4 污泥处理工艺的选择412.8.5 污泥处理方案的选择432.8.6 污泥的最终处置432.8.7 污泥机械脱水机选型比较442.9 尾水消毒工艺方案462.9.1 尾水消毒方案简述462.9.2 紫外线消毒与加氯消毒的比较472.9.3 尾水消毒方案的确定502.10曝气设备的比选51第三章 污水处理站设计533.1 污水处理站总体设计533.1.1 设计规模533.1.2 设计进出水水质533.1.3 工艺流程533.1.4 总体设计原则533.1.5 厂区总平面设计543.1.6 厂区高程设计553.1.7 厂内公共工程553.2 主要处理构筑物工艺设计563.2.1 工程主要构建筑物563.2.2 污水处理构筑物设计573.2.3 综合机房设计643.3 结构设计673.3.1 设计内容673.3.2 结构设计标准673.3.3 工程地质资料及土方平衡683.3.4 场地地震效应683.3.5 主要设计参数及设计荷载683.3.6 结构材料693.3.7 单体结构介绍693.3.8 说明事项703.4 建筑设计703.4.1 设计依据及规范703.4.2 工程概况713.4.3 总平面布置713.4.4 建筑单体723.4.5 设计简述723.4.6 建筑用材723.5 电气设计733.5.1 电源733.5.2 设计依据及规范733.5.3 设计范围733.5.4 负荷计算743.5.5 变配电系统743.5.6 设备选型743.5.7 保护和控制743.5.8 电缆选型及敷设753.5.9 接地与防雷753.5.10 计量753.5.11 设计分界点753.5.12 存在问题753.6 仪表与自控设计763.6.1 主要规范及标准763.6.2 设计原则763.6.3 在线检测仪表773.6.4 自动控制系统783.6.5 电缆敷设方式813.6.6 防过电压及接地813.7 暖通设计813.7.1 设计依据813.7.2 设计范围823.7.3 室外空气计算参数823.7.4 室内空气计算参数与有关指标823.7.5 生活楼的空调、通风系统设计823.7.6 综合机房的通风系统设计823.8 机械设计833.8.1 设计原则833.8.2 设计参数833.8.3 技术要求843.9 防腐设计913.9.1 腐蚀原因分析913.9.2 防腐蚀技术923.9.3 防腐材料的选用923.9.4 管道防腐933.9.5 其他防腐措施93第四章 环境影响及对策954.1 工程建设环境影响及对策954.1.1 工程建设对环境影响954.1.2 环境影响的缓解措施964.2 项目建成后的环境影响及对策974.2.1 污水处理站对周围的环境影响984.2.2 对环境影响的对策98第五章 劳动保护1005.1 编制依据1005.2 主要危害因素与分析1005.2.1 自然危害因素分析1015.2.2 生产危害因素分析1025.3 安全卫生防范102第六章 防火设计1076.1 编制依据1076.2 防火等级1076.3 火灾及消防措施107第七章 节能设计1097.1 节能是国家发展经济的一项长远战略方桩1097.2 污水处理站节能设计110第八章 人员编制及经营管理1118.1 人员编制1118.2 经营管理1118.2.1 管理机构1118.2.2 技术管理111第九章 主要设备表1139.1 机械设备表1139.3 仪表自控设备1159.3.1 仪表主要设备表1159.3.2 自控主要设备表116第十章 工程投资估算及成本核算11810.1工程投资概算11810.2成本核算118第十一章 工程效益分析12011.1 环境效益12011.2 社会效益12011.3 经济效益121第十二章 工程进度计划和售后服务12312.1 工程进度计划12312.2 售后服务123第十三章 结论与建议125第一章 概 述1.1 项目名称和建设单位1.1.1 项目名称安徽山河药用辅料有限公司废水处理工程1.1.2 建设单位概况安徽山河药用辅料有限公司是专业型药用辅料生产企业。安徽省药品监督管理局定点唯一新型药用辅料研究、开发、生产、销售基地。公司成立于2001年4月，是ISO9001：2000质量体系认证企业。公司主要生产新型药用辅料、食品添加剂等产品，属于新型医药技术行业。公司占地面积40亩，建筑面积4000M2。公司新厂区的生产设备均按GMP要求和生产工艺要求购进，生产能力配套合理，设备结构设计合理，操作、维修和清洁容易简单，主要设备经验证符合GMP标准和工艺要求。公司资产总计1500万元。公司现有职工120人，具有大专以上学历的人员36人，占职工总数的30%；直接从事研究开发工作的人员36人，其中硕士学历3人，本科学历8人，大专学历25人。销售人员18人。企业管理人员16人，企业管理人员和研发人员平均年龄28岁。目前公司所生产新型药用辅料有十五个品种。其中“预胶化淀粉、聚丙烯酸树脂、羟丙纤维素、羟丙甲纤维素、羧甲基纤维素钠”等五个产品均列在中国高新技术产品出口目录中。公司的主要产品是：薄膜包衣粉、立崩、倍他环糊精、硬脂酸等。公司为淮南市生物医药高新技术产业基地骨干企业，安徽省高新技术企业，通过ISO9001：2000质量体系认证企业。1.1.3 项目地点安徽省淮南市经济开发区1.2 设计依据及设计资料安徽山河药用辅料有限公司提供的废水原水样及其他一些资料1.3 设计采用的主要规范及标准1化工工厂初步设计文件内容深度规定 HG/T20688-20002城市排水工程规划规范（GB50318-2000）3室外给水设计规范（GB50013-2006） 4室外排水设计规范（GB50014-2006） 5泵站设计规范（GB/T50265-97）6城镇污水处理站污染物排放标准（GBl8918-2002）7地表水环境质量标准（GB3838-2002）8污水综合排放标准（GB8978-1996）9城市污水处理站污水污泥排放标准（CJ3025-1993）10恶臭污染物排放标准（GBl4554-93）11污水排入城市下水道水质标准（CJ3082-1999）12城镇污水处理站附属建筑和附属设备设计标准（GJJ31-89）13建筑抗震设计规范（GB50001-2001）14建筑设计防火规范（GBJl6-87）（200l）15建筑结构荷载规范（GB50009-2001）16建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）17混凝土结构设计规范（GB50010-2002）18室外给水排水和燃气热力工程抗震设计规范（GB5032-2003）19给水排水工程构筑物结构设计规范（GB50069-2002）20水工混凝土结构设计规范（SL/T191-96）21水工建筑物抗震设计规范（SL203-97）22供配电系统设计规范（GB50052-95）23建筑物防雷设计规范（GBJl6-87）（2001）24采暖通风空气调节设计规范（GBJl9-87）25城镇污水处理站附属建筑物和附属设备设计标准（GJJ31-89）26环境空气质量标准（GB3095-1996）27工业企业厂界噪音标准（GBl2348-90）1.4法律依据在我国，包括水环境的环境保护已作为一项基本国策加以贯彻，得到了全社会和各级人民政府的高度重视，保护环境和控制污染对城市的经济繁荣、社会稳定具有重要意义。为此，国务院有关部委颁布了一系列有关的法律和法规，以保证这项基本国策的贯彻和执行。由国家所颁布的有关防治水污染方面的法律和法规如下：中华人民共和国环境保护法1989.12中华人民共和国大气污染防治法 2000.4中华人民共和国水污染防治法 1984.5（1996.5修正）中华人民共和国水污染防治法实施细则 中华人民共和国海洋环境保护法 1982.12中华人民共和国固体废物污染环境防治法 2004中华人民共和国环境噪声污染防治法 1996.10征收排污费征收使用管理条例 2003.07防治陆源污染物污染损害海洋环境管理条例 1990.6全国环境监测管理条例 1983.7中华人民共和国环境保护标准管理办法 1983.11 关于加强环境统计工作的规定 1985.4建设项目环境保护管理条例 1998.12建设项目环境保护管理办法 1986.3建设项目环境保护设计规定 1987.3城市放射性废物管理办法 1987.7对外经济开放地区环境管理暂行规定 1986.3 污染物排放许可证管理暂行办法 1986.3污水处理设施环境保护、监督管理办法 1989.5为具体执行上述法规，国家还颁布了以下标准：地表水环境质量标准（GB3838-2002） （2002年4月）城镇污水处理站污染物排放标准（GB18918-2002）污水综合排放标准（GB8978-1996）农田灌溉水质标准（GB5084-92） （1985年4月）渔业水质标准（GB11607-89） （1989年8月）景观娱乐用水水质标准（GB12941-91） （1991年3月）生活饮用水卫生标准（GB5749-85） （1985年8月）医院污水排放标准（GBJ48-83） （1983年1月）1989年12月26日颁布的中华人民共和国环境保护法，是各项有关环境保护法规的基础和依据，其要点如下：1、环境监督和管理规定了各级政府在制定环境质量标准和环境监督大纲方面的职责，由中央政府制定国家环境标准，各省、市级政府可根据地方条件补充项目和指标。2、环境保护与污染防治各级政府必须制定工业排污的程序和制度，并提供各种环境保护措施。3、法律责任授权给各级环保部门采取适当的法律程序来警告和惩罚污染者。1.5 设计原则1、贯彻国家关于环境保护的基本国策，执行国家的相关法规、政策、规范和标准。2、污水处理站作为环保工程，设计中应尽量减少污水处理站本身对环境的负面影响，如气味、噪音、固体废弃物等。3、在污水处理站高程设计及平面布置中，考虑将来扩建的可能性，避免重复工程和废弃工程。平面布置上按功能分区，保证厂区内环境质量。4、根据污水处理站进出水水质要求，选用技术成熟，运行可靠的污水处理工艺，满足处理出水要求。5、处理工艺运行管理方便，运转灵活，对进水水量、水质的变化有相应的抗冲击能力及应变能力。6、经济合理，在满足处理要求的前提下，节约基建投资和运行管理费用。7、选用技术先进、质量可靠、并有广泛的选择余地的设备，工艺过程自动化控制程度高，降低劳动强度。8、污泥处理方案，采用经实践证明而行之有效的处理方法，污泥处理充分考虑城市的总体功能，采取社会化处置方法，综合利用，发挥综合能力。9、处理厂内排水专用设备，选用质量好、价格低、效率高的通用设备，并在国内外都有实绩的产品，保证设备运行的可靠性。关键的污水处理设备引进国际上先进产品。10、以人为本，充分考虑便于污水厂运行管理的措施。第二章 建设目标及工程规模2.1 工程服务范围安徽山河药用辅料有限公司全厂区2.2 排水体制合理的选择排水体制，是城市排水系统规划中的一个重要问题，关系到整个排水系统是否实用，能否满足环境保护的要求，同时也影响到城市污水管道工程的总投资、初期投资和常年运行费用。根据“城市排水工程规划规范”（GB50318-2000）1、城市排水体制应分为分流制与合流制两种基本类型。2、城市排水体制应根据城市总体规划、环境保护要求，当地自然条件（地理位置、地形及气候）和废水受纳体条件，结合城市污水的水质、水量及城市原有排水设施情况，经综合分析比较确定。同一个城市的不同地区可采用不同的排水体制。3、新建城市、扩建新区、新开发区或旧城改造地区的排水系统应采用分流制。在有条件的城市可采用截住流初期雨水的分流制排水系统。4、合流制排水体制应适用于条件特殊的城市，且应采用截流式合流制。城市排水管渠系统采用雨污分流能够有效地减少进入污水厂的处理水量，降低污水厂建设的规模和工程投资。清污分流、分系统处理或排放是城市排水管渠建设的基本原则。在城市新区建设应采用雨污分流的排水系统，而旧城区由于管网已经形成，改造起来困难较多，有条件时可逐步过渡到分流制，工程投资较大或受其他条件限制时，可采用半分流制或合流制。对降雨量很少的城市可根据实际情况采用合流制，受纳水体环境要求较高时，可考虑将初期雨水纳入城市污水收集系统。排水体制的选择不仅影响排水系统的工程总投资、设计、施工、维护管理，而且也对城市规划布局和环境保护以及污水处理站的运行产生影响。根据排水现状及地形条件，对已建密集区域确定采用混合制排水系统。厂区现有排水体制体制不祥，生活污水及雨水的排放由下一步和厂家商量：是否把厂区生活污水纳入到本污水处理站中来，由于这个量比较小，对本污水处理站没有多大影响，所以本设计先不考虑。2.3 设计水量及工程规模2.3.1 设计水量1、设计污水量根据业主提供的资料，总废水处理量为200吨/天。2.3.2 工程规模确定根据业主提供的资料，以及考虑到扩展用水及事故水量，确定污水处理站规模为200吨/天，最大处理能力为260吨/天。2.4 污水处理站进水水质污水处理站进水污染物浓度的高低决定污水处理工艺流程的选择，与污水厂的基建投资和运行费用密切相关。根据业主提供的原水水样，我们做了分析，具体结果如下表项目色度pHCOD(mg/L)BOD5(mg/L)BOD5/CODcr(mg/L)NH3-N(mg/L)氯化物(mg/L)数值962. 561 52223 37903894817 3652.5 污水处理站出水水质根据环保部门的要求，以及污水处理后排入水体的功能要求，确定污水经处理处理后达到污水综合排放标准GB8978-1996一级标准。 污水处理站设计出水水质 污染物名称BOD5pHSSNH3-N色度TP范围 （mg/l）1006-970155012.6 污水站选址2.6.1地址选择原则根据室外排水设计规范(GB50014-2006)的规定，污水处理站厂址应根据下列因素综合确定：1、在城镇水体的下游。2、便于处理后出水回用和安全排放。3、便于污泥集中处理和处置。4、在城镇夏季主导风向的下风侧。5、有良好的工程地质条件。6、少拆迁，少占地，根据环境评价要求，有一定的卫生防护距离。7、有扩建的可能。8、厂区地形不应受洪涝灾害影响，防洪标准不应低于城镇防洪标准，有良好的排水条件。9、有方便的交通、运输和水电条件。2.6.2 地址比较现场确定2.6.3 地址确定原则上定在安徽山河药用辅料有限公司厂区内，工程确定后再依现场确定。2.7 污水处理工艺方案2.7.1 污水可生化性分析污水采用生物处理的方法是较经济的，但本项目废水的水质较复杂，而且盐分含量较高，单纯运用生物法处理难度很大，所以必须在生化处理前做预处理，提高废水的可生化性。同时要求在去除有机物的同时，到达脱氮的效果，需对水质进行分析，确定是否需要投加化学药剂方能达到处理目的。1、BOD5/CODcr：该指标体现了污水的可生化程度，是决定工艺主体参数的重要指标，一般认为BOD5/CODcr0.45可生化性好，BOD5/ CODcr0.3较难生化，BOD5/ CODcr0.2不易生化，本项目BOD5/ CODcr=0.5，可采用生物方法去除有机物。2、BOD5/TKN：该指标反映反硝化过程碳源是否充足，是决定反硝化程度的主要指标，BOD5/TKN4可认为碳源充足，不须投加外碳源，本项目BOD5/NH3-N=8，反硝化时碳源较充足。综上所述，本项目可采用生物处理工艺去除有机物和脱氮。2.7.2 生物脱氮原理本项目要求去除有机物的同时，进行脱氮，污水中各成份的比值也合适于采用生物处理方法。以下简述去除有机物，氨氮的主要影响因素。以确定污水处理需要的主要过程。1、有机物去除有机物可通过厌氧和好氧的生物处理过程，转化成CO2或CH4而得以去除，部分有机物转化为细菌或被细菌吸附通过污泥排出污水处理系统。本项目要达到BOD5100mg/l的排放要求，必须进行充分的二级生物好氧处理，方可达到排放要求。有机物的去除程度主要受污水的可生化程度和反应器好氧时间的影响，污水可生化程度越高，生物处理系统去除总碳的程度越高，另外，生物反应器需要有足够的好氧停留时间，出水才可以达到较低BOD5排出量。2、脱氮污水生物脱氮的基本原理：先通过硝化反应将氨氮氧化为硝酸盐氮，再通过反硝化反应将硝酸盐氮还原成气态氮从水中逸出。在硝化反应和反硝化反应的过程中，环境因素对它们的影响有很大区别，下面是各主要因素的影响。 溶解氧硝化反应必须在好氧的条件下进行，一般应维持混合液的溶解氧浓度为2-3mg/l，溶解氧浓度为0.50.7mg/l是硝化菌可以忍受的极限。溶解氧对反硝化反应有很大影响，主要由于氧同硝酸盐竞争电子供体，且抑制硝酸盐还原酶的合成及其活性，因此系统中应有缺氧区，其溶解氧保持在0.5mg/l以下，才能保持反硝化反应的正常进行。 PH值硝化反应是消耗碱度的反应，PH值最佳值范围是8.08.4，低于7时硝化速率明显降低。反硝化反应是产生碱度的反应，PH值最佳范围是6.57.5。 碳源（BOD）硝化反应正常进行的有机负荷是在0.1kgBOD5/KgMLSS.d以下，过高的有机负荷会影响氨向硝化菌的传递。反硝化反应需要提供足够的碳源（BOD），一般认为BOD/TKN需大于4，否则会产生内源反硝化反应，反硝化菌减少，并会有NH3的产生。另外，易降解的有机物碳源有利于提高反硝化速率。 污泥龄保证连续稳定的脱氮效果，必须保持一定量的硝化菌和反硝化菌，一般污泥龄应大于10天。2.7.3 工艺类别及流程组成1、工艺类别如前所述，污水生物处理部分为具有硝化功能的二级处理工艺。2、本污水处理的重点（预处理工艺的选择）（本段是安徽工程科技学院（科诺环保科技有限公司）科研的核心部分，拥有独立的知识产权）目前，浓度较低、成分较简单、生物降解性能较好的有机化工废水可通过组合传统的工艺得到处理，而浓度高、难以生物降解、高含盐的有机废水(如制药废水)处理，无论技术上还是经济上都存在较大困难，如只依赖单一处理工艺往往难以达标，一般采用多工艺的组合，以充分发挥各种处理工艺的优势。选择不同的预处理技术处理这些高浓度的有机废水，往往会对后续的生化过程产生较大的影响。一般来说，混凝法、Fenton氧化法、臭氧氧化法、电解法和微电解法是废水处理中常用的预处理方法。混凝法主要用来去除废水中的细小悬浮物及胶体微粒，但却不能有效去除废水中可溶性有机物；Fenton氧化法是利用亚铁离子作为过氧化氢的催化剂，产生氢氧自由基(OH)来氧化废水中的有机物；臭氧氧化法是利用了臭氧的强氧化作用来降解废水中的有机物；电解法是在外加电场的作用下，把废水中的有机物氧化或还原；微电解法是在酸性条件下，电解池内铁与碳之间形成无数个微电流反应池，废水中的有机物在微电流的作用下被降解。这些方法各有特点，本研究考察了以上几种方法对安徽山河药用辅料有限公司排出的制药废水的预处理效果，为进一步设计提供依据。2.1实验装置及分析方法2.1. 1废水来源及水质实验用废水为广东某药业股份有限公司各车间工艺产生的混合废水,其污染物主要是纤维素等。废水水质情况如表1。表1：废水水质项目色度pHCOD(mg/L)BOD5(mg/L)BOD5/CODcr(mg/L)NH3-N(mg/L)氯化物(mg/L)数值962. 561 52223 37903894817 365由表1可知，该废水CODcr为61 522 mg/L，BOD5为23 379 mg/L，B/C为0.38，属高COD、高盐度的有机废水。B/C比较高只是一种假象,因废水中存在一些对微生物起抑制作用的物质，在测BOD5时是将废水稀释，抑制物质对生物降解的不利作用可能被掩盖，造成假阳性。2.1. 2分析方法本实验主要从CODcr这个指标考虑来进行废水预处理方案的筛选，另外，B/C亦是预处理方案选择中的一个需要考虑的因素。实验中采用重铬酸钾法测定CODcr，PHS-9V型酸度计测定pH，标准稀释倍数法测定色度，稀释培养法测定BOD5。2.1. 3实验装置及试剂实验过程中主要用到以下设备：WYJ9601直流稳压电源、HJ-1型磁力搅拌器、PHS-9V型精密酸度计、CHYF-3A型O3发生仪、SX2型箱式电炉、CODcr回流装置和BOD5测定装置和以下试剂：铁屑、活性炭、10%的Ca(OH)2、98%的H2SO4、FeSO47H2O、H2O2、PAC、PFS、DC-491脱色絮凝剂和PAM。2.2实验结果与讨论2.2. 1混凝沉淀实验混凝实验是在磁力搅拌器上进行的，主要考察不同混凝剂对废水CODcr和色度去除率的影响。实验中使用的混凝剂有:聚合氯化铝(PAC)、聚合硫酸铁(PFS)、DC-491脱色絮凝剂+聚合硫酸铁，同时加入聚丙烯酰胺(PAM)做助凝剂。表2混凝沉淀处理结果混凝剂CODcrBOD5/CODcr初值(mg/L)处理后(mg/L)去除率(% )PAC61 52257 5796. 40.45PFS61 52257 3466. 80.43DC-491+PFS61 52257 1097. 10.47将废水pH调节至7左右，分别投加聚合氯化铝(PAC)、聚合硫酸铁(PFS)、DC-491脱色絮凝剂+聚合硫酸铁，混凝剂的投加量为1%，同时进行搅拌。控制混合段快速搅拌时间为30 s，反应段慢速搅拌时间为5 min，至有大颗粒矾花产生。静置30min后，取上清液测定色度、CODcr及BOD5。比较不同混凝剂的处理效果。从表2可以看出，投加几种混凝剂后，尽管B/C有一定程度提高，CODcr去除率均小于10%，其中DC-491脱色絮凝剂+聚合硫酸铁的色度处理效果稍优于其他几种混凝剂。这说明废水中含有的溶解性有机物难于用混凝法去除。2.2. 2Fenton试剂氧化实验Fenton试剂氧化实验在烧杯中进行，300 ml废水用10%硫酸调节pH至3左右，投加Fe2+(400mg/L)及H2O2(3% )，搅拌，经不同时间的氧化反应后，用石灰乳调节PH至7左右，再经30 min沉淀后，取上清液测定CODcr及BOD5，结果如表3所示(初始CODcr=61 522 mg/L)。表3Fenton试剂氧化结果反应时间(min)CODcr(mg/L)CODcr去除率BOD5/CODcr1054 126120.423050 975170.456048 012220.539046 589250.53由表3可知Fenton对废水色度的去除率较好，10 min即可达到38%， 1 h后可达61%；而对CODcr的去除效果不甚明显，15 h后仅为25%。这主要是由于OH与水中溶解性有机物发生强烈的氧化反应，而Fe2+形成的絮凝胶体能有效包裹、卷捕氧化成的小分子物质、悬浮物,达到去除色度的目的Fenton对CODcr的去除不甚明显,可能是由于有机分子较稳定，难以大幅度降解，也可能是由于投加H2O2和Fe2+过量,引起CODcr反而增高。2.2. 3O3氧化实验将300 ml原制药废水置于反应柱中，臭氧投量为30 mg/L，经不同时间的氧化反应后，取出，测处理后水的CODcr和BOD5,结果见表4(初始CODcr=61 522 mg/L)。表4臭氧氧化结果反应时间(min)CODcr(mg/L)CODcr去除率BOD5/CODcr1057 13870.473053 550130.536050 029190.599048 603210.61由表4可以看出，臭氧氧化对B/C提高明显，10 min就可由0.038上升到0.47，1 h后达到0.59，色度加深。对于CODcr当反应时间达到1 h， CODcr去除率仅为19%，而废水色度进一步变深。2.2. 4电解实验取50 ml废水于电解槽中，并置于磁力搅拌器上，调节PH值，将电极浸入处理液中，接通电源,调节不同输出电压，一段时间后停止通电，将电解液静置30 min，过滤出生成的棕色悬浮物,测定处理后废水的CODcr和BOD5。通过在不同电压与pH条件下的比较实验，确定本实验条件下的电解条件为电解电压10V，电流密度0.042A/cm2电压，处理效果见表5 (初始CODcr=61 522 mg/L)。表5电解法处理效果反应时间(min)CODcr(mg/L)CODcr去除率BOD5/CODcr1037 528390.433028 915530.506021 577660.579019 872680.62由表5可见，电解法对CODcr的去除明显，10V、0.042A/cm2下电解1 h后可达66%。随着时间的推移，CODcr逐渐下降，但下降趋势渐不明显。这是因为反应遵循法拉第定律，即电极上反应产物的量随着电极上通过的电量而增加，但随着溶液中电解物质浓度的降低，再增加电量去除率也不会增加。随着时间的推移，对色度的影响是先减后增，在10min内，废水色度略有减小，随后颜色越来越深，1 h后变为黑色，测得色度为300，之后色度维持不变。这可能是由于电解过程中氧化还原反应生成新的物质。这些新的物质吸氧变成暗色，与水中其他离子反应生成黑褐色溶于水的色素。另外，废水中含有Cl-，在阳极失去电子后和水反应并引发一系列的反应，生成ClO-、O2等氧化剂，具有很强的氧化性，能使水中溶解的有机物发生强烈的氧化而分解。2.2. 5微电解实验在烧杯中加入300 ml的制药废水，用10%的H2SO4调节pH至34后，加入一定量活化后的铁屑(经筛分后，先将其进行皂洗除油，然后用1%的稀H2SO4浸泡，待用。实验时再用清水洗净)和活性炭(1: 1体积比)，轻微搅拌，经不同反应时间后用10%的石灰乳调pH至89，沉淀30 min后取上清液测定CODcr和BOD5，结果见表6(初始CODcr=61 522 mg/L)。表6微电解处理效果反应时间(min)CODcr(mg/L)CODcr去除率BOD5/CODcr1036 120410.392030 140510.433025 249590.526021 763640.589020 667670.64由表6可看出微电解法对制药废水有较好的处理效果。10 min钟内CODcr去除率即可达到41%，反应较为迅速。1 h后，CODcr下降为21 763 mg/L。这是由于在偏酸性的废水中,电极反应产生的新生态的H能与废水中的有机和无机组分发生氧化还原反应，使其中的基团破坏甚至断链，从而达到降解效果，同时阳极溶出的Fe2+能将废水中的悬浮粒子等胶凝在一起，形成以Fe2+为胶凝中心的絮凝体，捕集、包裹和吸附悬浮的胶体共沉。2.2. 6各种预处理方法的比较对以上所述各种预处理方法进行综合比较,见表7。表7各种预处理方法的比较处理方法反应时间(h)CODcr(mg/L)CODcr去除率(% )BOD5/CODcr原废水/61 522/0.38混凝/57 000100.430.47Fenton氧化148 012220.53臭氧氧化150 029190.59电解1. 519 872680.62微电解1. 520 667670.64由上表可知，电解法和微电解法对CODcr去除率最高，达65%以上，Fenton氧化和臭氧氧化对CODcr的去除有一定的效果，化学混凝法对CODcr去除效果甚微。臭氧氧化和电解由于氧化还原反应可能生成一些新的物质，而与水中离子反应生成黑褐色溶于水的色素，使得废水色度反而上升。除化学混凝法外，其他各种方法均能明显提高废水的B/C，其中以臭氧氧化、电解和微电解为最好。2.3结论由于制药废水中含有大量的溶解性有机物，化学混凝法对CODcr去除效果不理想。采用Fenton氧化和臭氧氧化也不能有效地降解废水中的有机物，且二者的成本和处理费用较高。微电解法和电解法可有效去除难降解的溶解性有机物，CODcr去除率可达65%以上，但电解法由于氧化还原反应可能生成一些新的物质，而与水中离子反应生成黑褐色溶于水的色素，使得废水色度反而上升。Fenton氧化和微电解法则对色度则有较好的去除效果。除化学混凝法外,其他各种方法均能明显提高废水的B/C值,为后续的生化处理创造条件。3、流程组成一般情况下，制药污水处理站的工艺流程包括预处理、一级处理、二级处理和污泥处理。预处理段通常包括粗、细格栅和提升泵房，这是污水处理站必备的工段，在本工艺中主要提高污水的可生化性。通常，同样的预处理构筑物和设备选择可以满足不同类型的生物处理工艺的预处理要求。在本工程方案选择中，选用同样的预处理段单元构筑物及设备。本工艺的预处理段还肩负着降低50%左右COD的目标，并提高废水的可生化性，为后续工艺创造良好的条件，也是普通工艺的正常处理的一段，在本工艺中综合使用。一级处理段通常指初次沉淀池，也是机械处理方法。污水进行初沉后，SS降低50%左右，BOD5相应降低1020%，但对于NH4-N的去除很少。初沉后的污水C：N的比值都降低许多。虽然初沉池可有效的去除SS、BOD5，降低二级生物处理的工程费和运行费，但由于本工程进水浓度较高，而最终的处理程度是要达到脱氮，为保证生物脱氮C：N的基本比值需要，本工程工艺流程中不宜设置初沉池。因此，在工艺方案的选择中，均按无初沉池的工艺流程进行设计及比较。综上所述，污水处理站总体工艺流程包括预处理、二级生物处理和污泥处理。2.7.4 污水处理工艺系列污水处理工艺主要有以下一些工艺系列：氧化沟系列、A2/O系列、序批式反应器（SBR）系列、一体化系列、多段式系列、生物膜系列和组合式系列等，并且随着时间的推移，各种工艺系列均在不断地发展、完善和提高。 氧化沟处理工艺系列主要包括奥贝尔氧化沟工艺、卡鲁塞尔氧化沟工艺、双沟式DE氧化沟工艺、三沟式T型氧化沟工艺等。 A2/O处理工艺系列主要包括传统A2/O工艺、改良A2/O工艺、倒置A2/O工艺、多模式A2/O工艺等。 序批式反应器（SBR）处理工艺系列主要包括ICEAS工艺、CAST工艺、SBR工艺、CASS工艺等。 一体化处理工艺系列主要包括MSBR工艺、Unitank工艺等。 多段式处理工艺系列主要包括二段法工艺、AB法工艺、Bardenpho工艺、Phoredox工艺、UCT工艺、改良UCT（MUCT）工艺、VIP工艺和其它多段式工艺等。 生物膜处理工艺系列主要包括曝气生物滤池工艺和生物接触氧化工艺等。 组合式处理工艺系列主要包括活性污泥法+悬浮生物填料组合工艺等。2.7.5 污水处理方案选择在上述污水脱氮处理工艺系列中，除了多段式处理工艺较为繁琐，实际工程中应用较少以外，其它系列工艺在国内、外均有很多工程实例。从处理效果来看，以上工艺系列均可满足处理要求。但每种处理工艺均各有侧重，在工程特点、使用范围和适用条件上还是存在一定的差别。具体到本工程项目，本站的特点是： 水质有机物含量极高。 污水量增长缓慢，。 水质中盐分含量较大。在充分考虑工程方案技术的可行性，经济的合理性，处理重点的强化性，对污水水质、水量的适应性，运行的稳定性等各种综合影响因素后，确定以下二种工艺作为本次比选方案： 工艺一：CASS工艺； 工艺二： AAO工艺。2.7.6 污水处理方案论证现将几种应用较为成熟，处理效果较好的处理工艺进行详细对比如下：生物接触氧化法生物接触氧化法（biological contact oxidation process）是从生物膜法派生出来的一种废水生物处理法，即在生物接触氧化池内装填一定数量的填料，利用栖附在填料上的生物膜和充分供应的氧气,通过生物氧化作用,将废水中的有机物氧化分解,达到净化目的。生物接触氧化法是一种介于活性污泥法与生物滤池之间的生物膜法工艺，其特点是在池内设置填料，池底曝气对污水进行充氧，并使池体内污水处于流动状态，以保证污水与污水中的填料充分接触，避免生物接触氧化池中存在污水与填料接触不均的缺陷。该法中微生物所需氧由鼓风曝气供给，生物膜生长至一定厚度后，填料壁的微生物会因缺氧而进行厌氧代谢，产生的气体及曝气形成的冲刷作用会造成生物膜的脱落，并促进新生物膜的生长，此时，脱落的生物膜将随出水流出池外。生物接触氧化法主要具有以下优点：BOD容积负荷高，污泥生物量大，相对而言处理效率较高，而且对进水冲击负荷（水力冲击负荷及有机浓度冲击负荷）的适应力强，能保证出水效果稳定； 不需回流污泥，易于管理。剩余污泥量少，不存在污泥膨胀问题，。生物接触氧化法主要存在的缺点：滤料间水流缓慢，水力冲刷力小；生物膜只能自行脱落，剩余污泥不易排走，滞留在滤料之间易引起水质恶化，影响处理效果；滤料更换、构筑物维修困难。氧化沟氧化沟又名氧化渠，因其构筑物呈封闭的环形沟渠而得名。它是活性污泥法的一种变型，早期的氧化沟主要工艺特点是处理流程简单，可不设初沉池，操作管理简便，运转方式灵活多变，但去除污染物种类单一。近年来，随着水体富营养化的不断严重，人们在氧化沟技术领域应用也取得了长足进步，从原有工艺仅去除BOD等有机物，改进为可根据污水进出水水质要求，不仅可以有效去除污水中的有机物，还可同步除磷脱氮，并通过充氧设备的改进，在充氧效率提高的基础上，使水深能够增加，用地有所减少。氧化沟工艺的曝气池呈封闭的沟渠形，池体狭长，曝气装置多采用表面曝气器，污水和活性污泥的混合液在其中做不停的循环流动的过程，好氧段，有机物质被混合液中的微生物分解，同时氨被转化为硝态氨；厌氧段，硝态氨在反硝化菌种的作用下，达到脱氮目的。该工艺对水温、水质、水量的变化有较强的适应性，BOD负荷低，污泥龄长，反应器内可同时存活硝化菌、反硝化菌，发生硝化、反硝化反应。氧化沟工艺主要的优点：可接受较高浓度的生活污水及有机生产废水。对水量水质的冲击负荷有良好的承受能力，从而保证了稳定的出水水质，这对于生产性废水的处理尤为理想；具有高效率的BOD去除率，在良好的运行条件下，可达到99%；在低温也能达到良好的出水效果；有良好的脱氮效果，并具有一定的除磷能力；由于氧化沟混合液悬浮固体浓度高、剩余污泥量少且稳定，因此一般的氧化沟工艺系统中可省略掉初沉池，并缩小和简化污泥处理设施规模，大大降低建设费用。尤其当采用了钢筋混凝土的的结构形式时，建设资金会更为降低。一般地说，当水量规模较小时，氧化沟工艺投资少的优势最为明显；氧化沟运行管理极为简便。氧化沟工艺主要存在的缺点：占地面积大，能高较高；易发生污泥上浮、膨胀等问题；对废水的适用范围还不够广，机械性能和形式还有待提高。A2/O工艺（1）AAO工艺流程图3-2 AAO工艺流程图（2）AAO工艺原理及应用A2/O工艺是Anaerobic-Anoxic-Oxic的英文缩写，它是厌氧-缺氧-好氧生物脱氮除磷工艺的简称。厌氧段内保证磷的释放，使好氧段内有更强的吸收磷的能力，达到除磷的目的；缺氧段内由回流混合液带入的NO3-N在缺氧的条件下，利用污水中的碳源进行反硝化达到脱氮的目的；好氧段内有机物降解和氨氮进行硝化，达到去除有机物和硝化的目的。因此，A2/O工艺可以获得比较好的处理效果，该工艺处理效率一般能达到：BOD5和SS为90%95%，总氮为70%以上，磷为90%左右，一般适用于要求脱氮除磷的大中型城市污水厂。A/A/O工艺是一种推流式的前置反硝化型BNR工艺，是目前国内使用最普遍的生物脱氮除磷工艺，国内运行经验最为丰富，其构造是在A/O工艺的厌氧区之后、好氧区之前增设一个缺氧区，生物处理部分由厌氧池、缺氧池和好氧池组成，好氧区具有硝化功能，并使好氧区中的混合液回流至缺氧区进行反硝化，使之脱氮。污水在流经三个不同功能分区的过程中，在不同微生物菌群作用下，使污水中的有机物、氮和磷得到去除，达到同时进行生物除磷和生物除氮的目的。而且污水在厌氧、缺氧、好氧交替运行的条件下，丝状菌不能大量繁殖，无污泥膨胀之虞，SVI值一般小于100，利于处理后污水与污泥的分离；运行中在厌氧和缺氧段只需轻缓搅拌，运行费用低。厌氧、缺氧和好氧三段功能明确，界线分明，有利于不同生物菌群的繁殖生长，因此脱氮除磷效果较好。该工艺技术成熟、运行稳定可靠。另外A2/O工艺可能会产生污泥膨胀的问题，同时脱氮除磷也有对有机营养的竞争问题与泥龄矛盾问题，近年来出现的生物接触氧化法、投料活性污泥法，均是兼有活性污泥法和生物膜法特点的生物处理法，由于它们具有许多优点，解决了A2/O工艺泥龄矛盾问题，对污水负荷变化具有更强的适应性，脱氮效果更好。A2/O工艺主要的优点：有机物及氨、氮的去除效率高；工艺流程相对与其他脱氮、除磷工艺简单，运行费用比化学除磷低；经过厌氧段对丝状菌的抑制，有效地控制了活性污泥膨胀，运行稳定可靠。A2/O工艺主要存在的缺点：基建费和运行费均高于普通活性污泥法，运行管理要求高，所以对目前我国国情来说，当处理后的污水排入封闭性水体或缓流水体引起富营养化，从而影响给水水源时，才采用该工艺；处理单元多，操作管理复杂；消化过程产生的沼气是可燃易爆气体，更要求安全操作，这些都增加了管理的难度，是具备高管理水平的大型城市污水处理厂的优选工艺。曝气生物滤池曝气生物滤池是一种先进的污水生物处理技术，它综合了活性污泥法和生物膜法两大类污水生物处理法各自的优点，又具有生物化学反应和物理过滤两种功能。曝气生物滤池的基本原理在于一级强化的基础上，以颗粒状填料及其附着生长的生物膜为主要处理介质，充分发挥生物代谢作用、物理过滤作用、生物膜和填料的物理吸附作用以及反应器内食物链的分级捕食作用，实现污染物在同一单元反应器内去除。曝气生物滤池借鉴了生物接触氧化反应器和深床过滤器的设计原理，省去了二次沉淀设备。反应器内存在着不同的好氧、缺氧区域，可同步实现硝化和反硝化，在去除有机物的同时达到脱氮的目的。曝气生物滤池主要的优点：占地面积小，基建投资省，曝气生物滤池之后不设二次沉淀池，可省去二沉池的占地和投资；抗冲击负荷强，处理效果稳定，处理出水水质高；氧传输效率和利用率都很高，曝气量小，供氧的动力消耗低。曝气生物滤池主要存在的缺点：预处理要求高，进水SS浓度要求尽可能低；水头损失较大，水的总提升高度大；基本不能进行生物除磷；虽节约了二沉池，但需污泥缓冲池。这是因为采用曝气生物滤池工艺，在反冲洗操作中短时间内水力负荷较大，反冲出水直接回流入初沉池会对初沉池造成较大的冲击负荷；产生的污泥稳定性差，进一步处理比较困难。S