制药厂污水处理方案.ppt

制药厂废水处理工艺介绍,刘准桥邵维丁白水宋倩,水质分析及SBR法介绍,废水水质分析,水质组成生物制药废水可分为冲洗废水、提取废水和其他废水。其中冲洗废水和提取废水含有未被利用的有机组分及染菌体，也含有一定的酸碱有机溶剂，需要处理后排放，而其他废水主要为冷却水排放，一般污染物浓度不大，可以回用。,进水水质,该生物制药厂用生物法生产庆大霉素及土霉素，进水水量及水质情况：表2-1进水及水质,出水水质,污水处理厂污水水质排放标准执行城镇污水处理厂污染物排放国家三级标准，具体水质如表2-2所示。表2-2处理要求,废水种类其中含有庆大霉素及土霉素抗生素，属于抗生素类废水。,抗生素废水的水质特征,COD浓度高SS浓度较高存在难生物降解物质和有抑菌作用的抗生素等毒性物质硫酸盐浓度高水质成分复杂水量较小但间歇排放，冲击负荷较高,抗生素废水的可生化降解性,废水的可生化降解能力取决于BOD/COD的比值BOD采用微生物来降解有机物，而降解率仅为14.478.6%COD采用的是强氧化剂，对大多数的有机物可以氧化到8595%当废水BOD/COD0.3时，说明废水中有机物可生化降解。抗生素废水的BOD/COD大于0.3,废水处理工艺,物化和生化相结合一级物化处理采用格栅、调节池、沉砂池、气浮池，主要去除废水沉淀物，中和废水PH值，调节水质、水量。生化处理拟采用SBR工艺系统。,工艺流程图,烟扎压榨,中格栅,进水泵房,细格栅,调节池,沉砂池,气浮池,鼓风机房,SBR反应池,污泥浓缩脱水,出水,剩余污泥,泥饼外运,进水,SBR法,序批式活性污泥法（SBR）工作过程:一个周期内把污水加入反应器中，并在反应器充满水后开始曝气，污水中的有机物通过生物降解达到排放要求后停止曝气，沉淀一定时间将上清液排出，如此反复循环。,SBR处理工艺,五个处理程序:进水、反应、沉淀、出水、待机处理构筑物少，可省去初沉池，无二沉池和污泥处理系统,SBR法工艺流程,烟扎压榨,粗格栅,进水泵房,细格栅,沉砂池,鼓风机房,SBR反应池,污泥浓缩脱水一体化,出水,剩余污泥,泥饼外运,进水,加氯间,Cl2,SBR法的优点,以一个反应池取代了传统方法中的调节池、初次沉淀池、曝气池及二次沉淀池。整体结构紧凑简单，具有灵活性，运行费用低。SBR反应池具有调节池的作用，可最大限度地承受高峰流量、高峰BOD浓度及有毒化学物质对系统的影响。SBR在固液分离时水体接近完全静止状态，不会发生短流现象，同时，在沉淀阶段整个SBR反应池容积都用于固液分离。,SBR反应过程基质浓度变化规律与推流式反应器是一致的，扩散系数低。系统通过好氧/厌氧交替运行，能够在去除有机物的同时达到较好的脱氮除磷效果。处理流程短，控制灵活，可根据进水水质和出水水质控制指标处理水量，改变运行周期及工艺处理方法，适应性很强。系统处理构筑物少、布置紧凑、节省占地。,SBR法的缺点,对自动控制水平要求较高，自控系统必须质量好，运行可靠。对操作人员技术水平要求较高。间歇周期运行带来曝气、搅拌、排水、排泥等设备利用律较低，增大了设备投资和装机容量。,三种工艺的经济比较,物化及生化处理参数计算，设备选择详细介绍,中格栅,格栅，一般斜置在进水泵站之前，主要对水泵起保护作用，截去废水中较大的悬浮物和漂浮物。本工艺流程首先采用中格栅，栅条间隙取20mm。,参数计算中格栅,栅条的间隙数n=Qmax(sin)0.5/bhv栅槽总宽度B=s(n-1)+bn进水渠道渐宽部分的长度l1=(BB1)/2tg1栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度l2=l1/2通过格栅的水头损失h1=(s/b)sinkv2/2g栅后槽总高度H=hh1h2栅槽的总长度L=l1l20.51.0（h+h）/tg每日栅渣量W=86400QW1/1000K原水水量Q，取流量总变化系数为Kz，设计流量Qmax=Kz.Q，栅前水深h，栅前水深与栅前流速v1之间关系v1=Qmax/Bh（B为渠道宽度），过栅流速v，栅条间隙宽度，格栅倾角。,中格栅选型,选HG-800型回转式格栅除污机，电动机功率0.55kw，栅条间距为10-50mm。隔单栅倾斜角度为：60-70。该格栅结构紧凑、体积小、重量轻、运行平稳、维护方便，可实行手动间断运行、自动连续运行，对工作时间和停车时间等运行周期可自动调节，具有紧急停车和过载保护装置。,集水井和污水提升泵房,本工艺采用自灌式污水提升泵站，与集水井合建，集水池容积不应小于最大一台水泵5min的出水量，如水泵机组为自动控制时，每小时启动水泵不得超过6次。考虑用3台水泵（2用1备），每台水泵的容量为174/2=87L。集水井容积采用相当于一台水泵6min的容量，则W=87606/1000=31.32m3，有效水深取2m，则集水池面积为F=31.32/2=15.66m2。采用SBR工艺，污水处理系统比较简单，工艺管线可以充分优化，故污水只考虑一次提升。污水经提升后入曝气沉砂池，然后自流到SBR池。曝气沉砂池、SBR池的相对于地面的高度分别为5m、5.5m。,提升泵房,泵房内设有维修间，机电室，操作室。泵，电机等在室内安装，电控柜、显示器在操作室内安装。提升泵房占地面积为12m6m，工作间占地面积8m3m。起重机选LSX型手动单梁悬挂起重机，起重量0.5t，起升高度2.5m12m，跨度6m。,泵机选型,考虑污水提升前水位，污水总提升流程，采用IF型离心耐蚀泵，考虑设计提升高度，设计流量Qmax。采用65-50-160型离心耐蚀泵1台。该泵流量为12.5m3/h，扬程8m，转速1450r/min，轴功率0.56kw，电动机型号Y802-4，功率0.75kw，效率=60%。,细格栅,在沉砂池前设置细格栅主要作用是减少浮渣，避免污水中含大量杂物堵塞管道，为污水处理厂提供良好的运行条件。计算过程与中格栅相同。,细格栅选型,选HG-800型回转式格栅除污机，电动机功率0.55kw，栅条间距为10-50mm。隔单栅倾斜角度为：6070。该格栅结构紧凑、体积小、重量轻、运行平稳、维护方便，可实行手动间断运行、自动连续运行，对工作时间和停车时间等运行周期可自动调节，具有紧急停车和过载保护装置。,调节池,废水其水质水量都会随时变化，且波动较大。废水水质水量的变化对废水处理设备的功能发挥是不利的。为解决这一问题，设置了调节池，以调节水质和水量。,调节池设计计算,1）池子的实际容积：设废水在池内的停留时间T根据流量QT则池内的废水量为Q1=Q/24T得出调节池的有效容积V有效Q1设计用调节池的实际容积为V=1.4*V有效2）池子的长宽：取池子的有效水深为h1，纵向隔板间距1m则调节池的平面面积S=V/h1取宽B，则长L=S/B纵向隔板间距1m，所以隔板数为n个取调节池的超高h,调节池设备,为适应水质的变化，设置沉渣斗。沉渣斗倾角为45。,曝气沉沙池,沉砂池功能是利用物理原理去除污水中比重较大的无机颗粒，主要包括无机性的砂粒、砾石和少量较重的有机物质。沉砂池按流态分为：平流式沉砂池、竖流式沉砂池、曝气沉砂池、涡流式沉砂池等。由于曝气沉砂池曝气的作用附着在砂粒上的有机污染物和污水中的油脂类物质会被去除，这也是选择曝气沉砂池的目的。污水经污水泵提升后进入曝气沉砂池，共两座，一用一备。沉砂池池底采用多斗集砂，沉砂由砂泵自斗底抽送到砂水分离器，砂水分离器通入压缩空气洗砂，污水回至提升泵前，净砂直接卸入汽车外运。,曝气沉砂池计算,池子总有效容积：V=Qmaxt60水流断面积：A=Qmax/v1（1）池总宽度：B=A/h2,已知h2（2）每个池子宽度：设两座沉砂池n=2，b=B/n（3）池长：L=v/A（4）每小时所需空气量:设每m3污水所需空气量d=0.2m3/m3污水，空气密度1.293kg/m3,其中氧气占的质量含量为23.3%,q=dQmax3600求得需要的空气量（5）沉砂室设计计算：设沉砂斗为沿池长方向的梯形断面渠道，沉砂斗体积为Vo=(aa1)h3L/2，沉砂室坡向沉砂斗的坡度为I=0.10.5，沉砂斗侧壁与水平面的夹角55，a1=0.5m，h3=0.4m，=55，则砂斗上口宽a=2h3/tg55。VO超高h1取0.3m，则h3=(ba1)tg55/2H=h1h2h3,曝气设备,选SBQ-I型水下曝气机，1台。型号：SBQ-I/4，叶轮直径1240mm，转速1450r/min，供氧量3.5kg/h5.0kg/h，电动机功率3.7kw，外形尺寸700mm50mm658mm，重量180kg。主要特点：充氧效率高、建设投资省、运转维修方便。,气浮池,气浮法是固液分离或液液分离的一种技术。它是通过某种方法产生大量的微气泡，使废水中密度接近与水的固体或液体污染物微粒粘附，形成密度小于水的气浮体。在浮力的作用下，上浮至水面形成浮渣，进行固液或液液分离。气浮法用于从废水中去除比重小于1的悬浮物、油类和脂肪，并用与污泥的浓缩。本设计采用加压溶气气浮法。空气在加压条件下溶于水中，再使压力降至常压，把溶解的过饱和空气以微气泡的形式释放出来。,气浮池计算,（1）气浮池的有效水深取h，长为l，宽为b。（2）接触区下端水流上升流速取为v1，上端水流的上升速度为v2，水力停留时间为t。注：这里的各个数据都是经验数据，取固定值。h=2.5m，l=11m，b=11m。v1=20mm/s，v2=8mm/s，t=15min。,气浮设备,选用TS-I型溶气释放器，规格8m，溶气水支管接口直径25mm，流量0.4。主要特点：释气完全，在0.15MPa以上即能释放溶气量的99%左右，可在较低的压力下工作，在0.2MPa以上时即能取得良好的净水效果，节约能耗，释出的气泡微细，气泡平均直径为20-40，气泡密集，附着性能良好。,SBR反应池,优点：SBR法具有比其他好氧处理法效果好，占地面积小，投资省的特点，因而选用SBR法,SBR工艺特点(1)工程简单，造价低；(2)时间上有理想推流式反应器的特性；(3)运行方式灵活，脱N除P效果好；(4)良好的污泥沉降性能；(5)对进水水质水量波动适应性好；(6)易于维护管理。,工艺操作过程,进水期回流污泥吸附、氧化作用反应期厌氧缺氧好氧的交替沉淀期沉降时间短，效率高排水期排出污泥占总污泥的30%闲置期微生物恢复活性，反硝化进行脱水,SBR反应池容积计算,设计处理流量Q=41.67(m3/h)BOD/COD=0.55属高浓度易生化有机废水设SBR运行每一周期时间为12h，进水1.0h，反应(曝气)（6.07.0h）取7h，沉淀3.0h，排水（0.5h1.0h）取1h。周期数:n=24/12=2SBR处理污泥负荷设计为Ns=0.4kgBOD/(kgMLSSd)根据运行周期时间安排和自动控制特点，SBR反应池设置3个。,1)污泥量计算SBR反应池所需污泥MLSS=3.6(t),SBR工艺中一般取90150）设计沉淀后污泥的SVI（污泥容积指数）=90ml/g，SVI在100以下沉降性能良好则污泥体积为：Vs=1.2SVIMLSS=1.2,SBR反应池容积V=Vsi+VF+Vb式中Vsi代谢反应所需污泥容积m3VF反应池换水容积（进水容积）m3Vb保护容积mVF=7(m)Vsi=Vs/3=128.4(m)V=128.4+41.67+V=170.07+Vb,(2)SBR反应池构造尺寸SBR反应池为满足运行灵活及设备安装需要，设计为长方形，一端为进水区，另一端为出水区SBR反应池单池平面（净）尺寸为126m（长比宽在1/12/1）水深为3.0m池深3.5m单池容积为V=1263=216(m)（4-28）则保护容积为V=216-170.1=45.9(m)（4-29）3个池总容积=3V=3216=648(m)（4-30）,SBR反应池运行时间与水位控制SBR池总水深3.0m,按平均流量考虑，则进水前水深为1.5m，进水结束后3.0m,排水时水深3.0m,排水结束后1.5m。3.0m水深中，换水水深为1.5m,存泥水深2.0m,保护水深1.2m,保护水深的设置是为避免排水时对沉淀及排泥的影响。进水开始与结束由水位控制，曝气开始由水位和时间控制，曝气结束由时间控制，沉淀开始与结束由时间控制，排水开始由时间控制，排水结束由水位控制。,排泥量及排泥系统(1)SBR产泥量SBR的剩余污泥主要来自微生物代谢的增值污泥，还有很少部分由进水悬浮物沉淀形成。SBR生物代谢产泥量为x=aQSrbXrV=a=()Q（4-31）式中:a微生物代谢增系数，kgVSS/kgBOD;b微生物自身氧化率，l/d根据污泥性质，参考类似经验数据，设a=0.70，b=0.05,则有：(kg/d)假定排泥含水率为98%，则排泥量为Qs=(P=98%)（4-32）或，Q=(m/d)(P=99.2%)（4-33）考虑一定安全系数，则每天排泥量为90m/d(2)排泥系统剩余污泥在重力作用下通过污泥管路排入集泥井。,需氧量及曝气系统设计计算(1)需氧量计算SBR反应池需氧量O2计算式为O2=a（4-34）式中:a微生物代谢有机物需氧率，kg/kgb微生物自氧需氧率，l/dS去除的BOD(kg/m)S=-经查有关资料表，取a=0.50，b=0.190,需氧量为：R=O=535+508.25=1043.25（kgO/d）=43.5（kgO/h）,(2)供气量计算设计采用塑料SX-1型空气扩散器，敷设SBR反应池池底，淹没深度H=4.5m。SX-1型空气扩散器的氧转移效率为EA=8%。查表知20，30时溶解氧饱和度分别为Cs(20=9.17mg/L，Cs(30=7.63mg/L，空气扩散器出口处的绝对压力Pb为：P=1.01空气离开曝气池时，氧的百分比为O曝气池中溶解氧平均饱和度为：（按最不利温度条件计算）C=7.63（,水温20时曝气池中溶解氧平均饱和度为：B（4-38）20时脱氧清水充氧量为：R（4-39）式中:污水中杂质影响修正系数，取0.8(0.780.99)污水含盐量影响修正系数，取0.9(0.90.97)Cj混合液溶解氧浓度，取c=4.0最小为2p气压修正系数p=1,曝气池中溶解氧在最大流量时不低于2.0mg/l，取Cj=2.0，则计算得：R=1.3O2=1.3（kgO2/h）SBR反应池供氧量Gs为：Gs=（m/min）每立方污水供气量为：Gs/=（4-41）反应池进水容积（m）去除每千克BOD的供氧量为：=（4-42）Sr去除的BOD（kg/m3）去除每千克BOD的供氧量为（4-43）,滗水器现在的SBR工艺一般都采用滗水器排水。滗水器排水过程中能随水位的下降而下降，使排出的上清液始终是上层清液。为防止水面浮渣进入滗水器被排走，滗水器排水口一般都淹没在水下一定深度。目前SBR使用的滗水器主要有旋转式滗水器，套筒式滗水器和虹吸式滗水器三种。本工艺采用旋转式滗水器。旋转式滗水器属于有动力式滗水器，应用广泛。本工艺采用XB-1800型旋转式滗水器。设计滗水量：Q=20m/h，滗水深度：H=2m；滗水时间t取1h。滗水所需时间T=h,接触消毒池,污水消毒剂是液氯，其次是漂白粉、臭氧、次氯酸钠、氯片、氯氨、二氧化氯和紫外线等。其中液氯效果可靠、投配设备简单、投量准确、价格便宜。设计参数（1）水力停留时间T=0.5h（2）设计投氯量一般为3.05.0mg/l本工艺取最大投氯量为max=5.0mg/l,设计计算（1）设计消毒池一座，池体容积V=QT=41.670.5=20.84(m3)（4-44）设消毒池池长L=5.0m，池宽B=2.1m，设有效水深H=2m，超高0.3m。实际消毒池容积V=BLH=432=24m3。满足有效停留时间的要求。（2）加氯量的计算最大投氯量为=5.0mg/l则每日投加氯量为：W=Q=5.0100010=5kg/d（4-45）,污泥处理系统及污水处理厂平面布置和效益分析,污泥水分去除的意义和方法,污水处理厂的污泥是由液体和固体两部分组成的悬浮液。污泥处理最重要的步骤就是分离污泥中的水分以减少污泥体积，否则其它污泥处理步骤须承担过量不必要的污泥体积负荷。污泥中的水分和污泥固体颗粒是紧密结合在一起的，一般按照污泥水的存在形式可分为外部水和内部水，其中外部水包括孔隙水、附着水、毛细水、吸附水。污泥颗粒间的孔隙水占污泥水分的绝大部分（一般约为70%80%），其与污泥颗粒之间的结合力相对较小，一般通过浓缩在重力的作用下即可分离。附着水（污泥颗粒表面上的水膜）和毛细水（约10%22%）与污泥颗粒之间的结合力强，则需要借助外力，比如采用机械脱水装置进行分离。吸附水（5%8%，含内部水）则由于非常牢固的吸附在污泥颗粒表面上，通常只能采用干燥或者焚烧的方法来去除。内部水必须事先破坏细胞，将内部水变成外部水后，才能被分离。,各个部分设计计算,1集泥井2污泥浓缩池3污泥贮柜4污泥脱水机房5污泥棚,1.集泥井,(1)根据前面计算所知，SBR产泥量为：90m/dP=99%则每日的总排泥量为V=90m(2)集泥井尺寸设计，设有效泥深为4m，设计尺寸LB=64=24m，集泥井为地下式，池顶加盖，有潜污泵抽送污泥，池底相对标高-4.5m，最高泥位-0.5m，最低泥位-4.0m。(3)污泥提升泵的选择选择QW型排泥泵功率：15kW型号：200QW400-7口径：200mm质量：200kg流量：10m3/h最大流量：15m3/h扬程：7m效率：82.1%,2.污泥浓缩池,降低污泥中的含水率，可以采用污泥浓缩的方法来降低污泥中的含水率，减少污泥体积，能够减少池容积和处理所需的投药量，减小用于输送污泥的管道和泵类的尺寸。具有一定规模的污水处理工程中常用的污泥浓缩方法主要有重力浓缩.溶气气浮浓缩和离心浓缩。选用间歇式重力浓缩池。图4-1带中心管间歇式浓缩池1污泥入流槽；2中心管；3出流堰；4上清液排出管；5闸门；6吸泥管；7排泥管,(1)设计说明，运行周期22h，其中进泥2.0h，浓缩15.0h，排水和排泥3.0h，闲置2.0h。浓缩前污泥量为90m，含水率P=99.0%。(2)设计计算容积计算，浓缩15.0h后，污泥含水率为96.5%，则浓缩后污泥体积为V=V(C/C)=90(199%)/(196.5%)=25.7m则污泥浓缩池所需要的容积应不小于25.7+90=115.7m。工艺构造尺寸设计平面尺寸为(55)m，则净面积为25m。设计浓缩池上部柱体高度为4.0m，其中泥深为3.0m，柱体部分污泥容积为75m。浓缩池下部为锥斗，上口尺寸(55)m2，下口尺寸为(11)m2，锥斗高为4.0m，则污泥斗容积。污泥浓缩池总容积为75+164.3=239.3m115.7m满足要求。(3)排水和排泥排水浓缩后池内上清液利用重力排放，由站区溢流管道排入调节池。浓缩池设4根排水管于池壁，管径DN100mm。于浓缩池最高水位处置一根，向下每隔1.0m、0.6m、0.4m处设置一根排水管，下面三根安装蝶阀。排泥浓缩后污泥泵抽送污泥贮柜。污泥泵抽升流量10m/h。浓缩池最低泥位0.5m,污泥贮柜最高泥位为4.5m，则污泥泵所需静扬程为5.0m。(4)设备选择选用150QW100-7型潜水式污泥泵1台，该泵工作流量30m/h，扬程H=7m，转速n=1430r/min，电动机功率N=3kW，质量W=100kg。,3.污泥贮柜,浓缩后需排出污泥25.7m/d，污泥贮柜容积应25.7m，设污泥贮柜为=4m,H=3.0m则贮泥有效容积为V=可满足污泥贮存要求。,4.污泥脱水机房,(1)污泥产量经过浓缩处理后，产生含水量为96.5%的干污泥25.7m/d(2)污泥脱水机选用DYQ300型带式压滤机1台，购买2台，使用1台，备用1台。该脱水机参数：处理量22m3/h，滤带有效宽度3000mm，滤带运行速度0.54.0m/min，主机功率1.5kW，外型尺寸6.43.52.0m，设备质量600kg。(3)干污泥饼体积V设泥饼的含水率为75%V=V(C/C)=25.7(196.5%)/(175%)=3.6m,5.污泥棚,堆放浓缩后的污泥,设计污泥厚度为4m,覆盖面积：LB=88=64m2即占地面积取64m2。,污水处理厂的平面布置和高程布置,构筑物及设备的重要设计参数,主要构建物：,主要设备：,污水处理厂的总平面布置,布置原则按功能分区，配置得当。充分利用地形，平衡土方，降低工程费用。功能明确，布置紧凑。顺流排列，流程简捷。必要时应预留适当余地。构（建）筑物应注意风向和朝向,平面布置：,污水处理厂的高程布置,布置原则可能利用地形坡度，使污水按处理流程在构筑物之间能自流，尽量减少提升次数和水泵所需扬程。协调好站区平面布置与单体埋深，以免工程投资增大、施工困难和污水多次提升。注意污水流程和污泥流程的配合，尽量减少提升高度。协调好单体构造设计与各构筑物埋深，便于正常排放，又利于检修排空。,高程布置：,工程投资估算,污水处理厂工程投资估算表,续表污水处理厂工程投资估算表,工程效益,1.工程的环境效益污水处理厂的建设是一项改善生态环境、保障