某中药企业制药废水处理工艺

ABSTRACTThemaincomponentsoftraditionalChinesemedicinepharmaceuticalwastewaterare:polysaccharides,lignin,tannins,alkaloids,pigments,organics,andasmallamountofinorganicsubstances.Thecharacteristicofhighconcentrationorganicwastewateristhatitisdifficulttodegrade,hasbiodegradability,andhascharacteristicssuchashighpigmentcontent,highCODconcentration,largechangesinwaterquality,quantity,andtypesoforganicpollutants.ItispreciselyduetovariousreasonssuchasthecomplexandlargechangesinthesubstancescontainedintraditionalChinesemedicinewastewaterthatitismoredifficulttopurifyandtreatcomparedtoordinarysewage.[1]Ifitisdischargedintothewaterbodywithouttreatment,itwillcausewateranoxia,eutrophication,anddeteriorationofwaterquality,Itcausesseriouspollutiontotheenvironment.Inthisdesign,"UASB+biologicalcontactoxidationmethod"isproposedtotreatpharmaceuticalwastewaterfromtraditionalChinesemedicineenterprises,sothatthequalityofthetreatedeffluentcanmeettheDischargeStandardofWaterPollutantsforPharmaceuticalIndustryofTraditionalChineseMedicine(GB21906-2008),soastoeffectivelyalleviatethelocalwaterpollutionproblemandrealizetheeffectiveuseofwaterresources.Keywords：UASB;Biologicalcontactoxidationmethod;TraditionalChinesemedicinewastewater;Organicwastewater

目录TOC\t"1级,1,2级,2,3级,3"\h5896第1章绪论 120661.1中药废水来源及危害 154591.2设计背景及意义 124229第2章项目背景和设计内容 2145642.1国内外研究现状 2110622.2项目背景 397282.3设计要求 34052.4设计原则及工艺流程图 318962.4.1设计原则 3304392.4.2工艺流程图 41398图2.1工艺流程图 4253052.5处理单元污染物去除效果 438213.1格栅 6244893.1.1设计参数 6188073.1.2设计计算 6100403.2集水井 9283923.2.1设计参数 976013.2.2设计计算 9178513.3气浮池 978373.3.1设计参数 957393.3.2设计计算 918753.4调节池 13196023.4.1设计参数 1346443.4.2设计计算 13107353.5UASB反应池 14286023.5.1设计参数 14252903.5.2设计计算 14144533.6生物接触氧化池 21302883.6.1设计参数 21240273.6.2设计计算 21273473.7二沉池 31174893.7.1设计参数 3154013.7.2设计计算 31122033.8过滤池 3428493.8.1设计计算 34167463.9清水池 3797303.9.1设计参数 37321443.9.2设计计算 37214583.10污泥浓缩池设计计算 38131763.10.1污泥浓缩池设计参数 38168233.10.2污泥浓缩池设计计算 3821014第3章污水平面布置和高程布置 41265134.1污水厂平面布置 41111454.1.1平面布置的一般原则 4125234.1.2污水平面布置的具体内容 4125324.2污水厂的高程布置 41111944.3污水厂水力及高程计算 4118328结论 4931309参考文献 5028654致谢 51

绪论1.1中药废水来源及危害伴随国内社会的进步，使得中药生产也有了显著的进步。在中药生产期间，产生的废水也变得愈来愈多，如果中药生产企业没有及时选用高效的办法将废水清除干净，或者是清除彻底，就肯定会妨碍到工厂所在地以及四周环境的品质，影响四周居民的个人安全，继而妨碍企业的社会效益[10]。1.2设计背景及意义近几年来新冠病毒的袭来而中药对于治疗新冠病毒有促进作用，因而，中药废水水量逐年增多，如果仅仅通过污水处理厂已经不能满足人们的许愿，也不符合我们国家的经济发展政策。解决中药企业制药废水污水问题是我们国家目前比较严重的一个问题，缓解水资源的危机和缓解用水问题，是一项紧迫的问题。UASB+生物接触氧化池就是根据用水标准，对污水进行处理后再利用。本设计中中药制药企业污水采用UASB+生物接触氧化池工艺，降解与去除水中的污染物质，保证制药企业排出的废水能够达标。同时，通过本次工艺设计，使我熟悉中药废水的特点和常用处理工艺，能够根据项目背景资料选择合适的处理工艺，掌握一定的处理工艺设计的流程和方法。

项目背景和设计内容2.1国内外研究现状目前，国内和国外对于中药废水治理的方法并不多，主要概括为以下几种即：物理法、化学法、生物法还有组合工艺处理法。工艺特点：物理处理法：物理法指利用污染物自身的物理特性，或通过利用仪器设备辅助，在不加化学试剂的条件下，使废水中的污染物从废水中分离的方法[1]。通常用的方法是吸附法和絮凝沉淀法。优点是操作简单，能将较大的污染物分离出去，并去除一定的COD。化学处理法：化学处理法主要除去一些金属离子、有毒成分以及有机污染物等，不仅可以起到净化水质的效果还可以回收一些有价值的成分。常用的方法有混凝法、化学沉淀法、中和法、氧化还原法、离子交换法、电解法等[1]。生物处理法：生化法一般指厌氧和好氧工艺，处理废水成本低廉，运行稳定，常用作各类具备一定生化系废水的主体工艺。[1]高难降解的大分子有机物在厌氧微生物作用下被分解为小分子物质，可生化性提高。因此，废水中大部分COD均能用厌氧工艺去除。好氧生化能够去除大部分氨氮和磷，稳定出水水质[11]。对于出水总氮标准较高的废水，缺氧生化工艺也普遍应用。2.2项目背景中药制药废水顾名思义是生产中药过程中所排出的废水，如果未经处理不论是对我们的生活还是环境都有很大的影响，并会对排放周边的水体造成持久性的污染。随着绿水青山就是金山银山的提出，对于环境污染的治理要更加严格，为了我们能够有一个良好的生活环境，位于河北省的某中药制药厂决定进行污水处理站建设。2.3设计要求该中药污水处理站将在在河北省某市施工建立，周边地形包括平原、丘陵、低山三种地形。海拔最高为160m,最低为50m，一年内的平均气温为11℃，最低气温为-10℃，一年内平均降雨量为764.1mm，年日光照射时长2216.0h；年平均气压992.0hpa；市区常年主导风向为西南风，年平均风速2.0m/s，最大风速12.7m/s；年平均相对湿度55%表2.1进水水质和设计出水水质指标COD（mg/L）BOD5(mg/L)SS(mg/L)氨氮(mg/L)总氮(mg/L)进水水质20009008002045出水水质≤100≤20≤50≤8≤202.4设计原则及工艺流程图2.4.1设计原则（1）严格执行相关的环境保护的各项规章制度，使处理后的水质达到《中药类制药工业水污染物排放标准》(GB21906-2008)标准。（2）处理工艺和设备要根据污水的特点进行选择，要选择合理成熟的方案。（3）根据实际情况来选择工艺设计和设备选型。（4）构筑物平面与高程的布置应该合理。2.4.2工艺流程图图2.1工艺流程图2.5处理单元污染物去除效果表2.2进出水水质及去除率处理单元指标项目（mg/L）CODBOD5SSNH3-N总氮进水进水20009008002045格栅进水20009008002045出水20009004002045去除率--50%--集水井进水20009004002045出水20009004002045去除率气浮池进水20009004002045出水2000900202045去除率--95%--UASB反应器进水2000900202045出水400450202045去除率80%50%生物接触氧化池进水400450202045出水60152028去除率85%96%-90%82%过滤池进水60152028出水60152028去除率第3章污水处理主要构筑物设计设计参数符号取值最大设计流量Qmax0.648格栅倾角a60°栅条间隙b22mm栅条间隙数n栅前水深h0.232m过栅速度v0.9m/s总变化系数Kz1.4设计流量Q4000m³/d栅渣量W10.06m³/103m³污水栅条宽度S0.01m单个栅槽宽度0.2m栅槽宽度B过栅水头损失h2格栅计算水头损失h0重力加速度g系数k3格栅设计阻力系数ξ进水渠道渐宽部位的长度L1L1=进水渠道宽度B1B1进水渠道肩宽部位的展开角度α120°格栅槽与出水渠道连接处的渐宽部位的长度L2一般取L2=0.5L1格栅前槽高H1每日栅渣量Wm³/d3.1格栅3.1.1设计参数表3.1格栅的主要设计参数3.1.2设计计算栅槽宽度栅条的间隙数n,个 n=Qmaxsin格栅设2组，两组同时工作。则格栅间系数n： n=0.648sin60取13个栅槽的宽度BB通过格栅的水头损失h1(m) ℎ1=ℎ ℎ0= =βS4栅条的断面设为锐边矩形断面，β=2.42，代入数据得 ℎ2=ℎ=2.42=栅后槽总高度H（m）设栅前渠道超高h1=0.3m H=ℎ+=0.622≈0.6m栅槽总长L（m）L=L1+每日栅渣量 W=Qmax根据每日栅渣量，本设计采用机械清渣，一用一备回转式格栅设备选型由于清渣方式采用机械清渣，按照《给排水设计手册》11册选型。选择两台GH型链条式回转格栅除污机图3.1格栅的设计简图3.2集水井3.2.1设计参数表3.2集水井的主要设计参数设计参数符号取值设计流量Q4000m3/d考虑虹吸管事故时调节的时间t取3min虹吸管淹没于动水位一下的深度H1m3.2.2设计计算（1）集水井直径 D=240Qt（2）集水井简图图3.2集水井的设计简图3.3气浮池3.3.1设计参数表3.3气浮池的主要设计参数设计参数符号取值设计流量Q166.67m3/h悬浮固体浓度800mg/L加压溶气水量QRm3/h废水悬浮固体浓度Samg/L气固比a取0.02空气密度ρg/L，取值参考表3.4空气溶解度CsmL/L，取值参考表3.4溶气效率f取值参考表3.4溶气压力pMPa，取值参考表3.1大气压力p0取0.1MPa气浮所需空气量QGL/h试验条件下的释气量aeL/m3水温系数K取1.2分离室表面积Asm2分离室水流下行流速us取2.5mm/s分离室体积Vsm3有效水深h取2m分离式宽度Bs3.2m分离室长度Ls5.3m分离室水力停留时间tsmin接触室表面积Acm2接触室水流下行流速uc取20mm/s接触室体积Vcm3接触室宽度Bc3.2m接触室长度Lc0.68m接触室水力停留时间tcmin反应室容积Vrm3反应室反应时间tr取15min反应室宽度Brm反应室长度Lrm溶气罐直径Ddm过流密度I填料罐取4000m3/(m2·d)溶气罐高度H′m灌顶、罐底高度h1取0.1m布水区高度h2取0.2m贮水区高度h3取1.0m填料层高度h4取1.2m3.3.2设计计算加压溶气水量取水温20°， QR=Q∙表3.4阶梯环填料罐（层高1m）的温度、溶气压力、溶气效率的关系温度/℃102030空气密度/（g/L）1.2061.1641.127空气溶解度/（ml/L）22.818.715.7容器压力/MPa-0.4-0.4-0.5容器效率/%778481859090939898气浮所需空气量 R=QRQ式中R试验条件下的出水回流比，%； QG=Q分离室表面积， As=Q分离室体积 Vs=A校核水力停留时间， ts=V分离室水力停留时间符合设计要求，分离室长宽比为Ls/Bs=1.7，满足长宽比的设计要求。接触室表面积 Ac=Q接触室体积 Vc=A校核水力停留时间， tc=V接触室水力停留时间符合设计要求。反应室容积 Vr=Q设反应室宽度为Br=3.2m，则反应室长度 Lr=V溶气罐溶气罐直径， Dd=4 H'=2ℎ（7）计量泵选型采用计量泵投加PAC混凝剂、PAM絮凝剂，PAC最佳投加量为120mg/L，PAM最佳投加量为2~4mg/L。选用KQJX(M)-100/1.25型号计量泵，设计系数如表3.5表3.5计量泵设计参数型号流量（L/h）压力（MPa）泵速(r/min）行程（mm）柱塞直径（mm）电动机型号功率（KW）KQJX(M)-100/1.251001.251282032801-4B5（V1)0.55图3.3气浮池的设计简图3.4调节池3.4.1设计参数调节池的设计参数如表3.6所示表3.6调节池的主要设计参数设计参数符号取值最大设计流量Qmax233.33m3/h水力停留时间T8h理论容积V0m3调节池容积Vm3调节池面积Am2有效水深h取3.93m调节池边长Lm调节池宽度Bm调节池总高H6.13m超高取0.4m取0.4m3.4.2设计计算调节池容积 V0=Q∙T=233.33×8=1866.64m调节池容积一般增加调节池理论容积的10%~20%，则 V=V0调节池面积 A=Vh调节池采用方形池，则， L=B=设备选型选用两台150WQ200-10-15型号潜水排污泵，一用一备，其设计参数如表3.7所示。表3.7潜水排污泵的设计参数型号流量Q（m3/h）扬程H（m）效率η（%）电机功率（KW）转速n（r/min）150WQ145-9-7.5240762151450选用两台RB23标准型罗茨鼓风机，一用一备，其设计参数如表3.8所示。表3.8鼓风机的设计参数型号口径（mm）转速（r/min）进口流量（m3/min）轴功率（kW）电机功率（kW）RB2315018003UASB反应池3.5.1设计参数表3.9UASB反应池的主要设计参数设计参数符号取值反应区容积Vm³污水的设计流量Qm³/d污水的有机物的浓度S0gBOD5/L或gCOD/L反应区的设计负荷LkgBOD5/(m³·d)或kgCOD/(m³·d)反应器总容积VLm³反应区容积Vm³比例系数E反应区水深HLm反应区宽度14m反应区长度16m出水孔间距1.39m出水孔孔口出流速度2m/s配水管中心向下距池底距离0.25m配水管中心向下距池底距离0.25m穿孔配水管长9.7m穿孔配水管中心距1.5m穿孔配水管内流速v0.4m/s单元三相分离器高度b2m池体超高h10.5m上集气罩顶以上的覆盖水深h21.0m下集气罩高度h31.0m消化温度T35℃碰撞系数β0.95污水密度ρ10.994g/cm³消化气密度ρg1.2×10-3g/cm³水的运动黏滞系数μ0.00727㎡/s重力加速度g9.8×102cm/s2气泡直径d0.01cm提高污水所需热量Q1kg/h污水比热容c取4200kJ/(m³·℃)反应器内温度t2℃环境温度t1℃3.5.2设计计算确定反应器的容积：进水S0换算为2kgCOD/m³,则 V=QS0取E=0.85，确定液相反应器总容积VL; VL=V采用2座UASB反应器，单座反应器反应区容积： V'=V单座反应器的处理水量 Q'=Q单座反应器反应区表面积 A=V'单座反应器反应区水力停留时间 t=V'单座反应器反应区内液体上升流速 vr=Q反应器进水系统设计采用穿孔管布水，根据设计容积负荷，每个进水孔口的负荷应大于2㎡，则进水口数量 n＜A2=取进水口数为111个，则实际每个进水口的负荷为 222.42111=2.004单座反应器设8根穿孔配水管,穿孔配水管的流量 q=Q'10=穿孔配水直径 d=4qπ每根穿孔配水管设出水孔7个，位于服务面积中心。出水孔孔口流量 q'=q出水孔孔径 d'=4q三相分离器设计取三相分离在池体长度方向上共布置6个单元，n=6，单元三相分离器高度b=2m，长和池体宽度相同，上、下三角形集气罩斜面的水平夹角分别为55°和60°。 b1=h下回流缝的宽度 b2=b−2下回流缝的面积 S1=nlb下回流缝的流速 v1=Q取上、下三角形集气罩的重叠部分水平投影长度CH=0.2m。上集气罩的底边长度 CF=b2上集气罩高度 ℎ4=1.24上回流缝面积 S2=2设上回流缝的流速为v2=2m/h,由 v2=Q解得b3=0.27m, CE=b3取b3=0.3m,则CE=0.35m,则此时上回流缝的流速 v2=Q此时能够满足v1＜v2＜2.0m/h。 ℎ5=AD+上、下集气罩垂直重合高度 ℎ3−ℎ说明上集气罩底比下集气顶高0.05m。三相分离器总高度 ℎ4+ℎ池体总高度 H=HL当混合液上升到A点后将沿着AB方向斜面流动，设流速v2并假定A点的气泡以速度vg垂直上升，气泡的运动轨迹将沿着v2和vg的合成速度方向运动，要使气泡分离后不进入沉淀区的必要条件是 vgv2＞气泡上升速度vg与其直径、水温、液体和气体的密度、废水的粘滞系数等因素有关。当气体的直径很小（＜0.1mm）时，水流呈层流状态，用斯托克斯公式计算这时气泡的上升速度 vg=βgvg=βg vgv2BCCD=经复核，vgv剩余污泥量计算 ΔX=S产气量计算 ΔG=S0反应器热量计算提高污水温度所需的热量Q1=两座UASB反应器公用池长方向的池壁，则池体散热面积A'=池体保温所需热量Q2=反应器所需的供热量Q'=消化气所能提供的热量Q″=消化气所能提供的热量不足以补充反应器所需的供热量，需要额外的热量供应。图3.4UASB的设计简图图3.5三相分离器的设计简图3.6生物接触氧化池3.6.1设计参数表3.10生物接触氧化池的主要设计参数设计参数符号取值进水BOD5S0175mg/LTSS浓度X0180mg/LVSS浓度VSS126mg/LTN浓度TN40mg/LNH3-N浓度NH3-N18mg/L碱度SALK280mg/LPH7.0~7.5最低水温14℃最高水温25℃出水BOD5Se20mg/L出水TSSXe20mg/L出水TNTN≤20mg/L出水NH3-NNH3-N≤8mg/L好氧区有效容积V1m³出水所含溶解性BOD5浓度Smg/L污泥产率系数Y取Y=0.6污泥自身氧化系数Kd取Kd=0.05d-1固体停留时间θcd混合液挥发性固体浓度XV（MLVSS）mg/L混合液中VSS与SS之比f取f=0.7混合液悬浮固体浓度XX取4000mg/LNH3-N的浓度Nmg/L氧的半速常数Ko2mg/L反应池中溶解氧浓度O2mg/L缺氧区有效容积V2m³考虑污泥在沉淀池中停留时间、池深、污泥厚度等因素的系数r取1.2进水悬浮固体中惰性部分（进水TSS-进水VSS）的含量X1kg/m³出水TSS的含量Xekg/m³非生物污泥量PSkg/d缺氧区有效容积V2m³需还原的硝酸盐氮量NTkg/d反硝化速率qdn,TkgNO₃⁻N/(kgMLVSS•d)20℃时的反硝化速率常数qdn,200.035kgNO₃⁻N/(kgMLVSS•d)温度系数θ取1.08堰宽b6.0m堰上水头高Hm设计需氧量AORBOD的分解速度常数k0.23d-1BOD5试验的时间t取t=5d进水总氮浓度N0mg/L出水NH3-N浓度Nemg/L反硝化脱除硝态氮量NT取NT=37kg/d供风管道沿程阻力h1MPa供风管道局部阻力h2MPa曝气器淹没水头h3MPa曝气器阻力h4h4取0.004MPa;富余水头Δh取0.005MPa按供养能力所需曝气器个数n1个曝气器标准状态下，与好氧反应池工作条件接近时的供氧能力qcqc取0.14kgO2/(h·个)3.6.2设计计算好氧区容积V1V1= XV=fx出水溶解性BOD5。为使出水所含BOD5降到20mg/L,出水溶解性BOD5浓度S应为S=20−1.42×设计污泥龄。首先确定硝化速率µN（取设计pH=7.2)，计算公式如下。µN=0.47硝化反应所需的最小泥龄θcθcm选用安全系数K=3,设计污泥龄θc=K好氧区容积V1(m³)V1=缺氧区容积V2V2=需还原的硝酸盐氮量。微生物同化作用去除的总氮Nw:Nw=0.124所需脱硝量=进水总氮量−出水总氮量−用于合成的总氮量=需还原的硝酸盐氮量:NT=4000反硝化速率qdn,Tqdn,曝气池总容积V总V总=系统总设计污泥龄=好氧池泥龄+缺氧池泥龄=碱度校核：每氧化1mgNH3-N需要消耗7.14mg碱度；去除1mgBOD5产生0.1mg碱度；每还原1mgNO₃-N产生3.57mg碱度。被氧化的=31−8−7.79=15.21（mg/L剩余碱度SALK＝进水碱度—硝化消耗碱度十反硝化产生碱度十去除BOD5产生碱度=此值可维持pH≥7.2。污泥回流比及混合液回流比：污泥回流比R设SVI=150，回流污泥浓度计算公式为：XR=混合液悬浮固体浓度X（MLSS）=4000mg/L,故污泥回流比R=X混合液回流比R内。混合液回流比R内取决于所要求的脱氮率。脱氮率ηN可用下式粗略计算：ηN=R内=剩余污泥量生物污泥产量为PX=对存在的惰性物质和沉淀池的固体流失量可采用下式计算。PS=剩余污泥量ΔX=P每去除1kgBOD5反应池的主要尺寸好氧反应池（按推流式反应池设计）。总容积V1=1663.18m³，设反应池两组。单组池容V1有效水深h=3m,单组有效面积：S1单采用3廊道式，廊道宽b=4m,反应池长度L1=校核：b/h=6/4=1.5(满足b/h=1~2)L1/b=23.1/4=5.75(满足L/b=5~10)超高取1.0m，则反应池总高H=3.0+1.0=4.0（m）缺氧反应池尺寸。总容积V2=202.6㎡，设缺氧组2组，单组池容V2单=202.6/2=101.3（m³）有效水深h=3.1m,单组有效面积为S2单长度与好氧池的宽度相同，为L=12m,池宽=S反应池进、出水计算进水管。两组反应池合建，进水与回流污泥进入水竖井，经混合后配水渠、进水潜孔进入缺氧池。反应池进水管设计流量：Q1=管道流速采用v=0.8m/s,管道过水断面为A=Q管径d=4取进水管管径DN700mm，校核管道流速：V=Q回流污泥渠道。反应池回流污泥渠道设计流量QR为QR=渠道流速v=0.7m/s,则渠道断面积为：A=Q取渠道断面b×h=0.5m×0.13m=0.065m校核流速：v=0.0463渠道超高取0.3m,渠道总高为0.13+0.3=0.43（m）进水竖井。反应池进水孔尺寸如下：进水孔过流量Q2=Q孔口流速v=0.6m/s,孔口过水断面积A=Qv孔口尺寸取0.5m×0.2m,进水竖井平面尺寸2.0m×1.6m。出水堰及水竖井。按矩形堰流量公式：Q3=0.42Q3=H=3出水孔同进水孔。出水管。单组反应池出水管设计流量Q5=管道流速v=0.8m/s,管道过水断面A=Q管径d=4曝气系统设计计算设计需氧量AORAOR=碳化需氧量+硝化需氧量-反硝化脱氮产氧量碳化需氧量D1D1=硝化需氧量D2D2=4.6反硝化脱氮产生的氧量D3D3=2.86故总需氧量AOR=最大需氧量与平均需氧量之比1.4，则AORmax每去除1kgBOD5的需氧量=AORQS标准需氧量。采用鼓风曝气，微孔曝气器设于池底，距池底0.2m,淹没深度3.8m，氧转移效率EA=20%，将设计需氧量AOR换算成标准状态下的需氧量SOR。SOR=AOR本例工程所在地区大气压为1.013×105Pa,故修正系数ρ=1。水中溶解氧饱和度Cs（20）=9.17mg/L,Cs（25）=8.38mg/L。空气扩散器出口处绝对压力pb=空气离开好氧反应池时氧的百分比Ot为Ot=好氧反应池中平均溶解氧饱和度为Csm(25)本例中CL=2mg/L,α=0.82,β=0.95,代入上述数据得标准需氧量为SOR=969.63相应最大时标准需氧量为SORmax=1.4好氧反应池平均时供气量为Gs=最大时供气量Gsmax=1.4Gs=1405.14(m³所需空气压力(相对压力)p=ℎ取h1+h2=0.002MPa曝气器数量计算(以单组反应池计算)按供养能力计算曝气器数量n1=供风管道计算。供风管道指风机出口至曝气器的管道。干管。供风干管采用环状布置。流量Qs=流速v=10m/s,则管径d=4取干管管径为DN150mm。支管。单侧供气（向单侧廊道供气）支管（布气横管）流量为Qs单流速v=10m/s,则管径d=4取支管管径为DN100mm。双侧供气（向两侧廊道供气）流量为Qs双流速v=10m/s,则管径d=4取支管管径为DN150mm。缺氧池设备选择缺氧池为三格串联，每格中设1台机械搅拌器。3台潜水搅拌机设在缺氧池中，功率按5W/m³污水计算。厌氧有效容积V单=17混合全池污水所需功率N=1254.6×每格搅拌机轴功率N单=每台搅拌机电功率N机=1.15设计选用电机功率3kW的搅拌机。污泥回流设备选择污泥回流比R=100%，污泥回流量QR=RQ=4000(设回流污泥泵房1座，内设3台潜污泵（2用1备）。单泵流量QR单竖向流程确定水泵扬程。混合液回流泵混合液回流比R内=100%，混合液回流量QR=每池设混合液回流泵2台，单泵流量QR单混合液回流采用潜污泵。图3.6生物接触氧化池的设计简图3.7二沉池3.7.1设计参数表3.11二沉池的主要设计参数设计参数符号取值设计进水流量Q0.046m3/s竖流沉淀池池数n2每池最大设计流量qm3/s中心管内流量v0取v0=0.03m/s污水在沉淀池中流速vm/s沉淀时间t取1.5h沉淀池进水C0mg/L沉淀池出水的悬浮固体浓度C1mg/L污泥容重γ取1000kg/m3污泥含水率p0取99.4%两次排泥时间间隔T取1h圆锥底部直径d'0.2m；截锥高度h5m截锥侧壁倾角α取55°污水由中心管喇叭口与反射板之间的缝隙流出速度v1取0.02m/s喇叭口直径d1m池子保护高度h1取0.3m缓冲层高h4取0m3.7.2设计计算（1）中心管面积f(m2) f=qv q=Qn f=0.023÷（2）沉淀池部分有效断面积F(m2) F=qv取沉淀池表面负荷q'=2.0m3/(m2·h)，则上升流速为 v=q'=2.0m/h F=0.023沉淀池直径D(m) D=4F+f=沉淀池有效水深h2(m) h2=v校核池径水深比 Dh2符合要求。校核集水槽每米出水堰的水力负荷q0(L/s) q0=可见符合规范规定小于2.9L/(s·m)的要求，可不另设辐射式集水槽。污泥体积V(m3) V=QC V=4000每池污泥体积V1(m3) V1=池子圆截锥部分有效体积V2(m3) h5= V2===因此，池内足够容纳1h的污泥量。中心管直径d0(m) d0=中心管喇叭口下缘至反射板的垂直距离h3(m) h3= d1=1.35则 h3=沉淀池总高度H(m) H=h1=0.3+3.02+0式中，h1——池子保护高度，m，取0.3m；h4——缓冲层高，m，因泥面很低，取0m。图3.7竖流式沉淀池的设计简图3.8过滤池3.8.1设计参数表3.12过滤池的主要设计参数设计参数符号取值滤池工作时间T012h无烟煤滤层高度0.3m无烟煤滤层孔隙率0.5无烟煤滤层相对密度1.6石英砂滤层高度0.4m石英砂滤层孔隙率0.4石英砂滤层相对密度2.6整体滤速12m/h冲洗周期24h每次冲洗时间7min每次反冲洗后的恢复停留时间40min反冲洗强度14L/（s·㎡）污泥膨胀率50%孔眼直径d孔12mm每个孔眼的面积78.5㎡双层滤料的膨胀率50%排水槽底厚0.05m排水槽超高0.07m槽内流速0.65m/s3.8.2设计计算滤池表面积及尺寸设计计算设滤池工作时间为12h，滤层采用双层烟煤-石英砂滤料，采用单独水反冲洗。滤池每日实际工作时间T=T0滤池的总面积 A=QvT取滤池个数n=3,单座滤池表面积 S=An=30采用正方体池体，滤池尺寸L=B校核强制滤速v'=强制滤速负荷设计要求。滤池高度承托层高0.4m，滤层高0.7m,滤层上部水深1.5m，超高0.3m，滤板高度0.12m。滤池总高度H=H1配水系统设计配水干管计算反冲洗时配水干管的流量q干=q干管始端流速为1.27m/s,干管管径d干=配水支管计算取配水支管中心距为0.2m，支管数量n支=每根支管的流量q支=支管始端流速为2.3m/s,支管管径d支=配水孔眼计算取孔眼总面积占滤池表面积的0.22%，设于支管两侧，与垂线呈45°向下交错排列。配水孔总眼数n孔=每根支管孔眼数n孔0孔眼流速v孔=每根支管长度l支=支管长度与直径之比为28.96，符合设计要求。每排孔眼中心距2l支干管横截面与支管总横截面面积之比为1.86，符合设计要求。洗砂排水槽设计取洗砂排水槽中心距1.41m，设3个排水槽，排水槽长与池宽相等，宽2.8m。单槽排水量=14×采用断面底部为倒三角形，断面上部为矩形的排水槽，排水槽宽为三角形高的2倍，断面上部矩形高为三角形高的1.5倍。排水槽断面的三角形高度x=55.27排水槽顶距砂面的高度H″=排水槽水平总面积与滤池表面积之比3×2.8排水槽水平总面积与滤池表面积之比复合设计要求。水头损失计算管式大阻力配水系统水头损失取支管壁厚为7mm,孔眼直径与壁厚比值为1.71，取流量系数μ=0.68ℎ2=承托层水头损失ℎ3=0.22滤层水头损失滤层采用双层无烟煤-石英砂滤料。无烟煤的水头损失ℎ4煤石英砂滤层的水头损失ℎ4砂滤层总水头损失ℎ4=反冲洗水采用高位水箱供水，高位水箱的容积V=1.5取高位水箱水深为2.5m，超高0.3m,则水箱的直径为3.35m。冲洗水箱至配水系统的管道水头损失取1.0m,富余水头损失取1.5m。冲洗水箱底部高出洗水出水槽的高差H'=图3.8过滤池的设计简图3.9清水池3.9.1设计参数表3.13清水池的主要设计参数设计参数符号取值清水池设计容积为V400m³有效水深4m，超高1m清水池容积取平均日流量的10%设计流量Q4000m3/d3.9.2设计计算（1）清水池截面积A=V设清水池为正方形B=清水池有效容积为V清水池整体尺寸10m3.10污泥浓缩池设计计算3.10.1污泥浓缩池设计参数表3.14污泥浓缩池的主要设计参数设计参数符号取值二沉池中剩余污泥量Q11.271m³/d二沉池剩余污泥的含水率P199.4%初沉池污泥量Q20.72m³/d初沉池污泥的含水率P296%要求浓缩后污泥含水率97%浓缩池超高h20.3m缓冲层高度h30.3m池底坡度1/12污泥斗上底直径3.0m污泥斗下底直径0.8m污泥斗壁倾角取60°3.10.2污泥浓缩池设计计算1.污泥总量和污泥浓度二沉池剩余污泥浓度c1=初沉池污泥浓度c2=污泥总量Q=Q混合后污泥浓度c0=混合后污泥含水率P0=2.浓缩池表面积取初沉污泥和剩余污泥的混合污泥的固体通量为24kg/(㎡·d)。浓缩池总表面积A=Q取浓缩池个数n=1，单座浓缩池直径D=43.浓缩池工作部分的有效水深取污泥浓缩时间T=16hℎ1=4.浓缩池总高度辐流式浓缩池采用机械刮泥机。浓缩池池底坡度高差ℎ4=污泥池污泥斗高度ℎ5=浓缩池总高度H=ℎ5.浓缩后的污泥体积V=Q6.污泥区所需容积污泥排出周期间隔取t=6h，贮泥区所需容积V3=7.污泥斗容积V1=8.污泥斗以上圆锥体部分污泥容积V2=9.污泥区总容积V1+污泥区总容积大于0.204m³，满足污泥存储要求。10.辐流式重力浓缩池的设计简图图3.9辐流式重力浓缩池的设计简图

第四章高程布置计算4.1污水厂水力及高程计算本工艺设计的水力及高程计算见下。1.出水口-清水池出水管管底标高-1m出水管流量Q=0.05m3管道流速取0.8m/s，管道过水断面面积为A=Q管径d=4Aπ取出水管管径DN300mm，管道流速vv=Q出水管：Q=0.05m³/s,DN=300mm,v=0.71m/s,i=0.0031,L=23m。沿程损失h1=0.0031局部损失：进水口ξ=0.5，出水口ξ=0.81，出水管有蝶阀2个，每个ξ=0.3，流量计1个ξ=0.42。ℎ2=水头损失ℎw=清水池水位h3考虑安全水头0.3mℎ3=2.清水池-过滤池出水管流量Q=0.05m3管道流速取0.35m/s,管道过水断面面积为A=Q管径d=4Aπ取出水管管径DN500mm，管道流速vv=Q出水管：Q=0.05m³/s,DN=500mm,v=0.36m/s,i=0.0031,L=11m。沿程损失h4=0.0031局部损失：进水口ξ=0.5，出水口ξ=1.0，90°弯头ξ=1.02，2个，蝶阀ξ=0.3，2个。ℎ5=水头损失ℎw=过滤池水位h6考虑安全水头0.35mℎ6=3.过滤池-二沉池出水管流量Q=0.05m3管道流速取0.8m/s,管道过水断面面积为A=Q管径d=4Aπ取水管管径300mm，管道流速vv=Q出水管：Q=0.05m³/s,DN=300mm,v=0.71m/s,i=0.0031,L=18.3m。沿程损失h7=0.0031局部损失：进水口ξ=0.5，出水口ξ=1.0ℎ8=水头损失ℎw=二沉池水位h9考虑安全水头0.35mℎ9=4.二沉池-生物接触氧化池出水管流量Q=0.05m管道流速取0.8m/s,管道过水断面面积为A=Q管径d=4取水管管径300mm，管道流速vv=Q出水管：Q=0.05m³/s,DN=300mm,v=0.71m/s,i=0.0031,L=37.2m。沿程损失ℎ10=0.0031局部损失：进水口ξ=0.5，出水口ξ=0.81，90°弯头ξ=1.02，2个，蝶阀ξ=0.3，1个，ℎ11=水头损失ℎw=生物接触氧化池水位h12考虑安全水头0.3mℎ12=5.生物接触氧化池-UASB反应器出水管流量Q=0.05m管道流速取0.8m/s,管道过水断面面积为A=Q管径d=4Aπ取水管管径300mm，管道流速vv=Q出水管：Q=0.05m³/s,DN=300mm,v=0.71m/s,i=0.0031,L=30.3m。沿程损失h13=0.0031局部损失：进水口ξ=0.5，出水口ξ=0.81，90°弯头ξ=1.02，2个，蝶阀ξ=0.3，1个，ℎ14=水头损失hw=UASB反应器水位h15考虑安全水头0.3mh15=6.UASB反应器-调节池出水管流量Q=0.05m3管道流速取1.8m/s,管道过水断面面积为A=Qv=管径d=4Aπ取水管管径200mm，管道流速vv=QA出水管：Q=0.05m³/s,DN=200mm,v=1.6m/s,i=0.0031,L=56m。沿程损失h16=0.0031局部损失：进水口ξ=0.5，出水口ξ=0.81，90°弯头ξ=1.02，2个，蝶阀ξ=0.3，1个，三通管ξ=3，2个ℎ17=水头损失hw=调节池水位h18考虑安全水头0.3mh18=7.调节池-气浮池出水管流量Q=0.05m3管道流速取0.5m/s,管道过水断面面积为A=Qv管径d=4Aπ取水管管径400mm管道流速vv=QA出水管：Q=0.05m³/s,DN=400mm,v=0.4m/s,i=0.0031,L=36m。沿程损失h19=0.0031局部损失：进水口ξ=0.5，出水口ξ=0.81，90°弯头ξ=1.02，2个，蝶阀ξ=0.3，1个，三通管ξ=3，3个ℎ20=水头损失hw=气浮池水位h21考虑安全水头0.7mh21=8.气浮池-集水井出水管流量Q=0.05m3管道流速取0.8m/s,管道过水断面面积为A=Qv管径d=4Aπ取水管管径300mm，管道流速vv=QA出水管：Q=0.05m³/s,DN=400mm,v=0.71m/s,i=0.0031,L=35m。沿程损失h22=0.0031局部损失：进水口ξ=0.5，出水口ξ=0.81，90°弯头ξ=1.02，2个，蝶阀ξ=0.3，1个ℎ23=水头损失hw=集水井水位h24考虑安全水头0.3mh24=9.格栅设进水水位-1m，估算水头损失0.4m。格栅栅前水位h25=−1−0.4=−1.4栅后水位设跌差0.2mh26=−1.4−0.2=−1.610.提升泵房集水池最高水位h27=集水池最低水位集水池有效水深取2mh28=−1.75−2=−3.75m水泵静扬程h29=2−水泵扬程考虑出水管水头0.65m，水泵内部局部损失3m。h30=

结论通过查阅中药废水的相关文献了解了中药废水的特性，通过对比和实际情况本毕业设计选择了UASB+生物接触氧化池的污水处理工艺，并得出以下结论：（1）通过计算得出出水COD≤100，出水BOD5≤20，出水SS≤50出水，总氮≤8，氨氮≤8，本设计的出水水质满足《中药类制药工业水污染物排放标准》(GB21906-2008)，可安全排放。（2）此毕业设计应用厌氧法中的UASB和好氧法中生物接触氧化池结合的工艺，有效的将中药废水处理达标，并相较于其他工艺成本更低，可以在以后的中药废水处理中推广应用。

参考文献[1]张梅梅,陈洁,王嘉雯,等.中药废水处理技术研究进展[J].当代化工,2021,50(05):1249-1252.[2]祝坚.中药废水污染特点和处理研究进展[J].能源环境保护