水污染控制工程课程论文制药废水处理工艺设计

1 目目 录录 1.1.文献综述文献综述3 1.11.1 制药废水的水质特征制药废水的水质特征.3 1.21.2 制药废水的处理方法制药废水的处理方法.3 1.31.3 制药废水的处理工艺及选择制药废水的处理工艺及选择.6 2.2.水质分析水质分析6 2.12.1 水质组成水质组成.6 2.22.2 进水水质进水水质.6 2.32.3 出水水质出水水质.7 2.42.4 处理效率处理效率.7 2.52.5 可生化降解性分析可生化降解性分析.7 3.3.方案选择方案选择7 3.13.1 方案选择原则方案选择原则.7 3.23.2 工艺比较分析工艺比较分析.8 3.33.3 工艺流程确定工艺流程确定.11 4.4.设计计算设计计算13 4.14.1 粗格栅粗格栅.13 4.24.2 细格栅细格栅.15 4.34.3 调节池调节池.17 4.44.4 涡流沉砂池涡流沉砂池.20 4.54.5 SBRSBR 反应池反应池22 4.64.6 接触池与加氯间接触池与加氯间.30 4.74.7 集泥井与污泥泵房集泥井与污泥泵房.33 4.84.8 污泥浓缩池污泥浓缩池.35 4.94.9 污泥脱水机房污泥脱水机房.38 5.5.平面布置和高程布置平面布置和高程布置39 5.15.1 构筑物及设备的重要设计参数构筑物及设备的重要设计参数.39 5.25.2 平面布置平面布置.40 5.35.3 高程布置高程布置.42 6.6.投资估算及效益分析投资估算及效益分析44 附图附图 1 1.46 附图附图 2 2.47 2 制药废水处理工艺设计制药废水处理工艺设计 摘要：摘要：本文结合制药废水的水质特征总结了制药废水现今常用的处理工艺，进 而根据本次设计的水量、水质参数，通过分析、比选，确定采用经典SBR工艺 进行污水处理，并对此工程的设计、计算进行了详细的说明，为绘制平面图、 高程图提供了依据。 关键词：关键词：制药废水、经典SBR、污水处理 The Design of Pharmaceutical Wastewater Treatment Process Abstract：This paper summarizes pharmaceutical wastewater treatment processes commonly used today according to the water quality. To combine with this design, and through the analysis, compare to elects, determining that it uses the Classical SBR craft to carry on the sewage treatment. This article explains the project's design particularly, which contains the design and calculation, and provides the basis to protract the plant district plan and the system elevation drawing . Key words：Pharmaceutical wastewater Classic SBR Sewage Treatment 3 1.1.文献综述文献综述 1.11.1 制药废水的水质特征制药废水的水质特征 制药工业废水主要包括抗生素生产废水、合成药物生产废水、中成药生产 废水以及各类制剂生产过程的洗涤水和冲洗废水四大类。其废水的特点是成分 复杂、有机物含量高、毒性大、色度深和含盐量高等，特别是生化性差且间歇 排放，属难处理的工业废水。随着我国医药工业的发展，制药废水已逐渐成为 重要的污染源之一，如何处理该类废水已成为当今环境保护的一个难题。 1.21.2 制药废水的处理方法制药废水的处理方法 制药废水的处理方法大致可归纳为以下几种:物化处理、化学处理、生化处 理以及多种方法的组合处理等，各种处理方法均具有各自的优势及不足。 1.2.11.2.1 物化处理物化处理 根据制药废水的水质特点，在其处理过程中需要采用物化处理作为生化处 理的预处理或后处理工序。目前应用的物化处理方法主要包括混凝、气浮、吸 附、氨吹脱、电解、离子交换和膜分离法等。 1.2.1.11.2.1.1 混凝法混凝法 该技术是目前国内外普遍采用的一种水质处理方法，它被广泛用于制药废 水预处理及后处理过程中，如硫酸铝和聚合硫酸铁等用于中药废水等。高效混 凝处理的关键在于恰当地选择和投加性能优良的混凝剂，近年来混凝剂的发展 方向是由低分子向聚合高分子发展，由成分功能单一型向复合型发展。 1.2.1.21.2.1.2 气浮法气浮法 气浮法通常包括充气气浮、溶气气浮、化学气浮和电解气浮等多种形式。 哈药总厂使用涡凹气浮装置对制药废水进行预处理，在适当药剂配合下，COD 的平均去除率在 15%左右。 1.2.1.31.2.1.3 吸附法吸附法 常用的吸附剂有活性炭、活性煤、腐殖酸类、吸附树脂等。武汉健民制药 厂采用煤灰吸附两级好氧生物处理工艺处理其废水。结果显示，吸附预处理 对废水的 COD 去除率达 41.1%，并提高了 BOD5/COD 值。 1.2.1.41.2.1.4 膜分离法膜分离法 膜技术包括反渗透、纳滤膜和纤维膜，可回收有用物质，减少有机物的排 放总量。 该技术的主要特点是设备简单、操作方便、无相变及化学变化、处理 效率高和节约能源等。 1.2.1.51.2.1.5 电解法电解法 该法处理废水具有高效、易操作等优点而得到人们的重视，同时电解法又 有很好的脱色效果。 1.2.21.2.2 化学处理化学处理 应用化学方法时，某些试剂的过量使用容易导致水体的二次污染，因此在 设计前应做好相关的实验研究工作。化学法包括铁炭法、化学氧化还原法、深 度氧化技术等。 1.2.2.11.2.2.1铁炭法铁炭法 4 工业运行表明以Fe-C作为废水的预处理步骤,其出水的可生化性可大大提高。 1.2.2.2Fenton1.2.2.2Fenton试剂处理法试剂处理法 亚铁盐和H2O2的组合称为Fenton试剂，它能有效去除传统废水处理技术无 法去除的难降解有机物。随着研究的深入，又把紫外光（UV）、草酸盐（C2O42- ）等引入Fenton试剂中，使其氧化能力大大加强。 1.2.2.31.2.2.3氧化法氧化法 该法能提高废水的可生化性，同时对COD有较好的去除率。结果显示，经臭 氧氧化的废水不仅BOD5/COD的比值有所提高，而且COD的去除率均为75%上。 1.2.2.41.2.2.4氧化技术氧化技术 又称高级氧化技术，它汇集了现代光、电、磁、材料等各相近学科的最新 研究成果，主要包括电化学氧化法、湿式氧化法、超临界水氧化法、光催化氧 化法和超声降解法等。其中紫外光催化氧化技术具有新颖、高效、对废水无选 择性等优点，尤其适合于不饱合烃的降解，且反应条件也比较温和，无二次污 染，具有很好的应用前景。与紫外线、热、压力等处理方法相比，超声波对有 机物的处理更直接，对设备的要求更低，作为一种新型的处理方法，正受到越 来越多的关注。 1.2.31.2.3生化处理生化处理 生化处理技术是目前制药废水广泛采用的处理技术，包括好氧生物法、厌 氧生物法、好氧-厌氧等组合方法。 1.2.3.11.2.3.1好氧生物处理好氧生物处理 由于制药废水大多是高浓度有机废水，进行好氧生物处理时一般需对原液 进行稀释，因此动力消耗大，且废水可生化性较差，很难直接生化处理后达标 排放，所以单独使用好氧处理的不多，一般需进行预处理。常用的好氧生物处 理方法包括活性污泥法、深井曝气法、吸附生物降解法(AB法)、接触氧化法、 序批式间歇活性污泥法(SBR法)、循环式活性污泥法(CASS法)等。 a.a.深井曝气法：深井曝气法：它是一种高速活性污泥系统，该法具有氧利用率高、占地 面积小、处理效果佳、投资少、运行费用低、不存在污泥膨胀、产泥量低等优 点。此外，其保温效果好，处理不受气候条件影响，可保证北方地区冬天废水 5 处理的效果。 b.ABb.AB法：法：AB法属超高负荷活性污泥法。AB工艺对BOD5、COD、SS、磷和氨氮 的去除率一般均高于常规活性污泥法。其突出的优点是A段负荷高，抗冲击负荷 能力强，对pH 和有毒物质具有较大的缓冲作用，特别适用于处理浓度较高、水 质水量变化较大的污水。 c.c.生物接触氧化法：生物接触氧化法：该技术集活性污泥和生物膜法的优势于一体，具有容 积负荷高、污泥产量少、抗冲击能力强、工艺运行稳定、管理方便等优点。很 多工程采用两段法，目的在于驯化不同阶段的优势菌种，充分发挥不同微生物 种群间的协同作用，提高生化效果和抗冲击能力。在工程中常以厌氧消化、酸 化作为预处理工序,采用接触氧化法处理制药废水。 d.SBRd.SBR 法：法：SBR 法具有耐冲击负荷强、污泥活性高、结构简单、无需回流、 操作灵活、占地少、投资省、运行稳定、基质去除率高、脱氮除磷效果好等优 点，适合处理水量水质波动大的废水。此外，反应池中投加PAC的SBR强化处理 工艺,可明显提高系统的去除效果。 1.2.3.21.2.3.2厌氧生物处理厌氧生物处理 目前国内外处理高浓度有机废水主要是以厌氧法为主，但经单独的厌氧方 法处理后出水COD仍较高，一般需要进行后处理(如好氧生物处理)。目前仍需加 强高效厌氧反应器的开发设计及进行深入的运行条件研究。在处理制药废水中 应用较成功的有上流式厌氧污泥床(UASB)、厌氧复合床(UBF)、厌氧折流板反应 (ABR)、水解法等。 a.UASBa.UASB法：法：UASB反应器具有厌氧消化效率高、结构简单、水力停留时间短、 无需另设污泥回流装置等优点。 b.UBFb.UBF法法：UBF具有反应液传质和分离效果好、生物量大和生物种类多、处 理效率高、运行稳定性强的特征，是实用高效的厌氧生物反应器。 c.c.水解酸化法：水解酸化法：水解池全称为水解升流式污泥床(HUSB),它是改进的UASB。 水解池较之全过程厌氧池有以下优点：不需密闭、搅拌，不设三相分离器，降 低了造价并利于维护；可将污水中的大分子、不易生物降解的有机物降解为小 分子、易生物降解的有机物，改善原水的可生化性；反应迅速、池子体积小， 基建投资少，并能减少污泥量。 6 1.2.3.31.2.3.3预处理预处理- -厌氧厌氧- -好氧及其他组合处理工艺好氧及其他组合处理工艺 由于单独的好氧处理或厌氧处理往往不能满足要求，而厌氧-好氧、水解酸 化-好氧等组合工艺在改善废水的可生化性、耐冲击性、投资成本、处理效果等 方面表现出了明显优于单一处理方法的性能，因而在工程实践中得到了广泛用。 此外，随着膜技术的不断发展，膜生物反应器(MBR)在制药废水处理中的应 用研究也逐渐深入。MBR综合了膜分离技术和生物处理的特点，具有容积负荷高、 抗冲击能力强、占地面积小、剩余污泥量少等优点。 1.31.3 制药废水的处理工艺及选择制药废水的处理工艺及选择 制药废水的水质特点使得多数制药废水单独采用生化法处理根本无法达标， 所以在生化处理前必须进行必要的预处理，一般应设调节池，调节水质水量和 pH，且根据实际情况采用某种物化或化学法作为预处理工序，以降低水中的 SS、盐度及部分COD，减少废水中的生物抑制性物质，并提高废水的可降解性， 以利于废水的后续生化处理。 预处理后的废水，可根据其水质特征选取某种厌氧和好氧工艺进行处理， 若出水要求较高，好氧处理工艺后还需继续进行后处理。具体工艺的选择应综 合考虑废水的性质、工艺的处理效果、基建投资及运行维护等因素，做到技术 可行、经济合理。因此，总的工艺路线为预处理-二级生化处理（厌氧、好氧） -(后处理)组合工艺。 2.2.水质分析水质分析 2.12.1 水质组成水质组成 制药废水可分为冲洗废