1、广东工业大学毕业设计1设计总说明随着我国医药工业的快速发展，制药废水的污染与治理己引起人们的高度重视和关注。制药废水具有排放量小、成分复杂、浓度和盐分高、色度和毒性大等特点，属于难降解高浓度有机废水，特别是其中的“三致” 有机污染物，易造成水环境污染，威胁人们的健康。实践表明,在废水处理工程上,SBR工艺具有设计合理、运行稳定、靠、抗冲击负荷能力强、运行维护简便、投资少等优点。本设计为500m 3/d的造纸废水的工程设计。关键词：制药废水，高浓度，SBR广东工业大学毕业设计2AbstractWith the development of the pharmaceutical industry
2、in ouratention has been paid to the pollution of the wastewater treatment country,Much and the relevant solutions.The medicine wastewater have little capacity，composition complications，high concentration and salts，it also have high color degree and toxicity etc It belongs to dificult degradation org
3、anic wastewater with high concentration，especially organic pollutant of“three with the result”.The practice shows that in treatment of pharmaceutical wastewater,SBR process has advantages, including rational design, stable and reliable operation, strong ability in resisting loading shock, simp le op
4、eration and maintenance, small investment, etc.assent is the design of the treatment project of paper wastewater with the amount of 500m3/d.Key words: The medicine wastewater, high concentration，SBR广东工业大学毕业设计3一、概述 .5二、废水水质、水量: .62.1 设计水量 .62.2 设计水质和排水标准： .6三、常用的中药制药废水处理工艺 .63.1 物化法在中药废水处理中的应用 .63.2
5、生物法在中药废水处理中的应用 .83.3 物化生物法在中药废水处理中的应用 .10四、方案的选择 .124.1 物化法的选择 .124.2 生物法的选择 .12五、流程图及说明 .135.1 艺流程说明 .135.2 水解酸化工艺的原理 .145.3 水解酸化池有三个作用: .145.4 水解酸化工艺的优点 .155.5SBR 工艺的发展 .155.6 SBR 处理工艺基本流程 .165.7 SBR 工艺的主要性能特点 .165.8 添加药剂的 SBR 强化处理工艺 .17六、处理工艺构筑物设计 .186.1 格栅 .186.1.1 设计说明 .186.1.2 设计计算 .186.2 集水池
6、.206.2.1 设计说明： .206.3 水解酸化池 .216.3.1 设计说明 .216.3.2 设计计算 .216.3.3 排泥设备 .22广东工业大学毕业设计46.2.4 计算示意图 .226.4 SBR 反应池设计计算 .226.4.1 设计说明 .226.4.2 设计计算 .236.5 污泥浓缩池设计计算 .296.5.1 设计说明 .296.5.2 设计计算 .306.5.3 工艺构造尺寸 .306.5.4 排水和排泥 .306.6 压滤机 .316.6.1 设计说明 .316.6.2 设计计算： .316.7 标高 .31七、污水处理长构筑物总体布置 .327.1 处理构筑物平
7、面布置 .327.1.1 平面布置原则 .327.1.2 管线设计 .327.2 处理构筑物高程布置 .337.2.1 高程布置原则 .33八、投资估算 .348.1 估算范围及估算依据 .348.1.1 估算范围 .348.1.2 编辑依据 .348.2 估算 .348.2.1 材料价格 .348.2.2 投资估算 .348.2.3 运行费用 .358.2.4 年估算运行成本 .37参考文献 .38致谢 .40广东工业大学毕业设计51、概述随着我国医药工业的快速发展，制药废水的污染与治理己引起人们的高度重视和关注。制药废水具有排放量小、成分复杂、浓度和盐分高、色度和毒性大等特点，属于难降解高
8、浓度有机废水，特别是其中的“三致” 有机污染物，易造成水环境污染，威胁人们的健康 1 。制药废水可分为：有机合成废水、无机合成废水、抗生素废水、中草药废水。其年排放量较小，但水质浓度高、含有一定的有毒物质，因此各国在做好清洁生产的同时，努力探索一种经济合理的污水处理工艺，以减少对人类的危害 2 。吉林敖东药业集团口服液生产车间主要生产安神补脑液，其废水主要为提取工段废水、精制工段废水和地面清洗水。提取工段废水其 COD 浓度为500800 mg/L,BOD5 为 350 mg/L 左右，SS 为 400 mg/L 左右。因为精制工段加入大量乙醇，从而使废水有机污染物浓度大为提高。各股废水汇流后
9、，其混合废水 COD 浓度平均为 2 500 mg/L 左右，BOD 5 为 1500 mg/L，SS 为 200 mg/L左右，pH 值为 6.67.7，混合废水呈黄褐色。 该车间每天排水 500 m3/d 左右，其间废水 COD 浓度变化很大，当精制罐清洗时，COD 浓度通常超过 10 000 mg/L，水质非常不稳定。污水处理后剖排到附近的城市污水处理厂。目前国内对于中药废水的处理方法多采用水解酸化活性污泥法的工艺。水解酸化即利用水解酸化菌类将水中的复杂的大分子有机物水解成为小分子物质，以利于微生物的吸收，提高水质的可生化性。对于该公司的生产工艺所产生的废水，其可生化性较好，因此设计采用
10、了 SBR 法。通过调节 SBR 池的运行周期来创造缺氧、好氧甚至厌氧的环境，大大节省了占地。广东工业大学毕业设计62、废水水质、水量2.1 设计水量：根据近远期生产规模确定污水系统的处理能力为 500t/d2.2 设计水质和排水标准：设计厂的出水水质和排放标准 3 如表 2.1表 2.1 出水水质和排放标准项目 COD(mg/L) BOD(mg/L) 氨氮(mg/L) SS(mg/L) pH进水水质 2500 1500 200 200 57排放水质 100 30 30 30 693、常用的中药制药废水处理工艺3.1 物化法在中药废水处理中的应用物化法处理制药废水可作为单独的处理工序又可作生物
11、法的预处理或后处理工序。根据水质的不同，采用的物理化学法有:混凝法、吸附法、电解法、气浮法等 45 。吸附法：是利用多孔性固体吸附水中某种或几种污染物，以除区或者回收污染物，从而使污水净化的方法。常用的吸附剂有活性炭，活性煤，腐殖酸类，吸附树脂等。在制药废水的处理中常用煤灰或活性炭吸附预处理生产中的成药，洁霉素，扑热息痛等产生的废水。除了上述几种常用的物化处理方法外，某些制药废水还采用反渗透法和吹脱氨氮法等。反渗透法可实现废水浓缩和净化等目的，吹脱氨氮法可降低氨氮含量。也可用离子交换，膜分离，蒸发与结晶，磁分离等。微电解法：采用微电解法处理有机废水已经有多项研究成果。制药废水经微电解处理后可以
12、提高其可生化性，使其有利于生物处理。浙江工业大学环境工程系的许炉生宁波市环境保护监测中心站朱靖的研究成果表明，铁碳曝气池广东工业大学毕业设计7是处理抗生素废水有效的预处理手段。池中投加生产中废弃铸铁粉 ,既中和了废水的酸性 ,又利用铸铁粉中的铁和活性碳组成的微电池对有机污染进行还原反应 ,破坏生物毒性的结构 ,并可提高废水的可生化性。通过中和、絮凝等预处理手段 ,去除了部分有机物 ,减小了有毒物质的生物毒性 ,提高了废水的 pH 值 ,有利于下一步的生化处理。混凝法:是在加入凝聚剂后通过搅拌使失去电荷的颗粒相互接触而絮凝形成絮状体，便于其沉淀或过滤而达到分离的目的。采用凝聚处理后，不仅能有效地
13、降低污染物的浓度，而且废水的生物降解性能也得到改善。在抗生素制药工业废水处理中常用的凝聚剂有：聚合硫酸铁、氯化铁、亚铁盐、聚合氯化硫酸铝、聚合氯化铝、聚合氯化硫酸铝铁、聚丙烯酰胺(PAM)等。刘明华等咧利用有机无机复合型改性木质素絮凝剂 MLF 处理抗生素类化学制药废水，当抗生素制药废水的 pH 值为 610 时，絮凝剂的用量为 120mgL，废水中 COD、SS 和色度的去除率分别达至 0612、967和 916。气浮法：气浮法是利用高度分散的微小气泡作为载体去粘附废水中的污染物，使其视密度小于水而上浮到水面实现固液或者液液分离到过程。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
14、。化学气浮适用于悬浮物含量较高的废水的预处理，具有投资少，能耗低，工艺简单，维修方便等优点，但不能有效去除废液中的可溶性有机物。在制药废水的处理中，如大霉素,土霉素等废水的处理，常采用化学气浮法。水解酸化法：水解酸化法作为制药废水的预处理方法，它能将不溶性的有机物水解为溶解性的有机物，将难生物降解的大分子物质分解为容易降解的小分子有机物，从而提供废水的可生化性，还有去除生物抑制物的作用。它由于不 需要曝气而大大降低了生产运行成本，同时由于提高了污水的可生化性而降低了后续生物处理的负荷，大量减少了后续好氧生物处理的曝气量，从而广泛地应用在难生物降解的制药，化工，造纸及有机物浓度高的废水处理中。F
15、enton 试剂法：由硫酸亚铁和双氧水两部分组成，处理效果主要取决于氧化条件。西咪替丁制药废水 COD-高，成分复杂。采用 Fenton 试剂预处理，COD_去除率达 50%以上。小试确定了 Fenton 法预处理西味替丁废水的最佳反广东工业大学毕业设计8应条件:H2O:质量浓度为 3000mg/L,FeS0。质量浓度为 750mg/L，氧化时间为3h,pH 为 3。工程调试结果与小试结果具有良好的相关性 22以 Ti 仇为催化剂，并将其制膜固定在不锈钢质反应器内壁上，以 9W 低压汞灯为光源，引入Fenton 试剂，对武汉市某制药厂的制药废水进行了处理实验。取得了脱色率 100%,COD-去
16、除率 92.3%的效果。硝基苯类化合物含量从 8.05mg/L降至 0.41mg/L1221.反渗透法: 反渗透法是利用半透膜将浓、稀溶液隔开，以压力差作为推动力，施加超过溶液渗透压的压力，使其改变自然渗透方向，将浓溶液中的水压渗到稀溶液一侧，可实现废水浓缩和净化目的。刘国信等在微孑 L 管表面预涂助滤剂，利用反渗透浓缩技术从抗生素厂废水中回收金霉素的研究，取得了较好的效果，从而为抗生素厂金霉素废水提供一种新的治理途径。朱安娜等采用纳滤膜对洁霉素废水进行的分离实验，发现既减少了废水中洁霉素对微生物的抑制作用，又可回收洁霉素，增加企业经济效益与社会效益。以上不同的预处理方法，对高浓度、难降解对制
17、药废水的预处理效果是不同的。厌氧水解酸化由于反应条件温和，反应速度快，且能有效地提高废水的可生化性，对难生物降解和抑制作用的抗生素等毒性物质也能进行水解酸化而破坏。这样对后续的生物处理提供了有利的条件而越来越受到人们的重视。3.2 生物法在中药废水处理中的应用生物法广泛用于生活污水和工业废水的处理，技术成熟，处理设备简单，运行理方便，费用低廉。中药废水处理工艺也以生物法为主。厌氧生物法是中药废水最常用的处理工艺，能够去除有机废水中的大部分污染物。现有研究多利用两相厌氧消化中的产酸相将大分子有机物分解成小分子物质，改善中药废水的可生物降解性之后，再进行厌氧或好氧处理。有研究人员对高效产酸发酵反应
18、器、两相厌氧消化法、复合式厌氧反应器处理医药原料废水的效果进行了实验论证，当进水COD不超过16 000mg/L 时，出水水质接近医药废水排放标准。但是出水COD仍然普遍高于污水综合排放标准(GB8978-96 )制药工业一级排放标准所要求的 150mg/L,需要进一步处理。近年来，有研究者通过改进反应器结构来提高厌氧消化的处理效率。修光利等采用加压广东工业大学毕业设计9上流式厌氧污泥床PUASB (pressured upflowanaerobic sludge blanket)处理制药废水“31o PTJASB通过压力的变化提高溶解氧的浓度。溶解氧浓度高时，菌胶团中心的厌氧中心缩小，参加生
19、化反应的微生物数量增加，从而加快了基质降解速率，提高了处理效率。当p=0.2MPa，进水COD=500-800mg/L，回流比R=6时，COD去除率可以达到60%-90%; p=0.3MPa，进水COD=1 000-1 500mg/L，回流比R=6时，去除率可以达到60%-70%。但是采用厌氧法处理废水，进水COD 浓度和SS含量不宜过高，预处理要求严格，设备比较复杂，运行操作条件严格，适用范围受抑制性物质限制。与厌氧生物法相比，好氧生物法处理有机废水反应周期短，运行操作条件易控制，管理简单。尤其是序批式间歇反应器SBR法，其结构简单，操作灵活，对水质、水量变化适应能力强.耐冲击负荷，污泥活性
20、高。使用SBR法处理中药材、四环素、庆大霉素等制药废水，当进水COD浓度介于1 000-2 500 mg/L时，曝气8-14h ，出水 COD可以低于200 mg/L。生物接触氧化法也是好氧生物法中常用的一种方法，可用于四环素、麦迪毒素、维生素C,幽体类激素等制药废水的处理。但要保证生物接触氧化对COD有良好的去除效果，进水COD浓度不宜超过1 000mg/L, 否则会增长曝气时间增加能耗，最终导致处理费用增加。由于生物流化床载体表面积大，单位体积微生物数量大，可在高容积负荷4.5kgCOD/d “ m3) 的条件下处理高浓度的麦迪霉素废水( 进水 COD15 000-20 000mg/L)。
21、厌氧生物法和好氧生物法处理废水各有优缺点，将这两种工艺进行组合，利用各自的工艺优点实现制药废水净化，是究的热点。对于高浓度有机废水，厌氧水解酸化具有把大分子及不溶性有机物水解为小分子可溶性有机物的作用口通过此种途径，废水可生物降解性得以改善，有利于后续的生物处理。而好氧法则可以为微生物提供较好的外部环境，促使微生物有效地去除污染物。因此，制药废水的主体处理工艺以水解酸化一好氧工艺最为常见。中药废水当其流量为 为。.30-0.38m3/d，进水COD控制在20 000mg/L以下时，经水解酸化后可以去除18%-23% 的COD，再通过产甲烷阶段及接触氧化处理，COD去除率能够达到制药废水二级排放
22、标准的要求(11)。负荷增高时，出水COD普遍高于200m留L。宁天禄、姚重阳等应用水解一好氧生物法处理中药废水，进水广东工业大学毕业设计10COD值为2 0003 000mg/L,溶解氧浓度大于56mg/L, COD总去除率可以达到80%-90%(22)0近 年来 ，为提高生物法的处理效率，利用优势菌种处理高浓度有机废水的技术得以迅速发展。优势菌株生物膜法、光合细菌处理法(photosynthesisbacteria,简称 PSB)及固定化微生物法处理制药废水屡有报道。相对而言，固定化微生物法运用较多。该方法是通过筛选分离出高效菌株，或通过生物工程技术培养出特异菌株，将其固定在载体上或定位于
23、限定的空间区域内，保持其生物功能而去除废水中的特定底物杨意东赵丽君应用固定化生物法处理含阿苯哒哇、扑尔敏和布洛芬的废水，认为固定化的优势菌在降解过程中不断生长出新的菌体，老化菌体随出水不断排出，自然形成交替过程，较之游离的优势菌种，有更高的负荷能力及更好的去除效果。3.3 物化生物法在中药废水处理中的应用以生物法为主体处理工艺，以物化法为预处理或后处理工艺的物化一生物法在中药废水治理中有着广泛的应用。物化一生物法一般按照前处理，厌氧处理 好氧处理 后处理的途径来组合。节、前处理的目的是使物料的理化性状适合于后续生物法处理的要求，稳定水量与水质(如COD, SS,碱度、除调除生物抑制物质，提高废水可生化性的作用试验结果而定，pH 、物料营养比例等)，还有去。前处理方法应根据废水特点及以沉淀、絮凝、过滤等方法为主。加量大时，处理成本高且有污泥生成。常用好氧工艺有生物接触氧化、生物流化床和SBR。这些工艺的优点是污泥不回流且剩余污泥少，基建投资和占地面积少，运行稳定且成本低于其它好氧工艺。当废 水 经 好氧生物法处理后仍不能达标时，还会在其后布置后处理工序，一般以砂滤、沉淀法为主。常见中药废水处理工艺如图3.1所示:原水 微电解 厌氧酸化 混凝 SBR原水 稀释 高效产酸发酵反应器 复合式高效厌氧反器交叉流耗氧反应器 沉淀 接触过滤
