某中药厂3000m3d废水处理工艺设计.doc
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1、目 录摘 要IAbstract引 言1第1章 绪 论21.1中药废水的水质及其危害21.2中药废水处理技术31.3中药废水现有处理工艺分析41.3.1物化法在中药废水处理中的应用41.3.2生物法在中药废水处理中的应用51.3.3物化-生物法在中药废水处理中的应用6第2章 设计资料82.1水量水质82.2可行性分析82.3设计依据8第3章 工艺方案比较及确定93.1工艺方案比较93.2工艺方案确定11第4章 构筑物设计计算134.1格栅134.1.1设计说明134.1.2参数选择134.2调节池144.2.1设计说明144.2.2设计参数144.2.3 设计计算144.3气浮池154.3.1设
2、计说明154.3.2设计参数154.3.3设计计算164.4SBR反应池174.4.1设计说明174.4.2参数184.4.3设计计算184.5鼓风机房214.6污泥浓缩池214.6.1设计说明214.6.2设计参数214.6.3设计计算214.7集泥井和污泥提升泵房234.7.1设计说明234.7.2设计参数234.7.3设计计算244.8污泥脱水间244.8.1设计说明244.8.2设计参数244.8.3设计计算254.9构筑物一览表25结 论26致 谢27参考文献28附 录29某中药厂3000m3/d废水处理工艺设计摘要:设计采用气浮-SBR组合工艺处理中药废水。中药废水水量为3000m
3、/d,水质指标为:COD=3000mg/L,BOD=1500mg/L,SS=500mg/L,色度=150。采用气浮-SBR组合工艺处理废水,能使处理出水水质达到中药类制药工业水污染物排放标准(GB219062008)标准中的一级标准COD130mg/L,BOD30mg/L,SS70mg/L,色度80。气浮-SBR组合工艺流程图如下所示:气浮池调节池格栅池.污泥外运污泥浓缩池SBR池出水出 水消毒池关键词:中药废水 气浮 SBR IV Design of a Pharmaceutical 3000 m/d Wastewater TreatmetAbstract:Design flotation-
4、SBR process Chinese traditional medicine wastewater. Chinese traditional medicine wastewater water to 3,000m/d, water quality indicators: COD concentration is 3000mg/L, BOD concentration is 1500mg/L, SS concentration is 500mg/L, chrom concentration is 150.The flotation-SBR wastewater treatment proce
5、ss, enable the effluent quality of Chinese traditional medicine, industrial water pollutant discharge standards (GB 21906-2008) standard in a standard of COD130mg/L,BOD 30mg/L, and the SS70mg/L, chroma80.Flotation-SBR combined process flow diagram is shown below:Adjust the poolInflowFlotation tankGr
6、ille poolSludge SinotransSludge poolSBRpoolOut of waterDisinfectant poolKeywords: Chinese traditional medicine wastewater;Flotation;SBR引 言水污染是世界环境污染的重要方面,中药废水是工业水污染的重要组成部分。本文探讨了我国中药废水处理的现状。中药废水有机污染物浓度高、废水的可生化性较强、色度比较高、多为间歇排放、污水成分复杂。根据这些特征和资料分析,本文运用气浮技术、生物厌氧技术和好氧技术,选用气浮-序批式活性污泥反应器的处理工艺,以达到对中药废水生物处理的目
7、的。加压溶气气浮法是以微小气泡为载体,粘附水中的杂质颗粒,颗粒被气泡挟带浮升至水面与水分分离去除的方法。能有效的去除中药废水中木质素等比重较小,极难重力沉降的悬浮物。序批式活性污泥法是在单一反应器内,按时间顺序进水、曝气、沉淀、出水、待机等基本操作,在池内交替形成厌氧、缺氧、好氧、厌氧的环境,在不同阶段,相应的微生物分解有机物,进行硝化、反硝化反应以及释磷、吸磷过程,达到去除有机物,脱氮除磷的目的。第1章 绪 论1.1中药废水的水质及其危害 水污染是我国环境污染的首要问题,其具有广阔性、普遍性、多样性等特征。在污染控制上难度大、技术复杂、投入多、运行困难。随着社会的经济的发展和人们对良好环境日
8、益增强的渴望,投入大量的人力物力从事水污染治理是十分必要的。我国的水环境污染,特别是流域性水环境污染问题已经称为当前我国环境污染最具代表性的问题之一。根据国家环境保护总局对我国水环境污染现状调查统计表明:我国的江河、湖泊以及近海流域已经普遍受到不同程度的污染,总体上呈现加重的趋势,造成污染加重的主要因素是工业废水和生活污水的超标排放。中药是我们中华民族几千年灿烂文化的瑰宝,它以自己独到的功效,在世界医学上占有重要的地位,随着科学和社会的发展,我国中药制药生产得到长足发展,现在国内中药生产厂家达到2000多家,而中药废水产生的污染也凸现出来。在中药的生产提取过程中,生产工艺产生大量的废水,造成环
9、境污染,使得中药产业的发展受到制约。因为中药的生产废水,与其它类的工业污水、废水在水质和兀然物成分方面有很大的差异,采用常规的技术进行处理,效果不好,很难达标。在现阶段,水环境问题主要是有机废水的污染问题。而中药废水是有机废水的主要来源之一,因此,中药废水的治理是环保工作的重点之一。中药废水就是一种典型的工业有机废水,在中药制药工业领域,由于药物生产过程中不同药物品种和生产工艺不同,所产生的废水水质及水量有很大的差别,而且由于产品更换周期短,随着产品的更换,废水水质、水量经常波动,极不稳定。中药生产废水主要来自生产车间,在洗泡蒸煮药材、冲洗、制剂等过程中产生。废水包括生产过程中的原药洗涤水、原
10、药药汁残液、过滤、蒸馏、萃取等单元操作中产生的污水;生产设备洗涤和地板冲洗用水。污染物主要是从药材中煎出的各种成分,主要成分为:糖类、木质素、生物碱、蛋白质、色素及它们的水解产物1。中药废水的特点是:有机污染物浓度高;悬浮物,尤其是木质素等比重较轻、难于沉淀的有机物质含量高;色度较高;废水的可生化性较好;多为间歇排放,污水成分复杂,水质水量变化较大。中药废水的上述特点决定了其处理难度较大。因此,很有必要对中药废水进行处理,使其达到排放标准,不污染其它水质,使水环境得到一些改善。1.2中药废水处理技术制药废水水质成分复杂、处理难度大,尤其是中药废水的处理,更是难解决。国外普遍采用稀释进水浓度进行
11、好氧生物处理的方法,其投资大、运行费用高。发达国家更是即将污染大的原料药生产转移到发展中国家。国内用于制药废水处理的主导工艺主要有深井曝气、厌氧发酵、SBR。深井曝气的方法有污染地下的可能性,已经走入低谷。厌氧发酵法虽有众多研究者,但是面对水质成分复杂的制药废水,仍然成为可推广使用的实用技术。SBR法已经逐步成为制药废水处理的主流工艺。与一般工业废水相似,中药废水也采用物化法和生物法进行处理。物化法包括化学凝聚、强氧化剂氧化、阳极射线辐射、反渗透、焚烧、电解、萃取和离子交换等,主要用于废水中可利用组分的回收、废污泥的焚烧等。生物法包括好氧法和厌氧法。修光利、吴生等对哈尔滨中药二厂的废水进行处理
12、技术研究,采用“两相厌氧消化兼性/好氧接触氧化混凝沉淀过滤”工艺处理高浓度中药废水,并进行了中间试验研究。试验证明,该工艺对难生物降解的高浓度中药有机废水可进行有效的治理,在流量为3000m3/d,进水浓度为1200020000mgCOD/L时,COD总去除率可达99%以上2。韩红军等采用微电解-生物接触氧化处理扬州中药厂的废水,出水水质达到国家一级排放标准。程汉林、林晓生等采用零价铁强化活性污泥法处理广州某中药厂的高浓度中药废水,在曝气池内安装零价铁复合填料,进行强化处理试验研究,研究结果表明,进水COD为26003500mg/L,出水COD为64.3mg/L3。王宝贞采用二氧化氯氧化法对中
13、药废水进行了氧化降解试验研究,初步发现了二氧化氯处理中药废水的氧化规律。使用稳定性二氧化氯溶液氧化降解中药废水,以废水COD变化作为评价氧化效率的中药指标,考察了常温常压下二氧化氯的起始浓度、pH值、氧化反应时间等主要因素对中药制药废水处理效果的影响,对中药废水的处理提供了新思路。美国、日本等生物技术发达国家于20世纪50、60年代试验和建设处理设施,几乎全部是采用好氧生物处理技术。1949年美国一位科学家报道中药废水的厌氧处理研究结果,对pH值、负荷、搅拌效果等因素的影响做了具体研究,BOD去除率为81%。1952年赫威等进行的中药废水厌氧生物处理试验,容积负荷达到1.2kgBOD/(m3.
14、d)4。新的污水处理核心是处理工艺简单、处理效率高、投资运行费用省等。目前,国内外尚有许多处理效率高的工艺,但投资运行费用都相当高,也有许多投资运行费用低的工艺,但其处理效率都很低,甚至操作复杂。所以目前需要一种处理效率高、投资运行省、操作简单的工艺。1.3中药废水现有处理工艺分析有关中药废水治理技术的报道在国内外都不多见,根据已有的报道,中药废水现有的治理方法依然沿用了目前常用的制药废水的处理方法,即:物化法、生物法和物化-生物法。下面简单的对这三种方法做以具体的分析。1.3.1物化法在中药废水处理中的应用物化法处理中药废水可作为单独的处理工序,又可作生物法的预处理或后处理工序。根据水质的不
15、同,采用的物理化学法有:混凝法、吸附法、电解法、气浮法等。混凝法是制药废水处理中常用的物化法,通过投加凝聚剂来降低污染物浓度,改善废水的可生物降解性能。常用凝聚剂有聚合硫酸铁,氯化铁,亚铁盐类,聚合氯化硫酸铝,聚合氯化铝,聚丙烯酰胺(PAM)等,有研究表明投加硫酸亚铁等凝聚剂,可改善小诺霉素等抗生素废水中胶体物质的沉降性能,激活废水中降解微生物的某些酶的活性,从而实现COD的去除。使用氯化铁处理中药废水不但有着良好的COD去除效果,还能除去废水中的氟。吸附法是利用多孔性固相物质吸附废水中某种或几种污染物以达到废水净化的目的。制药废水处理中,常用活性碳处理维生素、双氯灭痛、中药等生产中产生的废水
16、。受吸附剂的粒径、表面以及结构等的影响,径吸附处理的废水COD去除率一般在20%40%,色度的去除率则可以达到80%左右。气浮法也是制药废水处理工艺中常用的一种方法,包括充气气浮、溶气气浮,化学气浮和电解气浮等多种形式。其中化学气浮法应用较多,使用于悬浮物含量较高的废水预处理。而中药废水采用化学气浮的方法处理之后,COD的去除率可达50%,固体悬浮物的去除率达70%以上。尽管气浮法投资少,能耗底,工艺简单,维修方便,但不能有效地去除废水中可溶性有机物,需要用其他方法进一步处理6。除了上述物化法,还可用反渗透法、吹脱法、电解法等处理制药废水。这些物化法能去除部分COD、SS、NH3-N,改善废水
17、的物理化学性状,常作为生物处理方法的预处理工序。1.3.2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,技术成热,处理设备简单,运行管理方便,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16000mg/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
18、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7。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。修光利等利用加压上流式厌氧污泥床PUASB处理制药废水。PUASB通过压力的变化,提高溶解氧的浓度。溶解氧浓度高时,菌胶团中心的厌氧范围缩小,参加生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=500800mg/L,回流比R=6时,COD去除率可以达到60%90%;P=0.3MPa,进水COD=10001500mg/L,回流比R=6时,去除率可以达60%70%8。但是采用厌氧法处理废水,进
19、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10002500mg/L时,曝气814h,出水COD可以低于200mg/L9。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、麦迪霉素、维生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
20、宜超过l000mg/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)条件下处理高浓度的中药废水。厌氧生物法和好氧生物法处理中药废水各有优缺点,将这两种工艺进行组合,利用各自的工艺特点实现中药废水净化,是本次设计的创新之处。对于高浓度有机废水,厌氧水解酸具有把大分子及不溶性有机物分解为小分子可溶性有机物的作用。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,中药废水的主体处理工艺以水解酸化-好氧工艺最为常见。
21、中药废水当其流量为0.300.38m3/d,进水COD控制在2000m3/d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标准的要求。负荷增高时,出水COD普遍高于200mg/L。宁天禄、姚重阳等应用水解-好氧生物法处理中药废水,进水COD值为20003000mg/L,溶解氧浓度大于56mg/L,COD总去除率可以达到80%90%。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、光合细菌处理法及固定化微生物法处理制药废水都有报道。该方法是通过筛选分离出高效菌株,或通过生物
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