某制药厂中药生产废水处理设计
1.概述
1.1 工程基本情况简介
该制药厂是一中小企业,中药生产废水的最大排放量为500m3/d,拟定设计处理水量为500m3/d,处理系统按每天24h连续运行设计,即设计处理水量为20.83 m3/h。确定本污水处理工程的设计进水水质如下表:
表1-1 污水水质情况
项目
COD
BOD5
pH
SS
NH3-N
TP
色度
进水
6000
2800
5.5-6.5
350
20
15
300
除pH值外其它单位为:mg/L
设计处理后要求出水水质达到《
中药类制药工业水污染物排放标准》(GB21906–2008)的一级排放标准,出水水质各个参数情况见表二:
表1-2 污水排放标准
项目
COD
BOD5
pH
SS
NH3-N
TP
色度
出水
70
18
6.0-9.0
50
10
0.5
40
除pH值外其它单位为:mg/L
1.2 设计依据
(1)《中药类制药工业水污染物排放标准》(GB21906–2008)
(2)《给排水设计规范》
(3)《实用环境工程设计手册》
(4)《环境工程设计手册》
(5)相关的环境保护法规和技术政策
1.3 设计范围
本工程设计范围包括该制药厂中药生产废水处理区内的废水处理工艺、土建工程、管道工程、设备购置等。设计包括:
(1)废水处理工艺流程设计;
(2)废水处理站平面布置图设计;
(3)废水处理站高程图设计;
(4)废水处理站管线图设计;
(5)部分构筑物的设计;
(6)投资估算;
(7)工程经济和环境效益分析。
1.4 设计原则
工艺方案的选择对于废水处理设施的建设、确保处理设施的处理效果和降低运行费用发挥着最为重要的作用,因此需要结合设计规模、废水水质特性以及当地的实际条件和要求,选择技术可行、经济合理的处理工艺技术,经全面技术经济分析后优选出最佳的总体工艺方案和实施方式。
在废水处理设施的总体工艺方案确定中,遵循以下原则:
(1)所选工艺必须技术先进、成熟,对水质变化适应能力强,运行稳定,能保证出水水质达到工厂使用标准及国家废水排放标准的要求。
(2)所选工艺应减少基建投资和运行费用,节省占地面积和降低能耗。
(3)所选工艺应易于操作、运行灵活且便于管理。根据进水水质、水量,应能对工艺运行参数和操作进行适当调整。
(4)所选工艺应易于实现自动控制,提高操作管理水平。
(5)所选工艺应最大程度减少对周围环境的不良影响(气味、噪声、气雾等)。
2.处理工艺设计[2]
2.1 工艺流程确定
根据处理的废水水量、水质及处理要求,结合工程经验,确定废水处理工艺,工艺流程如图:
图2.1 制药厂中药生产废水处理工艺流程
2.2 工艺流程设计说明
中药生产废水通过格栅进入污水处理段调节池,调节水质水量,在絮凝剂的作用下,去除废水中的悬浮物和胶体物质等污染物,降低后续处理单元的工作负荷。经泵定量提升到二相厌氧反应器,在厌氧微生物的作用下,将废水中的各种复杂有机物分解转化成小分子有机物,甲烷和二氧化碳等物质,剩余污泥进入污泥浓缩池[3]。该流程的产酸反应器采用厌氧反应器,其污泥的回流比可使产酸反应中保持较高浓度的产酸污泥,以加快悬浮物质或难降解物质的水解酸化,为后续的产甲烷反应创造有利条件[4]。而工程采用的高负荷厌氧反应器(UASB),在池底甲布水系统与三相分离器之间留有一定空间,以便悬浮悬浮状态的絮状污泥和颗粒污泥在其中生长、积累,具有良好的污泥滞留效果[5]。在厌氧微生物作用下,将废水中大分子有机物降解为小分子有机物、甲烷和CO2等。两相厌氧工艺通过产酸相和产甲烷相的协同作用,不但使废水的可生化性大大提高,而且去除了大部分子有机物质,降低了废水的浓度[6]。
氧化沟作为一种完全混合且不需要初沉池的延时曝气活性污泥法工艺,是一种出水水质好、运行可靠、基建投资费用和运行费用低的污水处理方法[3]。氧化沟不仅满足BOD5和SS的去除,而且氧化沟中还能进行充分的硝化和一定的反硝化作用,有效的去除废水中的氮和磷[7]。将氧化沟处理排出的废水中加入微量絮凝剂,使废水中的悬浮物在絮凝剂的作用下经斜管填料进行沉淀。由于中药提取的废水中含有较高浓度的磷酸盐,除在预处理阶段利用钙盐沉淀,以及后续生化系统除去部分的磷酸盐以外,仍需在氧化沟处理完成后进行加药混凝处理,以保证磷处理效果达标[5]。厌氧反应器、氧化沟、二沉池及混凝沉淀池中的剩余污泥通过污泥泵进入浓缩池,加入絮凝剂后,经板框压缩机脱水后运走[3]。
2.3各单元预期处理效果
物料衡算(拟定废水量500m3/d)
①废水经过格栅、调节池。调节池的主要作用是调节水质水量,水量没有发生很大的变化,仍然为500m3/d。
②废水经过两相厌氧反应器反应器,由于厌氧部分产生污泥量与废水量比起来非常小,可以忽略不计,进入氧化沟的废水水量基本不变,依旧为500m3/d。
③氧化沟系统中的水量衡算应包括整个反应器里的进出水量,反应池中的污泥产量以及污泥回流,但是污泥回流是一个内循环系统,对于整个氧化沟系统,变化不大。
④废水经过混凝沉淀池,主要是除去上述工艺未能完全去除的含磷污染物,所产生的污泥量与废水量相比非常小,可以忽略不计,水量依旧为500m3/d。
⑤污泥处理系统中携带有水,但这部分水在脱水后又被送回调节池,因此水量损失也不大 。
所以,整个过程水量基本恒定不变。
各主要构筑物对BOD5、COD、NH3-N、SS、TP、pH、色度的预期处理效果见表2.1。
表2.1 各主要构筑物预期去除效果
处理单元
项目
BOD5
(mg/L)
COD
(mg/L)
NH3—N
(mg/L)
TP
(mg/L)
pH
色度
SS
(mg/L)
格栅
进水
2800
6000
20
15
5.5-6.5
300
350
去除率
1%
7%
0
0
-
5%
35%
调节池
进水
2772
5580
20
15
5.5-6.5
285
227.5
去除率
2%
2%
0
0
-
5%
55%
厌氧池
进水
2717
5468
20
15
5.5-6.5
271
102.5
去除率
20%
60%
25%
15%
-
30%
5%
UASB池
进水
2173
2187
15
12.75
5.0-6.0
189.7
97.38
去除率
85%
80%
18%
15%
-
41%
10%
氧化沟
进水
326
415.6
12.3
11.08
4.5