摘 要

本设计针对某制药企业生产废水进行处理工艺初步设计，污水设计流量为3000m³/d,进水水质为：进水的COD_cr值为8000mg/L，BOD₅的值为3500mg/L，SS值为550mg/L左右。

经相关处理工艺比选，本设计选用“UASB（厌氧） 好氧”工艺作为主体污水处理工艺，结合格栅、调节池等预处理、絮凝沉淀和水解酸化等深度处理工艺，能够成功的去除污水中的有机污染物和悬浮固体等，处理后的出水水质为：COD_cr值为8000mg/L，去除率为99.05%；BOD₅的值为39mg/L，去除率为98.89%；SS值为2mg/L，去除率为99.64%。能够满足国家《化学合成类制药工业水污染物排放标准》（GB1904-2008）的排放标准，出水标准的要求为：COD_cr≤200mg/L；BOD₅≤40mg/L；SS≤70mg/L 。

关键词：制药废水；COD；UASB；好氧

Abstract

This design is based on the preliminary design of the wastewater treatment process of a pharmaceutical enterprise. The design flow rate of wastewater is 3000 m³/d, and the influent water quality is: the data of COD_cr is at 8000 mg/L ,that of BOD₅ is at 3500 mg/L and that of SS is at 550mg/L.

By comparing and selecting the related treatment process, this design chooses "UASB (anaerobic) aerobic" process as the main sewage treatment process, combined with the pretreatment of grid, regulating tank, flocculation sedimentation and hydrolysis acidification, etc. The organic pollutants and suspended solids can be removed successfully. The treated effluent quality is 8 000 mg / L, the removal rate is 99.05% BOD5 is 39 mg / L, the removal rate is 98.89% SS is 2 mg / L, and the removal rate is 99.64 mg / L.The effluent quality meets 《the National discharge Standard for Water pollutants in Chemical synthetic Pharmaceutical Industry 》(GB1904-2008).The effluent standard is:COD_cr≤200mg/L；BOD₅≤40mg/L；SS≤70mg/L 。

Key words: Pharmaceutical wastewater;COD;UASB;aerobic

目 录

摘要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1设计任务和内容 1

1.2编制依据 1

1.2.1主要设计依据文件及规范 1

1.2.2基本资料 1

第2章 污水处理工艺流程说明 2

2.1水处理工艺比选 2

2.1.1 好氧生物处理工艺 2

2.1.2厌氧生物处理工艺 3

2.2处理工艺确定 4

第3章 水质水量和处理要求的确定 5

3.1 水量的确定 5

3.2 水质的确定 5

3.3 处理程度确定 5

第4章 处理构筑物设计 7

4.1 格栅间 7

4.1.1设计参数 7

4.1.2设计参数 7

4.2调节池 9

4.2.1设计参数 9

4.2.2设计计算 9

4.3 絮凝沉淀池 10

4.3.1设计参数 10

4.3.2设计计算 10

4.4水解酸化池 12

4.4.1设计参数 12

4.4.2设计参数 12

4.5 UASB池 13

4.5.1设计参数 13

4.5.2设计计算 13

4.6好氧池 19

4.6.1设计参数 19

4.6.2设计计算 20

4.7二沉池 20

4.7.1设计参数 20

4.7.2设计计算 21

4.8污泥浓缩池 23

4.8.1设计参数 23

4.8.2设计计算 23

4.9板框压滤机 24

4.9.1设计参数 24

4.9.2设计计算 24

第5章 主要构筑物及设备 26

5.1主要构筑物 26

5.2主要设备 26

第6章 工程概算 27

6.1土建费用概算 27

6.2设备费用概算 27

6.3工程总费用概算 28

第7章 污水厂总体布置 30

7.1 污水厂的平面布置 30

7.2 污水厂的高程布置 30

结论 33

参考文献 34

致谢 35

第1章 绪论

1.1设计任务和内容

某制药企业主要从事化学合成药品的生产和销售，于2010年6月建于湖北省武汉市，该企业产生的废水的主要成分包括生产过程中残余的溶媒及原料和其他复杂的中间产物等。污水中含有大量的难以降解的有机污染物，例如硝基苯类化合物。

本设计的主要内容为污水处理厂进行制药废水的设计，包括污水处理工程的设计，废泥的污泥设计过程，可能需要在辅助建筑的设计等项目中进行， 其他公共工程设计等。设计内容包括：设计和安排污水处理厂的选址，确定污水处理厂的相关技术，选择污水处理结构的配置; 计算相关结构的平面和高程尺寸，并设计污水处理厂的布局和高程。 以上内容应按初步设计要求完成。

1.2编制依据

1.2.1主要设计依据文件及规范

（1）《中华人民共和国环境保护法》

（2）《中华人民共和国水污染防法》

（3）《室外排水设计规范》（GBJ14-87）

（4）《污水综合排放标准》（GB8978-1996）

（5）《氧气曝气设计规程》（CECS114:2000）

（6）《水污染控制工程》第五版 高廷耀

（7）《给水排水设计手册》第五册

（8）《城镇污水厂附属建筑和附属设备的设计标准》（CJJ31-89）

（9）《化学合成类制药工业水污染物排放标准》（GB1904-2008）

（10）《升流式厌氧污泥床反应器污水处理工程技术规范》（HJ 2013-2012）

1.2.2基本资料

（1）污水类别为制药废水，设计流量3000m³/d。

（2）进水COD_cr浓度为8000mg/L，BOD₅浓度为3500mg/L，SS浓度在550mg/L左右。

（3）处理目标：依据该城镇环保规划设计，该企业污水处理厂出水的各项污染指标均可达到国家《化学合成类制药工业水污染物排放标准》（GB1904-2008）的排放标准，确定成为是可实行的制药工业废水处理技术。

拟定出水水质指标达到标准为：COD_cr≤200mg/L；BOD₅≤40mg/L；SS≤70mg/L。

第2章 污水处理工艺流程说明

随着制药工业地飞速发展，对制药废水进行处理的需求越来越多，也越来越高。在所有的工业废水中，制药废水属于比较难处理的一类。因为不同的药物它的生产工艺就不甚相同，所以各制药厂的废水处理方式也就不大相同。所以传统治理污废水的工艺就不能满足现如今社会中对制药废水的处理要求。

制药废水主要包括：抗生素生产废水，合成药物生产废水，中药生产废水，各种制剂生产工艺洗涤水和洗涤废水。其废水具有成分复杂、有机物含量高、毒性大、色度深和含盐量高的特点，特别是有很差的生化性，且是间歇排放的，属于难处理的工业废水。

2.1水处理工艺比选

2.1.1 好氧生物处理工艺

好氧生物处理是指在污水中有分子态氧存在的条件下，利用好氧微生物（包括兼性微生物，但主要是好氧细菌）来把有机物降解，把有害有机物处理到稳定且无害化的一种处理方式。在大多数污水处理工程中，好氧生物处理法主要包括有活性污泥法和生物膜法两大类，且运用最为广泛，也最为常用。

2.1.1.1传统活性污泥法

活性污泥法工艺是一种长久以来应用最为广泛，而且是实践证明确实行之有效的传统污水生物处理方法，也是一种目前看来相对来说最具有发展前景的污水处理技术，主要因为它对水质水量的没有过高过多的要求，运行方式也比较灵活多种多样，可控制性比较高，对操作人的要求也比较低。还有就是运行的经济性，运行成本较低。

2.1.1.2 SBR法

SBR（Sequencing Batch Reactor) 序批式活性污泥法，是一种间歇式的污水处理工艺。其反应器属于“注水-反应-排水”类型，属于完全混合类型的流态，但是随着反应时间的推移，有机污染物却是一步一步慢慢被降解的。和传统的活性污泥法相比，SBR去除污泥的方法与其他的污泥处理方法有些部分很类似，但是在运行的方式上却相差很多。

SBR工艺的优点：①工艺系统的组成相对简单，设备简单，曝气池还包含二沉池的功能，简化了建设要求，但是没有污泥回流设备；②抗冲击的负荷能力特别强；③运行反应的推动力比较大；④运行操作相对灵活，对维护人员来说维护管理比较简单。

2.1.2厌氧生物处理工艺

厌氧生物处理工艺：在没有分子氧和化合态氧参与的条件下，兼性细菌和厌氧细菌降解和稳定有机物的废水生物处理技术。在这个过程中，有机物转化分为三部分：一部分转化为CH₄，还有一部分被分解为CO₂、H₂O、NH₃、H₂S等无机物，少量有机物被分解转化，进而合成形成新的细胞物质。所以相对于好氧生物处理方法，厌氧生物处理技术产生的污泥会少得多。

在近20多年的发展过程中，对于有机污废水的治理工程来说，厌氧生物技术能带来很好的经济效益和可操作性。而且伴随着现代微生物学的发展，厌氧生物处理技术发展极为快速，各种各样的新技术迅速发展出来。

厌氧生物处理技术优势:①低能耗，不需要氧气供应，运行成本低;②大量沼气的产生可以作为高浓度垃圾渗滤液能量回收处理的一部分;③厌氧微生物在反应过程中，在水质和水质发生较大变化的情况下，不容易进行内生呼吸阶段来适应垃圾渗滤液;④高有机负荷，低污泥产量，降低污泥处置成本;⑤可以提高废水的生物降解性(B/C)，有利于后续处理。

主要缺点:①在一定的温度范围内,处理温度主要是约30°C,污水加热和加热设备需要安装在相对寒冷的地区,注意气候变化;②启动过程比较复杂，在初始阶段需要进行污泥处理。对于栽培，操作过程更为复杂;③在实际的过程中，沼气收集会改变管道的压力，导致水位的变化。

2.2.2.1 UASB反应器

UASB（Up-flow Anaerobic Sludge Blanket) 就是上流式厌氧污泥床反应器，该工艺是由荷兰的Lettinga教授等人在1972年研制，于1977年开发的。

反应器的上部由三相分离器组成，用于完成气相，液相和固相的分离。 其主要功能是气液分离，固液分离和污泥回流。 在施工中，必须注意水流的增加而不干扰污泥回流。进水的COD浓度一般宜控制在4000~5000mg/L，进水中SS不宜高于2000mg/L。

为了使UASB反应器对有机废水有良好的处理效果，需要三个重要的先决条件:①在反应区必须有颗粒污泥或浮冰，具有良好的沉淀性能;②底部进水是均匀的，应该有良好的搅拌，确保污泥与污水完全接触;③反应器内的三相分离器必须具有良好的污泥滞留能力。

2.2.2.2 ABR

ABR （Anaerobic Baffled Reactor ,ABR) 厌氧折板反应器，是McCarly和Bachmann在1982年，是在总结了第二代厌氧反应器的基础上，又开发和研制出来的厌氧生物处理工艺。该工艺把UASB（上流式厌氧污泥床）和SMPA（多相厌氧反应器）的技术结合在一起，提高了厌氧反应器处理的效率和负荷。实践证明，该混合工艺的污水处理效果很好。

2.2处理工艺确定

本项目设计处理水量不大，为3000t/d。属于小型污水处理工程，排放水质应达到国家《化学合成类制药工业水污染物排放标准》（GB1904-2008）的排放标准。因此，设计通过调节池和絮凝沉淀池进行预处理，再进入水解酸化、厌氧单元（UASB池）、好氧处理单元，处理废水中的有机物，其出水经二沉池后才能排放到市政管网。在处理污泥的方法方面，我采用通过污泥浓缩池收集污泥后经板框压滤机脱水外运的方法。综上所述，最终确定采用如图2.1所示的工艺流程对该废水进行处理。

进水

格栅

调节池

好氧池

UASB池

水解酸化池

絮凝沉淀池

达标排放

二沉池

污泥浓缩池

排泥

泥饼外运

板框压滤机

图2.1 制药废水基本处理工艺流程

第3章 水质水量和处理要求的确定

3.1 水量的确定

1.设计流量Q_d=3000t/d=3000m³/d =0.0347m³/s ；

2.污水总变化系数为K_z=1.3 ；

则Q_d=K_z×Q_aver=0.0347m³/s； Q_aver=2306.2m³/d。

3.2 水质的确定

依据设计要求，该制药废水处理厂的出水水质应能够达到国家《化学合成类制药工业水污染物排放标准》（GB1904-2008）排放标准。所以该污水厂的进出水水质，如表3.1所示：

表3.1 进出水水质表

3.3 处理程度确定

污水的处理程度的计算公式为

（3.1）

式中: E——污水的处理程度，用百分比表示；
C_i——在未经处理的污水中含有的某种污染物质的平均浓度，mg/L
C_e——允许被直接排入水体的处理过的污水中含有的污染物的平均浓度，mg/L

①溶解的BOD₅的去除率

（3.2）

②COD_cr的去除率

（3.3）

③SS的去除率

（3.4）

表3.2 预期处理去除率

第4章 处理构筑物设计

4.1 格栅间

4.1.1设计参数

1.栅前流速：v₁=0.6m/s；过栅流速：v₂=0.8m/s；

2.设计流量：Q=3000m³/d=125m³/h=0.0347m³/s；