昂立康二期污水处理方案(COD500).doc
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浙江昂利康制药有限公司废水处理工程方案设计书
浙江昂利康制药有限公司
废水处理工程
方案设计书
(国家建设部第3370号)
杭州市环境保护有限公司
二OO六年四月十八日
38
杭州市环境保护有限公司 --
1.总论
1.1企业概况:
浙江昂利康制药有限公司位于浙江省嵊州市。
是一家集医药原料药、固体制剂为一体的药品生产企业,主要从事左旋氧氟沙星、牙周宁片、谷维素等产品的生产,为浙江省医药行业重点骨干企业。
公司领导一直十分重视环保工作,已建一套污水处理设施,保持了正常运转,为多年的环保先进企业。
随着企业的不断发展,公司新增年产100t头孢拉定原料药、150t碘海醇原料药、100t头孢拉定无菌粉技改项目,现有的废水处理设施已不能满足生产的需要,为了谋求企业的可持续发展,企业决定对现有污水处理设施进行改造,改成处理能力为150t/d的废水处理系统,以适应企业生产发展的需要。
我们对企业废水污染源强及现有废水处理系统实际运行情况作了充分分析,在此基础上对废水进行了大量的小试试验,结合承建同类型废水处理工程的经验教训,编制了本废水处理工程设计方案,供企业审查。
1.2设计依据:
1.2.1浙江昂利康制药有限公司关于污水处理工程联系函。
1.2.2浙江大学编制《浙江昂利康制药有限公司年产100吨头孢拉定原料药、100吨头孢拉定无菌粉、150吨碘海醇原料药技改项目环境影响报告书》。
1.2.3国发[1996]31号《国务院关于环境保护若干问题的决定》
1.2.4浙环控[1999]282号《关于印发浙江省工业废水处理前期设计编制内容和深度格式暂行规定的通知》
1.2.5GB8978—1996《污水综合排放标准》
1.3设计原则:
1.3.1把清洁生产、污染源管理、污水达标处理、总量控制几个方面有机结合,提出一套完整的雨污分流、清污分流、污污分流、预处理、集中达标处理的水污染防治系统设计。
1.3.2选用技术先进可靠、工艺成熟稳妥、处理效率高、运转成本相对较低且有成功典范的污水处理工艺,确保出水达标排放。
1.3.3废水在处理站内只作一次提升,工艺流程顺畅。
1.3.4根据设计目标,利用现有空间、紧密结合原有污水处理设施,使该工程改建后形成一个整体系统,操作简单、管理方便。
1.3.5污水处理站总平面布局力求合理、紧凑、美观,在节约用地的同时,争取建成花园式污水处理站。
1.3.6在工艺选择、设施构造、污泥处理和总平布置等设计时,对废气、噪声污染采取必要的防治措施,防止二次污染。
1.3.7选用质量可靠、维修简便、能耗低的设备,尽可能降低运行成本。
1.3.8高浓度、难生化处理的废水作预处理,以免对后续生化系统造成冲击。
1.4设计指标:
1.4.1工程设计负荷
根据《浙江昂利康制药有限公司年产100吨头孢拉定原料药、100吨头孢拉定无菌粉、150吨碘海醇原料药技改项目环境影响报告书》污水源强汇总,并与浙江昂利康制药有限公司有关人员对现有生产废水进行分析监测和对大生产的预测,确定改造后:
最大废水日处理能力:
150 T/d
进生化系统CODcr:
按3000mg/l设计
进预处理系统CODcr:
按25000mg/l设计
1.4.2处理出水水质指标:
CODcr≤500mg/l PH 6~9
1.5设计范围:
1.5.1污水处理站内的废水处理工艺设计、污泥处理工程设计、总图设计、建筑物设计、构筑物设计、设备设计及选型、电气设计、自控设计、给排水设计等。
1.5.2不包括污水处理站外的道路、供电、供水、排水系统设计。
1.5.3预处理工艺设计及设备造型等。
2.污染源分析
2.1 现有生产线废水分析
该公司现有生产线生产的产品有盐酸左氟片、乙酰螺旋霉素片头、琥乙红霉素片、硝苯地平缓释片、谷维素片、牙周宁片、VB2、盐酸丙环沙星胶囊及孢拉定原料药(头孢拉定为该企业于2005年7月向环保部门报批的产品之一,尚未批复,但由于市场效益好,企业在中试生产的基础上增大产量,2004年达到95t/a,已基本接近报批产量)。
主要废水有:
①工艺废水:
现有企业生产过程中不产生工艺废水。
②工艺冷却废水:
现有企业制剂产品需要对设备进行冷却,设备冷却废水总发生量为0.54t/d(135t/a)。
浓度为200mg/l。
③设备清洗废水:
根据生产工艺要求,制粒机、反应釜等设备每生产一批均要进行清洗,设备清洗废水总发生量为1t/d(750t/a),浓度为400mg/l;头孢拉定设备清洗废水总发生量为1.2t/d(300t/a),浓度为1500mg/。
④生产车间地面冲洗废水:
现有企业车间每天清洗一次,制剂产品地面清洗水用量约1t/d(250t/a),浓度为200mg/l;头孢拉定地面清洗废水总发生量为1.2t/d(300t/a),浓度为500mg/l。
⑤生活废水:
生活废水以80l/人计,废水排放率按85%计,则废水量为10.2t/d(2890t/a),浓度为400mg/l。
⑥其它废水:
其它废水,如纯水制备废水、废气处理系统废水、真空系统废水及污水处理站用水等,约有3.3t/d,浓度约为900mg/l。
现有企业废水情况汇总见表2-1
表2-1 现有企业废水汇总
项目
废水
水量
(t/d)
(mg/l)
备注
工艺冷却废水
0.54
200
设备清洗废水
2.2
1000
生活废水
10.2
400
地面清洗废水
2.2
360
其它废水
3.3
900
小计
18.44
550
排入原污水站
由上表可知,现有企业废水中需进污水处理站处理的有18.44t/d,浓度为550mg/l,该废水经废水处理装置处理后达到一级标准排放。
这些废水将与技改生产线废水一并进入改造后污水处理站统一处理。
2.2 技改生产线废水分析
通过技改新增的产品有年产100吨头孢拉定原料药、150吨碘海醇原料药及100吨头孢拉定无菌粉。
生产过程中主要废水有:
①工艺废水:
头孢拉定及碘海醇生产过程中不产生工艺废水。
②树脂再生废水:
主要为碘海醇生产过程中所用树脂的再生废水,其中两股废水浓度较高,处理难度较大,作废液处理。
剩余两股再生废水发生量为量为215t/a,主要成分为各种有机溶剂、产品和无机盐。
③设备清洗废水:
根据生产工艺要求,反应釜等设备每生产一批均要进行清洗,据统计,各类与物料直接接触的设备有近80余套,该类设备用水量以0.075t/套计,则设备清洗废水总发生量为6t/d(1500t/a)。
④生产车间地面冲洗废水:
本项目共有2个主要生产车间,以每天清洗一次,清洗水用量约6t/d(1500t/a)。
⑤纯水制备废水:
生产过程需用纯水约为4.6t/d,废水排放量以50%,为2.3t/d(575t/a)。
⑥实验室废水:
实验室各类废水排放约为0.2t/d(50t/a)
⑦废气处理系统废水:
全厂废气处理系统产生的废水,包括碘海醇产品各干燥废水(主要为水蒸汽)的冷凝收集,排放量约4t/d(1000t/a)
⑧真空系统废水:
全厂设减压真空系统共3套,废水排放量约6t/d(750t/a)
⑨树脂清洗用水:
主要为碘海醇工艺中所有阴阳树脂及大孔树脂清洗用水,废水排放量约893.28t/a。
⑩污水处理站用水:
污水处理站日常运行用水量约为0.01t/d(2.5t/a)
⑾ 生活废水及其它:
技改项目职工在原有职工中解决,不产生新的生活废水。
为了对昂利康制药有限公司技改项目废水作进一步详细的调研,我公司技术人员配合昂利康公司技术人员,对各车间各道工序产生的废水作综合详细取样监测分析,经多次核实:
表2-2技改项目废水情况汇总见
车间
废水
名称
主要污染因子
排放浓度(mg/l)
排放数量(t/a)
排放规律
排放部位
备注
COD
PH
合
一
车
间
水解釜
洗涤水
头孢拉定、盐酸
820
4
6300
间歇
水解釜下
过滤器
洗涤水
5320
4
1800
间歇
过滤器
洗涤水
二氯
甲烷
6
500
间歇
处理二氯甲烷
泵补充水
酰氯、
盐酸
833
4
4500
间歇
车间外
地面洗涤水
500
间歇
车间外
蒸出废水
丙酮
28000
6
2100
间歇
车间外
单独预处理
水量小计
15700
合
三
车
间
树脂洗涤水
盐酸、烧碱
1625
<2
>10
700
间歇
树脂洗涤
无机盐
无机分子
100
7
1800
间歇
制水
碘海醇
6
1000
间歇
反应釜
异丙醇
6
300
间歇
水冲泵
碘海醇
60
间歇
精烘包
甲醇
40
收集转卖
水量小计
3900
东
方
车
间
溶解管路正、反冲水
拉定
800
6
627
间歇
溶解、结晶
单独预处理
丙酮管路反冲水
丙酮
1280
1
198
间歇
结晶
三乙胺管路反冲
三乙胺
520
11
1155
间歇
结晶
配置罐
洗涤水
丙酮、三乙胺
12300
6
792
间歇
溶解
结晶釜
洗涤水
拉定
990
间歇
结晶
单独预处理
反应釜
清洗水
拉定
850
6
198
间歇
溶解
单独预处理
清洁用水
、成品
664
6
330
间歇
水冲泵
拉定、丙酮
15640
6
1000
单独预处理
纯化水冷却水
440
6
990
连续
制水
其他废水
杂质
330
间歇
洗衣用水
杂质
330
间歇
洗衣
铝桶洗涤
杂质、酒精
592
6
990
间歇
内包清洗
丙酮脚料
丙酮、拉定
165
间歇
回收
水量小计
8095
总计
27695
综上所述,进废水处理站的总废水量约为110t/d,需预处理的高浓度难降解废水有17t/d。
根据调查数据,并结合实际发展需求,确定改造后废水生化处理系统的处理能力为150t/d,进水为3000mg/l;预处理为20t/d,进水为25000mg/l。
3.污水处理工艺流程
3.1概述:
浙江昂利康制药有限公司生产过程中的产生的废水主要是设备清洗水、地面冲洗水、废气处理系统废水、实验室废水等废水。
从生产原料、工艺特点及水质调查中可以看出,设备冲洗废水浓度较高,水质比较复杂,含杀菌性物质如拉定等,需进行合适的物化预处理以减轻后续生化处理负荷。
合一车间的蒸出废水浓度很高,需预处理;东方车间的溶解管路正反冲洗水、结晶釜洗涤水、反应釜清洗水及水冲泵废水;其它的废水浓度较低且无杀菌性,可直接进生化系统。
本方案设立事故性废水池,根据运行的实际情况,将事故性废水集中后,逐步泵入废水调节池进行处理或者作其它安全处理,防止大量冲击负荷对整个污水处理站的正常运行造成冲击及对周围环境造成不利影响。
3.2污水处理工艺流程:
3.2.1工艺流程:
根据我们对浙江昂利康制药有限公司现有废水各项分析及吸取同行业医药类废水治理成功和失败的经验教训,推荐以:
“物化处理+水解酸化+接触氧化法”为主要处理单元的工艺路线。
结合浙江昂利康制药有限公司医药废水的实际情况、同时考虑企业开发新的生产工艺和产品,设计工艺流程如下图:
需预处理生产废水
预处理集水井
生活废水
不需预处理生产废水
预处理曝气池
预处理反应、沉淀池
泵
泵
催化氧化系统
空气
废水
调节水池
中间水池
格栅集水井
事故废水
泵
事故池
兼氧池
回流
接触氧化池
加药
板框压滤机
外运处理
污泥浓缩池
泵
终沉池
中间沉淀池
标准排污口
外排池
排放
环保部门
企业
在线监控
图3-1.工艺流程图
注:
①、废水调节池由污水处理池改造。
②、调节池前端设置格栅。
③、标准排污口与外排池利用原有池子。
3.2.2工艺过程分析说明:
A.兼氧阶段工艺分析:
A.1兼氧工艺与厌氧工艺的区别:
通常我们把厌氧反应分为四个阶段:
水解、酸化、酸性衰退、甲烷化。
在水解阶段,固体物质溶解为溶解性物质,大分子物质降解为小分子物质,难生物降解物质转化为易降解物质。
在酸化阶段,有机物降解为各种有机酸,水解和酸化进行得较快,难以把它们分开,起作用的主要微生物是水解菌和产酸菌。
本方案中所选择的兼氧工艺,就是利用厌氧工艺的前两段,即把反应控制在水解、酸化阶段。
A.2兼氧工艺阶段特点:
(1)采用填料生物膜法,由于生物量大,容积负荷高,能适应进水CODcr负荷变化,具有较大的耐冲击负荷能力。
(2)工艺运行稳定性较好,受外界气温和水温变化影响小,因为兼氧菌种有中温菌和低温菌两种菌协同作用。
(3)兼氧池不产生如厌氧反应那样的臭味。
(4)兼氧菌种不同于专性厌氧菌种甲烷菌,它是一种兼性菌种,在自然界中存在的量较多,而且存在的面亦较广,在工程实施时,容易培菌,一旦污水中有机污染物(底物)发生变化,处理装置也能很快适应。
这完全不同于厌氧处理中的甲烷菌,对甲烷菌而言,由于它是单一性菌种,只要底物发生变化,甲烷菌就要衰亡。
从市场经济的规律来说,企业的产品结构必然受市场需要所支配,生产的产品很有可能不断更新转换,污水中的有机污染物成份亦会相应发生变化。
兼氧菌种的易殖性及其强适应性,使兼氧工艺较厌氧工艺在该废水处理过程中有突出的优点,即能适应企业产品结构的变化。
(5)本方案兼氧阶段工艺设计采用推统式兼氧接触池,内部悬挂组合填料,在调试和运行过程中,可根据水质水量情况,调整DO及回流值。
B.生物接触氧化阶段工艺分析:
生物接触氧化法,就是在曝气池中填充填料,经曝气的废水流经填料层,使填料表面长满生物膜,废水和生物膜相接触,在生物膜生物的作用下,废水得到净化。
生物接触氧化又名浸没式曝气滤池,也称固定式活性污泥法,它是一种兼有活性污泥和生物膜法特点的废水处理工艺,所以它兼有这两种处理法的优点。
生物接触氧化法具有如下优点:
(1)采用立体组合填料,表面积大,生物膜上的生物相很丰富,除细菌外,还有球衣菌类的丝状菌、多种种属的原生动物和后生动物,能够形成稳定的的生态系。
(2)填料表面全为生物膜所布满,形成了生物膜的主体,有利于维护生物膜的净化功能;还能提高充氧能力和氧的利用率;有利于保持浓的生物量,据实验资料,每平方米填料表面上的活性生物膜量可达125g,如折算成MLSS,则为13g/l。
生物膜的立体结构形成了一密集的生物网,废水从中通过,能够提高净化效果。
(3)生物接触氧化对冲击负荷有较强的适应能力,污泥生成量少,不产生污泥膨胀的危害,能够保证出水水质,无需污泥回流,易于维护管理,不产生滤池蝇,也不散发臭气。
C.二氧化氯催化氧化工艺分析
C、1二氧化氯催化氧化原理:
二氧化氯催化氧化技术是常温常压下的新型高效催化氧化技术,它的基本原理就是在表面催化剂存在下,利用强氧化剂—二氧化氯在常温常压下催化氧化废水中的有机污染物,将大分子有机物氧化成小分子有机物,提高废水的可生化性,较好地去除有机污染物。
二氧化氯催化氧化反应在高浓度、高毒性、高含盐量废水中充当常规物化预处理和生化处理之间的桥梁。
高效催化剂是以活性炭为载体,熔入过渡金属的氧化物而制成的。
在常温下是黄绿色的类氯性气体,溶于水中后随浓度的提高颜色由黄绿色变为橙红色。
其分子中具有19个价电子,有一未成对的价电子。
这个价电子可以在氯与两个氧原子之间跳来跳去,因此它本身就像一个游离基,这种特殊的分子结构决定了具有强氧化性。
在水中发生了下列反应:
在酸性较强的条件下,二氧化氯会分解并生成氯酸,放出氧,从而氧化、降解废水中的带色基团及其他的有机污染物;而在弱酸性条件下,二氧化氯不易分解污染物而是直接和废水中的污染物发生作用并破坏有机物的结构。
因此,PH值能影响处理效果。
从上式可以看出,迅速分解,生成多种强氧化剂—、、、等,并能产生多种氧化能力极强的活性基团,这些自由基能激发有机物分子中活泼氢,通过脱氢反应和生成不稳定的羟基取代中间体,直到完全分解为无机物。
易于氧化分解废水中的酚、氯酚、硫醇、仲胺、叔胺等难生物降解有机物和氰化物、硫化物等。
经多次中试证明催化氧化过程对该工程类的废水有相当好的降解作用,COD去除率较高。
且大大提高了B/C的值,改善了废水可生化性,实现了高浓度难生物降解有机废水预处理的目的。
另外该法只需在常温常压下进行,相比传统的高温高压催化系统的设备费用低、条件简单、一次投资小、且运行费用低、操作管理方便安全等优点。
C、2本项目二氧化氯催化氧化废水:
本项目中需二氧化氯催化氧化处理的废水是合一车间的蒸出废水,东方车间的溶解管路正反冲水、结晶釜洗涤水、反应釜清洗水、水冲泵废水,共有五股废水。
合一车间蒸出废水的很高,而东方车间需预处理的各股废水中均含有杀性的物质拉定(详见表2-2)。
因此需对这几股废水单独收集进行催化氧化预处理以便后续的生化处理。
对所取的水样进行二氧化氯催化氧化试验,试验结果如下表所示:
表3-1小试情况见下表:
水质
水样
原
(mg/l)
曝气混沉后上清液(mg/l)
催化氧化出水
(mg/l)
绝对去除率(%)
相对去除
率(%)
蒸出废水
35236
29478
1211
91.8
96.5
反冲水、水冲泵废水及结晶釜洗涤水按比例混合液
6508
5025
784
68.9
88
蒸出废水、反冲水、水冲泵废水及结晶釜洗涤水按比例混合液
21756
19992
1568
84.3
92.8
由小试可知,本项目需预处理废水的催化氧化效果较好,可以采用二氧化氯催化氧化技术作为该项目的预处理技术。
3.2.3主要工艺设计参数:
表3-2污水处理主要工艺设计参数
参数名称
单位
参数值
调节池水力停留时间
H
10
兼氧池水力停留时间
H
48
中间沉淀池水力停留时间
(表面负荷)
H
(m3/m2·h)
5.0
(0.4)
接触氧化池水力停留时间
H
36
终沉池水力停留时间
(表面负荷)
H
(m3/m2·h)
5.0
(0.4)
接触式兼氧池溶解氧DO
mg/l
0.2~0.5
接触氧化池容解氧DO
mg/l
2~4
兼氧池PH
—
6.5~8.5
接触氧化池PH
—
7~8
3.2.4污水处理单元处理效果分析:
表3-3污水处理单元处理CODcr效果分析
处理单元
处理效果(mg/l)
水量
(m3/d)
PH
CODcr
催化氧化系统
进水
5
25000
20
出水
7
2500
去除率%
90
废水调节池
混合水
-
3000
150
兼氧池
中间沉淀池
进水
3000
150
出水
1500
去除率%
50
接触氧化池
进水
1500
150
出水
525
去除率%
65
混凝沉淀池
(终沉池)
进水
525
150
出水
446
去除率%
15
外排池
446
150
排放标准
6~9
≤500
-
4.污泥处理工程
4.1概述:
污水处理站内兼氧池生化剩余污泥、沉淀池排出的污泥均进入污泥浓缩池,浓缩后的污泥需进一步脱水干化,使污泥成为泥饼后便于外运处置。
由于自然干化卫生环境极差,蚊蝇横生,臭气熏天,且干化效果受天气影响,故不便使用,现采用机械方法脱水。
机械方法脱水目前主要有板框压滤机、带式压滤机、离心脱水机和真空吸滤机等。
本工程因为解决操作管理、劳动保护和安全卫生等方面的先进性,污泥脱水机选用板框压滤机设备。
本工程采用的处理工艺方法排泥量少,总排泥量核算约15m3/d(含水率>99.5%)。
经浓缩后的泥发生量约为7.5m3/d(含水率为99%)。
在污泥浓缩池内加少量高分子絮凝剂后,送入板框压滤机脱水,泥饼发生量约为0.22T/d(含水为80%左右),据此选用一台的板框压滤机设备。
污泥及其它生产固废物处置方法需符合当地环保部门要求或送当地固体废物处理中心。
4.2污泥处理工艺:
加药搅拌
污泥
外运处置
板框压滤机
泵
泥饼
污泥浓缩池
上清液、滤出液回到调节池
图-4.1污泥处理工艺流程图
5.污水处理站主要构筑物、建筑物和设备
5.1构筑物:
5.1.1事故水池:
数量:
1座
结构:
地埋式钢砼,上置盖板复土300mm后绿化
基本尺寸:
2900×4000×2500mm
有效水深:
2.0m
有效容积:
20m3
防腐处理
5.1.2污泥浓缩池:
数量:
1座
结构:
地下式钢砼,上置盖板复土300mm后绿化
基本尺寸:
2900×4000×2500mm
5.1.3预处理废水集水井
数量:
1座
结构:
地埋式钢砼,上置盖板复土300mm后绿化
基本尺寸:
2900×4000×2500mm
有效水深:
2.0m
有效容积:
20m3
防腐处理
5.1.4中间水池
数量:
1座
结构:
地埋式钢砼
基本尺寸:
1400×1400×2500mm
有效水深:
2.0m
有效容积:
4m3
防腐处理
5.1.5预处理反应沉淀池
数量:
1座
结构:
地埋式钢砼
基本尺寸:
1400×1400×3000mm
表面负荷:
0.42m3/m2·h
水力停留时间:
4.5h
防腐处理
内置斜管填料
5.1.6预处理废水曝气池
数量:
1座2格,交替使用
结构:
地埋式钢砼,上置盖板
基本尺寸:
3000×2600×2500mm
有效水深:
2.0m
水力停留时间:
5h
有效容积:
20m3
防腐处理
5.1.7兼氧池:
数量:
1座
平面尺寸:
7500×11900×4000mm
有效容积:
310m3
有效水深:
3.5m
设计水力停留时间:
48h
填料:
组合填料260m3,填料有效长度3m。
结构:
半地上式钢砼,顶部加盖密封
5.1.8接触氧化池:
数量:
1座
平面尺寸:
8250×7650×4000mm
结构:
半地上式钢砼
有效水深:
3.5m
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- 关 键 词:
- 昂立康二期 污水处理 方案 COD500