天成药业股份有限公司污水处理工程设计方案 25页

'河北天成药业股份有限公司污水处理工程设计方案沧州市科达环保工程有限公司III 目录1工程概况11.1工程名称11.2工程地点11.3工程简介11.4工程范围11.5主要技术经济指标12方案选择原则及设计依据32.1方案选择原则32.2设计依据43设计参数53.1污水处理水质水量53.2设计进水水质53.3设计出水水质54处理工艺选择74.1工艺选择原则74.2工艺选择75工艺设计９5.1工艺流程９5.2工艺说明106工程设计说明146.1总图设计146.2建筑设计146.3结构设计146.4电气设计156.5自控设计166.6采暖、通风设计167工程投资估算177.1主要构筑物一览表17III 7.2主要设备参数及报价一览表177.3工程总投资估算表198运行费用分析208.1工资费用208.2药剂费用208.3耗电费用208.4直接运行费用209效益分析219.1环境效益分析2110建设周期2211附件2211.1工艺流程图2211.2平面布置图22III 1工程概况1.1工程名称河北天成药业股份有限公司污水处理工程。1.2工程地点业主规划区内。1.3工程简介河北天成药业有限公司位于沧州市区内。是沧州最大的综合性化学制药企业。为抓住市场机遇，扩大生产，河北天成药业股份有限公司，你于沧州经济技术开发新区新建原料药，小容量注射剂、粉针注射剂项目。年产粉针剂、注射剂67000万只，依达拉奉、罗库溴铵等原料药460吨。该公司领导非常重视环保工作，为消除对周围环境的危害，公司拟投资兴建污水处理站一座。受业主委托，我公司--沧州市科达环保工程有限公司对其提出治理方案，结合多年的工程实践经验，设计了本方案，供各位环保专家及领导审议。1.4工程范围100m3/d的生活污水处理工程所需的设备、建（构）筑物（100m3/d）及配套辅助设施的工艺、土建、电气、仪表、给排水等相关专业设计内容。污水处理站进出水管道、道路、绿化、供电、通讯线路设计不在本方案设计范围内。1.5主要技术经济指标序号项目指标1处理规模100m3/d2进水水质制药污水3出水水质《化学合成类制药工业水污染物排放标准》6 （GB21904-2008）中表2标准，其中氯化物应满足《河北省氯化物排放标准》（DB13/831-2006）中表1其他行业的Ⅰ类三级标准，并满足沧州市运动污水处理厂收水水质要求4采用工艺混凝沉淀+水解酸化+接触氧化5占地面积约300m26工程投资（不含高浓度废水蒸馏、蒸发装置及土建）54.06万元7运行费用2.99元/m3水6 方案选择原则及设计依据1.1方案选择原则（1）技术先进性原则。污水处理回用工程一方面应体现环保理念；另一方面是再生水回用系统的先进性。所使用的工艺和技术应在未来十年内不会被淘汰，避免重复改造。因此在选择中水处理工艺上应首先考虑设备和技术的先进性。（2）安全性原则由于废水排放关系到周围人们的安全问题，因此污水处理出水水质不能存在任何问题，如果出现水质超标，其影响面很大，是关系到大量人群身体健康的安全性问题。因此，本中水工程推荐使用的处理技术和处理系统具有高品质的出水和安全保障措施。（3）系统模块性原则本工程原水收集量会随时间、季节不同而变化，同时考虑远期会增加污水产生量，为了减少运行成本，本工程考虑采用模块式的处理设备，可以根据产生污水量的情况进行系统运行组合，以减少运行成本。（4）低运行成本原则中水处理成本应作为技术方案选择的重要原则之一。（5）少占地原则污水处理技术的选用还应考虑占地面积小，运行效率高的设备和技术。（6）污泥产生量少，二次污染小的原则污水处理工程产生的污泥的处理和处置费用较高，同时会产生二次污染，所以在选择工艺时，应首选污泥产生量小的工艺，减小对环境的二次污染。6 1.1设计依据用户提供的相关资料《室外排水设计规范》（GB50014-2006）《地表水环境质量标准》（GB3838－2002）《污水综合排放标准》（GB8978-1996）《化学合成类制药工业水污染物排放标准》（GB21904-2008）《河北省氯化物排放标准》（DB13/831-2006）《污水再生利用工程设计规范》（GB50335-2002）《建筑给水排水设计规范》（GB50015－2003）《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918－2002）《给水排水工程构筑物结构设计规范》（GB50069－2002）《给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程》（CEC138:2002）《中华人民共和国环境保护法》《中华人民共和国水污染防治法》国务院令第253号《建设项目环境保护管理条例》运东污水处理厂收水标准。业主提供的地质条件、规划、用地、消防、环保、绿化等资料。业主提供的生产工艺、水质、水量等资料。河北天成药业股份有限公司提供的项目环境影响报告书（报批版）。6 设计参数1.1污水处理水质水量本项目排放的废水主要有生产废水、纯水设备排放和生活污水。污水总量为42m3/d，本工程设计处理规模为100m3/d。1.2设计进水水质根据废水产生量，类比国内同类厂家的废水污染物产生情况，本项目废水污染物产生情况见表3-1。表3-1废水污染物产生情况表3-1设计进水水质PHCOD（mg/L）BOD5(mg/L)SS(mg/L)氨氮(mg/L)氯化物(mg/L)盐类(mg/L)5-8638847962017516266441根据该工程废水实际排放量，考虑到生产的波动性，废水处理站设计规模为：100m3/d，连续24h运转，单位时间处理量按5m3/h设计。污水处理站处理后排入沧州市运动污水处理厂进一步处理。备注：本工程中产生的高浓度的生产废水、洗涤废水需采用减压蒸馏预处理系统及多效蒸发装置。1.3设计出水水质废水经处理后排入市政污水管网，拟建污水处理站的污水排放水质符合《化学合成类制药工业水污染物排放指标》（GB21904-2008）表2标准，同事满足沧州市运东污水处理厂进水水质要求，其中氯化物执行《河北省氯化物排放标准》（DB13/831-2006）中表1其他行业三级标准。综上废水处理后排放浓度见下表。表3-2污染物排放浓度6 pHCOD（mg/L）BOD5(mg/L)SS（mg/L）氨氮（mg/L）氯化物（mg/L）二氯甲烷（mg/L）6～9≤12030≤50≤25≤350≤0.26 1处理工艺选择1.1工艺选择原则选择合理的污水处理工艺技术是十分重要的。只有选择得当，才能使污水处理工程的处理效果好，运行管理方便，节省投资成本和运行费用。污水处理工艺的选择，首先需要适应污水进水水质、出水水质要求以及当地温度、工程地质、环境等条件，然后综合考虑工艺的可靠性、成熟性、适用性、去除污染物的效率、投资省、操作管理简单、运行费用低等多因素，选择最优的工艺方案。[1]符合国家和地方环境保护政策和相关法律法规、标准及规范；[2]工艺技术先进、高效节能，处理效率高，出水稳定达标；[3]处理设施安全、成熟，并尽量减少工程投资成本，降低运行费用；[4]最大限度地降低操作管理和维修技术难度；[5]污水处理设施具有较强的抗水量、水质冲击负荷能力；[6]污水处理设施运行时不产生臭气及噪声等二次污染；[7]优先选择国内先进、可靠、高效、成熟的污水处理专用设备。1.2工艺选择本工程废水属于高浓度有机废水，所排放废水当中有机溶剂含量很高，适宜采用生物处理。生化法是目前应用比较普遍的制药废水处理技术，生化法中比较常用的有厌氧法、活性污泥法、接触氧化法和生物转盘法等。由于该废水COD较高且氨氮含量较高，我们采用“水解酸化+接触氧化”工艺进行处理，为保证氨氮的去除，采用较大回流比。有机污水在好氧生化处理前，先经生物水解（缺氧条件）处理，可使大分子有机污染物小分子化、非溶性有机物水解为溶解性物质、使难生物降解物质转化为易生物降解物质，提高污水的可生化性，为后续好氧处理创造良好的生化条件。因而提高了整个污水的COD、BOD5去除率。22 水解工艺是依靠大量的兼氧生物的代谢作用来降解（转化）有机物，它不需要（或只需少量）充氧，因而可以节省能耗。水解工艺运行稳定，受外界气温变化影响小。水温的适应范围为5—40oC。冬、夏出水，COD去除率，几乎无甚差异。采用膜法水解工艺由于生物量大、容积负荷高，能适应COD负荷变化，水解工艺能承受较高COD浓度冲击负荷。生化处理部分不仅要去除废水中的COD、酚等污染物，还要去除氨氮。氨氮的去除过程是先由好氧菌将NH3-N氧化为NO2-和NO3-；然后由厌氧的反硝细菌将NO2-和NO3-转化为N2放出。缺氧段是脱氮装置的关键部位，目前采用膜法缺氧的生物处理方法，其脱氮效果最好，经济可靠。脱氮反应过程为：硝酸菌NH4++2O2NO2-+2H-+2H2O2NO2-+O22NO3-反硝酸菌反硝化反应过程为：5有机C+2H2O+4NO3-2N2+4OH-+5CO2生物接触氧化法是活性污泥法与生物滤池复合的生物膜法。曝气池中设有填料，采用曝气充氧，微生物部分固着，部分悬浮。其具有下列特点：①由于填料比表面积大，池内充氧条件好，氧化池内单位容积的生物量高于活性污泥法曝气池及生物滤池，因此它可以达到较高的容积负荷；②由于池内微生物固着量多，水流属完全混合型，因此它对水质水量的骤变有较强的适应能力（抗冲击负荷能力强）；③不需或只需少量污泥回流；④池容较小和占地面积较小，投资费用低；⑤流程简单，操作方便，不需较高的自动控制；⑥由于采取了污泥固定技术，因此不会发生污泥膨胀。22 1工艺设计综合废水1.1工艺流程格栅调节池泵加药初沉池压滤出水水解酸化池接触氧化池二氧化氯发生器污泥池二沉池中间水池板框压滤机过滤器集水池污泥外运达标排放图1工艺流程简图22 1.1工艺说明废水经收集后经机械格栅拦截大块悬浮物后留入处理站集水池，均衡水质、调节水量，然后经泵提升打入混凝沉淀池，通过投加药剂进行混凝反应，除去大部分悬浮物，混凝池出水进入水解酸化池，利用兼性菌分解废水的COD、BOD，提高废水的可生化性后进入好氧池，利用好氧微生物降解废水中的有机污染物，去除大部分氨氮、COD、硫化物等物质；出水自流入沉淀池，泥水在此分离后排入中间水池；为保证稳定达标排放，在此投加二氧化氯，将废水中少量的难生物降解的污染物进行催化、氧化分解，同时具有杀菌消毒作用，可以防止后续设施过滤罐内藻类生长，防止堵塞滤层，避免重复反洗，从而保证过滤的效果。中间水池废水经再次提升进入过滤器，过滤器内装填多介质滤料，进一步去除水中COD、悬浮物等物质；出水进入出集水池池，检验合格后部分回用，剩余部分达标排放至廖家洼排干。为保证氨氮的有效去除，生物处理的正常运行，定期将沉淀池内活性污泥打入缺氧池进行反硝化脱氮处理并将硝化液回流。污泥系统∶混凝沉淀池中沉积的污泥及各级生化处理单元后续沉淀池中的剩余污泥，定期排入污泥浓池中，打入板框压滤机进行污泥脱水,滤清水回调节池，滤饼无毒无害可直接用于农田施肥或固化处理。1.1.1格栅集水池①格栅池：格栅池内安装旋转机械格栅。格栅主要用来拦截污水中的大块漂浮物，以保证后续处理构筑物的正常运行及有效减轻处理负荷，为系统的长期正常运行提供保证。栅渣需定期清理，可作垃圾处理。格栅池设计参数：数量：1座容积：4m3栅条间隙：10mm有效栅宽：500mm建筑型式：地下钢砼22 ②调节池：由于来自各时的水质、水量均不一样，一般高峰流量为平均处理量的2～8倍，因此为使处理系统连续稳定地运行，同时调节水量和均化水质，设计一集水池，调节池的设计有效容积一般为平均处理量的4～12倍。集水池设计参数如下：数量：1座容积：60m3池深：4米有效水深：3.6米水力停留时间：6小时建筑型式：地下钢砼配套设施：提升泵2台，Q=6m3/h，H=14m，1用1备；吸水罐1个，钢制，Φ350×500mm。1.1.1初沉池设计参数：数量：1座容积：25m3停留时间：5h建筑形式：半地上钢砼配套设施：混凝器1台，容积1m3,带搅拌1.1.2水解酸化池利用厌氧菌和兼性菌将难降解的高分子有机物分解为低分子化合物降解COD、BOD，提高废水的可生化性；并由反硝化细菌对好氧池回流来的NO2-和NO3-进行处理，使之转化为N2放出。数量：1座22 容积：80m3停留时间：16h建筑形式：半地上钢砼配套设施：液下推流搅拌器：3台，功率：0.85kw,定期开启；组合填料：聚丙烯和醛化维纶纤维φ150mm,2.5m/根，50m31.1.1好氧池池内安装组合填料，好氧菌生长在填料表面，通过风机曝气增加池内的溶解氧。利用好氧微生物降解废水中的有机污染物，去除COD、BOD并将废水中的NH3进行氧化；好氧池内的废水用回流泵定期打入缺氧池，以保证NH3的真正去除。数量：1座容积：120m3停留时间：28h处理系统气水比：10∶1DO：2~4mg/LMLSS：3000mg/L污泥负荷：0.04kg[BOD5]/(kg[MLSS]·d)建筑形式：半地上钢砼配套设施：罗茨风机2台，型号FSR125，1用1备；污水回流泵2台，Q=15m3/h，H=12m，1用1备；组合填料:聚丙烯和醛化维纶纤维φ150mm,2.5m/根，80m322 1.1.1二沉池数量：1座容积：30m3停留时间：6h表面负荷：0.7m3/(m2.h)建筑形式：半地上钢砼配套设施：污泥回流泵2台，Q=6.3m3/h，H=12m，1用1备；1.1.2中间水池为使其废水稳定达标排放，在此投加二氧化氯氧化剂，促进絮凝沉淀后水中残余的部分难降解有机污染物的断链、转化和降解效率并消毒抑菌。数量：1座容积：15m3建筑形式：地下钢砼配套设施：提升泵2台，Q=6.3m3/h，H=12.5m，N=0.75，1用1备；吸水罐1个，钢制，Φ350×500mm。1.1.3集水池收集需要排放的废水数量：1座容积：10m3建筑形式：地下钢砼1.1.4污泥池沉淀池产生的剩余活性污泥定期排入污泥池，定期用泥浆泵打入污泥池。数量：1座22 容积：15m3建筑形式：地下钢砼配套设施：污泥泵1台，Q=5m3/h，H=60m，N=2.2kw；1.1.1处理工房操作处理工房包含：值班室、配电室、加药间等，合建，钢结构，建筑面积60m2。2工程设计说明2.1总图设计本污水处理站处理规模较小，根据地形、周围环境以及进、出水水位置进行合理布置，工程总占地面积约300㎡.2.2建筑设计整个站为分为污水处理构筑物和地上设备间，污水处理建构筑物主要满足使用功能要求，力求简捷、大方、实用。设备间设计与周围建筑物在风格上协调一致。2.3结构设计（1）构筑物使用年限：按照《建筑结构可靠度设计统一标准》，本工程各建构筑物主体结构的设计使用年限为50年；（2）安全等级：按照《混凝土结构设计规范》以及《砌体结构设计规范》，本工程各建构筑物结构的安全等级为二级；（3）抗震等级：按照《建筑工程抗震设防分类标准》以及《建筑抗震设计规范》，本工程建构筑物均按丙类建筑，建筑按抗震设防烈度8度实施抗震构造措施；（4）环境类别：按照《混凝土结构设计规范》，本工程混凝土结构的环境类别为二类a。22 （5）地基：按照《建筑地基基础设计规范》，本工程各建构筑物的地基基础设计等级为丙级。一般性建筑物采用浅基础，在土层满足基础承载力的前提下尽量浅埋。其余构筑物根据工艺流程要求，确定基础持力层位置。当基础下局部有软弱土层时，需对局部进行地基处理。（6）材料：Ø混凝土外露式贮水构筑物均采用C25、S6，混合结构构件及框架结构采用C25；垫层混凝土采用C10（或C15）。Ø钢筋普通钢筋一般采用热轧钢筋HRB335（20MnSi）级以及HPB235（Q235）级。Ø焊条E43型焊条用于Q235钢的焊接，E50型焊条用于Q345钢的焊接。Ø砌体对于混合结构±0.000米以下的墙体采用M10水泥砂浆砌筑MU10非粘土烧结普通砖，±0.000米以上的墙体采用M7.5（或M10）混合砂浆砌筑MU10非粘土烧结多孔砖（承重型）；框架围护墙采用M7.5（或M10）混合砂浆砌筑MU10非粘土烧结多孔砖（非承重型）。1.1电气设计（1）本工程运行功率15KW.h。本站负荷等级为三级，电源电压220V/380V，业主需将总电源引入处理站配电室内（2）供电电源：本工程用电负380V或220V工业用电。（3）计量：本期工程设置独立计量表。（4）防雷接地：防雷接地与保护接地共用。自控装置如无特殊接地要求，也与电器接地共用。所有电力电缆的芯线含有PE线。（5）电缆敷设：室外电缆采用直埋及穿管敷设方式。22 1.1自控设计现场控制站主要由控制器柜及柜内附属设备组成。污水处理系统内仪表系统由各种传感器和变送器组成。变送器的标准直流信号（或电压信号）首先送至控制柜。1.2采暖、通风设计建筑采暖面积为60m2，采用铸铁换热器；生物接触氧化池在冬季运行时需提供热源，厂家需将蒸汽管线引入废水处理站并负责提供换热器。设备间通风采用机械通风。22 工程投资估算1.1主要构筑物一览表序号名称规格数量估价（万元）备注1格栅池4m31座0.80地下钢砼结构2调节池60m31座5.40地下钢砼结构3初沉池25m31座2.00半地上钢砼结构4水解酸化池80m31座6.40半地上钢砼结构5好氧池120m31座9.60半地上钢砼结构6中间水池15m31座1.35地下钢砼结构7集水池10m31座1.00地下钢砼结构8污泥池15m31座1.35地下钢砼结构9废水处理工房60m21座3.20钢结构10总计31.10备注：以上价格仅为估价，具体价格需根据图纸另行做预算。1.2主要设备参数及报价一览表22 单位：万元项目序号名称规格单位数量单价总价备注一、格栅及调节池1旋转式机械格栅B=500mm，b=10mmN=1.1kw台14.104.10唐山中通2吸水罐φ350×500mm个10.100.10碳钢3一级提升泵Q=6.0m3/h，h=14mN=0.55kw台20.250.50南方泵业，一备一用,不锈钢4流量计10m3/h支10.060.06江苏宜兴小计4.76二、沉淀池配套装置5沉淀池配套装置套20.701.40包括二沉池，沧州正达6溶药装置V=800L，N=0.37kw套30.401.20钢制防腐带搅拌7计量泵300L/h,压力5bar台20.601.20艾力芬特8混凝反应器V=1m3，N=0.55kw台10.500.50钢制防腐带搅拌小计4.30三、水解酸化池及接触氧化池9污水回流泵Q=8m3/h,N=1.1kw台10.300.30南方泵业10污泥回流泵Q=5m3/h,N=0.55kw台10.200.20上海申工11PH显示仪表套10.600.60上海12罗茨鼓风机FSR125台21.703.40丰源，一备一用13生物池曝气装置φ65mm套11.501.50含衬管14组合填料φ150mmm31400.022.80宜兴含填料支架15液下搅拌器0.85kw套20.601.20奥伯尔、含支架小计10.00四、中间水池及过滤器污泥处理装置17二氧化氯发生器Q=300g/h台13.603.60配套余氯检测仪18多介质过滤器8m3/h台13.203.20含滤料压力表正达19反冲洗泵Q=20m3/h,h=12m,N=2.2kw台10.300.30上海20过滤器提升泵Q=6.3m3/h，h=20mN=1.5kw台10.350.70上海一备一用21污泥泵（螺杆泵）Q=1.5m3/h，h=50m，N=1.1kw台20.350.70上海永胜22板框压滤机20m2台14.504.50衡水通用小计13.00五、其他23管、阀件套14.504.5024平台护栏套11.501.50钢制25配电控制及线缆套14.504.50电缆、电柜、液位控制装置26生物菌种吨100.151.5027设备管道保温套11.001.00小计13.00六、总计以上合计45.0622 备注：以上设备报价不含高浓度废水精馏及多效蒸发装置，如需我方采购报价如下单位：万元序号名称规格单位数量单价总价备注1蒸馏装置套131.5031.502蒸发装置二效套137.2037.203合计68.701.1工程总投资估算表单位：万元序号费用名称价格1土建工程费F1——2设备、材料购置费（含运杂费）F245.063设备、材料安装费F33.004其它费用F4设计费（含土建、环保工艺、电气自控等专业）3.00调试培训费（菌种培养、工艺调试）3.005合计54.06备注：以上不含专家论证、监测验收、及运行调试期间的水电及药剂费用22 1运行费用分析污水处理直接运行费用主要包括人员工资费用、耗电费以及药剂费(暂时不考虑水资源费用、污泥抽吸费及折旧费用)。水站水量按100m3/d，年运行按360天计算。1.1工资费用由于本系统构筑物较简单，控制点较少，系统自动化程度较高，因此污水处理站配备2名工人即可。工人平均工资以1400元/人·月计算，则每吨水的人员工资成本为:1400×2×12/（100×360）=0.94元/m3水1.2药剂费用本污水处理系统药剂费为：0.45元/m31.3耗电费用本工程含大量间歇运行设备，实际运转功率约为：10kw电费单价按0.60元/KW·h计，处理水量为5m3/h.f1=10×0.8÷5=1.60元/m3废水1.4直接运行费用单方污水处理成本(不含折旧):0.94＋0.45＋1.60＝2.99元/m3水22 效益分析1.1环境效益分析经过本处理系统可有效地改变排放水质，大量削减污染物，减少对环境的危害，并达到回用要求，带来良好的环境效益。22 1建设周期施工图设计：20天土建及设备采购：40天设备安装：20天工艺调试：60天合计总周期为：140天2附件2.1工艺流程图2.2平面布置图22'