1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

微电解#8212;fenton试剂氧化#8212;a/o工艺处理制药废水

摘要: 采用微电解#8212;fenton试剂氧化#8212;a/o组合工艺处理高浓度制药废水。实验结果表明：经微电解#8212;fenton试剂氧化工艺预处理后，cod去除率可达50%~60%，bod5/cod提高到0.3以上；预处理后的废水与清洗废水和生活污水混合，采用生化法进一步处理，出水cod小于100 mg/l，bod5小于20 mg/l，ρ（nh3-n）小于50 mg/ l，ss小于70 mg/l，满足gb 8978#8212;1996《污水综合排放标准》中的三级排放标准。

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

1、课题背景

1.1设计项目的概况

某制药废水处理工程设计

湖北中牧安达药业有限公司组建于2000年8月1日，位于湖北省武穴市永宁大道东119号，是由中牧实业股份有限公司和湖北明星企业#8212;湖北安达药业有限公司共同出资组建，注册资金6125万元。

该公司是一家集研发、生产和销售化学合成类兽药原料药企业，同时也是我国动物保健品协会会员企业。公司年产各类兽药5000余吨，产品质量符合国家标准，于2001年获得产品销售自营进出口权，是我国最大的兽药生产和出口基地之一，年销售收入超亿元，利税过千万元。公司现有产品不仅畅销国内，还远销美国、日本、欧共体、南美、东南亚等三十多个国家和地区。

该公司主要产品有氟苯尼考、替米考星、喹乙醇、二甲硝咪唑、痢菌净、尼卡巴嗪、硫酸头孢喹肟等系列产品。其中：氟苯尼考为国家二类新兽药，公司首家获得农业部生产批文，是最新一代高效、广谱抗菌、无毒无残留的高新技术、高附加值的产品，被中国动物保健品协会评定为推荐产品；替米考星为公司2001年引进的新产品，2005年2月获国家三类新兽药证书。痢菌净产品被评为2010年度湖北省名牌产品称号。

公司在产品生产过程中有污水的排放，现厂区进行搬迁，需根据污水水质情况建设污水处理系统，本项目以此为背景。

1.2 设计参数

根据业主方提供的相关资料的要求，该公司生产废水主要分为四类，经我方人员在实验室通过对水样实际检测分析，进水水质如表1.1：

表 1.1 进水水质、水量情况表

废水名称

COD（mg/l）

NH3-N（mg/l）

含盐量(%)

pH

TP（mg/l）

水量（t/d)

氟苯尼考（W1)	73140	490	0.45	9	0.57	58
喹乙醇（W2)	192640	2560	3.03	8	24.7	10
BFO（W3)	3900	9	15.45	14	3.42	55
三甲硝（W4)	61850	32800	15.91	7	0.19	20

1.3 设计原则

1.3.1 污水处理设计原则

（1）严格执行国家有关环境保护的各项规定，确保出水指标达到国家及地方有关污染物排放标准；

（2）采取目前国内外成熟、实用的处理工艺，稳定可靠地达到治理目标要求；

（3）选用适合我国国情、品质优良的设备和仪表，并对处理区合理布局，使系统的运行稳定可靠，操作管理方便；

（4）废水采用分类收集、分质处理；

（5）技术路线简单明了，操作管理方便；

（6）整个处理工艺合理、经济可行；

（7）采用PLC自控，减小操作人员的工作强度。

（8）因地制宜，在现有的场地上建设一座外形美观，与周围建筑物相协调的污水处理站。

1.3.2 污泥处理设计原则

废水预处理产生的剩余污泥产量为危险固废，必须得到妥善安全处理，生化系统产生的污泥进行脱水后处置，污泥脱水采用板框压滤机，污泥经过重力浓缩后，进入板框压滤机压滤脱水，其具有占地面积小、处理性能良好、运行较稳定、自动化程度高等优点，脱水后污泥含水率在60％以下。经过脱水之后的污泥根据当地环保部门要求合理处置。

2 、处理工艺选择

2.1 废水特点分析

中牧黄冈厂拟建项目所产生的废水主要成分是邻硝基苯胺、乙醇胺、乙二胺等物质，有机物种类复杂，难降解物质较多，部分废水COD浓度高达十几万mg/L以上，经过整理，该项目废水中主要特征因子的理化特性如表2.1：

序号	特征污染物	分子量（g/moL）	沸点 (℃)	熔点(℃)	密度（g/ml)	溶解性(mg/L)	COD值（g/g）	BOD5/COD （生化性）
1	邻硝基苯胺	138.14	284	71	0.9015	1470	-	差
2	液氯	70.906	-34.6	-103	1.4256	微溶	-	-
3	双乙烯酮	84.04	127.4	-6.5	1.0897	易容	-	较好
4	乙醇胺	61.08	170.8	10.3	1.018	互溶	1.21~1.73	0.538~0.645
5	二乙胺	73.14	55.5	-50	0.7074	互溶	2.95	0.441
6	乙酰丙酮	100.12	139	-23	3.5	166000	-	较好
7	二氯乙腈	109.94	112.5	-	1.369	易水解	-	-
8	7-ACA	272.27	-	-	-	-	-	抗生素中间体
9	AE-活性酯	350	-	128	-	-	-	生产头孢原料
10	甲醇	32.04	64.7	-97.8	0.81	互溶	1.5	0.33
11	异丙醇	60.1	82.5	-88.5	0.785	互溶	-	-
12	丙酮	58.08	56.48	-94.6	0.79	互溶	1.11~2.07	0.541
13	乙醇	46.07	78.3	-114.1	0.79	互溶	2.08	0.875
14	四氢呋喃	72.11	66	-108.4	0.8892	互溶	-	差
15	氢氧化钠	40	1388	323	2.13	易容	-	-
16	硫酸二甲酯	126.13	188	-31.8	1.33	28000	-	降解产生硫酸
17	液氨	17	-33.5	-77.7	0.617	互溶	-	-

该公司一期工程厂区日常生产每天可产生废水约200m3，其具有以下特点：

（1）废水为多种产品生产过程中产生的废水，种类繁多，成分复杂，部分废水COD、含盐量极高；

（2）废水间歇排放，水质水量波动较大，存在冲击负荷；

（3）喹乙醇废水水量不大，但是废水中污染物成分复杂，种类繁多，难降解有机物含量较高，废水毒性较大；

（4）三甲硝废水氨氮含量高达20000mg/L，含盐量高达15%，COD高达60000mg/L，属于处理难度较大的”三高一难”废水，且废水中含有少量油类物质；

（5）BFO废水含盐量高达15%，属高盐废水，其中盐分主要为氯化钠、少量氢氧化钠。

2.3处理结果

最终污水处理站建造规模为800m3/d，设计出水水质如表1.2：

表 1.2 设计出水水质、水量情况表

项目	COD（mg/l）	NH3-N（mg/l）	SS (mg/l)	pH	TP （mg/l）	色度
出水限 值	350	25	≤250	6-9	3	＜32倍

本设计范围：水厂进水井至水厂出水井。要求完成：水质水量确定与计算、处理标准与设计规模、工艺流程的比选，各处理构筑物的设计、计算，主要处理构筑物的构造及设备的规格型号的确定，厂区的平面布置。包括： 1、水处理工艺设计； 2、水处理构筑物设计； 3、排泥水处理构筑物设计； 4、水厂总平面设计 5、工程的概、预算。

2.4、方案设计

2.4.1主要设计依据

1）《国家污水综合排放标准》(GB8978-1996)

2）《中华人民共和国环境保护法》

3）《水污染防治法》

4）《给排水工程结构设计规范》(GBJ69-84)

5）《毕业设计任务书》

6）《毕业设计大纲》

2.4.2 生化工艺的比选和确定

本设计工程中，污水处理厂主要收集湖北中牧安达药业有限公司生产废水和少量生活污水，各排污企业出水水质执行《污水排入城市下水道水质标准》（CJ3082-1999），出水水质执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A标准，对脱氮除磷有要求，故选取二级强化处理，可供选取的工艺有A/O工艺，氧化沟工艺，SBR工艺，CASS工艺，A²/O工艺等。

A/O工艺在我国污水处理厂中应用较为广泛，其BOD5的去除率较高可达90～95%以上，但脱氮除磷效果稍差，较适用于含磷较少的污水处理工程。A/O工艺流程简单，构筑物少，可节省基建费用，且运行费用低，占地面积小。但同时A/O工艺处理效果受温度、进水水质影响较大，脱氮除磷效率难以进一步提高，其后二沉池若控制不当易发生污泥上浮，影响出水水质。

氧化沟在国内外中小型城市应用广泛，改良型Carrousel 2000 氧化沟污水处理效果显著，BOD去除率达95%～99%，COD去除率达95%，脱氮、除磷效率能够达到90%以上。同时氧化沟工艺流程简单，构筑物少，可不设初沉池，运行管理方便。但占地面积较大，由于采用机械曝气，动力效率低，能耗也较大。

SBR工艺沉降性能好，有机物去除率90%以上，氨氮去除率75%-80%，除磷率可达90%以上，不需要污泥回流，工艺简单。但不能达到连续进水、连续出水的要求，对于多个SBR反应器，其进水和出水阀门自动切换频繁，设备的闲置率较高，且操作、管理、维护复杂，对人工素质要求较高。

A/A/O工艺在我国大中型城市应用广泛，总的水力停留时间少于其他同类工艺，在厌氧、缺氧、好氧交替运行条件下不易发生污泥膨胀。但脱氮除磷效果有限，总氮去除率在80%-85%左右，总磷去除率在85%左右，并且很难同时取得好的脱氮除磷的效果。此外构筑物较多，基建费用大，适用处理水量大的污水厂。

本工程进水含磷较少，BOD、SS浓度较高，考虑到厂区位于高新技术工业园区，用地较为紧张，基建费用投资有限，拟采用A/O组合工艺或SBR工艺。

查阅相关规范及两种工艺应用实例发现，若采用A/O工艺，运行费用包括药剂费，电费，人工费等，折合运行成本1.2元/吨水^[1]，而若采取SBR工艺，折合运行成本1.8元/吨水^[2]，两种工艺相比较而言A/O工艺成本低效益高，故本设计将采用A/O工艺。

参考文献

[1]刘永磊,牛明华.A/O 工艺处理某矿区生活污水运行实例[J]环境科学，2010,15:146-147

[2]詹旭,邹路易,李大成.采用SBR工艺处理尼龙废水的工程实例[J]2010,3(30):74-76

2.3 工艺流程图

2.4.3 工艺介绍

（1）pH调节池

pH调节池调节进水pH值。该池同时起到调节单股废水水量、均质的作用。

（2）微电解反应釜 Fenton反应釜

pH调节池出水自流流入微电解点解反应釜，微电解点解反应釜中Fe-C组成的无数微电解池作为还原体系将废水中的有机物，还原、破坏掉：由于微电解过程产生于H₂O₂组成Fenton试剂，催化H₂O₂生成强氧化性的羟基自由基，进而氧化破坏芳环并可以使芳环上的硝基、氨基脱落：出水经pH调节后进入混凝沉淀吃。

（3）混凝沉淀池

通过向水中投加一些药剂（通常称为混凝剂及助凝剂），使水中难以沉淀的颗粒能互相聚合而形成胶体，然后与水体中的杂质结合形成更大的絮凝体。絮凝体具有强大吸附力，不仅能吸附悬浮物，还能吸附部分细菌和溶解性物质。絮凝体通过吸附，体积增大而下沉。

（4）氨氮分离膜

经处理的废水去除大颗粒杂质及有机物而后再进入氨氮分离膜组件，进行氨氮脱除处理，稀硫酸吸附液进行循环回流。

原液进入氨氮分离膜之前先进行投加NaOH提升废液中的PH为12以上，这样氨氮分离膜组件工作在一定的压力下可达到预期的设计流量与脱除效果，也为氨氮分离膜的正常长时间运行提供了保证。

（5）溶气气浮

溶气气浮（DAF）是气浮的一种，它利用水在不同压力下溶解度不同的特性，对全部或部分待处理(或处理后)的水进行加压并加气，增加水的空气溶解量，通入加过混凝剂的水中，在常压情况下释放，空气析出形成小气泡，粘附在杂质絮粒上，造成絮粒整体密度小于水而上升，从而使固液分离。

（6）三效蒸发器

（一）物料流程

要浓缩的物料经过进料泵经过流量计再经过板式换热器列管式换热器到一效分离器，在一效循环泵的作用下进入一效加热器加热，产生的二次蒸汽和浓缩物料离开管束，大部分的物料收集在分离器下部的缓冲区并泵抽出去到二效，部分的物料通过循环泵循环蒸发。在分离器中蒸汽和液体被分离---二次蒸汽在分离器顶部离开到二效加热器加热。物料从一效到二效三效后同样的原来蒸发，通过三个蒸发单元连续蒸发；浓度达到要求后出料去浓缩罐。

（二）生蒸汽，二次蒸汽，冷凝水流程

设备加热的主要能源是低压生蒸汽，蒸汽通过蒸汽控制阀进入蒸发器壳程列

管跟物料换然后被冷凝后加热器壳程底部流入二效壳程。一效蒸发出来的二次蒸

汽从一效分离器顶部出来给二效壳程加热被冷凝从二效加热器底部跟一效冷凝

水混合到三效加热器底部。同样二效蒸发出来的二效蒸汽给三效加热冷凝后混合在一、二效的冷凝水到三效壳程后，最终到冷凝器冷凝后整个系统的冷凝水被泵排走。不能冷凝的部分气体用真空泵吸出保持设备真空。

（7）水解酸化池

水解#8212;#8212;是大分子有机物降解的必经过程，大分子有机物想要被微生物所利用，必须先水解为小分子有机物，这样才能进入细菌细胞内进一步降解。酸化#8212;#8212;是有机物降解的提速过程，因为它将水解后的小分子有机物进一步转化为简单的化合物并分泌到细胞外。

水解酸化池的两个最基本作用是：一是提高废水可生化性，将大分子有机物转化为小分子；二是去除废水中的COD，部分有机物降解合成自身细胞。

（8）一/二级EGSB

EGSB反应器运行过程中,待处理废水与被回流的出混合经反应器底部的布水系统,均匀进入反应器的反应区。反应区内的泥水混合液及厌氧消化产生的沼气向上流动,部分沉降能较好的污泥经过膨胀区后自然回落到污泥床上,沼气及其余的泥水混合液继续向上流动,经三相分离器后,沼气进入集气室,部分污泥经沉淀后返回反应区,液相夹带部分沉降性极差的污泥排出反应器。

（9）A/O

A/O工艺将前段缺氧段和后段好氧段串联在一起，A段DO不大于0.2mg/L，O段DO=2～4mg/L。在缺氧段异养菌将污水中的淀粉、纤维、碳水化合物等悬浮污染物和可溶性有机物水解为有机酸，使大分子有机物分解为小分子有机物，不溶性的有机物转化成可溶性有机物，当这些经缺氧水解的产物进入好氧池进行好氧处理时，提高污水的可生化性，提高氧的效率；在缺氧段异养菌将蛋白质、脂肪等污染物进行氨化（有机链上的N或氨基酸中的氨基）游离出氨（、），在充足供氧条件下，自养菌的硝化作用将-N（）氧化为，通过回流控制返回至A池，在缺氧条件下，异氧菌的反硝化作用将还原为分子态氮（N2）完成C、N、O在生态中的循环，实现污水无害化处理。

（10）砂滤罐

砂虑罐为深度处理。污水进一步去污的污泥和悬浮物，为精处理碳滤打好基

础。该设备操作方便，正反洗操作可控，压力高过滤能力强，净化程度高。

（11）污泥浓缩池

污泥浓缩池主要用于浓缩初次污泥及初次污泥和剩余活性污泥的混合污泥。其特点：结构简单；造价低。

（12）污泥调节池

（一）改变污泥性质，使其更容易进行后续处理。

（二）分解污泥中的有机物质，除减少污泥量外，也为了卫生上的要求，消除污泥中的细菌、病原体等。

（13）板框压滤机

板框压滤机是一种较新型的高效、快速的过滤器，电动机型采用了液压执行、PLC控制模式，提高了设备控制的可靠性、稳定性和安全性。板框压滤机的过滤面积比一般的滤器面积大几倍，广泛使用在悬浮液的过滤、分离领域。板框压滤机的结构简单、设备紧凑、过滤面积大而占地面积小、操作压力高、滤饼含水量少、对各种物料的适用能力强，适用于间歇操作的场合。

毕业设计进程安排

起讫日期	设计（论文）各阶段工作内容	备注
2.20-3.3	查找收集文献资料	2周
3.4-3.23	撰写文献综述和英文翻译	2周
3.24-3.31	分析资料、设计方案论证	1周
4.1-4.22	处理构筑物设计计算	3周
4.23-5.15	设计图纸的绘制	3周
5.15-6.5	校核和文件整理	3周
6.5-6.12	毕业设计答辩准备	1周