一．前言

1 概況
        
        皂素，學(xué)名甙元，是一種具有獨(dú)特生理活性的甾體類(lèi)化合物。以其為原料，經(jīng)適當(dāng)?shù)臉?gòu)造和修飾可合成數(shù)百種甾體激素藥物。甾體激素是一種普遍存在于生物體內(nèi)的重要激素，能有效的調(diào)節(jié)生物的代謝，生長(zhǎng)，發(fā)育和生殖等生理現(xiàn)象，廣泛應(yīng)用于醫(yī)療和農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域。例如，在醫(yī)療臨床中，他能有效治療心血管疾病，炎癥，過(guò)敏性疾病和激素缺乏癥，并具有抑制腫瘤，降低血脂和膽固醇，抗動(dòng)脈硬化及避孕，安胎等作用，還能起到促進(jìn)生長(zhǎng)發(fā)育，鎮(zhèn)靜神經(jīng)中樞的功效；在農(nóng)業(yè)方面主要用于調(diào)節(jié)畜禽發(fā)情期，植物花期，改變花性，促進(jìn)植物營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)。
   
        甾體激素的廣泛用途給其天然原料——皂素及其產(chǎn)業(yè)帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)。自六十年代以來(lái)，國(guó)內(nèi)與國(guó)際需求和價(jià)格不斷上升，顯示了良好的發(fā)展勢(shì)頭，見(jiàn)表1—1。

表1—1 國(guó)內(nèi)國(guó)際產(chǎn)需量和價(jià)格狀況表
 

       
        皂素加工生產(chǎn)業(yè)在具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益同時(shí)，也給環(huán)境帶來(lái)了較大的壓力。皂素水解和洗滌過(guò)程中排出大量的無(wú)機(jī)酸和有機(jī)物。目前，大部分企業(yè)不處理或只略作處理就排入水體，嚴(yán)重的破壞了企業(yè)附近的土壤和水體生態(tài)環(huán)境。如果廢水得不到及時(shí)的合理的治理，皂素生產(chǎn)企業(yè)將被迫關(guān)閉停產(chǎn)，從而引發(fā)薯蕷種植萎縮，這將會(huì)給整個(gè)皂素產(chǎn)業(yè)鏈群造成嚴(yán)重的沖擊，因此，環(huán)境污染問(wèn)題是限制皂素生產(chǎn)發(fā)展的瓶頸，合理的解決皂素廢水治理問(wèn)題是皂素產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。

2 水質(zhì)及流量
    
        某制藥廠主要生產(chǎn)皂素，日排水量為120m³/d，主要是在皂素生產(chǎn)過(guò)程中的水解和洗滌過(guò)程中產(chǎn)生污水，且集中在3小時(shí)左右排放，周期內(nèi)水質(zhì)水量變化極大。其水質(zhì)及水量特點(diǎn)見(jiàn)表1-2及表1-3

表1-2 水質(zhì)特點(diǎn)
 

表1-3 流量

3 設(shè)計(jì)依據(jù)：

        國(guó)家廢水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)(GB8978-88)皂素廢水的排放標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1-4

表1-4 國(guó)家廢水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)
 

4 工藝的選擇
   
        我們選擇SBR工藝和化學(xué)氧化法連用的方法對(duì)其污水進(jìn)行處理。經(jīng)過(guò)反應(yīng)后出水水質(zhì)可達(dá)到國(guó)家廢水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)(GB8978-88)三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)：

        (1) PH=6～9
        (2) CODcr=500 mg/L
        (3) BOD₅=300 mg/L

工藝優(yōu)點(diǎn)：
    
        SBR相對(duì)于連續(xù)流系統(tǒng)有許多其它方面的優(yōu)點(diǎn)。首先，這種反應(yīng)器運(yùn)行靈活簡(jiǎn)潔。它可以配合不同的進(jìn)水水質(zhì)調(diào)整運(yùn)行模式。第二，SBR流態(tài)上屬于完全混合，而在有機(jī)物降解方面卻是時(shí)間上推流。因此為了達(dá)到較高去除率而只需調(diào)整反應(yīng)時(shí)間。這樣大大減少了占地，特別適合中小型水廠。第三，SBR的沉淀階段使泥水有效分離，出水懸浮物濃度低，無(wú)需另設(shè)澄清池。第四，SBR工藝很多情況還可不設(shè)初沉池，因而基建費(fèi)用低，占地少。
    
        化學(xué)氧化法是利用化學(xué)氧化劑的氧化作用將水中的污染物轉(zhuǎn)化為微毒或無(wú)毒的物質(zhì)，或?qū)⑵滢D(zhuǎn)化易于分離的形態(tài)的處理方法。他最終能實(shí)現(xiàn)污染物的無(wú)害化處理。其特點(diǎn)為反應(yīng)速度快，適用范圍廣，可使部分有機(jī)物礦化。反應(yīng)條件溫和，通常對(duì)溫度和壓力沒(méi)有要求，不需要在強(qiáng)酸強(qiáng)堿介質(zhì)中進(jìn)行。由于是一種物理化學(xué)處理過(guò)程，易于控制，化學(xué)氧化法操作簡(jiǎn)單，易于設(shè)備化。

1.5 流程簡(jiǎn)圖
 

        污水經(jīng)過(guò)格柵將大的固體廢物清除掉，進(jìn)入調(diào)節(jié)池后由投藥機(jī)向污水中加入CaO將PH調(diào)到6---9同時(shí)控制水量，經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)后的污水進(jìn)入初沉池進(jìn)行沉淀，后進(jìn)入SBR反應(yīng)池去除COD，BOD運(yùn)行6小時(shí)后排出污水進(jìn)入化學(xué)氧化池通過(guò)化學(xué)氧化的方法將污水中的有色物質(zhì)去除使色度達(dá)到要求，最后污水進(jìn)入二沉池進(jìn)行進(jìn)一步處理。SBR反應(yīng)池產(chǎn)生的污泥進(jìn)入污泥濃縮池進(jìn)行濃縮后與沉淀池中產(chǎn)生的污泥一起進(jìn)入污泥脫水機(jī)進(jìn)行脫水后排出。

二．主要生產(chǎn)設(shè)施
    
        處理系統(tǒng)分為一級(jí)處理系統(tǒng)、二級(jí)處理系統(tǒng)及污泥處理系統(tǒng)，其工藝設(shè)計(jì)分述如下：

1 一級(jí)處理：

1.1 格柵間及進(jìn)水泵房 
    
        格柵間與進(jìn)水泵房合建，格柵間為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，內(nèi)設(shè)1臺(tái)機(jī)械粗格柵，所選格柵為 ：XGS500型，傾斜角為75o。并配有柵渣收集、壓榨及輸送等設(shè)備相應(yīng)的設(shè)計(jì)參數(shù)如下：
           
                  柵前流速              0.5 m/s；
                  過(guò)柵流速              0.7 m/s；
                  柵渣                  1.0 m3/d
    
        進(jìn)水泵房平面尺寸為12m×15m(包括格柵間)內(nèi)設(shè)4臺(tái)自藕式無(wú)堵塞潛污泵，三開(kāi)一備，泵房?jī)?nèi)配有電動(dòng)葫蘆一臺(tái)以備檢修。

1.2 調(diào)節(jié)池

        調(diào)節(jié)池采用耐酸處理：

        1.停留時(shí)間：18h

        2.有效容積：100m³

        3.有效水深：5m(超高0.5m)

        4.內(nèi)設(shè)JGB-700攪拌機(jī)及JY-0.3/0.72 A-1投藥機(jī) 

1.3 豎式沉淀池

        1．?dāng)?shù)量：1座

        2．停留時(shí)間：T=1h

        3．沉淀池直徑D=3m

        4．沉淀池有效水深：h1=2.9m

        5．內(nèi)設(shè)提砂機(jī)

2 二級(jí)處理

2.1 SBR反應(yīng)池: 

        反應(yīng)池為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)：

        1．MLSS ：3000mg/L
        2．停留時(shí)間：6h

        3．污泥負(fù)荷：0.5 BOD5/kg•d

        4．有效體積：100m3

        5．池高：4.5m(超高0.5m)

        6．平面尺寸：5m×5m

        7．排水口距池底高度：3.7m

        8．內(nèi)設(shè)鼓風(fēng)機(jī)及潷水器

3 化學(xué)氧化處理

3.1 化學(xué)氧化池

        化學(xué)氧化池采用耐酸處理：

        1．進(jìn)水時(shí)間：0.5h

       2．停留時(shí)間：0.5h

        3．池體體積：10m³

        4．池高：3m

        5．內(nèi)設(shè)攪拌機(jī)及投藥器

4 后處理

4.1 二沉池：豎流式

        1．?dāng)?shù)量：1座

        2．停留時(shí)間：T=1h

        3．沉淀池直徑：D=3.61m

        4．沉淀池有效水深：h1=3.1m

        5．內(nèi)設(shè)提砂機(jī)

5 污泥的處理

5.1 污泥濃縮池

        本設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)2座污泥濃縮池：

        1．濃縮污泥量：2.25m³/d含水率約為99%

        2．濃縮池容積：5m³

        3．池高：2.5m

        4．池體直徑：1.07m

        5．污泥濃縮后體積：0.375m³/d
    
        通過(guò)本設(shè)計(jì)達(dá)到了預(yù)定的處理效果，首先廢水經(jīng)過(guò)SBR反應(yīng)池，池中的微生物將污水中的可生物降解的有機(jī)物進(jìn)行了充分的分解，而不可以生物分解的色素等物質(zhì)經(jīng)過(guò)化學(xué)氧化池中的A，B試劑的氧化作用又被分解了，所以COD去除率達(dá)到70%，出水COD為290～350達(dá)到了國(guó)家廢水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)(GB8978-88)三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)色度去除率可達(dá)到95%，出水色度為100左右，達(dá)到國(guó)家廢水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)(GB8978-88)二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。
    
        本設(shè)計(jì)產(chǎn)生的可能產(chǎn)生二次污染的物質(zhì)干燥后的污泥可以，運(yùn)送到大型污水處理廠進(jìn)行統(tǒng)一處理。
    
        同時(shí)本設(shè)計(jì)的流程短，占地面積小，操作達(dá)到自動(dòng)化，最大限度地節(jié)省了人力，物力，才力。符合皂素生產(chǎn)廠家資金有限，技術(shù)投入較小的要求。適合各皂素生產(chǎn)廠家進(jìn)行污水處理。
　

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