1、制药企业污水处理厂的节能设计与应用 王振华 深圳市建筑设计研究总院有限公司 摘 要： 针对制药行业生产废水达标排放的法规, 以福利康制药厂污水处理厂为例, 采用建筑节能设计思想, 改进原处理工艺设计, 提出合建调节沉淀池, 构筑综合生化池, 减少占地面积, 采用变频控制, 减少无功损耗, 降低电能的消耗量, 同时增加了污水处理站供电网的有功功率, 出水水质达到国家排放标准, 节约投资 25 万元, 减少电能消耗量 11.76 kWh/a, 折合标煤 4.78 万 tce/a。关键词： 工业建筑; 建筑节能; 节能技术; 节能设计; 达标排放; 污水处理; 节电; 环保; 作者简介：王振华 (1
2、985) , 男, 河南人, 博士, 工程师, 研究方向:建筑节能设计 () 。收稿日期：2016-12-26Energy-Saving Design and Application of Sewage Treatment Plant for Pharmaceutical EnterpriseWANG Zhen-hua Shenzhen General Institute of Architectural Design and Research Co., LTD; Abstract： In view of the pharmaceutical industry production waste
3、water discharging standard and regulations, Fulikang Pharmaceutical Wastewater Treatment Plant as an example, the idea of building energy efficiency design is expounded for improving the original treatment process design, proposing the construction of the sedimentation tank with adjusting function,
4、building integrated biochemical pool, reducing the occupied area, using the frequency conversion control, lowering the reactive power loss and the consumption of electrical energy, at the same time, increasing the active power of supply network in sewage treatment station, the effluent water quality
5、 reaches the national emission standards, saving investment of 250 000 Yuan, reducing the power consumption of 11. 76 kWh/a ( equivalently, 47 800 tce/a) .Keyword： industrial building; building energy efficiency; energy saving technology; energy saving design; standardized discharging; sewage treatm
6、ent; power saving; environmental protection; Received： 2016-12-260 引言制药行业在生产过程中产生大量的工业废水, 处理此部分的工业废水需建设构筑物以满足处理工艺的需要, 同时, 运行过程中消耗大量的能源, 因此, 污水处理厂 (站) 的土建工程设计方案融入节能设计的思想是一项有效的节能措施。本文以福利康制药有限公司污水处理厂为例, 该污水处理厂对中药制剂生产线产生的生产废水进行处理, 根据该企业中药制剂生产废水中的污染物、浓度等参数, 在原处理工艺设计的基础上, 充分考虑处理的要求特点, 采用建筑节能的设计思想1, 修改原处理工
7、艺设计, 对主要土建构筑物节能可行性进行研究分析2, 提出符合节能环保要求和满足污水处理厂工艺土建构筑物设计方案, 达到了节能减排的目标。1 工程概况1.1 基本简况福利康制药有限公司位于浙睹化工工业园内, 占地 415 亩, 注册资金 2.3 亿元, 主要生产抗癌中药新药生白口服液 (合剂) 和一清颗粒、治带胶囊。设计年生产能力为生白口服液 2 300 万支、生白合剂 300 万瓶、470 万袋颗粒、8 亿片胶囊。1.2 原辅材料主要原辅材料淫羊藿 26 t、黄芪 26 t、补骨脂 14 t、附子 10 t、麦冬 14 t、枸杞 14 t、乙醇 65 t。1.3 废水特征生产用水与生活用水由
8、市政供水管网供给, 用水主要为生产用水及办公生活用水等。其生产线水平衡及废水排放量见表 1, 生产废水水质及污染物排放量见表 2。2 废水处理工程2.1 废水处理工艺流程通过收集管网收集后, 进入污水处理站格栅渠拦截废水中的较大粒径漂浮物和悬浮物, 防止粗质物质影响后续处理单元净化效果, 进入调节池以防止波动变幅的水量对后继处理工艺的影响。废水进入沉淀池将颗粒物质沉淀去除, 经泵提升进入曝气池调节 p H 值。进入厌氧池、好氧池生化处理, 出水自流进入二沉池泥水分离后, 污泥经泵回流到兼氧池, 剩余污泥排入污泥池, 上清液进入混凝反应池。经混凝反应后的沉淀物在终沉池中完成泥水分离, 终沉池出水
9、以满足达标排放要求, 沉淀污泥排入污泥池, 经压滤机脱水后, 以干污泥形式装袋运离出厂。工艺流程见图 1。表 1 生产线水平衡及废水排放量 下载原表 表 2 生产废水水质及污染物排放量 下载原表 图 1 原废水处理工艺流程 下载原图2.2 改进后的废水处理工艺流程3废水经管网收集后进入格栅渠拦截原水中较大粒径的漂浮物和悬浮物, 保护阀门、水泵等设施、设备免受磨损和阻塞, 自流进入调节池, 缓冲水量均匀水质。然后进入曝气调节池, 调节原水 p H 呈中性, 为后续生化单元的处理效果和保证系统运行的稳定性做准备。废水经提升进入由厌氧区、好氧区综合组成的生化池, 通过厌氧区时, 在水解细菌释放的胞外
10、水解酶的作用下, 将废水中的难降解有机物、高分子化合物、有毒物质进行水解, 再自流进入好氧区充氧, 构成 A/O 工艺, 通过硝化菌和反硝化菌的共同作用达到脱氮目的。出水自流进入二沉池, 经沉淀泥水分离后, 上清液进入混凝反应池, 经混凝反应后的沉淀物在污泥池中完成泥水分离, 出水达标排放。污泥沉淀后进入板框压滤机脱水后, 以干污泥形式装袋运离出厂。改进后处理工艺流程见图 2。图 2 改进后废水处理工艺流程 下载原图3 改进工艺的节能效益比较改进工艺取消了沉淀池4, 将调节池进行了改进, 在池体结构上增加了隔间, 形成了调节区和颗粒物沉淀区, 利用进水水头自流进入池内, 节省了工程投资和电能消
11、耗。在有机物生化处理阶段, 将原厌氧池、好氧池、二次沉淀池三个单体构筑物改进设计成一个组合体, 大幅度地减少了占地面积, 即节省了投资又减少了电能消耗量。考虑到处理流程中水量波动造成电机 (水泵) 不能在满负荷下或者在工况变化下运行时, 除达到动力驱动要求外, 多余的力矩增加了有功功率的消耗, 造成电能的浪费, 因此, 在各设备控制端增设变频器, 根据实际负载的情况, 通过改变电机速度来调整电机输出功率达到匹配, 由于变频器内部滤波电容的作用, 从而减少了无功损耗, 降低了电能的消耗量, 同时增加了污水处理站供电网的有功功率5。工艺改进后的节能效益见表 3。表 3 工艺改进后的节能效益对比 下
12、载原表 4 结论(1) 经改进后的污水处理站工艺处理的生产废水, 出水水质 p H 7.5, 化学需氧量 204 mg/L, 生化需氧量 57 mg/L, 氨氮 5.6 mg/L, 悬浮物 82 mg/L, 达到国家标准。(2) 通过污水处理工艺的改进、建筑构筑物的优化, 节能效益明显, 节省占地面积 45 m, 节约投资 25 万元, 减少电能 11.76 k Wh/a, 折合标煤 4.78 万tce/a。(3) 总平面布置符合节能设计原则和规范, 总体布置紧凑6, 在满足处理工艺要求的条件下, 单位构建物布置功能分区明确精准, 工艺流程合理, 管道布置简捷。污水处理建构筑物设计达到节能设计
13、标准规范, 采用的建筑材料符合现行的国家行业、地方规范标准。参考文献1Wang Y, Shao L.Understanding occupancy pattern and improving building energy efficiency through Wi-Fi based indoor positioning Original ResearchJ.Building and Environment, 2017, 114:106-117. 2王莹瑞.建筑节能现状、问题及协同创新研究J.科技视界, 2016, (4) :38-40. 3Joshua Hester, Jeremy Greg
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