化學(xué)原料藥生產(chǎn)廢水處理技術(shù)

成都某藥業(yè)公司新建生產(chǎn)基地，配套建設(shè)廢水處理設(shè)施。該企業(yè)主要生產(chǎn)鹽酸舍曲林、鹽酸西替利嗪、氯雷他定及其他化學(xué)原料藥，產(chǎn)品包括片劑、膠囊劑、顆粒劑、小容量注射劑、口服溶液劑等，廢水來(lái)源包括生產(chǎn)廢水和員工生活廢水。該類廢水成分復(fù)雜、可生化性差、具有生物毒性，對(duì)常規(guī)生物處理單元易形成抑制作用，采用傳統(tǒng)物化處理技術(shù)和生物處理技術(shù)很難去除。本工程擬對(duì)產(chǎn)生的高低濃度廢水清污分流，對(duì)高濃度廢水進(jìn)行高級(jí)氧化預(yù)處理，再與其他較低濃度廢水混合后進(jìn)一步生化+深度處理，使出水達(dá)標(biāo)排放。

1、設(shè)計(jì)水質(zhì)、水量

該化學(xué)原料藥生產(chǎn)反應(yīng)釜一次、二次清洗廢水屬于高濃度廢水，含有甲醇、乙酸乙酯、乙酸叔丁酯等成分，可生化性較差，對(duì)微生物具有一定毒性。低濃度廢水來(lái)源主要是其他清洗水等，濃度較低，可生化性較好。本工程擬對(duì)產(chǎn)生的高、低濃度廢水清污分流，分質(zhì)處理，先對(duì)高濃度廢水進(jìn)行預(yù)處理，再與其他低濃度廢水混合后進(jìn)一步生化處理，使出水達(dá)到GB8978-1996《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)后，排入園區(qū)市政污水管網(wǎng)。設(shè)計(jì)水量為250m3/d，設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)如表1所示。

2、工藝選擇及設(shè)計(jì)

2.1 工藝選擇

該化學(xué)合成制藥類廢水具有成分復(fù)雜、濃度高、可生化性差等特點(diǎn)，屬于難降解的高濃度有機(jī)廢水，是我國(guó)工業(yè)廢水治理的難點(diǎn)。目前，國(guó)內(nèi)處理該類廢水主要采用高、低濃度廢水分流處理，預(yù)處理-兩級(jí)生化為主，根據(jù)水質(zhì)的不同，針對(duì)性地采用預(yù)處理工藝，并強(qiáng)化生物反應(yīng)條件，能夠取得良好的處理效果。微電解作為生化前端的預(yù)處理工藝，目前已廣泛應(yīng)用于工業(yè)廢水的處理。研究表明，通過(guò)微電解可以明顯提高廢水的可生化性，有利于后續(xù)生化處理。本項(xiàng)目中，高濃度廢水先經(jīng)過(guò)氣浮-微電解-混凝沉淀處理后，與低濃度廢水混合，再經(jīng)生化處理。混合后的廢水由于可生化性較好，采用高效厭氧-AO工藝可實(shí)現(xiàn)處理后穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。

2.2 工藝流程

高濃度廢水經(jīng)格柵攔截雜質(zhì)、調(diào)節(jié)池均質(zhì)后，用泵提升進(jìn)入氣浮-微電解-混凝沉淀預(yù)處理系統(tǒng)，破壞難降解有機(jī)污染物的分子結(jié)構(gòu)，從而提高廢水可生化性和達(dá)到“解毒”的目的。然后進(jìn)入綜合調(diào)節(jié)池，在綜合調(diào)節(jié)池內(nèi)與低濃度生產(chǎn)廢水混合均勻后，提升進(jìn)入預(yù)酸化池，通過(guò)兼性菌的水解、酸化作用進(jìn)一步提高廢水可生化性。酸化池出水進(jìn)入ABR厭氧池，在厭氧微生物作用下，分解廢水中的有機(jī)物，出水自流進(jìn)入AO生化池，通過(guò)好氧微生物和兼氧微生物降解有機(jī)物，并通過(guò)硝化液回流進(jìn)行反硝化脫氮，去除氨氮，出水經(jīng)二沉池泥水分離后可達(dá)標(biāo)排放。其中，當(dāng)二沉池出水跑泥時(shí)，強(qiáng)化沉淀池作為保障措施。系統(tǒng)產(chǎn)生的污泥排入污泥儲(chǔ)池內(nèi)，經(jīng)疊螺式污泥脫水機(jī)脫水后外運(yùn)處置。廢水處理工藝流程見圖1。

2.3 主要構(gòu)筑物設(shè)計(jì)參數(shù)

(1)高濃度調(diào)節(jié)池。

格柵與調(diào)節(jié)池合建，全地下鋼砼+玻璃鋼防腐，1座，尺寸為7.20mx4.70mx5.00m，有效容積為100m。配套提升泵2臺(tái)；電磁流量計(jì)1套；人工格柵1臺(tái)，柵距為5mm，不銹鋼材質(zhì)。為減輕后續(xù)工藝的沖擊負(fù)荷，避免調(diào)節(jié)池淤積，調(diào)節(jié)池底部布置穿孔曝氣管，曝氣強(qiáng)度為1.5m3/(m2.h)。

(2)高濃度預(yù)處理系統(tǒng)。

設(shè)計(jì)水量為2m/h，預(yù)處理系統(tǒng)包括氣浮機(jī)、微電解罐、混凝沉淀設(shè)備及配套加藥系統(tǒng)。配套組合氣浮機(jī)1臺(tái)，型號(hào)GF-3，處理量為2~3m/h，溶氣水量為0.5~1.0m3/h，總功率為1.67kW；微電解反應(yīng)罐1套，尺寸為中2.20mx3.00m，HRT為4h，微電解專用填料7t，規(guī)格為中14~18mm；混凝沉淀反應(yīng)器1套，尺寸為3.00mx2.20mx3.00m，包括pH值調(diào)節(jié)、絮凝反應(yīng)及沉淀區(qū)，表面負(fù)荷為0.8m3/(m2?h)；加藥裝置4套，型號(hào)JY-300，分別投加酸、堿、PAC、PAM。

(3)綜合調(diào)節(jié)池。

全地下鋼砼+玻璃鋼防腐，1座，尺寸為19.90mx8.50mx6.00m，有效容積為400m。配套提升泵2臺(tái)；電磁流量計(jì)1套；自動(dòng)格柵1臺(tái)，型號(hào)HG-900，渠寬為1000mm，柵齒間隙為10mm，格柵安裝傾角為75°，電機(jī)功率為1.1kW。為減輕后續(xù)工藝的沖擊負(fù)荷，避免調(diào)節(jié)池淤積，調(diào)節(jié)池底部布置穿孔曝氣管，曝氣強(qiáng)度為1.5m3/(m2?h)。

(4)預(yù)酸化池。

設(shè)計(jì)流量為12.5m/h，停留時(shí)間為9h，尺寸為7.40mx3.40mx5.00m，有效容積為112.5m3，半地埋鋼砼結(jié)構(gòu)。配套生物組合填料75m3，規(guī)格為中150mmx3000mm；底部布水系統(tǒng)1套；排泥系統(tǒng)1套。

(5)ABR厭氧池。

設(shè)計(jì)流量為12.5m3/h，停留時(shí)間為27h，尺寸為10.20mx7.40mx5.00m，有效容積為340m3，COD容積負(fù)荷為2.4kg[COD]/(m3?d)，污泥濃度為7.0~7.5g/L。配套生物組合填料156m3，規(guī)格為中150mmx3000mm；在線pH檢測(cè)儀1套；堿度加藥系統(tǒng)1套。

(6)AO池。

缺氧池1座，尺寸為3.80mx7.40mx5.00m；好氧池2座，尺寸為3.80mx7.40mx5.00m，污泥濃度為3.5~4.0g/L；容積負(fù)荷為0.9kg[COD]/(m?d)，設(shè)計(jì)流量為12.5m3/h，停留時(shí)間分別為8h和20h，總有效容積為350m3。配套微孔曝氣盤182套，215型；組合填料250m3，規(guī)格為中150mmx2500mm；變頻羅茨鼓風(fēng)機(jī)2臺(tái)，1用1備；混合液回流泵2臺(tái)，1用1備；DO在線監(jiān)測(cè)儀2套。

(7)二沉池。

豎流式，表面負(fù)荷為0.8m3/(m2?h)，尺寸為7.40mx3.00mx5.00m，沉淀時(shí)間為2h。配套污泥泵2臺(tái)。

(8)強(qiáng)化沉淀池。

豎流式，表面負(fù)荷為1.0m3/(m2?h)，尺寸為3.50mx3.50mx5.00m，沉淀時(shí)間為1.5h；配套絮凝劑加藥系統(tǒng)1套，型號(hào)JY-300；污泥泵1臺(tái)，與二沉池污泥泵互為備用。

3、運(yùn)行效果及成本分析

3.1 運(yùn)行效果

該工程自調(diào)試運(yùn)行3個(gè)月以來(lái)，處理效果穩(wěn)定，出水水質(zhì)均能達(dá)到GB8978-1996三級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)，運(yùn)行出水監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)見表2。其中，對(duì)COD、BOD5、NH3-N去除率分別為91.5%、93.4%、52%。

3.2 成本分析

該工程總投資465.31萬(wàn)元，其中土建投資165.31萬(wàn)元，設(shè)備投資243.15萬(wàn)元，電氣及其他間接投資56.85萬(wàn)元。高濃度預(yù)處理段處理成本約2.34元/m3，包括動(dòng)力費(fèi)約1.38元/m，藥劑費(fèi)約0.76元/m，微電解填料耗損折算約0.20元/m。綜合廢水處理段處理成本約0.91元/m3，包括動(dòng)力費(fèi)約0.74元/m，藥劑費(fèi)約0.17元/m。人工費(fèi)約1.20元/m3。綜上，該工程運(yùn)行費(fèi)用約4.45元/m3。

4、結(jié)語(yǔ)

采用氣浮-鐵碳微電解-混凝沉淀預(yù)處理高濃度化學(xué)原料藥制藥廢水，m(BODs)/m(COD)值從0.13上升至0.31，提高了該類廢水的可生化性。高濃度廢水經(jīng)預(yù)處理后混合低濃度廢水進(jìn)行綜合處理，采用的預(yù)處理-ABR-AO工藝運(yùn)行穩(wěn)定，處理效果好。系統(tǒng)對(duì)COD、BOD5、NH3-N的去除率分別為91.5%、93.4%、52%，其余各項(xiàng)指標(biāo)均能滿足GB8978-1996三級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)，整個(gè)工藝操作管理簡(jiǎn)單方便。（來(lái)源：四川格瑞斯環(huán)境科技有限公司，成都信息工程大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院）