肌苷及脯氨酸原料藥類廢水提標(biāo)處理工程實(shí)例

趙蘭榮

（廣東肇慶星湖生物科技股份有限公司，廣東　肇慶　526040）

肌苷及脯氨酸原料藥類廢水提標(biāo)處理工程實(shí)例

趙蘭榮

（廣東肇慶星湖生物科技股份有限公司，廣東肇慶526040）

針對肌苷及脯氨酸原料藥類廢水CODCr、BOD5、氨氮等污染物濃度高的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了預(yù)酸化-高負(fù)荷曝氣池-高效氣升環(huán)流池-二沉池的高效生化處理組合工藝，并介紹了該工藝流程及其主要構(gòu)筑物設(shè)計(jì)參數(shù)。運(yùn)行結(jié)果表明：處理后二沉池出水CODCr的質(zhì)量濃度為70 mg/L，BOD5的質(zhì)量濃度為3 mg/L，氨氮的質(zhì)量濃度為1.59 mg/L，滿足GB 21903—2008《發(fā)酵類制藥工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。

肌苷；脯氨酸；氣升環(huán)流池；廢水處理

1　工程概況

某生化制藥廠主要產(chǎn)品為肌苷、脯氨酸，年產(chǎn)量分別為3 000、1 000 t，每天產(chǎn)生廢水約2 400 t，其中CODCr、BOD5、氨氮等污染物濃度較高，可降解性較好，主要采用調(diào)節(jié)池-曝氣池-二沉池組合工藝進(jìn)行處理，處理后出水執(zhí)行廣東省地方標(biāo)準(zhǔn)DB 44/26—2001《水污染物排放限值》第二類污染物允許排放濃度的三級排放標(biāo)準(zhǔn)。但隨著新的環(huán)保法規(guī)的實(shí)施及環(huán)保相關(guān)部門要求，處理后廢水需執(zhí)行GB 21903—2008《發(fā)酵類制藥工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》排放限值。因此，必須對現(xiàn)有廢水處理設(shè)施進(jìn)行升級改造，才可滿足新的排放標(biāo)準(zhǔn)要求。原廠區(qū)內(nèi)洗罐水、洗板框水、洗膜水等廢水直接排入排污口，隨著排放標(biāo)準(zhǔn)的提高，這些廢水將納入污水處理設(shè)施處理后才可排放。所以廢水升級改造不僅要提高廢水處理效率，進(jìn)一步降低處理后廢水中主要污染物濃度值，而且還要提高廢水處理系統(tǒng)的廢水處理量。為此，廢水升級改造后廢水處理設(shè)施處理能力從原來的2 400 m3/d升至4 200 m3/d。本文重點(diǎn)介紹肌苷、脯氨酸廢水處理工藝、設(shè)計(jì)運(yùn)行參數(shù)及其系統(tǒng)改造后廢水處理效果。

2　設(shè)計(jì)水質(zhì)、水量

肌苷、脯氨酸的生產(chǎn)是采用淀粉、酵母粉等為原料進(jìn)行發(fā)酵，廢水中含有發(fā)酵殘余物，廢水帶有較重的顏色和氣味，污染物濃度高。本工程廢水包括肌苷原料藥廢水和脯氨酸原料藥廢水，設(shè)計(jì)總水量取4 200 m3/d，設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)、水量及出水標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。

表1 設(shè)計(jì)水量及水質(zhì)Tab.1　Design water quantity and qua1ity

3　處理工藝流程

3.1工藝流程選擇說明

目前肌苷、脯氨酸類產(chǎn)品的生產(chǎn)廢水中CODCr、BOD5、NH3-N等污染物具有濃度高、降解性好［1］的特點(diǎn)，一般選擇調(diào)節(jié)池-生物厭氧設(shè)施（如UASB、EGSB等）-活性污泥法-二沉池的處理工藝［2-3］。但是由于本項(xiàng)目廠區(qū)面積有限，又處于城區(qū)，厭氧處理的臭氣對周圍影響較大，故不考慮采用厭氧設(shè)施，只對原有設(shè)施進(jìn)行優(yōu)化及技術(shù)升級。

依托華南理工大學(xué)專利技術(shù)在原有污水處理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，建立了成熟完善的“水解酸化-高負(fù)荷曝氣池-氣升環(huán)流生物處理”高效生化處理組合工藝。針對發(fā)酵制藥廢水同時(shí)含有復(fù)雜有機(jī)底物及氨氮等污染物的水質(zhì)特征，采用水解酸化工藝將發(fā)酵制藥廢水中的難降解復(fù)雜有機(jī)底物及有機(jī)氮轉(zhuǎn)化為低分子有機(jī)酸及氨氮；采用具有優(yōu)良傳質(zhì)特性及混合性能的高效氣升環(huán)流廢水生物處理反應(yīng)器，使廢水中有機(jī)物得到進(jìn)一步降解，同時(shí)實(shí)現(xiàn)氨氮向硝酸鹽的轉(zhuǎn)化。控制合適的回流比［4］，將氣升環(huán)流工藝出水部分回流到高負(fù)荷曝氣池。水解酸化-高負(fù)荷曝氣池-氣升環(huán)流生物處理集成工藝能同步實(shí)現(xiàn)有機(jī)物與氨氮的去除，并實(shí)現(xiàn)該類廢水的達(dá)標(biāo)排放。

綜上所述，本工程確定了集水井-調(diào)節(jié)池-水解酸化池-高負(fù)荷曝氣池-高效氣升環(huán)流池-二沉池組合處理工藝，其工藝流程如圖1所示。

圖1　廢水處理工藝流程Fig.1　Wastewater treatment process

3.2工藝流程說明

肌苷、脯氨酸原料藥廢水泵入集水井、調(diào)節(jié)池，進(jìn)行廢水收集及調(diào)節(jié)pH值，經(jīng)預(yù)處理后的廢水再由二級提升泵經(jīng)水解酸化池底部的布水管送入水解酸化池，將原有廢水中的非溶解性有機(jī)物轉(zhuǎn)變?yōu)槿芙庑杂袡C(jī)物，通過微生物的水解酸化作用去除約40%的CODCr，并提高廢水的好氧可生化性，為后續(xù)的高效好氧生化處理奠定基礎(chǔ)。預(yù)酸化后廢水經(jīng)三級提升泵送至高負(fù)荷曝氣池，高負(fù)荷曝氣池能夠提高廢水中含氧量，增加污泥生物活性，有效降低廢水中CODCr、BOD5、氨氮等污染物濃度。

高負(fù)荷曝氣池出水經(jīng)集水堰槽收集后，通過管道自流至高效氣升環(huán)流好氧池底部布水管，其關(guān)鍵作用是把高活性的懸浮污泥截留在反應(yīng)器內(nèi)，實(shí)現(xiàn)出水污泥相和水相的高效分離，并實(shí)現(xiàn)水力停留時(shí)間和污泥停留時(shí)間的分離控制，保證反應(yīng)器在高微生物濃度下運(yùn)行，使池內(nèi)污泥質(zhì)量濃度達(dá)到3～5 g/L。氣升環(huán)流好氧池出水自流至現(xiàn)有的輻流式二沉池［5-6］，使得泥水分離，出水外排至總排口。

4　主要處理構(gòu)筑物與設(shè)計(jì)參數(shù)

（1）改造集水井（利舊）。尺寸為Ф 4.0 m×5.0 m；有效容積為50 m3；水力停留時(shí)間為17 min；提升泵4臺（流量為50 m3/h，揚(yáng)程為16 m，功率為15 kW，1用3備）和液位控制器4個(gè)。

（2）改造集水調(diào)節(jié)池（利舊）。尺寸為13.0 m× 13.0 m×6.0 m；有效水深5.5 m，有效容積為929 m3；水力停留時(shí)間為5.3 h；增設(shè)二級提升泵（2臺，流量為240 m3/h，揚(yáng)程為16 m，功率為22 kW，1 用1備）；增加曝氣系統(tǒng)1套（微孔曝氣管90 m及相應(yīng)連接管道）。加設(shè)自動酸堿添加裝置1套。

（3）水解酸化池（新建）。鋼砼機(jī)構(gòu)，尺寸為13.0 m×13.0 m×6.0 m，有效水深5.0 m，有效容積為850 m3，配套調(diào)節(jié)池到水解酸化池提升泵2臺（IH125-100-200，功率為15 kW，揚(yáng)程為18.1 m，流量為190 m3，轉(zhuǎn)速為1 450 r/min），1用1備。HRT為4～6 h，MLSS的質(zhì)量濃度為20～40 g/L。

（4）高負(fù)荷曝氣池（利舊改造）。鋼砼機(jī)構(gòu)，尺寸為12.0 m×12.0 m×6.0 m，有效容積為650 m3。實(shí)際HRT約為3.7 h，溶解氧質(zhì)量濃度保持在3 mg/L以上，污泥負(fù)荷為0.35 kg［CODCr］/（kg［污泥］·d）。

（5）氣升環(huán)流池（新建）。鋼砼機(jī)構(gòu)，尺寸為28.0 m×12.0 m×6.0 m，有效容積為1 600 m3，內(nèi)設(shè)置60排布水管，每排布水管設(shè)置微孔曝氣裝置12組，池頂四周設(shè)置寬1.2 m的斜管分離區(qū)，并配套測量循環(huán)泵2臺。溶解氧質(zhì)量濃度保持在2 mg/ L以上，池中混合液污泥質(zhì)量濃度為1 200 mg/L，回流比為120%。

（6）二沉池（利舊改造）。2臺，鋼砼機(jī)構(gòu)，尺寸為Ф 14.0 m×3.0 m，有效容積為460 m3。沉淀時(shí)間為2.5 h，配有250 mm排泥管，污泥含水率為90%以上，機(jī)械排泥，排泥機(jī)械旋轉(zhuǎn)速度宜為3 r/ h，刮泥板的外緣線速度為2.5 m/min。

5　運(yùn)行效果

本工程于2010年底建成竣工。在系統(tǒng)調(diào)試階段，取同類型廢水處理系統(tǒng)的剩余污泥作為接種污泥，通過逐漸增大廢水進(jìn)水量進(jìn)行動態(tài)培養(yǎng)［7］，根據(jù)出水水質(zhì)情況，逐漸提高系統(tǒng)有機(jī)負(fù)荷，最終實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)滿負(fù)荷運(yùn)行。經(jīng)過一段時(shí)間的調(diào)試，目前已轉(zhuǎn)入正常平穩(wěn)運(yùn)行階段。系統(tǒng)出水水質(zhì)滿足設(shè)計(jì)要求，達(dá)到執(zhí)行GB 21903—2008排放限值。調(diào)試后系統(tǒng)運(yùn)行的數(shù)據(jù)如表2所示。

表2　本工程進(jìn)、出水監(jiān)測數(shù)據(jù)Tab.2　Monitoring data of inf1uent and eff1uent water of the project

從表2中可知，當(dāng)實(shí)際運(yùn)行進(jìn)水污染物濃度超出設(shè)計(jì)濃度時(shí)，廢水處理系統(tǒng)仍能保持較高的污染物去除率。此外，升級改造后的廢水處理系統(tǒng)不僅達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，滿足GB 21903—2008排放限值的要求，而且處理效果穩(wěn)定和污染物去除效率高。

6　經(jīng)濟(jì)效益分析

本工程總投資包括集水井、水解酸化池、高負(fù)荷曝氣池、氣升環(huán)流池、污水泵、風(fēng)機(jī)等附屬設(shè)施費(fèi)用，總投資約700萬元，后期的運(yùn)行費(fèi)用包括水電費(fèi)、藥劑費(fèi)、人員工資、設(shè)備折舊費(fèi)及維護(hù)和更換費(fèi)用等，處理成本為2.4元/t。

7　結(jié)語

（1）采用預(yù)酸化-高負(fù)荷曝氣池-氣升環(huán)流池-二沉池聯(lián)合工藝處理肌苷/脯氨酸類廢水，處理后出水水質(zhì)滿足GB 21903—2008排放限值，并達(dá)到本工程設(shè)計(jì)要求。

（2）該工藝厭氧部分采用華南理工大學(xué)專利技術(shù)——?dú)馍h(huán)流池，氣升環(huán)流池容積負(fù)荷高、占地面積少、處理效率高、抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)。

（3）水解酸化-高負(fù)荷曝氣池-氣升環(huán)流生物處理組合工藝對生化原料藥類廢水水質(zhì)具有良好的適用性，去除廢水中的污染因子效率高、出水水質(zhì)穩(wěn)定、流程簡單、操作管理方便，運(yùn)行成本低。

［1］謝冰，徐亞同.廢水生物處理原理和方法［M］.北京：中國輕工業(yè)出版社，2008.

［2］葛玫，王紅磊，楊平.IC厭氧反應(yīng)器的研究與應(yīng)用進(jìn)展［J］.環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展，2008，（6）：13-16.

［3］章毅.UASB-兩級A/O處理制藥廢水工程設(shè)計(jì)與運(yùn)行［J］.工業(yè)用水與廢水，2012，43（1）：79-82.

［4］趙陽，孫體昌.制藥廢水處理技術(shù)及研究進(jìn)展［J］.綠色科技，2010，（11）：75-78.

［5］李金蓮，金永峰，錢慧娟，等.Fenton試劑在水處理的應(yīng)用研究［J］.化工科技市場，2006，29（6）：28-33.

［6］楊岳平，徐新華.廢水處理工程及實(shí)例分析［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003.

［7］高廷耀，顧國維.水污染控制工程［M］.北京：高等教育出版社，2004.

An upgrading project case of treatment of wastewater from inosine and proline raw medicine production

ZHAO Lan-rong
（Guangdong Zhaoqing Star Lake Biological Technology Co.，Ltd.，Zhaoqing 526040，China）

According to the fact that wastewater from inosine and pro1ine raw medicine production contains high concentrations of CODCr，BOD5，NH3-N and some other contaminants，an efficient combined biochemica1 treatment process of pre-acidification，high 1oad aeration tank，high efficient gas-1ift circu1ation poo1 and secondary sedimentation tank，was designed，and the process f1ow and design parameters of the main structures were introduced at the same time.The operation resu1ts showed that，the mass concentrations of CODCr，BOD5and NH3-N in the eff1uent water from secondary sedimentation tank were 70，3 and 1.59 mg/L respective1y，which met the requirement of GB 21903—2008 Fermentative Pharmaceutical Industrial Water Pollutant Discharge Standard.

inosine；pro1ine；air-1ift circu1ation tank；wastewater treatment

X787.031

B

1009-2455（2016）02-0066-03

趙蘭榮（1983-），女，安徽渦陽人，工程師，工程碩士，主要從事企業(yè)環(huán)境工程技術(shù)和安全生產(chǎn)管理，（電子信箱）181536977@qq.com。

2016-01-26（修回稿）