抗生素制藥廢水處理工程實例

王彩冬，蘇建文，許尚營，時永輝

（山東新時代藥業(yè)有限公司，山東臨沂273400）

抗生素制藥廢水處理工程實例

王彩冬，蘇建文，許尚營，時永輝

（山東新時代藥業(yè)有限公司，山東臨沂273400）

山東新時代藥業(yè)有限公司抗生素生產園區(qū)采用預處理—水解酸化—生物強化一級處理—Fenton氧化—曝氣生物濾池深度處理組合工藝處理抗生素制藥廢水，分析了工藝流程、運行參數和運行效果。出水水質達到《山東省南水北調沿線水污染物綜合排放標準》（DB 37/599—2006）重點保護區(qū)域（修改通知單）標準。

抗生素制藥廢水；水解酸化；生物強化一級處理；Fenton氧化；曝氣生物濾池

抗生素制藥行業(yè)品種繁多，工藝多樣，廢水成分千差萬別，處理難度也不同，隨著國內抗生素制藥工業(yè)的迅猛發(fā)展，產品鏈的不斷延伸，合成、半合成產品的品種和產量都大幅度增加，產生的廢水因其濃度高、難降解而成為處理的難點。

山東臨沂市地處淮河流域水污染防治重點區(qū)域，各級環(huán)保部門監(jiān)控執(zhí)法越來越嚴，廢水排放標準逐步提高，企業(yè)的外排廢水必須達到《山東省南水北調沿線水污染物綜合排放標準》（DB 37/599—2006）重點保護區(qū)域（修改通知單）標準。

筆者以山東新時代藥業(yè)有限公司抗生素生產園區(qū)廢水治理工程為實例，對其所采取的工藝和運行結果進行歸納總結，旨在為抗生素制藥廢水的處理提供參考。

1　工程概況及水質分析

山東新時代藥業(yè)有限公司抗生素生產園區(qū)產生的廢水具有有機物含量高、懸浮物濃度高、成分復雜、存在生物毒性物質、色度高、pH波動大、間歇式排放等特點。廢水中含有甲苯、乙酸乙酯等有機溶劑以及紅霉素、青霉素等抗生素殘留效價。廢水可生化性差，處理難度大。為了使處理出水達標排放，減輕對受納水體的污染，根據企業(yè)規(guī)劃，工業(yè)園區(qū)內設置1座廢水處理站，處理水量為6 000 m3/d。該廢水處理站采用“預處理—水解酸化—生物強化一級處理—Fenton氧化—曝氣生物濾池深度處理”組合工藝處理抗生素制藥廢水，出水水質達到《山東省南水北調沿線水污染物綜合排放標準》（DB 37/599-2006）重點保護區(qū)域（修改通知單）標準。廢水進水水質和排放標準如表1所示。

表1　　進水水質和排放標準

2　工藝流程

2.1工藝流程

工藝流程如圖1所示。

圖1　　工藝流程

2.2工藝流程簡述

（1）預處理?？股刂扑帍U水經格柵攔截粗大懸浮物后進入調節(jié)池，調節(jié)池內廢水進入初沉池進行自然沉淀。

（2）水解酸化〔1〕。初沉池上清液進入水解酸化池，廢水經水解酸化處理后，生物毒性物質濃度降低，更容易被好氧微生物所降解。

（3）生物強化一級處理〔2〕。水解酸化池出水進入好氧活性污泥池，將微生物菌劑活化后投加到好氧活性污泥池中進行生物強化一級處理，處理后廢水排入二沉池。

（4）Fenton氧化〔3〕。二沉池上清液進入Fenton氧化池進行Fenton氧化，經Fenton氧化處理后，廢水可生化性提高，滿足進一步生化處理的要求。

（5）曝氣生物濾池深度處理〔4〕。Fenton氧化處理后的廢水調節(jié)pH至6～8后進入曝氣生物濾池，出水達標排放。

2.3主要構筑物及運行參數

該廢水處理站的主要構筑物為格柵、調節(jié)池、初沉池、水解酸化池、好氧活性污泥池、二沉池、Fenton氧化池、曝氣生物濾池，設備參數如下：

（1）格柵。格柵主要用于攔截廢水中的粗大懸浮物，以保證后續(xù)處理構筑物和設備的穩(wěn)定運行。格柵柵間距10 mm，格柵寬2 000 mm，柵前水深1.2 m，格柵與水平傾角60°。

（2）調節(jié)池。調節(jié)池主要用于對廢水進行暫存與均質，以避免水質水量對后續(xù)處理系統(tǒng)的沖擊。調節(jié)池有效容積2 000 m3，有效水深4 m，內設潛水攪拌機，停留時間視車間排水而定，一般10～48 h。

（3）初沉池。初沉池主要用于對廢水進行初步沉淀，以減輕后續(xù)處理系統(tǒng)的負擔。初沉池有效容積500 m3，有效水深4 m，停留時間4～10 h。

（4）水解酸化池。在水解酸化池中水解細菌和酸化發(fā)酵細菌大量繁殖，經水解酸化處理后，廢水中懸浮物、大分子膠體物質被分解為小分子溶解性有機物，污染物質的化學結構和性質發(fā)生改變，可生化性提高。水解酸化池有效容積8 000 m3，有效水深4 m，停留時間30～40 h，廢水pH為5.5～6.5，溶解氧控制在0.6～1.0 mg/L。

（5）好氧活性污泥池。在好氧活性污泥池中投加微生物菌劑對廢水進行生物強化一級處理，微生物菌劑外購于上海宜態(tài)科環(huán)保技術有限公司，該微生物菌劑為放線菌、酵母菌、光合細菌組成的微生物活菌制劑，微生物菌劑初始投加量為1%（體積比），連續(xù)投加1～2周，后續(xù)投加量為0.05%～0.2%（體積比），連續(xù)投加3～6周，出水COD、NH3-N和青霉素含量基本穩(wěn)定后停止投加。好氧活性污泥池有效容積4 800 m3，有效水深4.5 m，停留時間6～12 h，pH 7.0～8.0，溶解氧3～4 mg/L，池內采用懸掛式彈性立體填料，填料層高度3 m。

（6）二沉池。主要用于對廢水進行二次沉淀，沉淀好氧活性污泥池的出水，并進行固液分離。二沉池有效容積600 m3，有效水深4 m，停留時間6～8 h。

（7）Fenton氧化池。Fenton試劑產生的羥基自由基具有2.8 V的氧化還原電位，有較高的電子親和能力，能進攻有機物分子，經Fenton氧化處理后，廢水中難降解有機物和殘留抗生素或斷裂雙鍵，或由復雜大分子結構分解為直碳鏈小分子結構，或破壞芳香環(huán)消除芳香族化合物的生物毒性，或徹底氧化為CO2和H2O，B/C提高。Fenton氧化池有效容積1 500 m3，有效水深3.5 m，調節(jié)廢水pH為3～4，Fe2+質量濃度為10～12 mg/L，H2O2總質量濃度為120～150 mg/L，H2O2分1～3次均勻投加，反應時間5～6 h。

（8）曝氣生物濾池。曝氣生物濾池是將好氧活性污泥法和過濾相結合的一種好氧生物膜法，濾池單位體積內保持較高生物量，生化效率高，氧氣利用率高，后續(xù)不需設沉淀池，出水水質安全穩(wěn)定。曝氣生物濾池有效池容積7 000 m3，有效水深4 m，停留時間30～36 h，水流方式采用下流式，氣水逆向流動，溶解氧4～5 mg/L，濾料選用邊長為10 mm的立方體聚氨酯泡沫，濾料層高度3 m，每3～7 d進行一次反沖洗，采用氣水聯(lián)合反沖洗方式。

2.4工藝特點

（1）生物強化一級處理系統(tǒng)加入微生物菌劑后，對COD、抗生素殘留的去除率明顯提高，實際運行系統(tǒng)的穩(wěn)定性和耐沖擊負荷能力增強，有機物去除率提高，出水水質改善，從而減少了單元處理能耗，減輕了后續(xù)處理負擔。

（2）Fenton氧化處理好氧生物處理之后的廢水，不僅可以裂解如苯類，呋喃類等難生物降解有機物以及對微生物有毒害作用的殘留抗生素，進一步提高廢水可生化性，而且Fenton試劑用量少，處理成本大大降低。

（3）曝氣生物濾池作為末端深度處理單元，后續(xù)不需設沉淀池，出水水質安全穩(wěn)定。

（4）采用“水解酸化—生物強化一級處理—Fenton氧化—曝氣生物濾池深度處理”的工藝路線處理抗生素生產園區(qū)產生的抗生素制藥廢水，運行穩(wěn)定，經濟合理，出水水質穩(wěn)定，在抗生素制藥廢水的處理中有很好的應用前景。

3　運行結果分析

該廢水處理工程調試后穩(wěn)定運行6個月，處理效果明顯，基本達到了設計要求。在此期間對其各處理單元的出水進行了檢測與分析。

指標與標準：COD采用重鉻酸鹽法（GB 11914—1989）測定；BOD5采用稀釋與接種法（HJ505—2009）測定；氨氮采用納氏試劑分光光度法（HJ 535—2009）測定；抗生素（青霉素、紅霉素、克拉維酸鉀）含量采用高效液相色譜法測定。

工藝穩(wěn)定運行期間對廢水的處理效果如表2所示。

表2　　廢水沿程處理效果

4　工程投資及運行費用

工程總投資6 500萬元，其中土建費用與設備費用5 850萬元，設計費與調試費用300萬元，其他費用350萬元。

工程運行費用主要包括藥劑費、電費、人工費、設備維護費及折舊費等。年運行按300 d計，藥劑費42萬元/a，電費65萬元/a，人工費30萬元/a，設備維護費97.5萬元/a，折舊費260萬元/a，合計運行費用494萬元/a。

5　結論

工程實踐表明，采用“預處理水解酸化—生物強化一級處理—Fenton氧化—曝氣生物濾池深度處理”組合工藝處理抗生素制藥廢水，外排水中無抗生素殘留，出水水質達到《山東省南水北調沿線水污染物綜合排放標準》（DB 37/599—2006）中重點保護區(qū)中修改通知單的排放標準。該工藝生化效率高、處理費用低、運行高效、出水水質穩(wěn)定，在處理高濃度抗生素生產廢水的處理中有很好的應用前景。

［1］周健，張會展，方春玉.水解酸化-CASS工藝在紅霉素廢水處理中的應用［J］.水處理技術，2006，32（12）：90-92.

［2］李向東，馮啟言，于洪鋒.基因工程菌仔制藥廢水處理中的應用［J］.工業(yè)水處理，2008，28（8）：70-71.

［3］孫劍輝，孫勝鵬，王慧亮，等.Fenton氧化技術處理難降解工業(yè)有機廢水研究進展［J］.工業(yè)水處理，2006，26（12）：9-13.

［4］代秀蘭，劉峰，黃彭，等.曝氣生物濾池深度處理石化廢水實驗研究［J］.環(huán)境科學與技術，2010，33（12）：272-273.

Case study on the treatment of wastewater from antibiotic pharmacy

Wang Caidong，Su Jianwen，Xu Shangying，Shi Yonghui
（Shandong New Times Pharmaceutical Co.，Ltd.，Linyi 273400，China）

The combined advanced treatment process，pretreatment-hydrolytic acidification-biological enhancedprimary treatment-Fenton oxidation-biological aerated filter，has been applied to the treatment of antibiotic pharmaceutical wastewater by the Antibiotic Production Park of Shandong New Times Pharmaceutical Co.，Ltd.，Its process flow，operation parameters and running effects are analyzed.The water quality of effluent reaches the Comprehensive Discharge Standard of Water Pollutants along the South-to-North Water Diversion in Shandong Province（DB 37/599—2006），reaching the regional（amendment notification）standard of focused protection.

antibiotic pharmaceutical wastewater；hydrolytic acidification；biological enhanced primary treatment；Fenton oxidation；biological aerated filter

X703.1

A

1005-829X（2016）01-0093-03

王彩冬（1981—），工程師。E-mail：wangcaidong2014@ 163.com。

2015-11-25（修改稿）