某制藥廢水處理站工程設(shè)計實例

章 亮 楊 堯

(南京大學(xué) 環(huán)境規(guī)劃設(shè)計研究院股份公司，江蘇 南京 210093)

近年來，隨著制藥行業(yè)的快速發(fā)展，制藥廢水產(chǎn)生量很大[1]。我國原料藥和藥品制劑生產(chǎn)企業(yè)約5000家，生產(chǎn)一萬多種、年產(chǎn)量近百萬噸藥劑，制藥工業(yè)廢水年排放量達(dá)到0.25Gt，年平均處理率還不到30%[2]。制藥產(chǎn)品的生產(chǎn)過程主要是發(fā)酵、過濾、離子交換、濃縮、酯化、轉(zhuǎn)化以及精制等多種復(fù)雜而有序的物理、化學(xué)和生物過程，在這些工藝過程中會產(chǎn)生大量的高有機(jī)污染含量廢水[3]。制藥廢水污染物成分復(fù)雜、毒性大、色度高、難生物降解、水質(zhì)水量變化大，是工業(yè)廢水中較難處理的一種[4-5]。

為響應(yīng)國家環(huán)保政策、落實“三同時”制度、體現(xiàn)社會責(zé)任感，某制藥公司準(zhǔn)備出臺I期項目廢水處理站工程技術(shù)方案。本文對該制藥公司廠區(qū)廢水處理站工程設(shè)計實例進(jìn)行介紹，通過工程概況、工藝流程、工藝參數(shù)、造價與運(yùn)營成本幾個方面的討論，為其他類似制藥公司廢水處理站工程設(shè)計方案提供參考與示范。

1 工程概況

本期工程為某制藥新廠(智能化工廠)建設(shè)項目的一期項目，該工程的廢水主要包括：氯烴廢水、苯系物及雜環(huán)化合物廢水、高濃易降解廢水和低濃度廢水四部分，一期項目廢水設(shè)計進(jìn)水水量、水質(zhì)如表1。

表1 一期項目廢水設(shè)計進(jìn)水水量、水質(zhì)(mg/L)

一期項目廢水在廢水處理站處理達(dá)到接管標(biāo)準(zhǔn)后，接管至園區(qū)北部污水處理廠集中處理，依據(jù)《廢水接管標(biāo)準(zhǔn)表》要求，廢水站設(shè)計出水指標(biāo)(即接管標(biāo)準(zhǔn))詳見表2。

表2 出水接管標(biāo)準(zhǔn)(mg/L)

注：①二氯甲烷標(biāo)準(zhǔn)參照可吸附有機(jī)鹵化物(AOX以Cl計)。

2 工藝設(shè)計

2.1 設(shè)計思路

一期項目廢水處理系統(tǒng)的對象由①氯烴廢水②苯系物、雜環(huán)化合物廢水③高濃易降解廢水④低濃度廢水組成，廢水種類較多、成分復(fù)雜。因此，從節(jié)省總投資成本、保證出水水質(zhì)的原則出發(fā)，最優(yōu)化的廢水處理總思路如下：

(1)廢水處理工藝系統(tǒng)以生化法為主體，輔以有針對性的對難降解廢水(①②)采取預(yù)處理措施，形成“分質(zhì)收集+分質(zhì)預(yù)處理+生化法綜合處理”的廢水處理工藝系統(tǒng)；

(2)鑒于難降解廢水(①②)中存在一定的懸浮物、石油類，“分質(zhì)預(yù)處理工藝段”推薦由“以固液/液液分離為主的一級分質(zhì)預(yù)處理”+“以高級氧化法為主的二級分質(zhì)預(yù)處理”組成；

(3)基于上述兩點(diǎn)分析，廠區(qū)廢水處理工藝體系將由：車間廢水分質(zhì)收集系統(tǒng)、廠區(qū)廢水分質(zhì)輸送系統(tǒng)、廢水處理站系統(tǒng)三大部分構(gòu)成。

2.2 工藝流程

本項目廢水處理站設(shè)計工藝流程圖如圖1所示。

分質(zhì)廢水一級預(yù)處理方案：氯烴廢水采用“氣浮裝置+堿性熱水解裝置+電解裝置”進(jìn)行處理，利用氣浮裝置去除氯烴廢水中的油、懸浮物，利用高溫、堿性條件下鹵代烴的水解作用進(jìn)一步去除廢水中的鹵代烴類物質(zhì)，利用電解過程在陽、陰兩極上分別發(fā)生氧化和還原反應(yīng)以實現(xiàn)廢水的凈化；含苯系物、雜環(huán)化合物廢水采用氣浮裝置去除苯系物、雜環(huán)化合物的油、懸浮物。

難降解廢水二級預(yù)處理方案：氯烴廢水和含苯系物、雜環(huán)化合物廢水分別經(jīng)一級預(yù)處理后，合并送入難降解廢水二級預(yù)處理系統(tǒng)，主要采用“微電解裝置+非均相Fenton裝置+混凝沉淀裝置”進(jìn)行處理。利用鐵炭微電解裝置對廢水中雜環(huán)有機(jī)物進(jìn)行開環(huán)斷鏈，提高廢水的可降解性；利用非均相Fenton裝置氧化去除難降解廢水中的污染物質(zhì)；最后利用混凝沉淀裝置將氫氧化鐵沉淀絮凝沉淀變成鐵泥排放，保證出水水質(zhì)。

圖1 廢水處理站設(shè)計工藝流程圖

綜合廢水處理方案：難降解廢水預(yù)處理(二級預(yù)處理)裝置出水與高濃度易降解廢水、低濃度廢水混合均質(zhì)后進(jìn)入綜合廢水處理系統(tǒng)，考慮到綜合廢水濃度偏高、且有一定的總氮脫除要求，綜合廢水處理系統(tǒng)主體工藝推薦采用“水解酸化池→缺氧池→一級接觸氧化→二級接觸氧化→臭氧氧化池→出水監(jiān)控池”。

綜上所述，本工藝在源頭做到不同廢水分質(zhì)收集，并進(jìn)行必要的預(yù)處理；在物化處理段強(qiáng)化除油，并采用強(qiáng)化氧化還原工藝對廢水中的有毒、難降解有機(jī)物進(jìn)行開環(huán)斷鏈進(jìn)而提高生化可生化性[6]；在高濃度廢水進(jìn)入生化處理段之前段采用高效混凝沉淀，降低后續(xù)“蛋白結(jié)垢風(fēng)險”[7]，生化處理主體工藝選擇“升流式水解酸化+缺氧+兩級接觸氧化”，均是耐沖擊負(fù)荷能力較強(qiáng)的工藝[8]；深度處理段“臭氧氧化池”作為應(yīng)急工段，對保證出水起到最后把關(guān)的作用。

3 處理效果

該廢水處理工程實例運(yùn)行效果穩(wěn)定，整個系統(tǒng)出水水質(zhì)滿足設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，該工藝對于此類廢水具有很好的處理效果。運(yùn)行期間各處理單元，廢水處理效果見表3。由表3可知，綜合廢水處理單元出水均能穩(wěn)定達(dá)到接管標(biāo)準(zhǔn)。

表3 各單元廢水處理效果

4 投資及運(yùn)營成本估算

本項目廢水處理站工程投資費(fèi)用為1271.67萬元，廢水處理工程運(yùn)行費(fèi)用具體為：噸水電費(fèi)為2.50元/噸，噸水藥劑費(fèi)用為0.35元/噸，人工費(fèi)用為0.20元/噸，噸水總運(yùn)行成本為3.05元/噸。

5 結(jié)論

本工程實踐表明，采用“分質(zhì)收集+兩級分質(zhì)預(yù)處理+生化法綜合處理”的總體工藝系統(tǒng)，對醫(yī)藥廢水和生活廢水的處理具有明顯優(yōu)勢。物化處理段強(qiáng)化除油，并采用強(qiáng)化氧化還原工藝對廢水中的有毒、難降解有機(jī)物進(jìn)行開環(huán)斷鏈進(jìn)而提高生化可生化性；在高濃度廢水進(jìn)入生化處理段之前段采用高效混凝沉淀，降低后續(xù)“蛋白結(jié)垢風(fēng)險”，在經(jīng)過生化處理主體工藝選擇“升流式水解酸化+缺氧+兩級接觸氧化”，處理出水效果顯著。