化學(xué)原料藥生產(chǎn)廢水處理工程實例

雷弢， 陳方方， 王超

（1.四川格瑞斯環(huán)境科技有限公司， 成都 610213； 2.成都信息工程大學(xué) 資源環(huán)境學(xué)院， 成都 610103）

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［1-2］。 本工程擬對產(chǎn)生的高低濃度廢水清污分流， 對高濃度廢水進行高級氧化預(yù)處理， 再與其他較低濃度廢水混合后進一步生化＋深度處理， 使出水達標(biāo)排放［3-5］。

1 設(shè)計水質(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， 對微生物具有一定毒性。 低濃度廢水來源主要是其他清洗水等， 濃度較低， 可生化性較好。 本工程擬對產(chǎn)生的高、 低濃度廢水清污分流， 分質(zhì)處理， 先對高濃度廢水進行預(yù)處理， 再與其他低濃度廢水混合后進一步生化處理， 使出水達到GB 8978—1996《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》三級標(biāo)準(zhǔn)后， 排入園區(qū)市政污水管網(wǎng)。 設(shè)計水量為250 m3／d， 設(shè)計進出水水質(zhì)如表1 所示。

表1 設(shè)計進出水水質(zhì)Tab. 1 Design influent and effluent water quality

2 工藝選擇及設(shè)計

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， 屬于難降解的高濃度有機廢水， 是我國工業(yè)廢水治理的難點。 目前， 國內(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-兩級生化為主， 根據(jù)水質(zhì)的不同， 針對性地采用預(yù)處理工藝， 并強化生物反應(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［5］， 目前已廣泛應(yīng)用于工業(yè)廢水的處理。 研究表明， 通過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［6］。 本項目中， 高濃度廢水先經(jīng)過氣浮-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 工藝可實現(xiàn)處理后穩(wěn)定達標(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，用泵提升進入氣浮-微電解-混凝沉淀預(yù)處理系統(tǒng)，破壞難降解有機污染物的分子結(jié)構(gòu)， 從而提高廢水可生化性和達到“解毒”的目的。 然后進入綜合調(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， 提升進入預(yù)酸化池， 通過兼性菌的水解、 酸化作用進一步提高廢水可生化性。 酸化池出水進入ABR 厭氧池， 在厭氧微生物作用下， 分解廢水中的有機物， 出水自流進入AO 生化池， 通過好氧微生物和兼氧微生物降解有機物， 并通過硝化液回流進行反硝化脫氮， 去除氨氮， 出水經(jīng)二沉池泥水分離后可達標(biāo)排放。 其中， 當(dāng)二沉池出水跑泥時， 強化沉淀池作為保障措施。 系統(tǒng)產(chǎn)生的污泥排入污泥儲池內(nèi)， 經(jīng)疊螺式污泥脫水機脫水后外運處置。 廢水處理工藝流程見圖1。

圖1 廢水處理工藝流程Fig. 1 Process flow of wastewater treatment

2.3 主要構(gòu)筑物設(shè)計參數(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7.20 m × 4.70 m×5.00 m， 有效容積為100 m3。 配套提升泵2 臺；電磁流量計1 套； 人工格柵1 臺， 柵距為5 mm，不銹鋼材質(zhì)。 為減輕后續(xù)工藝的沖擊負荷， 避免調(diào)節(jié)池淤積， 調(diào)節(jié)池底部布置穿孔曝氣管， 曝氣強度為1.5 m3／（m2·h）。

（2） 高濃度預(yù)處理系統(tǒng)。 設(shè)計水量為2 m3／h，預(yù)處理系統(tǒng)包括氣浮機、 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1 臺， 型號GF-3， 處理量為2 ～3 m3／h， 溶氣水量為0.5 ～1.0 m3／h， 總功率為1.67 kW； 微電解反應(yīng)罐1 套， 尺寸為φ2.20 m×3.00 m， HRT 為4 h， 微電解專用填料7 t， 規(guī)格為φ14 ～18 mm； 混凝沉淀反應(yīng)器1套， 尺寸為3.00 m×2.20 m × 3.00 m， 包括pH 值調(diào)節(jié)、 絮凝反應(yīng)及沉淀區(qū)， 表面負荷為0.8 m3／（m2·h）； 加藥裝置4 套， 型號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19.90 m×8.50 m×6.00 m， 有效容積為400 m3。 配套提升泵2 臺； 電磁流量計1 套； 自動格柵1 臺， 型號HG-900， 渠寬為1 000 mm， 柵齒間隙為10 mm， 格柵安裝傾角為75°， 電機功率為1.1 kW。 為減輕后續(xù)工藝的沖擊負荷， 避免調(diào)節(jié)池淤積， 調(diào)節(jié)池底部布置穿孔曝氣管， 曝氣強度為1.5 m3／（m2·h）。

（4） 預(yù)酸化池。 設(shè)計流量為12.5 m3／h， 停留時間為9 h， 尺寸為7.40 m×3.40 m×5.00 m， 有效容積為112.5 m3， 半地埋鋼砼結(jié)構(gòu)。 配套生物組合填料75 m3， 規(guī)格為φ150 mm×3 000 mm； 底部布水系統(tǒng)1 套； 排泥系統(tǒng)1 套。

（5） ABR 厭氧池。 設(shè)計流量為12.5 m3／h， 停留時間為27 h， 尺寸為10.20 m×7.40 m×5.00 m， 有效容積為340 m3， COD 容積負荷為2.4 kg［COD］／（m3·d）， 污泥濃度為7.0 ～7.5 g／L。 配套生物組合填料156 m3， 規(guī)格為φ150 mm×3 000 mm； 在線pH 檢測儀1 套； 堿度加藥系統(tǒng)1 套。

（6） AO 池。 缺氧池1 座， 尺寸為3.80 m×7.40 m×5.00 m； 好氧池2 座， 尺寸為3.80 m×7.40 m×5.00 m， 污泥濃度為3.5 ～4.0 g／L； 容積負荷為0.9 kg［COD］／（m3·d）， 設(shè)計流量為12.5 m3／h， 停留時間分別為8 h 和20 h， 總有效容積為350 m3。 配套微孔曝氣盤182 套， 215 型； 組合填料250 m3， 規(guī)格為φ150 mm×2 500 mm； 變頻羅茨鼓風(fēng)機2 臺，1 用1 備； 混合液回流泵2 臺， 1 用1 備； DO 在線監(jiān)測儀2 套。

（7） 二 沉 池。 豎 流 式， 表 面 負 荷 為0.8 m3／（m2·h）， 尺寸為7.40 m×3.00 m×5.00 m， 沉淀時間為2 h。 配套污泥泵2 臺。

（8） 強化沉淀池。 豎流式， 表面負荷為1.0 m3／（m2·h）， 尺寸為3.50 m×3.50 m×5.00 m， 沉淀時間為1.5 h； 配套絮凝劑加藥系統(tǒng)1 套， 型號JY-300； 污泥泵1 臺， 與二沉池污泥泵互為備用。

3 運行效果及成本分析

3.1 運行效果

該工程自調(diào)試運行3 個月以來， 處理效果穩(wěn)定， 出水水質(zhì)均能達到GB 8978—1996 三級排放標(biāo)準(zhǔn)， 運行出水監(jiān)測數(shù)據(jù)見表2。 其中， 對COD、BOD5、 NH3-N 去除率分別為91.5%、 93.4%、 52%。

表2 各單元處理效果Tab. 2 Treatment effect of each unit

3.2 成本分析

該工程總投資465.31 萬元， 其中土建投資165.31 萬元， 設(shè)備投資243.15 萬元， 電氣及其他間接投資56.85 萬元。 高濃度預(yù)處理段處理成本約2.34 元／m3， 包括動力費約1.38 元／m3， 藥劑費約0.76 元／m3， 微 電 解 填 料 耗 損 折 算 約0.20 元／m3。綜合廢水處理段處理成本約0.91 元／m3， 包括動力費約0.74 元／m3， 藥劑費約0.17 元／m3。 人工費約1.20 元／m3。 綜上， 該工程運行費用約4.45 元／m3。

4 結(jié)語

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（BOD5）／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行綜合處理， 采用的預(yù)處理-ABR-AO 工藝運行穩(wěn)定， 處理效果好。 系統(tǒng)對COD、 BOD5、 NH3-N 的去除率分別為91.5%、 93.4%、 52%， 其余各項指標(biāo)均能滿足GB 8978—1996 三級排放標(biāo)準(zhǔn)， 整個工藝操作管理簡單方便。