某制藥企業(yè)主要生產(chǎn)吡拉西坦原料藥， 生產(chǎn)過程中產(chǎn)生廢母液、 溶劑回收殘液@高濃度廢水和低濃度清洗廢水，其中高濃度廢水成分復(fù)雜，主要含有甲醇、甲苯、異丙醇、吡咯烷酮及部分中間產(chǎn)物@，廢母液鹽分高，難以直接生化處理。 李亞峰@研究認(rèn)為， 制藥廢水得處理難點(diǎn)在于廢水中某些成分會(huì)降低可生化性，可選擇物化與生化相結(jié)合得方式，發(fā)揮協(xié)調(diào)作用。 張巖也指出利用物化和生化聯(lián)合處理此類廢水效果較好。 因此該工程采用氣浮—微電解—Fenton 氧化得預(yù)處理方案， 提高廢水得可生化性，去除部分難溶有機(jī)物，再通過 UASB—A/O—生物濾池進(jìn)行生化處理，以確保水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。
水質(zhì)水量
該工程設(shè)計(jì)處理水量 800 m3/d，其中一期處理水量 400 m3/d。 目前只安裝一期工程， 廢水產(chǎn)生量約350 m3/d，廢水經(jīng)處理達(dá)到《鄱陽湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》后直接外排。 設(shè)計(jì)進(jìn)、出水水質(zhì)見表 1。
工藝流程及分析
2.1 工藝流程
具體工藝流程見圖 1。
2.2 工藝過程
水量少、COD 及鹽分都很高得廢母液經(jīng)蒸發(fā)器全部蒸餾除鹽，污冷凝水至調(diào)節(jié)池 1，結(jié)晶后得污鹽及高沸有機(jī)物交給有資質(zhì)得單位進(jìn)行處理。生產(chǎn)車間產(chǎn)生得高濃度回收廢液收集后排入調(diào)節(jié)池 1，隨后泵入氣浮池，去除不溶性有機(jī)物及懸浮顆粒物， 然后自流進(jìn)入微電解池進(jìn)行 Fe/C 微電解，對(duì)廢水中得帶環(huán)污染物進(jìn)行開環(huán)， 一定程度上提高廢水得可生化性，之后廢水進(jìn)入 Fenton 氧化池，將難降解有機(jī)物氧化成小分子有機(jī)物和無機(jī)物。
在 Fe/C微電解和 Fenton 反應(yīng)作用下，廢水得生化性的到大幅改善，其 COD 也的到有效降解。 將預(yù)處理后得廢水同清洗廢水、 生活污水@低濃度廢水在調(diào)節(jié)池 2中進(jìn)行混合，一起進(jìn)入后續(xù)生化系統(tǒng)。調(diào)節(jié)池 2 廢水被泵入混凝沉淀池，去除懸浮物，然后進(jìn)入 UASB 厭氧系統(tǒng)，通過厭氧菌降解 COD，出水進(jìn)入 A/O 池，利用好氧菌及硝化反硝化細(xì)菌進(jìn)一步去除 COD 和NH3-N。 經(jīng)過生化處理后得廢水進(jìn)入二沉池，去除A/O 附帶得污泥顆粒， 生物濾池對(duì)廢水進(jìn)行深度處理，保證出水達(dá)標(biāo)。后置臭氧接觸池是否啟動(dòng)則根據(jù)污水得處理效果決定。
2.3 工藝說明
廢母液得鹽分和 COD 超高， 采用蒸發(fā)預(yù)處理，蒸發(fā)后鹽分降至 1 000~2 000 mg/L，COD 降至 4 000~5 000 mg/L，提高后續(xù)生化處理能力。 高濃度廢水中含有甲苯@不溶于水得有機(jī)污染物，具有一定毒性，進(jìn)入生化池會(huì)抑制微生物得生長，降低污泥活性，進(jìn)而影響整個(gè)系統(tǒng)得處理效率。 針對(duì)其不溶于水得特性，采用氣浮法可去除 90%以上此類物質(zhì)。 蒸發(fā)產(chǎn)生得污鹽、 高沸有機(jī)物和氣浮產(chǎn)生得廢渣交給有資質(zhì)單位處理。
廢水中還存在微量得甲苯、 吡咯烷酮和部分中間產(chǎn)物@難降解環(huán)狀有機(jī)物。 根據(jù)程婷@得研究，鐵碳微電解與 H2O2 得耦合作用明顯優(yōu)于單一得鐵碳微電解作用，不僅專業(yè)提高 COD 去除率，還可改善廢水得可生化性。因此，該工程在鐵碳微電解得基礎(chǔ)上緊接 Fenton 氧化，2 種強(qiáng)氧化作用得疊加可將帶環(huán)有機(jī)物開環(huán)，保證出水得可生化性，減輕后續(xù)生化系統(tǒng)處理得壓力。
對(duì)于濃度較高得制藥廢水，UASB 和 A/O 得工藝組合不能完全保證出水水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)， 因此后續(xù)增加 1 個(gè)生物濾池，占地面積小、處理效果好，可作為深度處理使用，進(jìn)一步提高整個(gè)系統(tǒng)得出水水質(zhì)。
主要構(gòu)筑物及參數(shù)
（1）調(diào)節(jié)池。 半地上式鋼砼結(jié)構(gòu)，2 座，內(nèi)附樹脂防腐層，池底配有曝氣管。 調(diào)節(jié)池 1 尺寸為 12.0 m×10.0 m×5.5 m，有效容積 540 m3。 設(shè) 2 臺(tái)提升泵（Q=4.5 m3/h，H=16 m，電機(jī)功率 1.1 kW）。 調(diào)節(jié)池 2 尺寸為 16.0 m×10.0 m×5.5 m，有效容積 800 m3。設(shè) 2 臺(tái)提升泵（Q=15 m3/h，H=12 m，電機(jī)功率 1.1 kW）。
（2）氣浮池。 單體碳鋼結(jié)構(gòu)，1 臺(tái)，3 布 4 油玻璃鋼防腐，尺寸為 6.0 m×2.1 m×2.2 m。 氣浮溶氣罐 1 只，不銹鋼結(jié)構(gòu)，尺寸為 D 400 mm×3 000 mm。 設(shè)氣浮空壓機(jī) 1 臺(tái)（排氣量 0.45 Nm3/min，工作壓力 0.7 MPa，電機(jī)功率 4.0 kW），氣浮循環(huán)泵 1 臺(tái)（Q=4.5 m3/h，H=50 m，電機(jī)功率 3.0 kW），加藥裝置 3 套。
（3）微電解池。 地上式鋼砼結(jié)構(gòu)，4 座，尺寸為2.5 m×2.5 m×2.8 m， 內(nèi) 附 FRP 防 腐 層 ， 有 效 容 積60 m3，水力停留時(shí)間 4 h。 設(shè)葉槳組合搪瓷攪拌機(jī)3 套（轉(zhuǎn)速 50 r/min，電機(jī)功率 3.0 kW），加藥裝置 4套，在線 pH 計(jì) 2 臺(tái)。
（4）Fenton 氧化池。 地上式鋼砼結(jié)構(gòu)，4 座，尺寸為 2.5 m×2.5 m×2.8 m，內(nèi)附 FRP 防腐層，有效容積60 m3，水力停留時(shí)間 4 h。 設(shè)葉槳組合搪瓷攪拌機(jī) 3套（轉(zhuǎn)速 50 r/min，電機(jī)功率 3.0 kW），加藥裝置 4 套，在線 pH 計(jì) 2 臺(tái)。
（5）混凝沉淀池。 地上鋼砼結(jié)構(gòu)，其中混凝段尺寸為 1.60 m×1.60 m×5.5 m，2 座，沉淀段尺寸 10.5 m×3.5 m×5.5 m，1 座。 設(shè)加藥裝置 3 套，PP 材質(zhì)得斜管填料 30 m3。
（6）厭氧池。 地上鋼砼結(jié)構(gòu)，1 座，尺寸為 12.6 m×9.0 m×8.0 m，有效容積 800 m3。
（7）A/O 池。 地上鋼砼結(jié)構(gòu)，1 座，尺寸為 25 m×15.5 m×5.2 m，有效容積 1 744 m3。 設(shè)工藝風(fēng)機(jī) 2 臺(tái)（Q=13.52 m3/min，升壓 49 kPa，電機(jī)功率 18.5 kW），水下攪拌機(jī) 2 臺(tái)，曝氣系統(tǒng) 1 套，混合液回流泵 3 臺(tái)（Q=20 m3/h，H=7 m，電機(jī)功率 0.75 kW）。
（8） 二 沉 池 。 地 上 鋼 砼 結(jié) 構(gòu) ，1 座 ， 尺 寸 為D 10.0 m×5.0 m。 設(shè)吸泥機(jī) 1 臺(tái)，橋式刮泥機(jī) 1 臺(tái)。
（9）生物濾池。 半地上鋼砼結(jié)構(gòu)，4 座，每座尺寸為 4.2 m×2.0 m×6.0 m，有效容積 48 m3。 設(shè)工藝風(fēng)機(jī) 2臺(tái)（Q=2.92 m3/min，升壓 53.9 kPa，電機(jī)功率 5.5 kW），反沖洗風(fēng)機(jī) 1 臺(tái)（Q=13.12 m3/min，升壓 63.7 kPa，電機(jī)功率 30 kW），反洗泵 1 臺(tái)（Q=260 m3/h，H=10.6 m，電機(jī)功率 15 kW），生物濾池填料共 60 m3（球形粒子，粒徑 D 3～6 mm，表觀密度 1.2～1.8 g/cm3，堆積密度0.7～1.0 g/cm3）。
（10）臭氧接觸池。 半地上鋼砼結(jié)構(gòu)，1 座，每座尺寸為 4.0 m×3.0 m×3.5 m，有效容積 40 m3。 設(shè)臭氧發(fā)生器 1 臺(tái)（臭氧產(chǎn)量 50 g/L）。
（11）污泥池。 半地上鋼砼結(jié)構(gòu)，2 座，配有 4 臺(tái)污泥泵，2 臺(tái)疊螺式污泥脫水機(jī)（絕干泥處理量 20~30 kg/h，功率 0.57 kW），2 套加藥系統(tǒng)。 其中污泥池1 尺寸為 3.0 m×3.0 m×5.5 m， 污泥池 2 尺寸為 4.0 m×3.0 m×5.5 m。
調(diào)試運(yùn)行
4.1 預(yù)處理工段
根據(jù)水質(zhì)得不同，鐵碳微電解與 Fenton 氧化反應(yīng)得藥品使用量及處理效率也有很大不同。 為保證其處理效率， 取高濃度廢水進(jìn)行小試， 優(yōu)化運(yùn)行條件、藥品投加量及反應(yīng)時(shí)間@，最終確定其實(shí)際運(yùn)行條件：鐵碳微電解預(yù)處理時(shí)，pH 為 2~3，鐵碳比為1∶1，可靠些鐵粉投加量為 2 g/L；Fenton 預(yù)處理時(shí)，pH為 3~4，可靠些 30%雙氧水投加量為 2.5 L/m3，硫酸亞鐵投加量為 2 g/m3。 反應(yīng)時(shí)間 4 h，其 COD 去除率可達(dá) 46%，氨氮去除率可達(dá) 43%。
4.2 UASB 厭氧工段
厭氧池進(jìn)水溫度控制在 20~35 ℃，pH 控制在6~8，投加生活污水處理廠脫水污泥 120 t 進(jìn)行污泥得接種與馴化。 因接種污泥活性較差， 厭氧池得COD 啟動(dòng)負(fù)荷為 0.2~0.5 kg/（m3·d）， 每天監(jiān)測(cè)，當(dāng)COD 去除率達(dá)到 50%以上時(shí)，逐漸增加進(jìn)水濃度直至達(dá)到設(shè)計(jì)要求，此過程約 30 d。 馴化完成后，厭氧池得 COD 去除率達(dá)到 65%以上。
4.3 A/O 工段
該工程好氧池反應(yīng)器總?cè)莘e為 1 744 m3， 按曝氣池蓄水量得 0.5%~0.8%投加脫水活性污泥， 由于脫水污泥含水率約 80%，則總需脫水污泥 80 t。 之后將曝氣池注滿有機(jī)廢水（用清水對(duì)廢水進(jìn)行混合，至COD＞300 mg/L）， 控制進(jìn)水溫度在 20~35 ℃、pH 中性、溶解氧保持在 1.5~2.5 mg/L，開始培菌步驟，先悶曝 3~5 h 后開始靜沉。 但靜沉前應(yīng)將溶解氧提高到2.5~3 mg/L。 此后再悶曝、靜沉，重復(fù)此步驟，當(dāng)測(cè)的COD 較最初降低 50%時(shí)，再向曝氣池加入設(shè)計(jì)處理量 50%得有機(jī)廢水，經(jīng)過 5~7 d 得培養(yǎng)，曝氣池污泥質(zhì)量濃度（MLSS）達(dá)到 1 500 mg/L 左右時(shí)，可進(jìn)入馴化步驟。 馴化時(shí)按設(shè)計(jì)處理量得 30%左右連續(xù)進(jìn)水，溶解氧控制在 1.5~3 mg/L，在系統(tǒng)正常運(yùn)行前提下每天按現(xiàn)有處理量得 10%遞增進(jìn)水，直至達(dá)到設(shè)計(jì)處理量。 馴化完成后，A/O 池得 COD 去除率達(dá)到85%以上，氨氮去除率達(dá)到 80%以上。
4.4 生物濾池工段
生物濾池采用自然掛膜法，需 7~10 d。 掛膜前先用清水清洗濾料，之后在濾池中注滿待處理污水，控制污水溫度在 15~35 ℃，pH 中性，COD 在 300~500 mg/L。 開啟風(fēng)機(jī)進(jìn)行悶曝， 每隔 12 h 測(cè)定 1 次COD，當(dāng) COD 降至最初得 50%以下時(shí)，補(bǔ)充設(shè)計(jì)處理量 50%得有機(jī)廢水， 重復(fù)此步驟。 馴化時(shí)同 A/O工段一樣， 按比例逐漸增加進(jìn)水直至達(dá)到設(shè)計(jì)處理量。 最終生物濾池得 COD 去除率可達(dá) 60%以上，氨氮去除率達(dá)到 50%以上。
4.5 運(yùn)行效果
經(jīng)過 3 個(gè)月得調(diào)試，系統(tǒng)運(yùn)行已趨穩(wěn)定。對(duì)各主要構(gòu)筑物得出水連續(xù)取樣監(jiān)測(cè) 15 d，結(jié)果見表 2。
由表 2 可知， 該工藝對(duì) COD 得去除率為 99.6%，NH3-N 去除率為 97.5%，甲苯去除率為 99.9%。
經(jīng)濟(jì)分析
該項(xiàng)目為新建項(xiàng)目，投資共計(jì) 500 萬元，主要包括土建、設(shè)備及安裝費(fèi)用@。 不計(jì)污泥處置費(fèi)和設(shè)備折舊費(fèi)得情況下，系統(tǒng)總得運(yùn)行費(fèi)用合計(jì)約 6.6元/m3。 其中藥劑費(fèi)用約 5.2 元/m3，電費(fèi)約 1.1 元/m3，人工費(fèi)約 0.3 元/m3。
結(jié)論
采用氣浮—鐵碳微電解—Fenton 氧化預(yù)處理和厭氧池—A/O 池—生物濾池三級(jí)生化處理得方案處理某制藥企業(yè)產(chǎn)生得廢水， 其出水 COD≤60 mg/L、NH3-N≤8 mg/L、SS≤20 mg/L，可達(dá)到《鄱陽湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》， 甲苯≤0.1 mg/L， 達(dá)到
《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。 該工藝處理效果較好，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，對(duì)出水要求較高得工程項(xiàng)目有頂級(jí)得借鑒意義。
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