化学原料药生产废水处理工程实例

本文摘自<期刊>·工程科技Ⅰ辑·有机化工；·工程科技Ⅰ辑·环境科学与资源利用；·《工业用水与废水》,2022年.01期

作者：雷弢1，陈方方2，王超1（1.四川格瑞斯环境科技有限公司，成都610213；2.成都信息工程大学资源环境学院，成都610103）

摘要：针对化学原料药生产废水成分复杂、废水种类多、可生化性差、具有生物毒性的特点，首先根据浓度高低进行分质预处理，对高浓度废水采用气浮-铁碳微电解-混凝沉淀工艺进行预处理后，再与低浓度废水混合采用预酸化-ABR-AO工艺进行处理，介绍了该工程的处理工艺流程、主要设计参数及运行效果。调试运行结果表明，对COD、BOD5、NH3-N的去除率分别为91.5%、93.4%、52%，出水水质达到GB8978—1996《污水综合排放标准》三级排放标准后，排入工业园区废水处理厂进一步处理。

关键词：制药废水；气浮；铁碳微电解；混凝沉淀；ABR；AO
中图分类号：X703.1文献标志码：B文章编号

成都某药业公司新建生产基地，配套建设废水处理设施。该企业主要生产盐酸舍曲林、盐酸西替利嗪、氯雷他定及其他化学原料药，产品包括片剂、胶囊剂、颗粒剂、小容量注射剂、口服溶液剂等，废水来源包括生产废水和员工生活废水。该类废水成分复杂、可生化性差、具有生物毒性，对常规生物处理单元易形成抑制作用，采用传统物化处理技术和生物处理技术很难去除［1－2］。本工程拟对产生的高低浓度废水清污分流，对高浓度废水进行高级氧化预处理，再与其他较低浓度废水混合后进一步生化＋深度处理，使出水达标排放［3-5］。

1设计水质、水量
该化学原料药生产反应釜一次、二次清洗废水属于高浓度废水，含有甲醇、乙酸乙酯、乙酸叔丁酯等成分，可生化性较差，对微生物具有一定毒性。低浓度废水来源主要是其他清洗水等，浓度较低，可生化性较好。本工程拟对产生的高、低浓度废水清污分流，分质处理，先对高浓度废水进行预处理，再与其他低浓度废水混合后进一步生化处理，使出水达到GB8978—1996《污水综合排放标准》三级标准后，排入园区市政污水管网。设计水量为250m3／d，设计进出水水质如表1所示。

设计进出水水质

2工艺选择及设计
2.1工艺选择
该化学合成制药类废水具有成分复杂、浓度高、可生化性差等特点，属于难降解的高浓度有机废水，是我国工业废水治理的难点。目前，国内处理该类废水主要采用高、低浓度废水分流处理，预处理－两级生化为主，根据水质的不同，针对性地采用预处理工艺，并强化生物反应条件，能够取得良好的处理效果。微电解作为生化前端的预处理工艺［5］，目前已广泛应用于工业废水的处理。研究表明，通过微电解可以明显提高废水的可生化性，有利于后续生化处理［6］。本项目中，高浓度废水先经过气浮－微电解－混凝沉淀处理后，与低浓度废水混合，再经生化处理。混合后的废水由于可生化性较好，采用高效厌氧-AO工艺可实现处理后稳定达标排放。

2.2工艺流程
高浓度废水经格栅拦截杂质、调节池均质后，用泵提升进入气浮-微电解-混凝沉淀预处理系统，破坏难降解有机污染物的分子结构，从而提高废水可生化性和达到“解毒”的目的。然后进入综合调节池，在综合调节池内与低浓度生产废水混合均匀后，提升进入预酸化池，通过兼性菌的水解、酸化作用进一步提高废水可生化性。酸化池出水进入ABR厌氧池，在厌氧微生物作用下，分解废水中的有机物，出水自流进入AO生化池，通过好氧微生物和兼氧微生物降解有机物，并通过硝化液回流进行反硝化脱氮，去除氨氮，出水经二沉池泥水分离后可达标排放。其中，当二沉池出水跑泥时，强化沉淀池作为保障措施。系统产生的污泥排入污泥储池内，经叠螺式污泥脱水机脱水后外运处置。废水处理工艺流程见图1。

废水处理工艺流程

2.3主要构筑物设计参数
（1）高浓度调节池。格栅与调节池合建，全地下钢砼＋玻璃钢防腐，1座，尺寸为7．20m×4．70m×5．00m，有效容积为100m3。配套提升泵2台；电磁流量计1套；人工格栅1台，栅距为5mm，不锈钢材质。为减轻后续工艺的冲击负荷，避免调节池淤积，调节池底部布置穿孔曝气管，曝气强度为1．5m3／（m2·h）。
（2）高浓度预处理系统。设计水量为2m3／h，预处理系统包括气浮机、微电解罐、混凝沉淀设备及配套加药系统。配套组合气浮机1台，型号GF－3，处理量为2～3m3／h，溶气水量为0．5~1.0m3／h，总功率为1．67kW；微电解反应罐1套，尺寸为φ2．20m×3．00m，HRT为4h，微电解专用填料7t，规格为φ14~18mm；混凝沉淀反应器1套，尺寸为3．00m×2．20m×3．00m，包括pH值调节、絮凝反应及沉淀区，表面负荷为0．8m3／（m2·h）；加药装置4套，型号JY－300，分别投加酸、碱、PAC、PAM。
（3）综合调节池。全地下钢砼＋玻璃钢防腐，1座，尺寸为19．90m×8．50m×6．00m，有效容积为400m3。配套提升泵2台；电磁流量计1套；自动格栅1台，型号HG－900，渠宽为1000mm，栅齿间隙为10mm，格栅安装倾角为75°，电机功率为1．1kW。为减轻后续工艺的冲击负荷，避免调节池淤积，调节池底部布置穿孔曝气管，曝气强度为1．5m3／（m2·h）。
（4）预酸化池。设计流量为12．5m3／h，停留时间为9h，尺寸为7．40m×3．40m×5．00m，有效容积为112．5m3，半地埋钢砼结构。配套生物组合填料75m3，规格为φ150mm×3000mm；底部布水系统1套；排泥系统1套。
（5）ABR厌氧池。设计流量为12．5m3／h，停留时间为27h，尺寸为10．20m×7．40m×5．00m，有效容积为340m3，COD容积负荷为2．4kg［COD］／（m3·d），污泥浓度为7．0~7．5g／L。配套生物组合填料156m3，规格为φ150mm×3000mm；在线pH检测仪1套；碱度加药系统1套。
（6）AO池。缺氧池1座，尺寸为3．80m×7．40m×5．00m；好氧池2座，尺寸为3．80m×7．40m×5．00m，污泥浓度为3．5~4．0g／L；容积负荷为0．9kg［COD］／（m3·d），设计流量为12．5m3／h，停留时间分别为8h和20h，总有效容积为350m3。配套微孔曝气盘182套，215型；组合填料250m3，规格为φ150mm×2500mm；变频罗茨鼓风机2台，1用1备；混合液回流泵2台，1用1备；DO在线监测仪2套。
（7）二沉池。竖流式，表面负荷为0．8m3／（m2·h），尺寸为7．40m×3．00m×5．00m，沉淀时间为2h。配套污泥泵2台。（8）强化沉淀池。竖流式，表面负荷为1.0m3／（m2·h），尺寸为3．50m×3．50m×5．00m，沉淀时间为1.5h；配套絮凝剂加药系统1套，型号JY－300；污泥泵1台，与二沉池污泥泵互为备用。

3运行效果及成本分析
3.1运行效果
该工程自调试运行3个月以来，处理效果稳定，出水水质均能达到GB8978—1996三级排放标准，运行出水监测数据见表2。其中，对COD、
BOD5、NH3－N去除率分别为91．5％、93．4％、52％。

各单元处理效果

3.2成本分析
该工程总投资465．31万元，其中土建投资165．31万元，设备投资243．15万元，电气及其他间接投资56．85万元。高浓度预处理段处理成本约2．34元／m3，包括动力费约1．38元／m3，药剂费约0．76元／m3，微电解填料耗损折算约0．20元／m3。综合废水处理段处理成本约0．91元／m3，包括动力费约0．74元／m3，药剂费约0．17元／m3。人工费约1．20元／m3。综上，该工程运行费用约4．45元／m3。

4结语
采用气浮-铁碳微电解-混凝沉淀预处理高浓度化学原料药制药废水，m（BOD5）／m（COD）值从0．13上升至0．31，提高了该类废水的可生化性。高浓度废水经预处理后混合低浓度废水进行综合处理，采用的预处理-ABR-AO工艺运行稳定，处理效果好。系统对COD、BOD5、NH3－N的去除率分别为91．5％、93．4％、52％，其余各项指标均能满足GB8978—1996三级排放标准，整个工艺操作管理简单方便。


参考文献：
［1］ 陈坤， 杨德敏． 铁碳微电解耦合 H2O2 工艺预处理抗生素制药 废水试验研究［J］． 工业用水与废水， 2020， 51（5）： 14－18．
［2］ 万金保， 邹义龙， 万莉， 等． 化学合成制药废水处理工艺设计 实例［J］． 中国给水排水， 2014， 30（24）： 133－136．
［3］ 冼超彦． 原料药生产废水处理工艺研究及工程实例［J］． 广东化 工， 2018， 45（6）： 162－164．
［4］ 万金保， 付煜， 刘峰， 等． 微电解/芬顿/接触氧化/混凝处理制药废水［J］． 中国给水排水， 2019， 35（6）： 109－113．
［5］ 杨健， 郑广宏． 微电解预处理难降解有机废水的研究进展［J］．工业用水与废水， 2008， 39（5）： 1－5．
［6］ 查俊杰， 张宝， 陈岳松． 某化学合成制药类废水处理工艺的中试研究［J］． 工业用水与废水， 2016， 47（4）： 33－37．

作者简介： 雷弢（1988－）， 男， 云南昭通人， 高级工程师， 硕士研 究 生 ， 主 要 从 事 工 业 废 水 处 理 工 程 设 计 工 作

收稿日期： 2021 - 09 - 06 （修回稿）

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学习

管家 发表于 2022-3-11 14:46
学习

正常情况下，这个系统是可行的，但是遇到实际问题（浓度上万，或是毒性强），往往很难达到标准。

不错不错，又学到了新知识