河南某制藥有限公司生產(chǎn)廢水是典型的合成制藥廢水，具有成分復(fù)雜、有機(jī)物濃度高、難降解物質(zhì)多、生物毒性大等特點(diǎn)〔1〕，采用常規(guī)的處理工藝很難達(dá)標(biāo)排放。由于該企業(yè)按照市場訂單安排生產(chǎn)，故生產(chǎn)廢水成分多變，排放的含某種化學(xué)成分的單股廢水瞬時(shí)濃度高、無規(guī)律，加上近幾年生產(chǎn)廢水量增加，原有的廢水處理設(shè)施急需升級(jí)改造。為取得可靠的治理效果，在工程設(shè)計(jì)前于2009 年9 月至11 月進(jìn)行了中試研究，2010 年12 月完成設(shè)計(jì)，2012 年8 月進(jìn)行了工程調(diào)試。

1 中試試驗(yàn)

1.1 試驗(yàn)裝置

中試流程為調(diào)節(jié)－Fenton 氧化－接觸厭氧－載體生物懸浮床（CBR），見圖1。

中試采用Fenton 氧化預(yù)處理以提高廢水的可生化性，生化工藝中采用高COD 負(fù)荷的脈沖進(jìn)水式接觸厭氧池和載體懸浮床好氧反應(yīng)器。為強(qiáng)化Fenton 氧化的效果，考慮在Fenton 氧化池內(nèi)設(shè)置超聲波設(shè)備，利用超聲波的均質(zhì)和空化作用實(shí)現(xiàn)更高的氧化效果。

處理水量為0.5 m3/d 的中試裝置及配套設(shè)備：（1）調(diào)節(jié)+Fenton+曝氣+沉淀池，容積3 m3；提升泵1臺(tái)，流量計(jì)1 臺(tái)，H2SO4、FeSO4·7H2O、H2O2和NaOH投加設(shè)備各1 套，超聲波發(fā)生器1 套。（2）脈沖進(jìn)水式接觸厭氧池，1.0 m×1.0 m×2.5 m，容積2.5 m3，裝彈性填料1.4 m3。（3）兩級(jí)CBR 池，1.2 m×1.0 m×2.5 m，容積3.0 m3，裝懸浮填料1.4 m3；HC-401S 風(fēng)機(jī)1 臺(tái)。

（4）中沉池，0.6 m×0.5 m×2.5 m，容積0.75 m3，設(shè)回流泵1 臺(tái)。（5）二沉池，0.6 m×0.5 m×2.5 m，容積0.75 m3，PAC 投加設(shè)備1 套。

1.2 控制條件

中試水樣水質(zhì)見表1。生化接種污泥來自原污水站生化池，經(jīng)20 d 馴化達(dá)到穩(wěn)定。進(jìn)水流量：0.47~0.5 m3/d；厭氧運(yùn)行：pH 為6.8~7.2，HRT 為4.4~5.5 d；CBR 運(yùn)行：DO 為2 ~4 mg/L，SV30為40% ~50%，HRT 為4.8~6.0 d。在H2O2體積（L）與原水體積（m3）比為1.8/1 的條件下，通過試驗(yàn)確定了最佳H2O2體積（L）與FeSO4·7H2O 質(zhì)量（kg）比為1.8/0.8，結(jié)果見表2。

1.3 結(jié)果分析

中試試驗(yàn)以COD 作為處理效果評(píng)價(jià)指標(biāo)，各處理單元出水COD 及其去除率的變化見圖2、圖3 。

由圖2 和圖3 可知，（1）中試裝置進(jìn)水COD 平均為16 856 mg/L，總COD 去除率為95%~98%。其中Fenton 沉淀出水COD 平均為9 886 mg/L，COD去除率為35%~45%；厭氧出水COD 平均為4 238.4mg/L，COD 去除率為25%~47%；兩級(jí)CBR 后的沉淀出水COD 平均為341 mg/L，COD 去除率為15%~30%。一級(jí)CBR 平均COD 容積去除負(fù)荷為1.4kg/（m3·d），二級(jí)CBR 平均COD 容積去除負(fù)荷為0.1 kg/（m3·d）。（2）11 月5 日后厭氧池COD 去除率下降，這是因?yàn)楫?dāng)天開始當(dāng)?shù)貧鉁叵陆�，致使�?duì)溫度敏感的厭氧微生物活性降低；但此時(shí)一級(jí)CBR 的出水COD 仍保持穩(wěn)定，證明CBR 系統(tǒng)具有較好的抗沖擊負(fù)荷能力。（3）一級(jí)CBR 的COD 去除率較二級(jí)CBR 高，這是因?yàn)橐患?jí)CBR 有機(jī)負(fù)荷較高，有利于填料上附著的微生物的生長，其填料附著生物量高于二級(jí)CBR。中試結(jié)果表明，調(diào)節(jié)－Fenton 氧化－脈沖式接觸厭氧池－CBR 組合工藝處理該種難降解有機(jī)合成制藥廢水可行，并具有抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)、運(yùn)行穩(wěn)定等特點(diǎn)。

2 工程設(shè)計(jì)和調(diào)試運(yùn)行

2.1 設(shè)計(jì)參數(shù)

由業(yè)主提供的改擴(kuò)建設(shè)計(jì)的廢水水質(zhì)和水量資料見表3。處理后的排放水要求達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 8978—1996）的三級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)，即：COD≤500 mg/L，BOD5≤300 mg/L，SS≤400 mg/L，pH 6~9。

2.2 處理流程

為確保處理出水達(dá)到國家新規(guī)定的制藥行業(yè)類廢水的排放標(biāo)準(zhǔn)要求，該廢水處理工程的設(shè)計(jì)在中試的基礎(chǔ)上進(jìn)行了綜合優(yōu)化，擬定的工藝流程如圖4所示。其主要特點(diǎn)：（1）強(qiáng)化了預(yù)處理措施。在物化處理部分增加了鐵炭（Fe/C）內(nèi)電解工藝，進(jìn)一步確保廢水可生化性的提高，但省略了超聲波裝置。（2）采用兩相厭氧工藝〔2〕。將水解酸化階段和甲烷化階段分別在水解酸化池和脈沖式接觸厭氧池內(nèi)進(jìn)行，可更好地保證厭氧處理的總體效果，并采用加溫設(shè)施以保障冬季條件下的厭氧反應(yīng)溫度。（3）鑒于中試中兩級(jí)CBR 的第二級(jí)負(fù)荷低、COD 去除率也較低，故工程設(shè)計(jì)只采用一級(jí)CBR。（4）生化處理后增加砂濾和活性炭吸附深度處理工藝，以確保出水水質(zhì)〔3〕。

2.3 調(diào)試運(yùn)行

由于在工程施工階段，業(yè)主方生產(chǎn)產(chǎn)品有較大變動(dòng)，廢水水量及成分也發(fā)生了變化，所以工程實(shí)施時(shí)僅新建了物化處理部分和水解酸化池，脈沖厭氧池由原UASB 池進(jìn)行改建，CBR 池由原有好氧池進(jìn)行改建，而末端深度處理系統(tǒng)未建。調(diào)試于2012 年8 月開始，實(shí)際運(yùn)行水量為500~600 m3/d。調(diào)試運(yùn)行階段各處理單元出水COD 及其去除率的變化分別見圖5、圖6。

由圖5 和圖6 可知，（1）進(jìn)水COD 在5 500~8 500 mg/L 之間變化，系統(tǒng)COD 總?cè)コ�率�?5.6%~96.7%。其中物化部分出水COD 平均為5 801 mg/L，COD 去除率為8%~19% ；厭氧出水COD 平均為3 725.6 mg/L，COD 去除率為17%~46%； CBR 出水COD 平均為485 mg/L，COD 去除率為35%~63%。

（2）當(dāng)進(jìn)水COD 波動(dòng)較大時(shí)，厭氧出水COD 波動(dòng)較大，CBR 的出水COD 波動(dòng)較小，證明CBR 系統(tǒng)具有較好的抗沖擊負(fù)荷能力。CBR 平均COD 容積去除負(fù)荷為1.8 kg/（m3·d）。（3）生化后的出水COD 在290~600 mg/L 內(nèi)變動(dòng)，其中80%的數(shù)據(jù)低于500mg/L，若再經(jīng)深度處理，處理后的出水可以達(dá)到GB8978—1996 的三級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。

2.4 運(yùn)行成本分析

調(diào)試階段直接運(yùn)行費(fèi)用（以處理1 t 廢水計(jì)）為8.60元，其中人工費(fèi)0.46元、電費(fèi)3.27元、藥劑費(fèi)4.77元、維護(hù)費(fèi)0.10元。另外，厭氧系統(tǒng)每天沼氣產(chǎn)量約300 Nm3（相當(dāng)于210 kg無煙煤產(chǎn)熱量），供食堂使用。

3 結(jié)束語

采用調(diào)節(jié)－Fenton 氧化－厭氧－好氧工藝對(duì)合成制藥生產(chǎn)廢水進(jìn)行了中試處理研究，獲得了基本設(shè)計(jì)參數(shù)，在此基礎(chǔ)上通過綜合優(yōu)化確定了“調(diào)節(jié)－Fenton 氧化－Fe/C 內(nèi)電解－兩相厭氧－載體生物懸浮床－砂濾－BAC”的工藝流程。工程調(diào)試運(yùn)行結(jié)果表明，該工藝可行，處理出水可以滿足《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 8978—1996）的三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。較好的抗沖擊負(fù)荷能力。CBR 平均COD 容積去除負(fù)荷為1.8 kg/（m3·d）。（3）生化后的出水COD 在290~600 mg/L 內(nèi)變動(dòng)，其中80%的數(shù)據(jù)低于500mg/L，若再經(jīng)深度處理，處理后的出水可以達(dá)到GB8978—1996 的三級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。

2.4 運(yùn)行成本分析

調(diào)試階段直接運(yùn)行費(fèi)用（以處理1 t 廢水計(jì)）為8.60元，其中人工費(fèi)0.46元、電費(fèi)3.27元、藥劑費(fèi)4.77元、維護(hù)費(fèi)0.10元。另外，厭氧系統(tǒng)每天沼氣產(chǎn)量約300 Nm3（相當(dāng)于210 kg無煙煤產(chǎn)熱量），供食堂使用。具體參見http://www.northcarolinalenders.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

3 結(jié)束語

采用調(diào)節(jié)－Fenton氧化－厭氧－好氧工藝對(duì)合成制藥生產(chǎn)廢水進(jìn)行了中試處理研究，獲得了基本設(shè)計(jì)參數(shù)，在此基礎(chǔ)上通過綜合優(yōu)化確定了“調(diào)節(jié)－Fenton 氧化－Fe/C 內(nèi)電解－兩相厭氧－載體生物懸浮床－砂濾－BAC”的工藝流程。工程調(diào)試運(yùn)行結(jié)果表明，該工藝可行，處理出水可以滿足《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 8978—1996）的三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。