1 概述

制藥廢水污染物成分復(fù)雜、COD 濃度高、水質(zhì)和水量波動(dòng)大，一直是工業(yè)廢水治理領(lǐng)域的熱點(diǎn)和難點(diǎn)之一。浙江某制藥企業(yè)各車間產(chǎn)品差異較大，生產(chǎn)原料種類多，各車間產(chǎn)生的水沖泵廢水中含有較多的二氯甲烷、氯仿等有機(jī)溶劑，經(jīng)氣提回收預(yù)處理后，氣提母液排入廢水調(diào)節(jié)池。生產(chǎn)中還含有大量酸洗、堿洗、鹽水洗等工序，部分廢水具有強(qiáng)酸強(qiáng)堿性特點(diǎn)，含鹽量也非常高。例如，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的高濃度高鹽廢水平均COD 濃度和鹽含量分別高達(dá)108 000mg/L和85 000mg/L。高鹽對(duì)普通微生物有抑制作用，當(dāng)含鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)＞1%時(shí)會(huì)導(dǎo)致微生物呼吸速率降低甚至細(xì)胞失活，嚴(yán)重影響廢水生物處理效果，鹽含量過高還會(huì)引起設(shè)備腐蝕問題。這部分高濃度工藝廢水在進(jìn)入廢水處理站集中處理前，需在車間分質(zhì)收集并使用蒸發(fā)濃縮進(jìn)行預(yù)處理。然而，上述廢水經(jīng)預(yù)處理后，其出水中污染物濃度仍舊較高，而且含有二氯甲烷、甲苯、苯乙胺、四氫呋喃、吡咯烷酮、二甲基甲酰胺等大量難生物降解物質(zhì)，若直接采用生化處理，處理效果不理想。

鐵碳微電解和臭氧氧化技術(shù)已比較成熟，微電解反應(yīng)產(chǎn)生的新生態(tài)［H］和Fe2+具有較高的還原能力，能夠高效地還原廢水中的難降解有機(jī)污染物，使其發(fā)生開環(huán)、斷鍵，分解成可生化降解的小分子物質(zhì); 微電解產(chǎn)生的Fe(OH)2和Fe(OH)3還可通過混凝作用去除廢水中部分有機(jī)污染物。臭氧氧化技術(shù)則可利用臭氧分子、羥基自由基的強(qiáng)氧化作用降解有毒有害污染物。

因此，本工程設(shè)計(jì)采用鐵碳微電解/混凝/臭氧氧化法對(duì)高濃度難降解的工藝廢水進(jìn)行預(yù)處理，提高其可生化性，降低有機(jī)負(fù)荷，預(yù)處理出水再與其他低濃度廢水混合，利用厭氧－好氧生物處理技術(shù)，使出水水質(zhì)達(dá)到排放要求。

2 廢水水量、水質(zhì)及排放要求

該企業(yè)共有6 個(gè)生產(chǎn)車間，主要產(chǎn)生7 類廢水，排放廢水總量約193m3/d。目前全廠實(shí)際排放廢水的水質(zhì)、水量情況見表1。其中，高濃度生產(chǎn)廢水排入廢水處理站前，先經(jīng)車間預(yù)處理系統(tǒng)(多效蒸發(fā)濃縮、氣提回收等)處理，使含鹽量降低至3 000mg/L 以下。

本工程總水量按400m3/d 設(shè)計(jì)。一期水量按200m3/d 設(shè)計(jì)。其中，多效蒸發(fā)濃縮的水量損失按25%～30%計(jì)算，因此中、高濃度生產(chǎn)廢水設(shè)計(jì)水量為50m3/d，接入工藝廢水調(diào)節(jié)池，經(jīng)物化法預(yù)處理后，再接入綜合廢水調(diào)節(jié)池; 低濃度綜合廢水(生活污水、低濃度生產(chǎn)廢水、地面沖洗水等)設(shè)計(jì)水量為150m3/d，接入綜合廢水調(diào)節(jié)池。工藝調(diào)節(jié)池設(shè)計(jì)水質(zhì)為COD≤15 000mg/L，總鹽量≤3 000mg/L;綜合廢水調(diào)節(jié)池設(shè)計(jì)水質(zhì)為COD≤5 000mg/L，總鹽量≤2 000mg/L，NH3-N≤70mg/L。

處理后的廢水經(jīng)污水管網(wǎng)納入當(dāng)?shù)啬澄鬯�處理廠，因此各項(xiàng)出水指標(biāo)需達(dá)到其納管要求，即pH 值為6 ～9、NH3-N≤25mg/L、SS≤180mg/L、COD≤300mg/L、BOD5≤150mg/L。

3 工藝流程及主要構(gòu)筑物

3. 1 工藝流程

本工程的具體工藝流程如圖1 所示。

工藝廢水COD 濃度高、生物毒性大，同時(shí)使用鐵碳微電解和臭氧氧化進(jìn)行預(yù)處理，可有效降解苯環(huán)、雜環(huán)等各類難降解有機(jī)物，提高廢水可生化性，降低后續(xù)生物系統(tǒng)的有機(jī)負(fù)荷。微電解后串聯(lián)混凝工藝，一方面是可以去除懸浮性和膠體性有機(jī)物，且充分發(fā)揮微電解過程中所產(chǎn)生的Fe2+和Fe3+的混凝作用，節(jié)省混凝劑的用量，與此同時(shí)，F(xiàn)e3+通過剩余污泥排出系統(tǒng)，避免廢水中過多的Fe3+對(duì)微生物的活性形成抑制; 另一方面，懸浮物的大量去除可降低對(duì)臭氧氧化的不利影響。為提高出水水質(zhì)，生物處理系統(tǒng)后面還增設(shè)了混凝沉淀和砂濾處理單元。

3. 2 主要構(gòu)筑物及設(shè)備

①工藝廢水調(diào)節(jié)池(含鐵－碳池)。1 座，地埋式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，前端設(shè)鐵碳反應(yīng)床，內(nèi)壁作防腐處理; 平面尺寸為15．0m×11．0m，有效水深為3．0m，有效容積為500m3 ; 鐵碳反應(yīng)床內(nèi)置穿孔曝氣管和鐵碳填料; 設(shè)廢水提升泵2 臺(tái)(1 用1 備)，流量為8．0m3/h，揚(yáng)程為160 kPa; 高低點(diǎn)浮球液位計(jì)1 套。經(jīng)車間預(yù)處理的高濃度生產(chǎn)廢水和中等濃度工藝廢水接入該工藝廢水調(diào)節(jié)池，并使用鐵碳微電解法去除部分COD，同時(shí)提高廢水的可生化性，降低廢水的生物毒性，微電解反應(yīng)的pH 值控制為3 ～5。針對(duì)廢水排放季節(jié)性強(qiáng)、波動(dòng)性大的特點(diǎn)，該調(diào)節(jié)池停留時(shí)間較長，平均停留時(shí)間為120 h(按100m3/d 工藝廢水量計(jì)算)，以保證廢水混合均勻，降低沖擊負(fù)荷。

②混凝反應(yīng)池Ⅰ。1 座，半地埋式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，池內(nèi)壁作防腐處理，頂部加蓋; 平面尺寸為2．0m×2．0m，有效水深為2．0m，有效容積為8m3(按50m3/d 工藝廢水量計(jì)算); 內(nèi)置空氣攪拌管;配加藥裝置1 套，包括在線pH 計(jì)、溶藥桶、溶藥攪拌機(jī)和2 臺(tái)加藥泵(防腐泵，1用1 備)。采用PAC為混凝劑，PAM 為助凝劑，pH 值控制為8．5 左右。

③混凝沉淀池。1 座，豎流式，內(nèi)置豎流筒，半地埋式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，池內(nèi)壁作防腐處理; 設(shè)計(jì)表面負(fù)荷為0．23m3/(m2·h)，平面尺寸為3．0m×3．0m，有效水深為5．0m; 設(shè)立式污泥泵1 臺(tái)，流量為10m3/h，揚(yáng)程為100 kPa。

④中轉(zhuǎn)水池。1 座，半地埋式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu); 平面尺寸為2．0m×3．0m，有效水深為4．5m，有效容積為27m3 (按50m3/d 工藝廢水量計(jì)算);設(shè)臭氧氧化塔進(jìn)水泵2 臺(tái)(1 用1 備)，流量為4．0m3/h，揚(yáng)程為280 kPa; 浮球液位計(jì)1套。

⑤臭氧氧化塔。1 座，尺寸為￠1．2m×5．0m(按50m3/d 工藝廢水量計(jì)算); 配置臭氧發(fā)生器1套，考慮投資合理性，臭氧發(fā)生器發(fā)生量按二期總水量400m3/d 要求設(shè)計(jì)，產(chǎn)量為1 000 g/h，功率為36kW。通過臭氧氧化，進(jìn)一步提高工藝廢水的可生化性，降低廢水中有機(jī)污染物濃度。氧化塔前設(shè)砂濾罐1 套，規(guī)格為￠1．0m×2．5m，以避免未沉降下來的浮渣或混凝污泥進(jìn)入氧化系統(tǒng)，影響臭氧氧化效率。

⑥綜合廢水調(diào)節(jié)池。1 座，地埋式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，池內(nèi)壁作防腐處理; 平面尺寸為15．0m×18．0m，有效水深為3．0m，有效容積為800m3，平均停留時(shí)間為48 h(按400m3/d 廢水量計(jì)算); 設(shè)廢水提升泵2 臺(tái)(1 用1 備)，流量為12m3/h，揚(yáng)程為180 kPa。臭氧氧化出水與其他低濃度廢水(低濃度生產(chǎn)廢水、地面沖洗水、生活污水等)一起接入綜合廢水調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)池前段設(shè)穿孔管曝氣，主要起攪拌作用，以加強(qiáng)廢水均質(zhì)效果。

⑦水解酸化－厭氧池。1 座，半地埋式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，厭氧池頂部加蓋; 水解酸化段和厭氧段的平面尺寸分別為4．0m×13．0m和5．0m×8．0m，有效水深為5．5m，總有效容積為506m3，總停留時(shí)間為61 h(按200m3/d 廢水量計(jì)算); 安裝規(guī)格為￠200mm的生物彈性填料400m3 ; 水解酸化段布設(shè)穿孔曝氣管; 為保證系統(tǒng)的高效運(yùn)行，厭氧段配設(shè)1套面粉糊化投加裝置，使用低壓蒸汽將面粉及其他營養(yǎng)物質(zhì)的混合物糊化成液態(tài)加入廢水處理池，改善廢水可生化性。

⑧厭氧沉淀池。1座，豎流式，內(nèi)置豎流筒，半地埋式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu); 設(shè)計(jì)表面負(fù)荷為0．33m3/(m2·h)，平面尺寸為5．0m×5．0m，有效水深為5．3m; 設(shè)厭氧污泥回流泵2 臺(tái)(1用1備)，流量為20m3/h，揚(yáng)程為100 kPa，按200%回流比輸送至水解酸化池，通過大水量循環(huán)提高處理效果。

⑨ A/O 生化池。1 座，半地埋式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu); 總平面尺寸為14．0m×8．0m，有效水深為5．2m，總有效容積為582m3，缺氧段和好氧段的平均停留時(shí)間分別為16 h 和56 h(按200m3/d 廢水量計(jì)算); 缺氧段配置1 臺(tái)功率為2．5 kW 的潛水推流攪拌機(jī); 好氧段內(nèi)置150 套微孔曝氣器，氣水比為40 ∶ 1，硝化液以200% 的回流比回流至缺氧段，回流泵2 臺(tái)(1 用1 備)，流量為20m3/h，揚(yáng)程為100kPa; 安裝規(guī)格為￠200mm的生物彈性填料450m3。

二沉池。1 座，有效水深為5．0m，其余設(shè)計(jì)參數(shù)與厭氧沉淀池相同; 污泥則以100% 的回流比回流至A 段，污泥回流泵共2 臺(tái)(1 用1 備)，流量為10m3/h，揚(yáng)程為100 kPa，剩余污泥接入污泥濃縮池。��

混凝反應(yīng)池Ⅱ。1 座，半地埋式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。平面尺寸為2．0m×5．0m，有效水深為4．5m，有效容積為45m3 (按200m3/d 廢水量計(jì)算); 與混凝反應(yīng)池Ⅰ一樣，內(nèi)置空氣攪拌管，并配加藥裝置1 套，包括在線pH 計(jì)、溶藥桶、溶藥攪拌機(jī)和2 臺(tái)加藥泵(防腐泵，1 用1 備); 混凝劑為PAC，助凝劑為PAM，pH 值為8．5 左右。��

終沉池。1 座，豎流式，內(nèi)置豎流筒，半地埋式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu); 設(shè)計(jì)表面負(fù)荷為0．33m3/(m2·h)，平面尺寸為5．0m×5．0m，有效水深為4．5m; 設(shè)立式污泥泵1 臺(tái)，流量為10m3/h，揚(yáng)程為100 kPa。

砂濾池。1 座，半地埋式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu);平面尺寸為2．0m×5．0m，有效水深為4．0m，有效容積為40m3，內(nèi)置石英砂濾料; 設(shè)反沖洗泵1 臺(tái)，流量為20m3/h，揚(yáng)程為280 kPa。

污泥濃縮池。1座，半地埋式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)表面負(fù)荷為0．3m3/(m2·h)，平面尺寸為3．0m×6．0m，有效水深為5．5m，有效容積為100m3。設(shè)污泥螺桿泵2臺(tái)(1用1備)，流量為20．0m3/h，壓力為0．6mPa。來自生化系統(tǒng)的剩余污泥和混凝過程產(chǎn)生的物化污泥，經(jīng)自然沉降濃縮后采用板框壓濾機(jī)壓濾，污泥濃縮池上清液和壓濾出水均接入綜合廢水調(diào)節(jié)池，濾餅經(jīng)干化后外運(yùn)。

應(yīng)急事故池。1座，半地埋式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，內(nèi)壁防腐處理; 有效水深為3．0m，有效容積為600m3，池內(nèi)分3 格，分別用作全廠廢水應(yīng)急池、高濃廢水應(yīng)急池與預(yù)處理集水池。

在上述構(gòu)筑物中，工藝廢水調(diào)節(jié)池(含鐵碳池)、綜合廢水調(diào)節(jié)池合建為調(diào)節(jié)池，按二期總水量為400m3/d 設(shè)計(jì); 應(yīng)急事故池為單獨(dú)建設(shè); 其他各池合建為組合池，按一期水量為200m3/d 設(shè)計(jì)，并預(yù)留二期處理用地。共設(shè)羅茨風(fēng)機(jī)4 臺(tái)，其中1 臺(tái)用于調(diào)節(jié)池預(yù)曝氣，進(jìn)口流量為4．1m3/min，3 臺(tái)(2用1 備)用于生化系統(tǒng)供氧，進(jìn)口流量為8．22m3/min。

4 運(yùn)行效果

該廢水處理站一期工程建成于2008 年，自投入運(yùn)行以來，系統(tǒng)處理效果基本穩(wěn)定，2013 年4 月—5月各工段平均出水水質(zhì)情況如表2 所示。工藝廢水經(jīng)鐵碳微電解、混凝和臭氧氧化預(yù)處理后，50%以上的COD 可被去除，有效地降低了后續(xù)生物處理系統(tǒng)的有機(jī)負(fù)荷。整個(gè)處理系統(tǒng)對(duì)COD 的總?cè)コ�率可達(dá)到95%以上，各項(xiàng)出水水質(zhì)指標(biāo)完全滿足設(shè)計(jì)要求。具體參見http://www.northcarolinalenders.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

5 運(yùn)行成本

工程運(yùn)行費(fèi)用主要包括電費(fèi)、人工費(fèi)及藥劑費(fèi)。一期工程實(shí)際用電量為1 338．09 kW·h/d，電耗為6．69 kW·h/m3，按電價(jià)0．70 元/(kW·h)計(jì)，則電費(fèi)為4．68 元/m3。一期工程勞動(dòng)定員3 人，按工資為1 000 元/(人·月)計(jì)，人工費(fèi)為0．5 元/m3。運(yùn)行過程中，工藝廢水預(yù)處理消耗堿液及混凝劑費(fèi)用約0．50 元/m3，生化出水混凝處理藥劑費(fèi)約0．30元/m3。

綜上，一期工程運(yùn)行成本為5．98 元/m3。

6 結(jié)語

制藥廢水COD 濃度高，含大量難生物降解污染物，采用鐵碳微電解/混凝/臭氧氧化工藝進(jìn)行預(yù)處理，有效地提高了廢水的可生化性，降低了有機(jī)負(fù)荷，為后續(xù)生物處理單元的高效和穩(wěn)定運(yùn)行提供了保證，系統(tǒng)對(duì)COD 的總?cè)コ�率達(dá)到95% 以上，出水水質(zhì)滿足當(dāng)?shù)匚鬯�處理廠的納管標(biāo)準(zhǔn)。