化學(xué)合成是原料藥和醫(yī)藥中間體生產(chǎn)的主要工藝類型之一，需要通過(guò)一系列化學(xué)反應(yīng)完成藥物活性成分的生產(chǎn)。企業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的化學(xué)制藥廢水成分復(fù)雜、可生化性差、有機(jī)物含量高，屬于高濃度難降解廢水�；瘜W(xué)制藥廢水大多具有較強(qiáng)的毒性和“三致”作用，制藥行業(yè)也因此成為政府環(huán)境污染治理的重點(diǎn)行業(yè)。本項(xiàng)目根據(jù)化學(xué)制藥廢水的特點(diǎn)并經(jīng)綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，選取合理的工藝技術(shù)路線實(shí)現(xiàn)了廢水的穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。
１、工程概況
某藥業(yè)有限公司主要生產(chǎn)化學(xué)合成原料藥、醫(yī)藥中間體，其廢水主要包括工藝廢水、廢氣吸收廢水、設(shè)備沖洗水、地面沖洗水及生活污水。該工程設(shè)計(jì)水量為５０ｍ３／ｄ，出水水質(zhì)達(dá)到《化學(xué)合成制藥工業(yè)水污染排放標(biāo)準(zhǔn)》（ＧＢ２１９０４－２００８）中的要求后排入園區(qū)污水處理廠。具體設(shè)計(jì)進(jìn)、出水指標(biāo)如表１所示。
２、工藝流程及設(shè)計(jì)參數(shù)
２.１ 工藝流程
廢水中殘余的原輔材料、生成物等濃度高，酸堿性變化大，可生化性差�；谏鲜鏊|(zhì)條件，篩選處理工藝并在實(shí)驗(yàn)室開(kāi)展小試，然后將關(guān)鍵處理單元進(jìn)行優(yōu)化組合，最終確定采用物化預(yù)處理與生物處理相結(jié)合的組合工藝，具體工藝流程如圖１所示。
２.１.１ 預(yù)處理
針對(duì)化學(xué)制藥廢水成分復(fù)雜、難降解、生物抑制性強(qiáng)的特點(diǎn)，采用微電解＋芬頓氧化組合處理工藝對(duì)廢水進(jìn)行預(yù)處理。鐵碳微電解工藝是利用零價(jià)鐵和活性炭之間的電位差，形成和Ｆｅ２＋與廢水中的大分子有機(jī)化合物發(fā)生氧化還原反應(yīng)，提高廢水的可生化性。該工藝成本低廉、高效無(wú)毒，是環(huán)境友好的綠色預(yù)處理技術(shù)。在廢水中加入適量的Ｈ２Ｏ２，可以與微電解反應(yīng)過(guò)程中釋放的Ｆｅ２＋形成Ｆｅｎｔｏｎ系統(tǒng)，生成氧化性更強(qiáng)的·ＯＨ。研究表明，鐵碳微電解和Ｆｅｎｔｏｎ氧化的協(xié)同作用具有更大的成本優(yōu)勢(shì)，并能保證較高的ＣＯＤ去除率。
２.１.２ 生化處理
ＵＡＳＢ具有容積負(fù)荷高、運(yùn)行成本低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，在高濃度制藥廢水的處理中應(yīng)用廣泛。廢水經(jīng)泵提升至ＵＡＳＢ反應(yīng)器，廢水中的長(zhǎng)鏈或環(huán)狀有機(jī)物可水解為短鏈或直鏈有機(jī)物，含氮有機(jī)物也可分解釋放ＮＨ３－Ｎ，廢水的可生化性得到進(jìn)一步提高。生物接觸氧化（ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｃｏｎｔａｃｔｏｘｉｄａｔｉｏｎ，ＢＣＯ）兼有活性污泥法和生物膜法的特點(diǎn)，具有容積負(fù)荷高、抗沖擊能力強(qiáng)、運(yùn)行維護(hù)管理簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。制藥廢水中含有較高濃度的有機(jī)物和氨氮，相比于單一的厭氧或好氧處理工藝，ＵＡＳＢ＋ＢＣＯ組合工藝具有處理效率高、運(yùn)行成本低的特點(diǎn)。
２.１.３ 深度處理
經(jīng)過(guò)生化處理的廢水，加入ＰＡＣ和ＰＡＭ進(jìn)行過(guò)濾，可以去除廢水中剩余的少量懸浮物、非溶解性ＣＯＤ，同時(shí)廢水中的正磷酸鹽可以與ＰＡＣ形成沉淀析出。廢水經(jīng)過(guò)過(guò)濾后，ＣＯＤ、ＳＳ和ＴＰ的濃度均會(huì)下降，確保出水水質(zhì)能夠達(dá)到排放要求。
２.２ 主要設(shè)備及構(gòu)筑物
（１）格柵及調(diào)節(jié)池。新建格柵井１座，磚砌結(jié)構(gòu)，尺寸（Ｌ×Ｂ×Ｈ）為１６００ｍｍ×９００ｍｍ×７００ｍｍ。由于進(jìn)水中不含纖維、塑料制品等較大的漂浮物，因此本項(xiàng)目不設(shè)置粗格柵。格柵井安裝轉(zhuǎn)鼓式細(xì)格柵１套，格柵間隙為２.０ｍｍ。
制藥生產(chǎn)過(guò)程中各工序?yàn)殚g歇排水，水質(zhì)、水量隨晝夜和產(chǎn)品種類變化較大，沖擊負(fù)荷較強(qiáng)。設(shè)計(jì)調(diào)節(jié)池１座，用于收集廢水并均質(zhì)均量。調(diào)節(jié)池尺寸（Ｌ×Ｂ×Ｈ）為５.２ｍ×４.８ｍ×４.８ｍ，設(shè)計(jì)停留時(shí)間為４８ｈ。調(diào)節(jié)池內(nèi)設(shè)置提升泵２臺(tái)（１用１備），通過(guò)液位控制器控制；池底設(shè)置低速潛水?dāng)嚢杵鳎迸_(tái)，每隔３０ｍｉｎ攪拌５ｍｉｎ。
（２）ｐＨ調(diào)節(jié)池。１座，鋼砼結(jié)構(gòu)，內(nèi)襯ＦＲＰ防腐，尺寸（Ｌ×Ｂ×Ｈ）為１.６ｍ×１.６ｍ×２.０ｍ，設(shè)計(jì)停留時(shí)間為０.８ｈ。配套安裝工業(yè)在線ｐＨ計(jì)１套，硫酸自動(dòng)加藥裝置１套。
（３）微電解反應(yīng)器。１座，碳鋼防腐結(jié)構(gòu)，尺寸為２.０ｍ×３.５ｍ，設(shè)計(jì)停留時(shí)間為２.０ｈ。反應(yīng)器內(nèi)裝填５.５ｔ鐵碳填料，填料粒徑為３０～５０ｍｍ。配套安裝空氣攪拌系統(tǒng)１套，氣源由生物接觸氧化池的離心鼓風(fēng)機(jī)提供。
（４）芬頓反應(yīng)器。１座，ＰＰ材質(zhì)，尺寸（Ｌ×Ｂ×Ｈ）為１.５ｍ×１.５ｍ×２.０ｍ，分為串聯(lián)的２格，設(shè)計(jì)停留時(shí)間為０.５ｈ。安裝ＯＲＰ在線儀１套，硫酸亞鐵自動(dòng)加藥裝置１套，雙氧水自動(dòng)加藥裝置１套；每格內(nèi)各安裝框式攪拌機(jī)１臺(tái)。
（５）中和沉淀池。１座，碳鋼防腐，尺寸（Ｌ×Ｂ×Ｈ）為２.４ｍ×１.５ｍ×３.５ｍ，設(shè)計(jì)停留時(shí)間為４.０ｈ，表面負(fù)荷為１.２ｍ３／（ｍ２·ｈ）。配套安裝垂直軸式攪拌器１臺(tái)，工業(yè)在線ｐＨ計(jì)１套，堿液和ＰＡＭ自動(dòng)加藥裝置各１套，斜板填料２.０ｍ３。（６）中間池。１座，鋼砼結(jié)構(gòu)，尺寸（Ｌ×Ｂ×Ｈ）為２.５ｍ×２.４ｍ×３.５ｍ，設(shè)計(jì)停留時(shí)間為７.５ｈ。池內(nèi)安裝提升泵２臺(tái)，１用１備。
（７）ＵＡＳＢ反應(yīng)器。１座，碳鋼防腐，外用聚氨酯泡沫塑料保溫，常溫運(yùn)行。反應(yīng)器尺寸為φ４.０ｍ×８.０ｍ，設(shè)計(jì)停留時(shí)間為３０ｈ，容積負(fù)荷為６.４ｋｇＣＯＤＣｒ／（ｍ３·ｄ）。
（８）生物接觸氧化池。１座２組，鋼砼結(jié)構(gòu)，尺寸為（Ｌ×Ｂ×Ｈ）為４.０ｍ×３.６ｍ×４.５ｍ，設(shè)計(jì)停留時(shí)間２４ｈ。池內(nèi)安裝彈性組合填料３１.２５ｍ３；配套離心鼓風(fēng)機(jī)２臺(tái)，１用１備。
（９）二沉池。１座，鋼砼結(jié)構(gòu)，尺寸為φ２.０ｍ×３.５ｍ，設(shè)計(jì)表面負(fù)荷為０.６６ｍ３／（ｍ２·ｈ）。配套污泥回流泵２臺(tái)，１用１備，設(shè)計(jì)污泥回流比為１５０％。
（１０）過(guò)濾罐。石英砂過(guò)濾罐２臺(tái)（交替使用），ＦＲＰ內(nèi)襯ＰＥ材質(zhì)，單臺(tái)尺寸為φ１.０ｍ×３.２ｍ。過(guò)濾層高度為１.２ｍ，工作壓力為０.６ＭＰａ，配套砂濾沖洗泵２臺(tái)，１用１備，反沖洗強(qiáng)度為１０Ｌ／（ｍ２·ｓ）。
（１１）污泥濃縮池。１座，鋼砼結(jié)構(gòu)，尺寸為（Ｌ×Ｂ×Ｈ）為５.８ｍ×４.０ｍ×３.９ｍ。配套帶式壓濾機(jī)１臺(tái)，污泥螺桿泵１臺(tái)。污泥經(jīng)帶式壓濾機(jī)脫水后，泥餅外運(yùn)處理。
３、調(diào)試運(yùn)行
３.１ 預(yù)處理單元
使用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為９８％的Ｈ２ＳＯ４將廢水ｐＨ值調(diào)節(jié)至３.３～４.２，微電解反應(yīng)器內(nèi)的氣水比為７∶１。芬頓反應(yīng)器內(nèi)ＦｅＳＯ４·７Ｈ２Ｏ的投加量為５.５～６.５ｇ／Ｌ，３０％Ｈ２Ｏ２投加量為５～６ｍＬ／Ｌ。中和沉淀池內(nèi)使用１０％的ＮａＯＨ將廢水ｐＨ值調(diào)節(jié)至８.０～８.５，投加０.２ｍｇ／Ｌ絮凝劑（ＰＡＭ），沉淀池內(nèi)化學(xué)污泥每天排放一次。
３.２ 生化處理單元
生化系統(tǒng)的接種污泥取自附近城鎮(zhèn)污水處理廠剩余污泥（含水量＜８０％）。ＵＡＳＢ反應(yīng)器內(nèi)的接種濃度為２０ｇ／Ｌ，ＵＡＳＢ反應(yīng)器啟動(dòng)初期進(jìn)水量控制為設(shè)計(jì)處理水量３０％，待ＣＯＤ去除率穩(wěn)定達(dá)到７０％以上時(shí)再逐步提高進(jìn)水水量。每天監(jiān)測(cè)出水ＣＯＤ、ｐＨ等指標(biāo)，確保反應(yīng)器穩(wěn)定運(yùn)行。
生物接觸氧化池的接種濃度為３０００ｍｇ／Ｌ。啟動(dòng)初期采用間歇進(jìn)水，每天更換１／３池容的廢水并進(jìn)行曝氣，溶解氧維持在２.０ｍｇ／Ｌ以上，待填料上的生物膜轉(zhuǎn)為黃褐色后改為連續(xù)運(yùn)行。生物接觸氧化池在運(yùn)行初期，進(jìn)水水量為設(shè)計(jì)處理水量的３０％，然后每３ｄ按設(shè)計(jì)處理水量的１０％遞增進(jìn)水，直至達(dá)到設(shè)計(jì)處理水量。
經(jīng)過(guò)三個(gè)月后，系統(tǒng)啟動(dòng)調(diào)試完成。ＵＡＳＢ反應(yīng)器污泥流失現(xiàn)象消失，并有顆粒污泥形成，出水ｐＨ穩(wěn)定在６.５～７.５。生物接觸氧化池基本無(wú)生物膜脫落現(xiàn)象，污泥鏡檢可發(fā)現(xiàn)草履蟲(chóng)、輪蟲(chóng)和腎形蟲(chóng)等。
３.３ 運(yùn)行效果
污水處理站調(diào)試完成后，出水能夠穩(wěn)定達(dá)到設(shè)計(jì)要求，各主要構(gòu)筑物的出水水質(zhì)如表２所示。
４、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)
本項(xiàng)目設(shè)備自動(dòng)化程度較高，無(wú)需專人值守，可由企業(yè)水電工兼職管理。污水處理站的運(yùn)行費(fèi)用主要包括電費(fèi)、藥劑費(fèi)和污泥處置費(fèi)，其中電費(fèi)為２.５３元／ｍ３，藥劑費(fèi)為６.８７元／ｍ３，污泥處置費(fèi)為５.６２元／ｍ３，共計(jì)１５.０２元／ｍ３。以上未考慮折舊費(fèi)和攤銷費(fèi)等。
５、結(jié)論
針對(duì)化學(xué)制藥廢水成分復(fù)雜、可生化性差、有機(jī)濃度高等特點(diǎn)，采用“微電解－芬頓－ＵＡＳＢ－ＢＣＯ”組合工藝進(jìn)行處理。“微電解－芬頓”組合預(yù)處理工藝能夠顯著提升廢水的Ｂ／Ｃ，改善廢水的可生化性。污水處理站穩(wěn)定運(yùn)行后，出水水質(zhì)能夠達(dá)到《化學(xué)合成類制藥工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（ＧＢ２１９０４－２００８）的相關(guān)要求。該工藝運(yùn)行穩(wěn)定，具有較好的環(huán)境效益和社會(huì)效益，用于處理化學(xué)制藥廢水切實(shí)可行。（來(lái)源：中秉（山東）環(huán)境工程有限公司）
