中高濃度制藥廢水的治理技術(shù)

朱志濤 朱志勇 狄軍貞

(1.吉林師范大學(xué)，吉林 四平 136000；2.大石橋市市政建設(shè)工程有限公司，遼寧 營(yíng)口 115100； 3.遼寧工程技術(shù)大學(xué)土木工程學(xué)院，遼寧 阜新 123000)

0 引言

隨著經(jīng)濟(jì)水平的提高，我國(guó)醫(yī)藥工業(yè)發(fā)展迅速，由此產(chǎn)生大量的制藥廢水對(duì)生態(tài)環(huán)境造成巨大的負(fù)面影響[1]。制藥廢水是一種難治理的工業(yè)污水，其成分極其復(fù)雜，主要含有油脂類、胺類、酸類及破乳劑等多種大分子化合物[2]，其主要表現(xiàn)為濃度高、色度深、毒性大和降解難等特點(diǎn)[3,4]。其中，中高濃度制藥廢水復(fù)雜性更高，對(duì)環(huán)境影響更大，處理尤為迫切。

1 廢水水質(zhì)及分析

1.1 廢水水質(zhì)

某制藥廠是一家大型藥品生產(chǎn)公司，它在生產(chǎn)抗生素等多種醫(yī)藥產(chǎn)品過(guò)程中，所產(chǎn)生大量的生物發(fā)酵廢水、溶媒廢水、離子交換廢水和冷卻廢水等混合而形成制藥廢水，其主要成分有酯類、醇類、有機(jī)酸、硫酸及菌絲等。其pH變化幅度大，顏色深，氣味刺鼻，有機(jī)物濃度高，并含有大量難降解化合物、懸浮物及抗菌素，具有水質(zhì)水量波動(dòng)大、毒性酸性大等特點(diǎn)，處理難度較大[5,6]。廢水水質(zhì)見(jiàn)表1。

1.2 水質(zhì)分析

1)中高濃度制藥廢水水量大且峰值高，沖擊負(fù)荷大：生物制藥過(guò)程中分批發(fā)酵所產(chǎn)生的制藥廢水間歇排放，因此制藥廢水水力負(fù)荷隨時(shí)間的變化幅度較大[7]，這種沖擊給生物處理帶來(lái)很大影響。另外，來(lái)水有機(jī)物濃度高且變化大，其中主要有機(jī)污染物來(lái)源于生物發(fā)酵過(guò)程中的殘余基質(zhì)及未被吸收利用的營(yíng)養(yǎng)有機(jī)物、溶媒過(guò)程的萃余液及蒸餾釜廢液、提煉過(guò)程排出的廢液以及不溶性抗菌素的發(fā)酵廢濾液等[8]。這種水量和水質(zhì)的波動(dòng)會(huì)影響后續(xù)處理，因此為了保證后續(xù)生物處理構(gòu)筑物穩(wěn)定運(yùn)行，在處理前端設(shè)旁路調(diào)節(jié)池。

表1 廢水水質(zhì)

3)高濃度制藥廢水中含有大量油類物質(zhì)，因此制藥廢水在預(yù)處理中應(yīng)考慮設(shè)置隔油設(shè)施。

4)制藥廢水中SS濃度較高，其主要為生物發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生的活性微生物菌絲體及殘余基質(zhì)[8]。由于制藥廢水中的游離態(tài)菌絲體的比重和水接近，故難以采用沉淀方式去除此類SS。因此考慮氣浮工藝[8]。

2 工藝流程及特點(diǎn)

2.1 工藝流程

針對(duì)該制藥廠的中高濃度制藥廢水成分復(fù)雜，處理難度大[9]等因素，同時(shí)考慮到工程的可靠性和設(shè)計(jì)的合理性，并根據(jù)小試、中試結(jié)果以及工程經(jīng)驗(yàn)，確定了對(duì)中高濃度制藥廢水分別采用不同預(yù)處理的廢水處理工藝流程，如圖1所示。

2.2 工藝特點(diǎn)分析

由于生物制藥廢水中的主要污染物[7]是糖類、脂類、有機(jī)酸類和醇類等有機(jī)物，這些有機(jī)物均屬易生化有機(jī)物。因此處理主工藝應(yīng)考慮采用生化工藝。由于制藥廢水中硫酸根濃度較高，不適合采用厭氧處理工藝[10]，因此采用好氧處理工藝。為了保證本工藝具有一定的廢水緩沖能力、污泥調(diào)節(jié)能力及氨氮去除能力，故設(shè)置CASS工藝作為好氧后續(xù)處理工藝，其在低負(fù)荷情況下也能很好地適應(yīng)廢水排放量及濃度的變化[11]。

由于來(lái)水水量變化較大，且在染菌倒罐排污液時(shí)水質(zhì)變化較大，因此在廢水處理工藝前段分別設(shè)置調(diào)節(jié)池，用來(lái)調(diào)節(jié)水量和水質(zhì)，以達(dá)到一定的緩沖作用?？紤]到廢水中大量SS會(huì)對(duì)后續(xù)處理設(shè)施帶來(lái)影響，因此在格柵后設(shè)置沉淀池。為了隔除高濃度廢水中的油，在沉淀池中考慮設(shè)置隔油設(shè)施。廢水在進(jìn)入沉淀池以前投加石灰，以中和廢水的pH值。沉淀后的中高濃度廢水混合后進(jìn)入?yún)捬跛獬?，在水解池中有機(jī)物得到分解，同時(shí)大量好氧制藥菌在此得到抑制，有效防止了殘留的制藥菌產(chǎn)生有毒物質(zhì)，影響后續(xù)的好氧生物處理。厭氧水解后的廢水經(jīng)污水泵提升進(jìn)入氣浮系統(tǒng)，在此大量呈懸浮狀的殘留制藥菌和大分子有機(jī)物被去除。經(jīng)氣浮后的廢水自流進(jìn)入CASS反應(yīng)池，在好氧狀態(tài)下廢水中的有機(jī)物經(jīng)好氧菌分解為CO2和H2O，部分氨氮得到氧化還原[12]，處理后的廢水達(dá)標(biāo)排放。

3 設(shè)計(jì)參數(shù)

該工程的設(shè)計(jì)參數(shù)見(jiàn)表2。

4 治理效果與經(jīng)濟(jì)估算

表2 工程設(shè)計(jì)參數(shù)

實(shí)踐證明，采用分別預(yù)處理中高濃度制藥廢水工藝效果較好，對(duì)制藥廢水中的一些主要污染物具有高去除率。經(jīng)相關(guān)的環(huán)境保護(hù)部門監(jiān)測(cè)，本工藝的各項(xiàng)污染物排放濃度都優(yōu)于規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)，監(jiān)測(cè)結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 監(jiān)測(cè)結(jié)果

該工程造價(jià)約為2 600萬(wàn)元，每噸水運(yùn)行費(fèi)用約為1.5元(含人工費(fèi)、電費(fèi)和藥費(fèi)等)。

5 結(jié)語(yǔ)

對(duì)大型藥廠中高濃度廢水進(jìn)行分別預(yù)處理工藝在實(shí)踐中是可行的，該工藝解決了藥廠不同濃度廢水中COD，SS等去除難的問(wèn)題，能確保出水水質(zhì)滿足排放標(biāo)準(zhǔn)，具有良好的應(yīng)用前景。

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