某制藥廢水處理廠改造工程設(shè)計(jì)探討

張 婉 勇銀華

(鵬鷂環(huán)保股份有限公司，江蘇 無(wú)錫 214200)

某制藥廢水廠以口服液、固體制劑制藥生產(chǎn)為主，包括口服液、口服溶液、片劑、原料藥、軟膏等5個(gè)劑型?，F(xiàn)因規(guī)劃問(wèn)題需要搬遷，整個(gè)污水處理系統(tǒng)重新設(shè)計(jì)，根據(jù)原有路線優(yōu)化設(shè)計(jì)，并加入中水回用思路。

1 原有工藝介紹及存在的問(wèn)題

(1)原有系統(tǒng)的水量及工藝路線：總設(shè)計(jì)規(guī)模700噸/天，其中高濃度廢水(2000mg/l2000mg/l)400噸/天，低濃度廢水(COD<2000mg/l或NH3-N≤300)300噸/天。采用工藝路線有三條：低濃度廢水→格柵調(diào)節(jié)池→混凝沉淀池→過(guò)渡池→氨氮吹脫塔→調(diào)節(jié)池→UBF厭氧池→改良二級(jí)AO→沉淀池→出水；高濃度廢水→調(diào)節(jié)池→芬頓反應(yīng)器→混凝沉淀池→低濃度系統(tǒng)的過(guò)渡池；高鹽廢水→蒸發(fā)器→冷凝水進(jìn)入高濃度系統(tǒng)。

(2)原工藝系統(tǒng)運(yùn)行狀況分析：實(shí)際處理水量達(dá)到滿負(fù)荷，出水未達(dá)標(biāo)準(zhǔn)，部分處理系統(tǒng)參數(shù)運(yùn)行不良，主要問(wèn)題分析如下：

①UBF厭氧菌繁殖情況不良，沒(méi)有達(dá)到預(yù)期去除污染物的效果。

②芬頓氧化的去除率不理想，造成后續(xù)的生化系統(tǒng)處理效果不佳。

③由于分三個(gè)系統(tǒng)，工藝管線相對(duì)較多，走向混亂不便操作。

2 工藝優(yōu)化設(shè)計(jì)建議

由建設(shè)單位提供的相關(guān)設(shè)計(jì)資料可知，水質(zhì)可分為低濃度廢水、高濃度廢水及高鹽高濃度廢水。經(jīng)核算低濃度廢水含量為435.3噸，高濃度廢水含量為221噸，高鹽高濃度廢水為19噸，總水量為675.3噸。其中含殺菌劑的低濃度廢水量為257.6噸。高鹽高濃度廢水及高濃度廢水由于無(wú)機(jī)物含量高，可生化性差，因此在生化處理前必須采用預(yù)處理工藝，針對(duì)本項(xiàng)目廢水水質(zhì)特點(diǎn)，高鹽高濃度廢水的預(yù)處理采用原有蒸發(fā)的方法處理。單從廢水的COD濃度來(lái)看，本項(xiàng)目的低濃度廢水無(wú)需采用芬頓氧化工藝，但由于低濃度廢水中有一半以上廢水含有殺菌劑，而殺菌劑對(duì)后續(xù)生化處理的微生物有抑制作用，因此低濃度廢水也需要芬頓工藝作為預(yù)處理。高、低濃度廢水如果分開(kāi)處理，最大的區(qū)別在于預(yù)處理階段有無(wú)芬頓工藝。根據(jù)實(shí)際水質(zhì)情況，本工程的低濃度廢水大部分預(yù)處理方法和高濃度廢水一致，考慮到將來(lái)運(yùn)行管理方便，保證出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)排放，同時(shí)對(duì)本工程的總投資影響程度微小，建議將高濃度廢水與低濃度廢水一起處理。

2.1 預(yù)處理工藝優(yōu)化

在原有的芬頓氧化之前增設(shè)微電解工藝，微電解是原電池微型微型電解反應(yīng)，可以開(kāi)環(huán)斷鏈成小分子，易于后面fenton氧化，節(jié)省氧化費(fèi)用，聯(lián)合使用效果更好，且脫色效果也好。微電解與芬頓氧化聯(lián)用工藝對(duì)難降解污水有著良好的處理效果，經(jīng)過(guò)運(yùn)行這種工藝處理后的污水生化需氧量和化學(xué)耗氧量比值B/C大幅上升。

2.2 深度處理工藝優(yōu)化

水作為寶貴的資源在當(dāng)今顯得彌足珍貴，本項(xiàng)目將制藥廢水進(jìn)行深度處理作為循環(huán)冷卻水用。因此，本項(xiàng)目的出水分兩部分，直接排放的污水經(jīng)生化處理后達(dá)到《化學(xué)合成類制藥工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB21904-2008)要求中表1新建企業(yè)污染物排放濃度限值后直接排放。部分出水經(jīng)深度處理后達(dá)到中水回用工業(yè)用水標(biāo)準(zhǔn)后作為循環(huán)冷卻水用。

表1 化學(xué)合成類制藥工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)

表2 再生水作為冷卻用水的水質(zhì)控制指標(biāo)

深度處理采用臭氧+活性炭過(guò)濾器，兩者聯(lián)合相當(dāng)于曝氣生物濾池，但比曝氣生物濾池處理效果好。且活性碳過(guò)濾對(duì)SS的進(jìn)一步去除、也是對(duì)后續(xù)膜系統(tǒng)的一種保護(hù)。如業(yè)主需要取用一般沖洗水、綠化等對(duì)SS、鹽度要求不高的中水，可考慮從前段(臭氧或活性炭)取水，擴(kuò)大中水回用規(guī)模，減少污水排放。施工圖中，對(duì)于高低標(biāo)準(zhǔn)中水池是單獨(dú)設(shè)置的，方便業(yè)主分別取用或勾兌取用。

2.3 優(yōu)化后工藝流程圖

圖1 優(yōu)化后污水工藝流程圖

圖2 中水工藝流程圖

本項(xiàng)目生化處理階段選擇UBF厭氧工藝作為前處理，為后續(xù)兩級(jí)A/O的順利高效利用提供了保障。對(duì)于氨氮及總氮含量高的廢水，多采用A/O工藝進(jìn)行處理。生物脫氮工藝在脫氮的同時(shí)，也降解大量有機(jī)物。根據(jù)本項(xiàng)目廢水的水質(zhì)特征，結(jié)合水量、水質(zhì)特點(diǎn)，生化段采用原來(lái)“UBF+二級(jí)改良A/O”工藝進(jìn)行處理。該工藝可以避免由于單級(jí)A/O所造成的大回流比，降低了能耗，同時(shí)也能保證出水氨氮和其他指標(biāo)均達(dá)標(biāo)排放。

根據(jù)中水回用排放指標(biāo)，必須設(shè)置反滲透裝置才能達(dá)到總鹽度的要求，增設(shè)超濾系統(tǒng)是對(duì)反滲透的進(jìn)一步保護(hù)，兩者最好聯(lián)合使用。本項(xiàng)目需中水回用的量為200噸/天，因此膜系統(tǒng)的處理規(guī)模為350噸/天。

3 主要構(gòu)筑物設(shè)計(jì)參數(shù)

3.1 預(yù)處理部分

預(yù)處理部分包括兩部分，第一部分是微電解+芬頓，另一部分是氨氮吹脫塔。微電解+芬頓池前設(shè)置調(diào)節(jié)池1和混凝沉淀池1，調(diào)節(jié)池規(guī)格為10×20×5m，停留時(shí)間30h，混凝沉淀池規(guī)格為1.5×5×2.5+5×11×3.7m，混凝段停留時(shí)間為30min，沉淀區(qū)采用平流式沉淀池，表面負(fù)荷為0.5m3/m2*h。微電解+芬頓池的規(guī)格為4×7.5×4m，微電解段停留時(shí)間和芬頓停留時(shí)間均為3h。微電解+芬頓后設(shè)置混凝沉淀池2，規(guī)格為1.5×5×2.5+5×11×3.7m，混凝段停留時(shí)間為30min，沉淀區(qū)采用豎流式沉淀池，分兩格表面負(fù)荷為0.3m3/m2*h。氨氮吹脫塔前設(shè)置過(guò)渡池，規(guī)格為4×4×4m，停留時(shí)間為2h。氨氮吹脫塔規(guī)格為φ3×7.6m，數(shù)量4套。氨氮吹脫塔后續(xù)設(shè)置調(diào)節(jié)池2，規(guī)格為8×6.5×5m，停留時(shí)間為8h。

3.2 生化處理部分

UBF厭氧池規(guī)格為11×22×10m，停留時(shí)間為3.5d；一級(jí)A/O規(guī)格為A段15×6×5.5m，停留時(shí)間15h，O段15×20×5.5m，停留時(shí)間50h；二級(jí)A/O規(guī)格為A段10×5×5.5m，停留時(shí)間8.3h，O段10×10×5.5m，停留時(shí)間18.3h。

3.2 深度處理部分

臭氧氧化池規(guī)格為2×3.5×6.5m，停留時(shí)間1.5h；活性炭過(guò)濾器尺寸Φ2.5×4.5m；超濾系統(tǒng)膜組件25支，產(chǎn)水量12m3/h；反滲透系統(tǒng)膜組件20支，產(chǎn)水量8m3/h。

4 主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

該項(xiàng)目總投資1414萬(wàn)元，直接運(yùn)行費(fèi)包括電耗費(fèi)用、人員費(fèi)用、藥劑費(fèi)及污泥處置費(fèi)，未經(jīng)膜處理的直接運(yùn)行費(fèi)為11.7元/噸，膜處理后的直接運(yùn)行費(fèi)為12.6元/噸。

5 結(jié)論

通過(guò)將廢水完全混合后采用微電解+芬頓處理，解決了廢水中殘留的抗生素對(duì)后續(xù)生化處理中微生物的影響，保證生化系統(tǒng)的去除率；增加中水回用設(shè)施用于本廠鍋爐冷卻水用，使得廢水得到了綜合利用，不僅節(jié)約自來(lái)水用量并且控制了廢水排放量。