制藥廢水處理工藝

　　進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，制藥科學(xué)技術(shù)日益進(jìn)步，每天都有大量新藥問(wèn)世，與之伴隨的是將產(chǎn)生更多富含多種復(fù)雜有機(jī)化合物的廢水，廢水的成分愈加復(fù)雜，其處理難度也愈來(lái)愈大。當(dāng)前，傳統(tǒng)的制藥廢水處理工藝已無(wú)法滿(mǎn)足排放要求。因此，開(kāi)發(fā)針對(duì)制藥廢水處理工程的設(shè)計(jì)具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

　　1、設(shè)計(jì)依據(jù)

　　1.1 廢水的來(lái)源與特性

　　制藥生產(chǎn)過(guò)程中使用多種結(jié)構(gòu)復(fù)雜的原料，且產(chǎn)品生產(chǎn)步驟復(fù)雜，伴隨產(chǎn)生的有機(jī)副產(chǎn)物眾多。這些副產(chǎn)物將有很大一部分通過(guò)生產(chǎn)廢水排出，其中常常包含有致癌物質(zhì)。與此同時(shí)，由于藥物種類(lèi)繁多，所采用的原材料、輔料以及生產(chǎn)工藝都各有不同，因此，制藥廢水的水質(zhì)和水量也極不穩(wěn)定。

　　1.2 廢水的進(jìn)、出水水質(zhì)

　　按照業(yè)主提供的招標(biāo)文件等相關(guān)資料，本項(xiàng)工程設(shè)計(jì)規(guī)模污水站為240m3/d，全天24h連續(xù)運(yùn)行。本設(shè)計(jì)針對(duì)的進(jìn)、出水水質(zhì)如表1所示。

　　2、廢水處理工藝概述

　　制藥行業(yè)產(chǎn)生的污水具有種類(lèi)多、污染物濃度高、水質(zhì)波動(dòng)大等特點(diǎn)，由于項(xiàng)目污水中工業(yè)廢水占比較小，且廢水BOD/COD比值較高，廢水可生化性較好，因此，污水處理方案選擇以生化為主。項(xiàng)目采取“預(yù)處理+ABR+A/O+MBR工藝”進(jìn)行處理。

　　本項(xiàng)目屬于高濃度、可生化廢水。另外，需要強(qiáng)化脫氮除磷效果，所以，對(duì)生物處理段進(jìn)行了強(qiáng)化設(shè)計(jì)。不僅增加了生物處理工藝的水力停留時(shí)間，而且增加了厭氧、缺氧2種不同類(lèi)型的生化工藝。使厭氧工藝、缺氧工藝、好氧工藝交替運(yùn)行強(qiáng)化脫氮除磷效果，并保留生物處理系統(tǒng)污泥濃度。

　　2.1 工藝流程圖(見(jiàn)圖1)

　　2.2 工藝流程詳解

　　根據(jù)工藝設(shè)計(jì)思路和工藝流程圖的描述，以下對(duì)整體的廢水處理工藝流程進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。

　　2.2.1 廢水的預(yù)處理

　　預(yù)處理單元是將容易去除的污染物及指標(biāo)處理至要求限值，同時(shí)，去掉對(duì)主體單元處理效果有較大影響的污染物。本工藝的預(yù)處理階段主要由格柵、調(diào)節(jié)池組成。

　　廢水中主要污染指標(biāo)有pH、SS等。

　　廢水通過(guò)格柵進(jìn)入調(diào)節(jié)池，利用格柵攔截塑料袋、果殼等大的懸浮物和漂浮物，防止堵塞管道及泵體，保證后續(xù)處理設(shè)備正常運(yùn)行。污水在調(diào)節(jié)池內(nèi)進(jìn)行pH調(diào)節(jié)，再通過(guò)一級(jí)提升泵將污水由調(diào)節(jié)池輸送進(jìn)入?yún)捬醭亍?/p>

　　污水在調(diào)節(jié)池內(nèi)進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間停留，設(shè)置原因有2個(gè)：

　　(1)均質(zhì)均量。由于生產(chǎn)廢水時(shí)、日變化系數(shù)較大，且水質(zhì)也有較大波動(dòng)性，會(huì)對(duì)后續(xù)生物處理單元造成較大沖擊負(fù)荷，導(dǎo)致生物無(wú)法適應(yīng)水質(zhì)的波動(dòng)而降低處理效果。

　　(2)降低污水站事故率。通過(guò)調(diào)節(jié)池進(jìn)行調(diào)節(jié)，確保后續(xù)處理單元安全、穩(wěn)定運(yùn)行。調(diào)節(jié)池水通過(guò)二級(jí)提升泵進(jìn)入下一處理工藝。調(diào)節(jié)池內(nèi)設(shè)置液位控制儀，低液位保護(hù)，高液位停機(jī)。

　　2.2.2 廢水的生化處理

　　廢水的生化處理單元采用ABR厭氧+A/O+MBR脫氮除磷組合工藝。本工藝是基于A(yíng)/O工藝，為了達(dá)到更好的脫氮除磷效果而進(jìn)一步開(kāi)發(fā)。

　　2.2.2.1 第一段――ABR厭氧工藝

　　厭氧工藝是利用厭氧過(guò)程的微生物把有機(jī)物在高效低耗的情況下降解為無(wú)污染的二氧化碳和水，并產(chǎn)生甲烷。厭氧過(guò)程主要分為4個(gè)階段：水解――酸化――產(chǎn)乙酸――產(chǎn)甲烷。大部分高分子有機(jī)物在本池內(nèi)進(jìn)行水解，形成可以被微生物利用的小分子有機(jī)物。厭氧工藝設(shè)置功能主要如下：

　　(1)厭氧段是生物除磷必不可少的一個(gè)環(huán)節(jié)，厭氧區(qū)內(nèi)特異貯磷菌水解聚磷釋放磷酸鹽;

　　(2)是生物脫氮過(guò)程的組成部分，生物脫氮需要3個(gè)過(guò)程，氨化――硝化――反硝化，其中，氨化作用需要在厭氧或缺氧的環(huán)境完成。本厭氧工藝為氨化細(xì)菌提供了反應(yīng)條件。

　　本項(xiàng)目采用厭氧折流板反應(yīng)器(ABR)工藝，主要優(yōu)點(diǎn)有：

　　(1)ABR工藝對(duì)高濃度的SS具有十分強(qiáng)的適應(yīng)能力以及良好的處理效果;

　　(2)ABR工藝通過(guò)水流多次的上下折流，大大提高微生物體與廢水的接觸效果，有利于污泥顆粒的成長(zhǎng);

　　(3)ABR工藝可在高負(fù)荷下有效截留活性微生物固體;

　　(4)ABR工藝可長(zhǎng)期不間斷運(yùn)行，無(wú)須排泥。

　　厭氧處理工藝在運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生惡臭氣體，惡臭氣體主要是有機(jī)物經(jīng)微生物分解所產(chǎn)生的含硫和含氮的物質(zhì)，如硫化氫、氨氣等無(wú)機(jī)物和低分子脂肪酸、胺類(lèi)、硫醇、硫醚、吲哚等有機(jī)物，因此，在本工藝內(nèi)設(shè)置了除臭設(shè)備。在國(guó)內(nèi)目前采用的除臭方法中，主要有生物除臭工藝、臭氧氧化技術(shù)、水洗法除臭、燃燒法、活性炭除臭等。其中，生物除臭工藝復(fù)雜，運(yùn)行過(guò)程中難以調(diào)試出優(yōu)勢(shì)微生物，經(jīng)常達(dá)不到處理效果;等離子除臭工藝在處理污水站除臭中應(yīng)用比較廣泛，但多用于生物除臭的后續(xù)處理過(guò)程，單獨(dú)使用較少。另外，等離子除臭工藝?yán)酶邏弘娫?，安全性、穩(wěn)定性均有一定的問(wèn)題。而活性炭吸附工藝設(shè)備簡(jiǎn)單，運(yùn)行維護(hù)方便，除臭效率高，僅需對(duì)活性炭進(jìn)行定期再生或更換即可。

　　2.2.2.2 第二段――A/O工藝

　　廢水經(jīng)過(guò)一段中的二次沉淀池后進(jìn)行泥水分離后，上清液進(jìn)入缺氧池，將殘余的有機(jī)氮進(jìn)一步分解為氨態(tài)氮，同時(shí)，完成有機(jī)氮到氮?dú)獾淖詈笠徊睫D(zhuǎn)化，將硝態(tài)氮反硝化為氮?dú)饣蚱渌麣鈶B(tài)的氮而去除。

　　傳統(tǒng)活性污泥工藝不具備脫氮除磷的功能，難以滿(mǎn)足日益發(fā)展的污水處理需求。隨著好氧硝化、缺氧反硝化以及厭氧釋磷、好氧過(guò)量攝磷等理論的應(yīng)用，逐漸形成了具用脫氮除磷功能的改良型活性污泥法。A/O工藝就是此類(lèi)工藝的典型代表,A/O工藝即缺氧/好氧脫氮工藝。

　　A/O法生物脫氮工藝具有以下特點(diǎn)：

　　(1)流程簡(jiǎn)單、基建費(fèi)用省，無(wú)二次污染;

　　(2)污水中的有機(jī)物和內(nèi)源代謝產(chǎn)物可用作反硝化的碳源，不需外加碳源;

　　(3)前置的反硝化缺氧池具有生物選擇器的功能，可避免污泥膨脹，改善污泥沉降性能;

　　(4)缺氧池進(jìn)行的反硝化可以恢復(fù)部分堿度，調(diào)節(jié)系統(tǒng)的pH值。

　　2.2.2.3 第三段――MBR工藝

　　為了進(jìn)一步強(qiáng)化微生物脫氮效率，采用浸沒(méi)分體式MBR膜生物反應(yīng)器，不僅可以截留大量活性污泥，保證生化系統(tǒng)內(nèi)污泥量，而且，可以穩(wěn)定出水有機(jī)物及懸浮物等指標(biāo)。

　　MBR工藝具有以下優(yōu)點(diǎn)：

　　(1)所占空間小。

　　MBR工藝相較于傳統(tǒng)活性污泥工藝，污泥濃度從3000~5000mg/L提高到8000~12000mg/L。不僅如此，MBR工藝后續(xù)無(wú)須沉淀池，其所占空間約為傳統(tǒng)工藝的1/2左右。

　　(2)運(yùn)行管理方便。

　　MBR工藝采用膜抽吸方式完成泥水分離作業(yè)，相較于傳統(tǒng)活性污泥處理工藝有極大的優(yōu)勢(shì)。傳統(tǒng)工藝下，高污泥負(fù)荷狀態(tài)運(yùn)行將會(huì)產(chǎn)生污泥膨脹現(xiàn)象，導(dǎo)致污泥較難分離，致使系統(tǒng)不能正常運(yùn)行，出水無(wú)法達(dá)標(biāo)。

　　(3)水質(zhì)穩(wěn)定。

　　MBR工藝所采用的中空絲膜工作效率高，它幾乎能夠截留所有的微生物，特別是難以沉淀、增殖速度又相對(duì)較慢的微生物，所以，MBR其中的生物相十分豐富，這將極大地縮短活性污泥馴化和增量的時(shí)間。MBR系統(tǒng)抗沖擊能力大大加強(qiáng)，脫氮效果也大幅提升，出水水質(zhì)穩(wěn)定。

　　(4)出水懸浮物低。

　　采用MBR膜直接出水，相較于傳統(tǒng)的二沉池出水，可使懸浮物含量降至趨于0。

　　2.2.3 污泥處理系統(tǒng)

　　本工程污泥統(tǒng)一收集至污泥濃縮池進(jìn)行濃縮處理。利用潛污泵將經(jīng)過(guò)濃縮之后的活性污泥提升至污泥濃縮池進(jìn)行緩沖，再利用污泥螺桿泵高壓打入板框壓濾機(jī)，進(jìn)行污泥脫水，脫水后的污泥外運(yùn)。

　　3、結(jié)語(yǔ)

　　制藥行業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中排放的廢水有機(jī)物含量高，成分十分復(fù)雜，而且多變，是較難處理的一類(lèi)工業(yè)廢水。本方案采用ABS+A/O+MBR工藝處理制藥廢水，工藝先進(jìn)、處理效果好、可適應(yīng)性強(qiáng)。在保證處理效果的同時(shí)，能耗及運(yùn)行成本都較低，運(yùn)行操作管理簡(jiǎn)單可靠，能夠?yàn)槲覈?guó)制藥行業(yè)廢水處理的設(shè)計(jì)提供借鑒。(來(lái)源：北京航天試驗(yàn)技術(shù)研究所)