沈 志

（上海泓濟環(huán)?？萍脊煞萦邢薰?上海 200231）

引言

制藥工業(yè)是我國工業(yè)體系中的重要產(chǎn)業(yè)，隨著經(jīng)濟快速發(fā)展與人民消費水平的不斷提高，制藥行業(yè)也呈現(xiàn)了迅速發(fā)展之勢。制藥廢水污染物成分復(fù)雜、毒性大、色度高、難生物降解、水質(zhì)水量變化大，是工業(yè)廢水中較難處理的一種[1-2]。一般制藥工業(yè)污染物排放標準體系由6個分標準組成，即發(fā)酵類、化學合成類、提取類、中藥類、生物工程類和混裝制劑類。制藥行業(yè)在國家的環(huán)保治理行業(yè)中屬于重點治理行業(yè)對象，排放的廢水同時也是國家環(huán)境監(jiān)測治理的重要對象。

本文以一家制藥廠為例，該制藥廠主要包括藥物實驗研究場所、中試研究基地和精品生產(chǎn)基地。項目建設(shè)配套污水處理工程，廢水來源為廠區(qū)生產(chǎn)廢水和生活污水，總設(shè)計規(guī)模200m3/d，其中高濃廢水50m3/d，低濃度廢水150m3/d。

1 實驗材料及方法

1.1 進出水水質(zhì)標準

根據(jù)該制藥廠提供進水水質(zhì)，本工藝進水水質(zhì)如下：

表1 設(shè)計進水水質(zhì)

本項目廢水經(jīng)廠區(qū)內(nèi)污水處理站處理后，通過開發(fā)區(qū)污水管網(wǎng)送石橋子污水處理廠處理達標后排入北沙河，本項目污水中污染物pH、COD、BOD5、氨氮、SS排放執(zhí)行《遼寧省污水綜合排放標準》（DB21/1627-2008）表2中“排入設(shè)置污水處理廠的收集管網(wǎng)系統(tǒng)的污水”水污染物最高允許濃度要求，二氯甲烷執(zhí)行《化學合成類制藥工業(yè)水污染物排放標準》（GB21904-2008）表2中限值要求。綜合執(zhí)行如下標準：

表2 設(shè)計出水水質(zhì)

1.2 試驗儀器及方法

CODCr的測定采用標準重鉻酸鉀法(GB 11914-89)；BOD5的測定采用稀釋接種法，等效于GB 7488-87。氨氮的測定采用納氏試劑分光光度法?？偟臏y定采用過硫酸鉀氧化紫外分光光度法[6]。

2 結(jié)果與討論

2.1 水量水質(zhì)特點

本項目廢水來源為生產(chǎn)廢水及廠區(qū)生活污水，其中主要污染來自高濃度有機廢水，具體水質(zhì)特點如下：

（1）高濃廢水主要來自原料藥、制劑的生產(chǎn)和研發(fā)，廢水中含有高濃度有機溶劑及部分產(chǎn)品和中間體，其中大部分有機污染物可生化性較好，但DMF、四氫呋喃等為難降解有機物，二氯甲烷等為生化毒性有機物。

（2）高濃度廢水含鹽量較高且含一定的懸浮物，不適宜直接采用生物法處理。

（3）來自研發(fā)的廢水水質(zhì)成分復(fù)雜，水質(zhì)隨研發(fā)藥品種類變化而變化。

（4）高濃廢水氨氮濃度較低，但廢水中含有一定的含氮有機物，該部分有機物在生物處理過程中可轉(zhuǎn)化為氨氮。

（5）低濃度廢水來自生活污水和地面沖洗廢水，污染物濃度較低，可生化性較好。

2.2 工藝比選

根據(jù)上述水質(zhì)分析，本工程應(yīng)先對高濃廢水進行預(yù)處理，去除高濃廢水中的鹽分和部分大分子有機物，提高其可生化性。經(jīng)過預(yù)處理的高濃廢水與低濃度廢水混合后進行厭氧和好氧處理，好氧出水可達標排放。各工藝段反應(yīng)器選擇如下：

（1）懸浮物及油類的去除

高濃廢水中的鹽分需要采用蒸發(fā)工藝去除，為了避免蒸發(fā)器堵塞和保證換熱效率，需要在蒸發(fā)之前去除廢水中懸浮物和油類。根據(jù)同類廢水處理經(jīng)驗，本工程采用混凝氣浮工藝去除懸浮物和油類。

（2）蒸發(fā)器的選擇

廢水處理常用的蒸發(fā)工藝有多效蒸發(fā)和MVR兩種。

對于本工程，廢水中含有一定的低沸點有機溶劑，在蒸發(fā)過程中低沸點有機溶劑會形成不凝氣體，從而影響MVR壓縮機的壓縮效率，隨著不凝氣體的積累，壓縮機效率會進一步下降，最終導(dǎo)致MVR無法正常運行。所以，本工程宜采用多效蒸發(fā)工藝作為本工程的蒸發(fā)器。

（3）厭氧生化部分

當前厭氧工藝處理可選擇的主要是UASB、IC和EGSB三種。其中IC和EGSB工藝為第三代厭氧反應(yīng)器，主要用在大規(guī)模易降解的廢水處理。UASB第二代厭氧反應(yīng)器，對各種廢水都有很好的適應(yīng)性，尤其適用于水質(zhì)變化較大廢水處理工程，所以本工程厭氧部分選用UASB反應(yīng)器。

（4）好氧生化部分

廢水中含有一定的有機氮，經(jīng)過厭氧處理后會有部分轉(zhuǎn)化為氨氮，所以為保證效果，本工程主體生化處理部分應(yīng)采用A/O工藝。因廢水經(jīng)過厭氧處理后，廢水中的大部分易降解有機物已經(jīng)降解，廢水B/C較低，所以好氧部分需采用生物量大同時污泥齡較長的生物反應(yīng)器。本工程好氧部分采用我公司的改進AO工藝（投加固定床平板填料），利用改進AO工藝中生物膜中高泥齡微生物對難降解有機物處理的高效性以及AO系統(tǒng)耐沖擊負荷的能力來保證整個系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

如上所述，最終本項目的工藝流程如下所示：

圖1 工藝流程框圖

2.3 主要工藝參數(shù)設(shè)計

2.3.1 三效蒸發(fā)

數(shù)量1套，含換熱器、支架、離心機等；材質(zhì)：鈦材+SUS316L+碳鋼防腐；處理能力：2.5m3/h;總功率為，58.5kW；蒸汽耗量：800～1400kg/h。

2.3.2 UASB

數(shù)量：1 座，設(shè)計水量 200m3/d；尺寸（L×B×H）：5.5×4.5×8m；有效水深：7.5m；單格有效容積：185m3；單格總?cè)莘e：198m3；容積負荷：4.3kgCOD/(m3·d)；結(jié)構(gòu)：地上式鋼砼。

2.3.3 改進AO

（1）缺氧池

數(shù)量：1 座，設(shè)計水量 200m3/d；尺寸（L×B×H）：4×1.85×5.5m；有效水深：5m（預(yù)留超高 0.5m）；有效容積：41m3；總?cè)莘e：37m3；停留時間：4.4h；結(jié)構(gòu)：半埋地式鋼砼，與好氧區(qū)合建。

（2）好氧池

數(shù)量：1 座，設(shè)計水量 200m3/d；尺寸（L×B×H）：14.8×4×5.5m；有效水深：5m（預(yù)留超高0.5m）；有效容積：296m3；總?cè)莘e：326m3；停留時間：35.5h；COD 負荷 0.95kgCOD/(m3·d)：結(jié)構(gòu)：半埋地式鋼砼，與缺氧區(qū)合建。

2.4 高濃廢水預(yù)處理

根據(jù)預(yù)處理階段效果，預(yù)處理中混凝氣浮對主要是對于廢水中油分的控制去除效果。由于進水水質(zhì)并未對油分進行檢測，所以效果沒有體現(xiàn)。此外，混凝沉淀能夠去除部分膠體狀或大分子的COD，調(diào)試階段觀測到COD的去除效率約在5%左右。經(jīng)過三效蒸發(fā)蒸發(fā)后的廢水，經(jīng)過脫溶回收部分有機溶劑，高沸點的有機物留在蒸發(fā)母液中，得以去除。

表1 高濃廢水預(yù)處理效果

2.5 生化階段調(diào)試效果

三效蒸發(fā)出水與低濃度廢水混合，水質(zhì)按照兩種廢水加權(quán)平均進行估算，氨氮按照有機氮部分釋放后計算。根據(jù)厭氧UASB階段效果可知，調(diào)試階段厭氧反應(yīng)器能對于CODcr和BOD的去除率約為65%和75%。此時的出水含未能達到出水的標準。此外，厭氧反應(yīng)器對于氨氮和TN沒有去除效果。傳統(tǒng)AO工藝不投加填料，所以為了去除氨氮，需要增加停留時間，確保硝化細菌有足夠的污泥齡，本項目采用投加了填料的改進AO工藝，能有效增加污泥齡(增加硝化細菌比例)和污泥濃度，保證COD達標的情況下也能夠保留住硝化細菌，確保氨氮達標。

表2 綜合廢水預(yù)處理效果

結(jié)語

（1）對于制藥廢水而言，高濃度廢水宜經(jīng)過適當?shù)念A(yù)處理，如混凝氣浮+多效蒸發(fā)。

（2）經(jīng)過預(yù)處理的高濃度廢水和低濃度廢水混合后，在經(jīng)過UASB和AO工藝可以達標排放。

（3）工藝中的AO工藝若采用投加填料形式的改進AO工藝，可以有效降低池容，增加污泥齡，確保氨氮達標。