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高浓度制药废水处理技术方案

高浓度制药废水具有水量不稳定、氨氮浓度较高、有机物浓度高、生物毒性大等特点。

某抗生素生产企业排放的废水主要来自头孢母核原料(7-ACA)提取、结晶、头孢合成、合成结晶废水等。其中污染程度相对较小、污染物含量较低的进水为稀水,包括7-ACA 提取废水、头孢合成废水等; 污染程度高、污染物浓度高的进水为浓水,包括结晶母液、含菌丝废水(菌丝在车间内部回收)、合成结晶母液等。主要污染指标为有机污染物、悬浮物、色度、氨氮等。

设计水量为830 m3/h,其中浓水设计水量为100 m3/h,稀水设计水量为730 m3/h。设计进、出水水质见表1。

1. 2 制药废水特点及工艺选择

该企业废水具有间歇排放、水质水量变化大、氨氮浓度较高、有机物浓度高、成分复杂的特点,采用“物化+ 生化”处理工艺,具体分析如下:

①该企业以玉米为生产原料,生产废水中悬浮物较多,且不同工段、不同时期废水流量波动较大,pH 值变化大,因此预处理采用格栅/气浮工艺,首先去除废水中的悬浮物,同时亦能去除部分COD,减轻后续工序的压力。

②制药废水COD 浓度高,氨氮浓度高,而厌氧工艺是高浓度废水中常用的工艺。IC 厌氧反应器为新一代高效厌氧反应器,负荷高,对高浓度废水有较好的去除效果。在调节池中稳定控制废水的温度和pH 值后提升至IC 厌氧反应器,反应器内部采用伞状布水装置,能有效防止布水器堵塞,保证均匀布水; 反应器内部含有大量颗粒污泥,废水在上升过程中与污泥接触,大部分有机物被降解生成CH4、CO2。

③经一级厌氧处理后的废水中大部分易生物降解COD 被去除后,为保证好氧工艺顺利进行,需要将废水的生化性提高,故采用水解酸化工艺,为后续好氧工艺作准备。

④废水中氨氮浓度较高,在选择好氧工艺时需要具备脱氮功能。CASS 工艺集曝气、沉淀、排水功能于一体,在CASS 池前端设预反应区,对池内微生物进行筛选,防止污泥膨胀。经过絮凝降解、硝化、反硝化等一系列复杂的微生物作用,废水中绝大部分污染物得到去除,废水得到净化。

⑤由于进水COD 浓度高,水质复杂、变化大,为了保证出水水质达到排放标准,CASS 池出水进入气浮池,通过气浮作用,进一步降低出水中的有机物和SS。考虑到残存有机物的浓度及色度仍然不能稳定达标,气浮池出水进入消毒池进一步去除有机物及色度,出水最后达标排放。

废水分为稀水和浓水分别进水,均经过1#机械格栅和2#机械格栅,去除悬浮物与杂物后进入各自1#集水池和2#集水池。经过1#调节池调节进水的水质水量后,浓水由泵提升到IC 厌氧反应器。IC厌氧反应器负荷高,可降解或者进一步去除部分高浓度的有机物和有毒物质,提高后续生化系统的处理效率。浓水经过IC 厌氧反应器处理后进入2#调节池与稀水混合后,再一起进入水解酸化池继续处理。

在集水池附近设置事故池,以防因水质、水量骤变对系统产生的危害。水解酸化池出水在配水井中混合后进入两级CASS 池。在CASS 池中进行曝气反应、沉淀、滗水等一系列过程。出水经过2#气浮池进一步去除剩余的难降解有机物,经过消毒后达到排放标准。机械格栅的栅渣、气浮池的浮渣与CASS 池的剩余污泥排入污泥浓缩池中进行浓缩,再经污泥脱水机脱水后外运处置,污泥浓缩池的上清液则流回调节池。各处理单元的臭气通过臭气管道收集到除臭间处理。

1. 3 主要构筑物及设计参数

主要构筑物及设计参数见表2。

2 、制药废水调试及运行效果

工程调试主要内容为IC 厌氧反应器及CASS池污泥的驯化。在运行过程中容易出现生化系统污泥浓度低及IC 塔酸化问题,主要原因是有时该企业进水中的氨氮含量与有机物含量失衡,COD 及NH3-N 浓度过高,需要投加合适的磷等营养物质及调节pH 值,保证微生物正常生长的需要。

在运行过程中,由于有生产过程中的硫酸盐进入到废水中,容易使厌氧系统崩溃,故在运行过程中应加强对运行参数的检测,防止微生物受到毒害而影响运行效果。

该工程于2012 年3 月投产至今,各项出水指标均达到《污水综合排放标准》(GB 8978-1996)的二级排放标准。

3、污水处理项目 结语

①根据本工程进、出水水质分析,单独使用物化法或者生物法处理均难以达到排放要求,故必须选择物理化学以及生物组合工艺。

②为防止硫酸盐进入废水处理系统,厂区自身设有四效蒸发装置,保证后续生化系统稳定正常运行。

③废水中有机物含量高,采用厌氧处理工艺能有效降低污染物含量,提高后续好氧系统的处理效率。

④制药废水中氨氮含量较高且pH 值波动大,厌氧池容易产生酸化现象,在运行过程中应加强对运行参数的检测。