化學(xué)原料藥生產(chǎn)廢水處理鐵碳+芬頓法

原料藥(API)，是一種藥物的活性成分，它可通過化學(xué)合成、植物提取、生物工程技術(shù)等方法來制備，其成品則用于藥物制劑的原料。由于原料藥生產(chǎn)過程產(chǎn)生的廢水含有一定的化學(xué)毒性和生物活性，特別是某些抗生素原料藥的生產(chǎn)廢水，其所含的抗生素(如青霉素、頭孢菌素等)具有較強(qiáng)的殺滅微生物的作用，會使得生化處理所需的厭氧和好氧微生物失效，達(dá)不到廢水處理的目的。浙江某藥業(yè)公司主要生產(chǎn)阿奇霉素和克拉霉素原料藥，另外還生產(chǎn)小批量的格列美脲、維拉必利、環(huán)丙貝特、菲諾貝特、鹽酸芐絲肼等原料藥，日產(chǎn)工藝廢水500t，其中高濃度100t，低濃度400t。目前，該類廢水的處理方法主要為高級氧化+生化法處理，但在運(yùn)行過程中還存在處理成本高，操作參數(shù)復(fù)雜等缺點。

本文選用鐵碳反應(yīng)+芬頓反應(yīng)+UASB+A/O工藝處理該化學(xué)原料藥生產(chǎn)廢水，經(jīng)過2年多的運(yùn)行實踐，系統(tǒng)出水各項指標(biāo)均能達(dá)到《化學(xué)合成類制藥工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB21904-2008)中的排放標(biāo)準(zhǔn)。

1、廢水水質(zhì)分析

廢水處理工程的設(shè)計規(guī)模為：500m3/d，其中高濃廢水100m3/d，低濃廢水400m3/d，水質(zhì)分析情況如表1。

廢水水質(zhì)特點：

(1)廢水成份復(fù)雜，污染物種類繁多，水量水質(zhì)波動較大。

(2)高濃度廢水CODCr濃度高達(dá)121767mg/L，綜合廢水也達(dá)25047mg/L左右。在生化中不可降解的有機(jī)底質(zhì)濃度較高。

(3)廢水中鹽份較高，濃度高達(dá)10788mg/L。

(4)廢水中含較高濃度的二氯甲烷，會對生化造成一定的抑制作用。

(5)廢水中含一定濃度的有機(jī)氮。

2、廢水處理工藝

2.1 廢水處理工藝流程

根據(jù)廢水水質(zhì)特性，采用鐵碳反應(yīng)+芬頓反應(yīng)+UASB+A/O為主體的處理工藝，工藝流程如圖1所示。

工藝流程說明：

(1)含二氯甲烷廢水收集于集水池1，通過泵進(jìn)入預(yù)蒸留設(shè)備進(jìn)行預(yù)蒸餾，蒸餾掉大部分二氯甲烷，并在分離塔進(jìn)行分離回收。部分經(jīng)中間集水池進(jìn)行堿解脫氯，出水進(jìn)入調(diào)節(jié)池1。

(2)調(diào)節(jié)池廢水泵到微電解塔進(jìn)行微電解，出水進(jìn)入催化氧化池中，并與其他高濃度廢水混合。

(3)超高鹽份超高CODCr廢水外運(yùn)焚燒處置。

(4)高硫酸鹽廢水和廢水站廢氣處理廢水進(jìn)入反應(yīng)初沉池，通過投加氯化鈣和次氯酸鈉，使其中的硫轉(zhuǎn)化成沉淀物得到去除，出水進(jìn)入調(diào)節(jié)池2。

(5)其他高濃度廢水進(jìn)入調(diào)節(jié)池2，經(jīng)泵進(jìn)入芬頓催化氧化地中，反應(yīng)后自流到混凝池，與投加的堿液中和，形成絮狀物，通過后續(xù)的一沉池泥水分離，上清液進(jìn)入中調(diào)池。

(6)中調(diào)池廢水經(jīng)泵進(jìn)入UASB池，廢水中的有機(jī)物質(zhì)在厭氧菌團(tuán)的作用下分解成二氧化碳、水和部分甲烷，有機(jī)物得到一定程度的降解，出水進(jìn)入A/O池。

(7)廢水中的有機(jī)物質(zhì)在A/O池中，在A池的水解菌團(tuán)和反硝化的作用下，達(dá)到生物脫氮及水解酸化的作用。出水進(jìn)入O池。

(8)廢水中的有機(jī)物質(zhì)在O池好氧菌團(tuán)的作用下，生成二氧化碳和水，氨氮氧化成硝態(tài)氮。在好氧池中，大部分的有機(jī)物得到降解。出水進(jìn)入二沉池，二沉池進(jìn)行泥水分離后，上清液進(jìn)入反應(yīng)終沉池，污泥回流。

(9)廢水在反應(yīng)終沉池中與投加的復(fù)合劑的作用下形成絮狀體，在沉淀區(qū)進(jìn)行泥水分離，污泥進(jìn)入污泥池，上清液進(jìn)入清水池達(dá)標(biāo)排放。

(10)系統(tǒng)中的污泥進(jìn)入污泥池，污泥池的污泥泵入壓濾機(jī)壓濾，泥餅外運(yùn)妥善安置。濾液回調(diào)節(jié)池重新處理。

2.2 各構(gòu)筑物單元說明

本工藝主要構(gòu)筑物情況如表2所示。

2.3 項目運(yùn)行效果

本項目2019年12月調(diào)試成功，于2019年12月通過當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門驗收。系統(tǒng)經(jīng)過兩年多的穩(wěn)定運(yùn)行，出水水質(zhì)如表3所示。

3、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

本工藝總裝機(jī)容量211kW，電費(fèi)按1.0元/kWh，4.02元/t廢水，藥劑費(fèi)包括硫酸亞鐵、雙氧水、酸、堿、次氯酸鈉、鐵碳等，共計3.12元/t廢水，蒸汽費(fèi)0.38元/t廢水，人工費(fèi)1.0元/t廢水，總計8.52元/t廢水。

4、存在的問題與解決措施

4.1 鐵碳反應(yīng)問題

生產(chǎn)車間含二氯甲烷廢水未經(jīng)預(yù)處理，直接進(jìn)入鐵碳反應(yīng)系統(tǒng)，導(dǎo)致濃度過高、停留時間不足，出現(xiàn)了二氯甲烷降解不完全的現(xiàn)象。后將此廢水先在堿性條件下，溫度50℃反應(yīng)一定的時間，降解大部分二氯甲烷后再進(jìn)入鐵碳反應(yīng)系統(tǒng)，徹底解決該問題。

4.2 厭氧池污泥回流問題

由于設(shè)計時采用了原有的設(shè)備設(shè)施，池底未安裝分布器，進(jìn)水直接從池面進(jìn)入，導(dǎo)致運(yùn)行時厭氧泥沉底，酸化效果差，去除率低下的情況。后在池上安裝了8套自回流裝置，保證能將池底的泥翻騰上來，確保泥與水有一定的接觸面積，順利解決了該問題。

4.3 出水超標(biāo)問題

生化系統(tǒng)運(yùn)行存在一定的不穩(wěn)定性，受進(jìn)水負(fù)荷波動，溫度變化，設(shè)備故障等原因會造成出水超標(biāo)情況，本系統(tǒng)設(shè)置了應(yīng)急高級氧化處理工段，通過凈水劑再氧化技術(shù)，將廢水中的有機(jī)物完全氧化，并在氣浮池中進(jìn)行泥水分離，保證出水達(dá)標(biāo)。

5、結(jié)論

(1)采用鐵碳微電極+芬頓和混凝法預(yù)處理廢水，提高B/C的同時去除了部分Cl-，為后續(xù)生化創(chuàng)造了相對低鹽環(huán)境。

(2)UASB反應(yīng)器設(shè)備負(fù)荷高、占地少、剩余污泥少，成本低，三相分離器的使用免去后續(xù)沉淀池，產(chǎn)生的甲烷亦可作為燃料使用。

(3)傳統(tǒng)A/O法的使用達(dá)到了徹底降解有機(jī)物和去除氨氮的目的。

(4)采用分質(zhì)進(jìn)水方式，提高了廢水B/C，減少了預(yù)處理的水量，降低了處理成本。（來源：永康市環(huán)境保護(hù)監(jiān)測站，浙江清雨環(huán)保工程技術(shù)有限公司，浙江耐司康藥業(yè)有限公司，浙江師范大學(xué)行知學(xué)院）