醫(yī)藥中間體生產(chǎn)廢水處理技術(shù)

發(fā)表時間：2016-05-26 10:59:45 閱讀次

引言

安徽省某藥業(yè)有限公司是從事醫(yī)藥中間體、動植物藥提取以及生物化學(xué)原料藥的技術(shù)研發(fā)、產(chǎn)品生產(chǎn)與銷售的一家外商獨資企業(yè)。該企業(yè)在投產(chǎn)初期主要產(chǎn)品有SP（舒必利：C15H23N3O4S），POTA（鄰芐基苯甲酸：C14H12O2），CP（氯丙嗪：C17H19CIN2S）以及REBA（瑞巴派特：C19H15CIN2O4）等醫(yī)藥中間體。隨著市場需求不斷擴大，企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模不斷擴大，逐步開展了唑嘧胺中間體、鹽酸依匹斯汀中間體、格列美脲中間體等近30 類中間體研發(fā)生產(chǎn)。醫(yī)藥中間體生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水具有排放量大、成分復(fù)雜、有機物濃度高、可生化性差等特點，導(dǎo)致處理的難度比較大[1-3]。生化處理技術(shù)具有運行費用低、投資省、效率高等優(yōu)點[4]，被廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥中間體廢水的處理中[5-6]。本設(shè)計采用“預(yù)處理-UASB-二級生物接觸氧化”為主體的廢水處理工藝，廢水處理系統(tǒng)投入運行以來效果良好，且出水水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。

1 廢水水質(zhì)、水量及排放標(biāo)準(zhǔn)

醫(yī)藥中間體生產(chǎn)廢水由工藝廢水和生活污水2部分組成，綜合廢水水質(zhì)指標(biāo)均為平均值，排放標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行當(dāng)?shù)貓@區(qū)污水處理廠的接管標(biāo)準(zhǔn)。廢水水質(zhì)及接管標(biāo)準(zhǔn)見表1。廢水產(chǎn)生量約為260 m3/d，設(shè)計處理量為300 m3/d。

2 廢水處理工藝設(shè)計

2.1 工藝流程

首先通過預(yù)處理調(diào)節(jié)廢水的pH 值、去除大顆粒SS，然后通過曝氣調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)水量水質(zhì)，調(diào)節(jié)均勻的廢水通過水泵提入?yún)捬醴磻?yīng)階段，在厭氧菌的作用下，將難以降解的大分子有機物分解為小分子有機物，提高廢水的可生化性，通過厭氧段的降解，具有良好可生化性的廢水進(jìn)入接觸氧化階段，通過好氧菌的好氧硝化降解，將廢水中的污染物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無機物，完成廢水的處理。其工藝流程見圖1。

2.2 主要工藝設(shè)計參數(shù)

（1）預(yù)處理設(shè)施

由于醫(yī)藥中間體生產(chǎn)廢水受pH 值影響較大[3]，且廢水中SS 濃度較高，所以預(yù)處理階段的設(shè)置是非常必要的。預(yù)處理設(shè)施主要包括中和池、沉淀池和過濾池：中和池有效容積40 m3（4.5 m×4.5 m×3.4m，有效水深2 m），地下式磚混結(jié)構(gòu)，表面做防腐處理，池內(nèi)安裝UPVC 氣動攪拌裝置；沉淀池有效容積及池體尺寸與中和池相同，池內(nèi)安裝斜板填料；過濾池以活性炭作為濾料，池體尺寸為4.5 m×4.5 m×3.4 m，有效水深為2 m，填料層高度為1 m。

（2）曝氣調(diào)節(jié)池

由于生產(chǎn)排水不均勻，故設(shè)1個調(diào)節(jié)池以調(diào)節(jié)水量水質(zhì)，保證后續(xù)處理工段的穩(wěn)定運行。曝氣調(diào)節(jié)池有效容積440 m3（14 m×9 m×5 m，有效水深3.5 m），地下式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；池內(nèi)安裝穿孔管，通過鼓風(fēng)機向池內(nèi)提供空氣；池內(nèi)安裝2 臺提升泵，將廢水提升到厭氧處理階段。

（3）厭氧處理設(shè)施

UASB 池具有較高的有機負(fù)荷，能夠有效的降低廢水中污染物質(zhì)的濃度，提高廢水的可生化性。UASB 池有效容積為310 m3（Φ6 m×12 m，有效水深11 m），采用地上8.5 m，地下3.5 m的鋼混結(jié)構(gòu)，池內(nèi)上部安裝多面球填料，下部安裝2 m的軟性填料，提高微生物與廢水的接觸面積。UASB 池出水進(jìn)入水解酸化池，降解一些大分子有機物質(zhì)，進(jìn)一步提高廢水的可生化性，有利于后續(xù)好氧階段處理。水解酸化池有效容積為240 m3（9 m×5.5 m×5.2 m，有效水深4.8 m），池底設(shè)置2個泥斗，并安裝2 臺污泥回流泵，將污泥回流到UASB 池內(nèi)。

（4）好氧處理設(shè)施

經(jīng)水解處理后的廢水進(jìn)入二級接觸氧化處理設(shè)施，在好氧生物膜的作用下，大部分的有機污染物被去除。一級接觸氧化池有效容積540 m3（14 m×8m×5.2 m，有效水深4.8 m），控制CODCr有機負(fù)荷為2.0 kg/（m3·d）；二級接觸氧化池有效容積290 m3（14 m×8 m×5.2 m，有效水深4.6 m），控制有效負(fù)荷在0.5 kg/(m3·d)，池體為鋼混結(jié)構(gòu)；接觸氧化池池底安裝微孔曝氣裝置，通過鼓風(fēng)機提供氧氣，池中安裝3.5 m的軟性填料。2 級接觸氧化池中間設(shè)置1 座中間池，用于污泥回流，池中安裝2 臺污泥回流泵。

（5）后處理設(shè)施

廢水經(jīng)過2 級接觸氧化處理后，進(jìn)入斜管沉淀池，將隨水流帶出的微生物沉淀下來，降低出水的SS 含量。斜管沉淀池有效容積為45 m3（7 m×2 m× 3.5 m，有效水深3.2 m），池體為鋼混結(jié)構(gòu)，池底設(shè)置1個泥斗，安裝1 臺污泥泵，將剩余污泥打入污泥濃縮池。

（6）污泥處理設(shè)施

剩余污泥含水量很高，經(jīng)過污泥濃縮池進(jìn)一步濃縮之后，用污泥泵打入污泥干化池進(jìn)行干化處理。污泥濃縮池有效容積為50 m3（4 m×4 m×3.5 m，有效深度3.2 m），地上式鋼混結(jié)構(gòu)，濃縮液回流至調(diào)節(jié)池；污泥干化池有效容積20 m3（6 m×3 m×1.5m），有效干化面積為18 m2，地上式磚混結(jié)構(gòu)，池底設(shè)置砂濾層，滲濾液回流至調(diào)節(jié)池。

3 調(diào)試及運行效果

該工程調(diào)試過程中所需污泥取自污水處理廠污泥脫水間，投加質(zhì)量濃度為3 000 mg/L。馴化過程采用階梯式馴化法，池中溫度控制在18 ～24 ℃，pH值控制在6 ～8，ρ（DO）在4 ～8 mg/L，HRT 為48 h。進(jìn)水中添加一定量的工業(yè)葡萄糖、尿素和磷酸二氫鉀補充碳源、氮源和磷源，進(jìn)水中ρ (COD)∶ρ (N)∶ρ(P) ＝ 200∶5∶1；每日進(jìn)水中添加一定比例的廢水，使得進(jìn)水中廢水的濃度隨時間不斷增加，同時不斷減少營養(yǎng)源的使用量，直到進(jìn)水全部為廢水，并且污泥對COD 的去除率達(dá)到穩(wěn)定，馴化完成。

階梯式馴化法是采用逐步提高污泥馴化過程中的廢水水量，同時減少營養(yǎng)物質(zhì)的投加量，直至進(jìn)水全部為廢水的馴化方法。與傳統(tǒng)的全負(fù)荷馴化方法相比，該馴化方法可以使活性污泥中的微生物盡快的適應(yīng)馴化環(huán)境，有利于處理醫(yī)藥中間體生產(chǎn)廢水的優(yōu)勢菌種的培養(yǎng)，優(yōu)勢菌種的成長可以顯著的減少馴化所需要的時間，同時有利于節(jié)約馴化過程中消耗的營養(yǎng)源。經(jīng)過1個月左右的培養(yǎng)馴化，污水處理系統(tǒng)中的活性污泥就實現(xiàn)了穩(wěn)定增長，并能夠大幅降解生產(chǎn)廢水中的污染物質(zhì)。1個月后開展系統(tǒng)聯(lián)動調(diào)試，將系統(tǒng)的運行負(fù)荷提高到80％，測試系統(tǒng)各工段的設(shè)備、工藝運行情況。通過不斷調(diào)整生物接觸氧化工段所需風(fēng)量、污泥回流量及剩余污泥量，UASB 系統(tǒng)內(nèi)部的污水回流量，并不斷優(yōu)化預(yù)處理工段的運行參數(shù)，使系統(tǒng)達(dá)到最佳的運行狀態(tài)。

系統(tǒng)經(jīng)過2個月調(diào)試后，各項測試指標(biāo)均達(dá)到污水處理廠的接管標(biāo)準(zhǔn)。運行結(jié)果表明，該系統(tǒng)運行穩(wěn)定，抗沖擊負(fù)荷能力強。環(huán)保部門抽檢及企業(yè)自檢結(jié)果顯示，廢水各項指標(biāo)均穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。近期運行數(shù)據(jù)見表2。由表2 可見，廢水經(jīng)過“預(yù)處理-UASB-二級接觸氧化”工藝處理后，平均去除效率分別為CODCr96.3%，BOD5 92.1%，NH3-N 93.6%，SS 89.7%，出水監(jiān)測指標(biāo)均優(yōu)于接管標(biāo)準(zhǔn)。