制药厂污水处理设计

1、制药厂污水处理设计制药厂污水处理设计 摘要：通过对该污水水质分析在水处理工艺中选 择最合适的工艺，使污水达到处理标准。 关键词：废水水质，方案选择，流程 该制药厂采用发酵工艺生产药物， 其产生的废 水中主要含有发酵残余物，硫酸盐，硝基苯，淀 粉，废水的气味较大，且废水的颜色较深，污水 流 量 Q ： 500m3/d ， COD:20000mg/L,BOD5:9000mg/L,SS:500mg/L, NH3-N:200mg/L 1 水质分析 该废水为制药厂排放的综合性生产废水， 废水 中含有发酵残余物、 盐类及生产过程中产生的其 他有机物。 这些废水水质具有成分复杂、 有机物 浓度高、 pH 值

2、变化大、悬浮物多、色度大、总 盐量高等特点， 并且废水中还含有大量难生物降 解物质和对微生物有抑制作用的有毒有害物质。 因为废水 BOD/COD的比值为 0.45 0.3 ，说明废 水中有机物可生化降解。 BOD采用微生物来降解 有机物，而降解率仅为 14.4 78.6% ,COD采用 的是强氧化剂，对大多数的有机物可以氧化到 8595% 。2 方案选择制药废水的处理技术可归纳为以下几种： 物化 处理、化学处理 、生化处理以及多种方法的组 合处理等，各种处理方法具有各自的优势及不 足。2.1物化处理根据制药废水的水质特点， 在其处理过程中需 要采用物化处理作为生化处理的预处理或后处 理工序。目

3、前应用的物化处理方法主要包括混 凝、气浮、吸附、氨吹脱、电解、离子交换和膜 分离法等。2.1.1混凝法该技术是目前国内外普遍采用的一种水质处 理方法，它被广泛用于制药废水预处理及后处理 过程中，如硫酸铝和聚合硫酸铁等用于中药废水 等。高效混凝处理的关键在于恰当地选择和投加 性能优良的混凝剂。 近年来混凝剂的发展方向是 由低分子向聚合高分子发展， 由成分功能单一型 向复合型发展。2.1.2气浮法气浮法通常包括充气气浮、 溶气气浮、 化学气 浮和电解气浮等多种形式。 新昌制药厂采用 CAF 涡凹气浮装置对制药废水进行预处理， 在适当药 剂配合下， COD 的平均去除率在 25% 左右。 2.1.3

4、吸附法常用的吸附剂有活性炭、活性煤、腐殖酸类、 吸附树脂等。有结果显示， 吸附预处理对废水 的 COD 去除率达 41.1% ，并提高了 BOD5/COD 值。2.1.4膜分离法膜技术包括反渗透、 纳滤膜和纤维膜， 可回收 有用物质， 减少有机物的排放总量。 该技术的主 要特点是设备简单、 操作方便、 无相变及化学变 化、处理效率高和节约能源。 朱安娜等采用纳滤 膜对洁霉素废水进行分离实验， 发现既减少了废 水中洁霉素对微生物的抑制作用， 又可回收洁霉 素。2.1.5电解法此法处理废水具有高效， 易操作等优点而受到 人们的重视，同时电解法又有很好的脱色效果。2.2化学法处理废水： 铁炭法，化学

5、氧化还原法， 深度氧化处理技术等。2.2.1铁炭法工业运行表明，以 Fe-C 作为制药废水的预处理步骤，其出水的可生化性大大提高。2.2.2Fenton 试剂处理法亚铁盐和 H2O2 的组合称为 Fenton 试剂，它 能有效去除传统废水处理技术无法去除的难降 解有机物。随着研究的深入， 又把紫外光（UV ）、 草酸盐（ C2O42-）等引入 Fenton 试剂中，使其 氧化能力大大加强。程沧沧等 10 以 TiO2 为催 化剂，9 W 低压汞灯为光源，用 Fenton 试剂对 制药废水进行处理， 取得了脱色率 100% ，COD 去除 率 92.3%的效果，且硝基苯类化合物从 8.05mg/

6、L 降到 0.41mg/L 。2.2.3 氧化技术又称高级氧化技术， 它汇集了现代光、 电、声、 磁、材料等各相近学科的最新研究成果， 主要包 括电化学氧化法，湿式氧化法，超临界水氧化法， 光催化氧化法和超声降解法等。2.3生化处理法生化处理技术是目前制药废水广泛采用的处 理技术，包括好氧生物法，厌氧生物法，好氧 - 厌氧组合等方法。2.3.1好氧生物处理由于制药废水大多是高浓度有机废水， 进行好 氧生物处理时一般需对原液进行稀释， 因此动力 消耗大， 且废水可生化性较差， 很难直接生化处 理后达标排放，所以单独使用好氧处理的不多， 一般需进行预处理。深井曝气是一种高速活性污泥系统，该法具 有

7、氧利用率高、占地面积小、处理效果佳、投资 少、运行费用低、不存在污泥膨胀、产泥量低等 优点。此外，其保温效果好，处理不受气候条件 影响，可保证北方地区冬天废水处理的效果。 东 北制药总厂的高浓度有机废水经深井曝气池生 化处理后， COD 去除率达 92.7% ，可见用其处 理效率是很高的，对出水达标起着决定性作用。AB 法属超高负荷活性污泥法。 AB 工艺对 BOD5 、COD 、SS、磷和氨氮的去除率一般均高 于常规活性污泥法。其突出的优点是 A 段负荷 高，抗冲击负荷能力强，对 pH 和有毒物质具有 较大的缓冲作用， 特别适用于处理浓度较高、 水 质水量变化较大的废水。生物接触氧化技术集活

8、性污泥和生物膜法的 优势于一体，具有容积负荷高、污泥产量少、抗 冲击能力强、工艺运行稳定、管理方便等优点。 很多工程采用两段法， 目的在于驯化不同阶段的 优势菌种，充分发挥不同微生物种群间的协同作 用，提高生化效果和抗冲击能力。 在工程中常以 厌氧消化、 酸化作为预处理工序， 采用接触氧化 法处理制药废水。 哈尔滨北方制药厂采用水解酸 化两段生物接触氧化工艺处理制药废水， 运行 结果表明，该工艺处理效果稳定，组合合理。SBR 法具有耐冲击负荷强、污泥活性高、结 构简单、无需回流、操作灵活、 占地少、投资省、 运行稳定、基质去除率高，脱氮除磷效果好等， 适合处理水量水质波动大的废水。 2.3.2

9、厌氧生物处理UASB 反应器具有厌氧消化效率高、结构简 单、水力停留时间短、 无需另设污泥回流装置等 优点。采用 UASB 法处理卡那霉素、氯酶素、 VC、SD 和葡萄糖等制药生产废水时， 通常要求 SS 含 量不能 过高，以保证 COD 去除率在 85%-90% 以上。二级串联 UASB 的 COD 去除 率达 90% 以上。水解池全称为水解升流式污泥床（ HUSB ）， 它是改进的 UASB 。水解池较之全过程厌氧池有 以下优点：不需密闭、搅拌，不设三相分离器， 降低了造价并利于维护；可将废水中的大分子、不易生物降解的有机物降解为小分子、 易生物降解的有机物，改善原水的可生化性；反应迅速、

10、 池子体积小，基建投资少，并能减少污泥量2.3.3组合技术 由于单独的好氧处理或厌氧处理往往不能满 足要求， 而厌氧好氧、 水解酸化好氧等组合 工艺在改善废水的可生化性、 耐冲击性、 投资成 本、处理效果等方面表现出了明显优于单一处理 方法的性能，因而在工程实践中得到了广泛应 用。例如，杨志勇等采用气浮一 SBR滤池工艺 处理制药废水耐冲击负荷能力高、 不产生污泥膨 胀，出水 COD100 mg/L 、BOD530 mg/L 、SS 70 mg/L ，而且该工艺运行费用较低、操作简 单、易于维护。赵艳锋等采用接触氧化气浮 - 多级生化处理组合工艺处理高浓度制药废水， 系 统COD、SS、BOD

11、5去除率分 别达957、 968、 998，具有处理效 率高、抗冲击负荷强、运行稳定等优点。肖利平 等采用微电解 - 厌氧水解酸化一序批式活性污泥 对废水水质、水量的变化具有较强的耐冲击能 力， COD去除率达 86一 92H“。其它如气浮 -进 细 调 格水格SBR泥饼污泥浓水解 - 接触氧化工艺处理化学制药废水、气浮 -UBF-CASS工艺处理高浓度中药提取废水、 厌氧 -好氧- 气浮过滤及吸附 -混凝-高级化学氧化法处理制药废水等均取得较好的效果。方案一 预处理和 SBR工艺此工艺采用物化和生化相结合， 一级物化处理 采用格栅、调节池、沉砂池、气浮池，主要去除 废水沉淀物，中和废水 PH

12、值，调节水质、水量。 生化处理拟采用 SBR工艺系统。 工艺流程图：（1）烟 扎 鼓剩余HDIC反应器集泥池CASS反应池方案二 预处理和厌氧多循环反应器（ HDIC ）和 CASS 相结合工艺预处理单元主要包括： 格栅、斜板沉淀池和凋 节水解池， 其中调节水解池设置潜水搅拌， 保证 水质混合均匀。 由于原水为制药废水， 水解酸化 时可能产生有害气体， 为避免产生二次污染， 调 节池集中排气， 经活性炭吸附后外排。 生化处理 采用 HDIC 和 CASS 相结合工艺。 工艺流程图：（2）原水 絮凝剂 天然气锅 脱硫脱臭装置 水封搅拌，调节曝气污泥处理系统2方案论证评比项目内容含义SBR方案CA

13、SS方案技术可行性技术适应情 况应用的广泛性， 对 大水量， 各水质的 适用程度在国内已广泛用于屠宰， 含酚，化工，制药等工业 废水和生活污水的处理CASS是 SBR的变形，运用较广泛，具有一定的优势出水水质出水水质满足排 放标准的保证程 度出水水质好， COD处理率高有机物去除率高，出水水 质好，具有良好的脱氮、 除磷功能水质指标对外界环境 适应性气温，水温，水量， 营养对出水水质 的影响受外界环境影响大，且设备利用率不高受外界环境影响较小分步实施分步实施及其出水水质不易分步实施分期建设工程实施施工难易施工难易与加快 建设进度构筑物少，施工容易设备化，定型化，模块化，施工安装方便对周围环境

14、影响噪声和鼓风量有关较大较小环境影响污泥影响污泥影响与产泥量无污泥回流装置，污泥量大有污泥回流装置，处理程 度高，污泥产量少，性质 稳定能源关系耗能情况电耗较多采用节能处理技术运转操作运转操作操作简单，灵活，技术性强运行简易，设备性能稳定运行管理维修管理设备维修工作量，难易程度设备少，维修量少管理简单3流程确定废水处理站处理能力为 500m3/d,处理出水需 要达到国家指定的标准。与实际相结合，采用 HDIC 和 CASS 结 合 的 工 艺 。 因 废 水 中 BOD5/COD=0.45 ，可确定该废水生化性比较好。 又有废水 BOD5 远远大于 1000mg/L ，所以采用 厌氧处理技术是

15、经济的。工艺流程图见上图（ 2）。各工序处理效果见表 1：项目CODBOD5SSNH3-N调节进水200 900 50 200（ mg/L）0000出水 （ mg/L）164008333398水池去除率%181479.6进水（ mg/L）164008333398出水 （ mg/L）1640500227280HDIC反 应器去除率%909343进水（ mg/L）1640500227280CASS反 应池出水802050 25（ mg/L）去除959678 92率%4说明预处理单元主要包括： 格栅、斜板沉淀池和凋 节水解池， 其中调节水解池设置潜水搅拌， 保证 水质混合均匀。 由于原水为制药废水，

16、 水解酸化 时可能产生有害气体， 为避免产生二次污染， 调 节池集中排气，经活性炭吸附。生化处理为主体工艺，包括 HDIC 反应器和 CASS反应池。废水处理系统产生的栅渣、污泥及时外运处 理。沉淀池以及 CASS反应池产生的污泥浓缩后， 经板框压滤机进一步脱水，泥饼可以直接外运。 污泥处理系统产生的污水回流至调节水解池重 新进入处理系统，不对外界环境造成污染。 参考文献1钱易，米祥友 . 现代废水处理新技术 . 北京： 中国科学技术出版社， 1993.2叶婴齐 . 工业用水处理技术 . 上海：上海科学 普及出版社， 1995.3许保玖. 当代给水与废水处理原理 . 北京：高 等教育出版社，

17、1990.4钱易，郝吉明 . 环境科学与工程进展 . 北京： 清华大学出版社， 1998.5同济大学 . 排水工程 上册. 上海：上海科学 技术出版社， 1978.6张自杰. 环境工程手册：水污染防治卷 . 北 京：高等教育出版社， 1996.7杨志勇，何争光，顾俊杰气浮一 SBB滤池 工艺处理制药废水 J 环境污染与防治 2008， 30(7) ：104 58赵艳锋，王树岩高浓度制药废水处理实例J 水处理技术， 200834(3) ：84 79肖利平，李胜群，周建勇等微电解厌氧 水解酸化 SBR串联工艺处理制药废水试验研究 J 工业水处理。 2000，20(11) ：25 710李向东，冯启言，于洪峰气浮一水解一好 氧工艺处理制药废水 J 环境工程