水解酸化-SBR-接触氧化处理制药废水

1、水解酸化 -SBR- 接触氧化处理制药废水随着制药工业的发展，制药废水已成为重要的污染源之一。制药废水成分复杂、毒性大、色度深，而且废水水质、水量波动较大，是处理难度较大的工业废水之一13一。江西某制药厂为国家大型企业，主要产品有洁霉素、土霉素、虫草菌粉等。2003年该公司实施“退城进郊”搬迁工程，生产主厂房迁至市郊，为保护水环 境、树立优秀企业形象，公司同时启动了废水处理工程建设项目。项目于 2004 年 9 月竣工，经过半年多的运行，处理效果稳定，出水水质可达国家排放标准。1.设计规模废水处理工程设计规模为 2000m3/d。2.废水来源、水质及处理目标2.1 废水来源该公司生产废水主要为

2、洁霉素生产过程中产生的丁提废水、 虫草菌粉生产过 程中产生的虫草废水以及在土霉素生产过程中产生的少量蒸馏废水。以上几种生产废水的特点是浓度高、 水量小， 故称之为高浓度废水。 生产过 程中排放的其他废水多为设备和地面的洗涤废水， 此类废水的特点是浓度低、 水 量大，统称为工艺废水。 公司内排放的废水还有生活污水， 生活污水中有机物污 染浓度低，但水量大， 可作为工业废水处理过程中的调配水， 降低工业废水的处 理难度。混合后的生产废水、工艺废水、生活污水统称为混合废水，一并进入处 理单元进行处理。2.2 废水水量、水质废水水量、 水质见表 1， 处理后出水要求符合 污水综合排放标准 GB8978

3、-1996 ）中的二级排放要求。表 1 废水水量水质废水名称 水量( m3/d ) 水质指标 pH CODcr(mg/L) BOD5(mg/L) SS(mg/L) 色 度(倍)丁提废水 160 10.5 35000 20000 300 1500虫草废水 40 5.0 140009000 300 600 工艺废水 800 6.4 1600 900 300 350生活污水 1000 6.9 400150 200 70 混合废水 2000 6.5 8.0 4000 2250 250 4003. 废水处理工艺3.1 工艺研究与选择该废水有机物含量高，可生化降解性较好，但单独采用好氧工艺时需对原废 水进

4、行稀释，且抗生素废水中往往含有残余抗生素，会对好氧系统产生不利影响。 根据对该废水的中试和水解酸化的研究，水解酸化反应可以对残余抗生素改性， 提高废水的可生化性。故考虑加上一个水解酸化过程，在水解阶段，把固体物质 降解为溶解性物质，大分子物质降解为小分子物质；酸化阶段把碳水化合物降解 为脂肪酸。水解-酸化菌世代周期较短，故此降解过程迅速。由于厌氧发酵控制 在水解酸化阶段，可避免因进一步发酵所带来的沼气，不会产生普通厌氧处理过程 所产生的恶臭气体，并且避免了完全的厌氧反应对环境要求高，难于稳定运行的缺 点。废水经水解酸化处理后仍具有较高的污染负荷，单纯的好氧处理工艺对制药 废水处理效果并不理想，

5、因此设计采用“ SBR+接触氧化”二级好氧处理工艺。 废水经二级好氧处理后，色度仍然较高，为去除残余的色度，同时作为系统的把 关单元，设置反应沉淀系统进行脱色处理。在大量调研、比较及中试的基础上，方案采用“水解酸化 +SBR+接触氧化” 工艺。经过上述处理后，废水可以实现达标排放。3.2 工艺流程根据工艺调研与中试结果，确定工艺流程见图 1。图 1 制药废水工艺流程4.主要处理构筑物及设备1格栅井 1 座 地下式砼结构，设计尺寸 5000mmx1000mmx2000mm,有 效水位高度 1.0m。格栅井配备 1 台回转式清污机，栅宽 0.5m,高 3.0m,栅条间隙 3mm,安装角度 60。2

6、调节池 1 座 地下式砼结构，设计平面尺寸为 19000mmx16000mm，总 高度 6.0m,有效水深 4.5m,有效容积为 1368m3。3水解酸化池 1 座半地下式砼结构，设计平面尺寸 20000mmx5000mm, 总高度 6.5m,有效水深 5.5m,总有效体积 550m3,设计容积负荷为 4.15kgCODcr/(m3 d),停留时间 6.55h,池内填装新型组合填料，型号为 RXT190-80，直径 190mm，片距80mm，长 3.8m,总填装率 70%,填料用量为 385m3。填料架为 3 层 A3 钢结构，总面积为 300m2。4SBR 池 1 座半地下式砼结构，设计平面

7、尺寸 28000mmx20000mm,总高 度6.5m,有效水深 5.5m,总有效容积 3080m3。整个 SBR 池分为 2 个单元，每单 格规格为 20000mmx14000mmx6500mm。设计污泥浓度为 45g/L,排泥量为 90m3/d（以污泥含水率为 99%计）。曝气设备选用 D192x180 型微孔曝气器，用 量为 700 个，气水比为 20:1 ,气流量为 2.5Nm3/（个 h）。滗水器为 QL3-500 型, 流量为 500m3/h,滗水深度 3.0m。5集水池 1 座 SBR 反应池在 1.5h 内一次最大排水量约 500m3,而后续处理 为连续工作，平均小时处理量为

8、84m3,故集水池调节容量不得小于 400m3。设计 集水池为半地下式砼结构，规格为 10000mmx8000mmx6000mm, 有效水深 5.0m, 总有效体积 400m3。6接触氧化池 1 座 半地下式砼结构，设计规格 20000mmx10000mmx6500mm，有效水深 5.3m,保护高度 1.2m,有效容积 1000m3,设计容积负荷为1.93kgCODcr/（m3 d）,停留时间 12h。池内所装填料的型号、填装规格同水解酸 化池一致，填料用量为 700m3。曝气方式与 SBR 池一致，选用 D192x180 型微 孔曝气器，用量为 660 个，气流量为气流量为 2.5Nm3/（

9、个 h）。7平流式反应沉淀池 1 座半地下式钢筋混凝土结构，设计规格 20000mmx5000mmx6500mm ，其中反应区尺寸为 5000mmx1000mmx3500mm, 池子有 效水深 2.5m,有效容积 250m3,表面负荷率为 0.84m3/（m2?h）,停留时间 2.96h。沉 淀池设置污泥斗 2 个，尼斗高度 2.5m, 倾角为 60；为加速污泥沉淀 ,同时兼顾 脱色处理效果，需向池内投加 PAC 混凝剂，设计投加量为 180kg/d。8污泥浓缩池 1 座 地下式砼结构，设计规格 10000mmx8000mmx6000mm,有效水深 4.0m,有效容积 320m3。浓缩池用来储

10、存从反应沉淀池、水解 酸化池、SBR池等排出的污泥并且还可以起到浓缩污泥降低含水率的作用。5. 运行结果及分析5.1 运行结果该工程自 2004 年 9 月运行至今,系统运行情况良好 ,处理效果可靠。系统稳 定后，2005 年 3 个月的例行监测结果见下表。表 2 系统运行结果 1项目 进水 调节池出水 水解酸化池出水 SBR 池出水 接触氧化池出水 反应沉 淀池出水 总去除率（ %）CODcr3576.5 3397.6 2582.3 870.8 174.2 145.6 95.9 BOD51931.31833.5 1649.6 244.1 48.8 29.7 98.5 SS 235.0 225

11、.6 142.1 109.5 120.6 23.6 90.0 色度（倍） 390 378 215 166 100 40 89.7 pH 7.50 7.35 6.30 7.45 7.65 7.80 注：数据为 2005 年 3 月 10 监测值，各项目单位除 pH、色度外均为 mg/L。表 3 系统运行结果 2项目 进水 调节池出水 水解酸化池出水 SBR 池出水 接触氧化池出水 反应沉 淀池出水 总去除率（ %）CODcr3893.6 3681.9 2945.4 983.9 285.8 213.5 94.5 BOD52132.72026.1 1824.8 273.5 55.6 28.3 98.

12、7 SS 268.5 219.6 137.3 106.2 115.8 25.3 90.7 色度（倍） 420 408 235 175 105 43 89.7 pH 7.12 7.43 6.25 7.60 7.73 7.95 注：数据为 2005 年 4 月 15 日监测值，各项目单位除 pH、色度外均为 mg/L。表 4 系统运行结果 3项目 进水 调节池出水 水解酸化池出水 SBR 池出水 接触氧化池出水 反应沉 淀池出水 总去除率 （ %）CODcr4085.2 2935.8 2818.4 1268.3 380.5 285.7 93.0 BOD52065.82087.1 1878.3 28

13、9.8 60.5 30.0 98.5 SS 280 265.8 171.5 130.5127.1 27.2 90.3 色度（倍）350 340 250 185 115 70 80.0 pH 6.95 7.20 6.15 7.30 7.507.80 注：数据为 2005 年 5 月 13 日监测值，各项目单位除 pH、色度外均为 mg/L。5.2 运行结果分析1调节池单元主要起混合各类废水、 调节水质的作用， 对各污染物的去除率不大。2水解酸化处理单元对 CODcr的去除率在 20%左右，其主要作用是消除抑 菌性污染物对后继生化处理的影响，提高废水的可生化性。3SBR 池对 CODcr去除率大于

14、 65%，表明水解酸化处理单元破坏了废水中 有机物的发色基团，降低了毒性物质对后继处理单元处理效率的不良影响。4接触氧化池对 CODcr去除率大于 70%，说明生物接触氧化池内的生物膜 经过培养驯化后，逐渐适应了制药废水的环境。5在反应沉淀池处理单元，为提高泥水分离的效果，可投加聚合氯化铝（PAC），与有机物和 SS 发生絮凝反应，使上清液达标排放。在系统运行中发 现，接触氧化池出水水质良好，不必投加 PAC 出水即可达标。6. 技术经济指标工程占地 2400m2,构筑物占地 1700 m2。总投资约 700 万元，单位建设费约 3500元/立方米。总装机容量 252.46Kw ，运行负荷为

15、93.25Kw 。直接运行费用 约 0.96 元/立方米 （主要为电费、药剂费及人工费 ）。工程削减污染负荷约 2700tCODcr/a。7.结论(1) 采用“水解酸化-SBR-接触氧化”工艺处理含抗生素的高浓度制药废水 具有良好的处理效果，出水完全符合国家二级排放标准( GB8978-1996) 。(2) 水解酸化的设计是合理的，水解 -酸化菌的世代周期较短，整个降解过 程迅速，不但可以消除抗生素抑菌性对生化反应的不良影响， 而且厌氧发酵控制 在水解酸化阶段，可以避免进一步发酵产生臭气， 有利于维护制药厂的内部环境。( 3)该工艺将高浓度生产废水、工艺废水、生活污水进行混合后集中处理， 既无需外加清水调节水质， 节约了水资源； 又避免了重复建设， 节约了投资成本。 工艺对污染物去除效率高、 投资低、 运行稳定且不产生臭气， 是一条行之有效的 方法，经济合理，值得同类工程项目借鉴。参考文献1 潘志彦，陈朝霞，王泉源等.制药业水污染防治技术研究