王蓉，施昌平

（1.武漢華維環(huán)境工程技術(shù)有限公司，湖北武漢 430070；2.武漢泰昌源環(huán)保科技有限公司，湖北武漢 430000）

在甾體激素類原料藥及中間體生物發(fā)酵、生物制劑及轉(zhuǎn)化研發(fā)中，主要產(chǎn)品有雄烯二酮系列、9-羥基-雄烯二酮系列、1,4-雄烯二酮系列；其生產(chǎn)廢水分為高濃度廢水和低濃度廢水，高濃度廢水主要為生產(chǎn)車間生產(chǎn)藥劑時產(chǎn)生的廢水，其生物毒性大、可生化性差[1-2］；低濃度廢水主要為沖洗廢水以及生活污水等。隨著制藥行業(yè)的不斷發(fā)展，其對外界環(huán)境的污染問題逐漸受到人們的重視。據(jù)統(tǒng)計，制藥工業(yè)占全國工業(yè)總產(chǎn)值的1.7%，而污水排放量占2%。制藥工業(yè)已經(jīng)成為國家環(huán)保規(guī)劃中重點(diǎn)治理的12 個行業(yè)之一。目前，國家已經(jīng)出臺各類《制藥工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》，采用強(qiáng)制手段進(jìn)一步控制行業(yè)對環(huán)境的污染，研究適合其污染物處理的技術(shù)工藝已經(jīng)迫在眉睫[3]。

由于制藥廢水中的有機(jī)溶媒和抗生素成分對微生物具有較強(qiáng)的抑制作用，制藥廢水經(jīng)常規(guī)生化處理后，含有未完全降解的小分子有機(jī)物以及少量的長鏈羧酸、酯類等分子量較大的有機(jī)物，使廢水呈現(xiàn)淡黃色[4]。

制藥廢水必要時需采用物化法與生化法等多種方法聯(lián)合對廢水進(jìn)行深度處理，可以達(dá)到較好的處理效果。湖北某藥業(yè)公司發(fā)酵類制藥企業(yè)采用“高級氧化+TIC 厭氧+水解酸化+A/O”工藝處理發(fā)酵類制藥廠污水，現(xiàn)對該工藝的應(yīng)用效果進(jìn)行評估。

1 廢水水量與水質(zhì)

污水站設(shè)計進(jìn)水量為700 m3/d，主要處理甾體激素系列原料藥及中間體廢水，其中高濃廢水100 m3/d，低濃度廢水600 m3/d，廢水在廠區(qū)進(jìn)行處理后排入工業(yè)園區(qū)配套的污水處理廠，項目設(shè)計進(jìn)出水水質(zhì)見表1。

表1 進(jìn)出水水質(zhì) 單位：mg/L

2 工程設(shè)計

2.1 工藝流程

發(fā)酵廢水進(jìn)組合氣浮，投加破乳劑去除廢水中的含油物質(zhì)，出水進(jìn)調(diào)節(jié)池。

精制工段其他廢水（含丙酮、DMSO、DMF、二氯甲烷、戊二醛、三苯基磷、甲苯廢水）進(jìn)高級氧化池，通過投加氧化劑將水中的大分子、長鏈有機(jī)污染物氧化成小分子、短鏈物質(zhì)，進(jìn)行開環(huán)斷鏈，提高廢水的可生化性，同時去除部分CODCr。高級氧化池出水進(jìn)調(diào)節(jié)池。

組合氣浮出水、高級氧化池出水、精制工段含甲醇廢水、低濃度廢水進(jìn)調(diào)節(jié)池，均質(zhì)均量。然后泵抽至生物選擇池和TIC 厭氧反應(yīng)器，去除大量的有機(jī)污染負(fù)荷，出水進(jìn)深度水解酸化池，由于廢水在TIC 厭氧反應(yīng)器中被去除了大部分的有機(jī)污染物，導(dǎo)致出水的BOD5/CODCr的比值較低，可生化性能較差。廢水進(jìn)水解酸化池后進(jìn)一步提高廢水的可生化性，使得后續(xù)好氧生物處理的難度減小。

水解酸化池出水自流進(jìn)A/O 池，進(jìn)一步降低水中的有機(jī)污染物，泥水混合物在二沉池中完成泥水分離，污泥大部分回流至A 池，剩余污泥排入污泥池；二沉池出水自流進(jìn)入混凝終沉池，去除殘留的有機(jī)污染物，確保廢水達(dá)標(biāo)排放。

系統(tǒng)產(chǎn)生的污泥由疊螺機(jī)脫水，濾液回至調(diào)節(jié)池，泥餅外運(yùn)交有資質(zhì)單位處置。廢水處理工藝流程見圖1。

圖1 廢水處理工藝流程

2.2 主要構(gòu)筑物及設(shè)計參數(shù)

（1）組合氣?。ㄔO(shè)備）。1 套，組合氣浮（含混凝區(qū)），設(shè)計水量Q=5 m3/h，配套污泥泵1 臺，利用溶氣裝置產(chǎn)生的溶氣水中的微氣泡與廢水中的油類物質(zhì)和細(xì)微懸浮物結(jié)合在一起，隨氣泡升到水面，形成浮渣得以去除。

（2）高級氧化池（設(shè)備）。1 座，碳鋼防腐，配套攪拌裝置1套、在線pH計1臺、污泥泵2臺（1用1備）、Fenton 氧化罐1 套。通過投加強(qiáng)氧化劑來進(jìn)行斷鍵、開環(huán)，提高廢水的可生化性，并去除部分CODCr。Fenton 氧化池采用序批式。

（3）調(diào)節(jié)池。1 座，鋼砼結(jié)構(gòu)。設(shè)計水量Q=700 m3/d，有效容積V=700 m3，停留時間HRT=24 h，配套提升泵2 臺（1 用1 備）、液位控制裝置1 套、潛水?dāng)嚢铏C(jī)2 套、電磁流量計1 套。高級氧化池出水、組合氣浮出水、精制工段含甲醇廢水、低濃度廢水進(jìn)調(diào)節(jié)池，均質(zhì)均量，防止水質(zhì)、水量的突然變化對后續(xù)工藝段造成沖擊。

（4）生物選擇池（設(shè)備）。1 座，鋼結(jié)構(gòu)防腐。設(shè)計水量Q=700 m3/d，有效容積V=180 m3，停留時間HRT=6 h。配套變頻循環(huán)泵3 臺、潛水?dāng)嚢铏C(jī)2 臺、蒸汽氣水混合器1 臺、生物選擇池罐體1 個、熱交換系統(tǒng)1 套。生物選擇池與TIC 厭氧反應(yīng)器配套，具有攪拌、加溫、循環(huán)和提高廢水可生化性的功能。

（5）TIC 厭氧反應(yīng)器（設(shè)備）。1 座，鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)壁防腐，外壁保溫。設(shè)計水量Q=700 m3/d，設(shè)計尺寸D×H=φ7.0 m×24.0 m。配套火炬系統(tǒng)1 套、污泥螺桿泵1 臺。該設(shè)備為武漢泰昌源環(huán)?？萍加邢薰緦Ｓ屑夹g(shù)開發(fā)的厭氧反應(yīng)器。

（6）深度水解酸化池。1 座，鋼砼結(jié)構(gòu)。設(shè)計水量Q=700 m3/d，有效容積V=700 m3，停留時間HRT=24 h。配套脈沖布水器1 套，布水系統(tǒng)1 套及循環(huán)泵2 臺（1 用1 備）。廢水在水解酸化池內(nèi)將難降解的復(fù)雜有機(jī)污染物分解為易降解的簡單有機(jī)物，同時去除部分CODCr、降低色度。厭氧池設(shè)置脈沖布水器，底部采用穿孔布水管，布水均勻，使泥水充分混合，提高處理效率。

（7）A/O 池。1 座，鋼砼結(jié)構(gòu)。設(shè)計水量Q=700 m3/d，有效容積V=700 m3，A 段停留時間HRT=5 h，O段停留時間HRT=19 h，容積負(fù)荷1.50 kg COD/(m3·d)，氣水比30 ∶1，混合液回流比R=400%。配套布?xì)庀到y(tǒng)1 套、微孔曝氣管1 套、在線溶氧儀1 臺、硝化液回流泵2 臺（1 用1 備）。廢水進(jìn)入A/O池，利用好氧微生物降解廢水中的有機(jī)物，同時去除廢水中的氨氮，出水自流至二沉池。

（8）二沉池。1座，鋼結(jié)構(gòu)。設(shè)計水量Q=700 m3/d，表面負(fù)荷q=0.85 m3/(m2·h)。配套污泥回流泵2 臺（1用1 備），中心導(dǎo)流筒1 套。A/O 池出水進(jìn)入二沉池進(jìn)行固液分離，沉淀污泥回流至生化系統(tǒng)，剩余污泥排放至污泥脫水系統(tǒng)。二沉池采用豎流沉淀池。

（9）混凝終沉池。1 座，鋼砼結(jié)構(gòu)，混凝區(qū)防腐。設(shè)計水量Q=700 m3/d，混凝區(qū)停留時間HRT=2.5 h，沉淀區(qū)表面負(fù)荷q=0.85 m3/(m2·h)。配套污泥泵2 臺（1 用1 備），中心導(dǎo)流筒1 套，布?xì)鈹嚢柘到y(tǒng)1 套。二沉池出水在此去除懸浮物、部分有機(jī)污染物，沉淀池采用斜板沉淀池。

（10）污泥濃縮池。1 座，鋼砼結(jié)構(gòu)。有效容積V=40 m3，配套中心導(dǎo)流筒1臺。對污泥進(jìn)行濃縮脫水，減少污泥體積。

2.3 污水指標(biāo)測定

進(jìn)水和出水中的COD、總磷、NH4+-N 分別根據(jù)重鉻酸鹽法（GB11914-89 ）、鉬酸銨分光光度法（GB11893-89 ）、蒸餾和滴定法（GB7478-87 ）進(jìn)行測定。

3 運(yùn)行效果

3.1 試運(yùn)行效果

該污水廠從試運(yùn)行期間COD 調(diào)配池進(jìn)水濃度為4 661 ～10 240mg/L，廢水經(jīng)處理出水即達(dá)標(biāo)排放。從表2 中可以看出，最終出水COD 為113 ～223 mg/L、總磷為0.1 ～3.7 mg/L、NH3-N ＜10 mg/L，去除率≥96%，達(dá)到了污水處理廠接管標(biāo)準(zhǔn)的要求。

表2 試運(yùn)行期間污水處理達(dá)標(biāo)情況

3.2 運(yùn)行費(fèi)用估算

污水處理站實際綜合廢水處理量為500 m3/d左右，直接運(yùn)行費(fèi)用約為5.073 元/m3，其中人工費(fèi)0.86 元/m3，電費(fèi)2.2 元/m3，藥劑費(fèi)用1.913 元/m3。本運(yùn)行費(fèi)用為直接費(fèi)用，不含污泥處置費(fèi)用、蒸汽費(fèi)用。本方案中進(jìn)高級氧化池的廢水為精制工段含甲醇廢水，預(yù)估為50 m3/d，當(dāng)該類型水量減少時，污水站的運(yùn)行費(fèi)用會進(jìn)一步降低。

4 結(jié)論

采用TIC 厭氧反應(yīng)+水解酸化+A/O 工藝對發(fā)酵制藥廢水進(jìn)行處理，該工藝運(yùn)行穩(wěn)定，耐沖擊負(fù)荷強(qiáng)，處理效果好。系統(tǒng)出水COD、氨氮和總磷分別為113 ～223 mg/L、3.0 ～4.3 mg/L 和0.1 ～3.7 mg/L，對COD 去除率達(dá)到97.5%以上，對NH3-N 去除率達(dá)到96%以上，對總磷去除率達(dá)到86%以上，污水處理最終排放可以滿足設(shè)計排放標(biāo)準(zhǔn)要求。