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/L1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0.450.3，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85～95%。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，9W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/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、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COD≤100mg/L、BOD5≤30mg/L、SS≤70mg/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、BOD5去除率分别达95．7％、96．8％、99．8％，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法(SBR)串联工艺处理化学合成制药废水的工艺对废水水质、水量的变化具有较强的耐冲击能力，COD去除率达86％一92％H“。其它如气浮-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）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）2方案论证烟扎压榨中格栅进水泵房细格栅调节池沉砂池气赴池SBR反应池鼓风机污泥浓缩脱水进水泥饼外运出水剩余污泥原水格栅集水井斜板沉淀池污泥处理系统絮凝剂调节水解池HDIC反应器搅拌，调节集泥池CASS反应池水封脱硫脱臭装置曝气天然气锅炉评比项目内容含义SBR方案CASS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，具有一定的优势水质指标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工程实施分步实施分步实施及其出水水质不易分步实施分期建设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，施工安装方便环境影响对周围环境影响噪声和鼓风量有关较大较小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行管理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调节水池进水（mg/L）200009000500200出水（mg/L）164008333398去除率%181479.6HDIC反应器进水（mg/L）164008333398出水（mg/L）1640500227280去除率%909343CASS反应池进水（mg/L）1640500227280出水（mg/L）80205025去除率%959678924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，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，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—5．[8]赵艳锋，王树岩．高浓度制药废水处理实例[J]．水处理技术，2008．34(3)：84—7．[9]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—7．[10]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。2005，23(3)：17—8．[11]刘振刚．预处理一厌氧·好氧一气浮过滤处理制药废水[J]．中国给水排水，2004，20(1)：81—2．[12]李巧萍．吸附一混凝·高级化学氧化法处理安乃近废水的研究[J]．水处理技术，2003，29(6)：348—51．[13]文鑫，陈卫中。任建军，等．制药废水预处理技术探索[J]．环境污染与防治，2001，23(2)：87—9．[14]金兆丰，金志荣.污水处理