醫(yī)藥中間體廢水兩級(jí)UASB+O/A/O組合處理工藝

　　湖南某生物醫(yī)藥有限公司醫(yī)藥中間體生產(chǎn)產(chǎn)生大量廢水，該廢水污染物成分復(fù)雜，污染負(fù)荷較高。廢水中含有大量的甲醇、乙醇、DMF、乙酸乙酯、CH3Cl和溴化鈉。其中DMF(N,N-二甲基甲酰胺)是一種具有一定生物毒性的有機(jī)溶劑。DMF是用于合成殺蟲脒和磺胺嘧啶等藥物的重要中間體。該類廢水常采用高級(jí)氧化法處理，但其運(yùn)行成本高昂，操作復(fù)雜，運(yùn)行不穩(wěn)定。因此，通過對該廢水進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室預(yù)實(shí)驗(yàn)，結(jié)合不同水質(zhì)廢水的實(shí)際情況，采用對不同水質(zhì)的廢水采用分流分段處理，采用生物法處理該廢水，得到了很好的處理效果。

　　1、工程概況

　　廢水日排放量約為300t/d。該醫(yī)藥中間體廢水來源包括四個(gè)部分，分別為高鹽廢水為10m3/d，高濃度廢水150m3/d，低濃度清洗廢水100m3/d，生活污水40m3/d。該廢水處理要求執(zhí)行《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)，再接入該工業(yè)園區(qū)污水收集管網(wǎng)，最終由工業(yè)園區(qū)污水處理廠處理達(dá)GB8978-1996一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)后排放。

　　2、廢水水質(zhì)

　　制藥廢水水質(zhì)指標(biāo)與要求出水水質(zhì)指標(biāo)見表1。

　　3、廢水處理工藝流程

　　廢水處理工藝流程圖見圖1。

　　該醫(yī)藥中間體廢水可生化性(CODCr/BOD5)<0.33，且醫(yī)藥中間體生產(chǎn)廢水鹽濃度高，直接進(jìn)行高級(jí)氧化費(fèi)用高昂，不能直接進(jìn)行好氧生化處理?？赏ㄟ^厭氧反應(yīng)中兼性微生物和厭氧微生物降解與穩(wěn)定有機(jī)物的作用，可以極大的減輕了后續(xù)處理單元的負(fù)荷，為后續(xù)的好氧生化反應(yīng)提供良好的條件?？紤]到高濃度廢水與低濃度清洗廢水水質(zhì)差異大，特將兩股廢水分開進(jìn)行厭氧處理。本醫(yī)藥中間體廢水中高鹽廢水經(jīng)過調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)水質(zhì)后，再經(jīng)蒸發(fā)器再與高濃度廢水混合進(jìn)入一級(jí)UASB反應(yīng)器;一級(jí)厭氧生化去除掉高濃度廢水中大部分的COD后，與低濃度清洗廢水一起匯入中間調(diào)節(jié)池，再進(jìn)入二級(jí)厭氧UASB反應(yīng)器，再進(jìn)入后續(xù)污水處理工序。一級(jí)UASB反應(yīng)器HRT為3d，二級(jí)UASB反應(yīng)器HRT為2.5d，UASB反應(yīng)器進(jìn)水pH要求嚴(yán)格控制在7.0±0.2范圍內(nèi)，要求水溫控制在25~35℃范圍內(nèi)。

　　經(jīng)過厭氧生化處理后，出水的有機(jī)物依然很高，需作進(jìn)一步的處理。由于污水中的有機(jī)物濃度較高，并且污水排放是間歇性的。故可采用好氧反應(yīng)器來進(jìn)行處理。好氧反應(yīng)器即在通過曝氣，來培養(yǎng)好氧菌和兼性菌，通過這些菌的代謝作用，將厭氧反應(yīng)器出水中的部分有機(jī)物降解。由于該醫(yī)藥中間體廢水中有一定濃度的DMF，DMF在厭氧微生物作用下被分解，DMF中的有機(jī)N轉(zhuǎn)化成NH4+，因此厭氧出水氨氮濃度會(huì)增加，在曝氣條件下，一部分NH4+轉(zhuǎn)化成NH3被吹脫，絕大部分被氧化成硝態(tài)氮。好氧活性污泥對于硝態(tài)氮的利用是有限的，因此后續(xù)需要脫氮工藝。

　　在缺氧池中馴化培養(yǎng)缺氧好氧兼性菌，其能充分利用好氧池出水所中的硝態(tài)氮和亞硝態(tài)氮進(jìn)行反硝化脫氮反應(yīng)，將廢水中的氨氮、硝態(tài)氮轉(zhuǎn)化為氮?dú)鈴亩コ?。廢水經(jīng)過缺氧工序處理后，氨氮才能達(dá)標(biāo)。如若未能達(dá)標(biāo)，則要在一級(jí)好氧池-缺氧池-二級(jí)好氧池之間內(nèi)循環(huán)，回流比為150%~300%，直至達(dá)標(biāo)。

　　廢水經(jīng)過缺氧池脫氮處理后，C/N比升高，廢水的可生化性加強(qiáng)，二級(jí)好氧工藝可以對廢水進(jìn)行深度處理。二級(jí)好氧池可以進(jìn)一步去除廢水中的COD、氨氮和TP，穩(wěn)定出水水質(zhì)。

　　好氧反應(yīng)器出水夾雜一定濃度的SS，而該SS的主要成分為好氧污泥，而且在好氧條件下，活性污泥表面吸附了大量的磷，若不及時(shí)混凝，那么在缺氧條件下，污泥表面吸附的磷則會(huì)釋放出來，惡化水質(zhì)。因此，在二級(jí)好氧池后端采用絮凝工藝。投加調(diào)配好的氫氧化鈣調(diào)節(jié)出水的pH值，再添加絮凝劑PAC與PAM，通過吸附架橋作用將細(xì)小分散的膠體粒子凝聚成較大顆粒，去除掉絕大部分SS和TP，同時(shí)有效降低廢水的色度。混凝的出水沉淀后，上清液排至清水池，再排放;沉淀的污泥排放至污泥濃縮池。

　　高級(jí)氧化池產(chǎn)生的沉淀、好氧反應(yīng)器產(chǎn)生的剩余污泥、混凝產(chǎn)生的沉淀先統(tǒng)一排放至污泥濃縮池，經(jīng)重力濃縮后進(jìn)行后續(xù)脫水處理，濃縮池的上清液及脫水后的水再進(jìn)入調(diào)沉池進(jìn)入污水處理系統(tǒng)。

　　4、主要構(gòu)筑物與設(shè)計(jì)參數(shù)

　　廢水處理站的主要構(gòu)筑物與設(shè)計(jì)參數(shù)見表2。

　　5、廢水處理工程調(diào)試及運(yùn)行效果

　　5.1 UASB反應(yīng)器調(diào)試

　　脫鹽后的廢水與高濃度廢水混合后，開啟攪拌機(jī)，用片堿調(diào)節(jié)pH到7.0±0.2后，若15min內(nèi)pH無明顯變化，則可進(jìn)水至一級(jí)UASB反應(yīng)器。一級(jí)UASB反應(yīng)器接種城市污水處理廠厭氧污泥80t，UASB反應(yīng)器接種厭氧污泥后，不可直接滿負(fù)荷運(yùn)行，需先用生活污水一次性注滿UASB反應(yīng)器，然后每日進(jìn)一定量的高濃調(diào)節(jié)池廢水，第一天進(jìn)水量為UASB反應(yīng)器有效容積的1/20，往后每天的進(jìn)水量提升1/20，直到第20d開始滿負(fù)荷運(yùn)行。調(diào)試期間要嚴(yán)格監(jiān)控UASB內(nèi)pH值和水溫的變化，pH值變化超過0.5，即要停止進(jìn)水，開啟內(nèi)循環(huán)，讓厭氧微生物將有機(jī)酸消耗完后，再進(jìn)水運(yùn)行;水溫若低于25℃，則需要往UASB反應(yīng)器中加熱管道通蒸汽，通過管道熱交換給廢水升溫，32℃左右是最佳溫度，考慮到能耗以及運(yùn)行成本的問題，水溫控制在不低于25℃即可。中間調(diào)節(jié)池pH值調(diào)節(jié)方法以及二級(jí)UASB反應(yīng)器進(jìn)水方式同上，二級(jí)UASB反應(yīng)器接種城市污水處理廠厭氧污泥200t。

　　5.2 一級(jí)好氧池+缺氧池+二級(jí)好氧池(O/A/O系統(tǒng))調(diào)試

　　好氧池與缺氧池活性污泥菌來自當(dāng)?shù)氐某鞘形鬯幚韽S，一級(jí)二級(jí)好氧池均接種活性污泥80t，缺氧池接種活性污泥50t。接種活性污泥后，可用生活污水將反應(yīng)池注滿，然后正常啟動(dòng)。調(diào)試初期，由于每日生活污水最多只有40t，因此不往外排水。調(diào)試期間，每日生活污水全部進(jìn)入O/A/O系統(tǒng)處理，每日增加的進(jìn)水量可由二級(jí)UASB反應(yīng)器出水量決定。由于二級(jí)UASB出水COD與氨氮濃度較高，為保證對缺氧段脫氮的效果，一級(jí)二級(jí)好氧池采用間歇性曝氣方式，即曝氣2h后，停止曝氣1h，并同時(shí)開啟回流泵，回流比控制在150%~300%范圍內(nèi)，保證COD去除的同時(shí)很好的去除廢水中的氨氮。要求好氧池溶解氧濃度控制在1.2~2.2mg/L之間，缺氧段溶解氧≤0.2mg/L。一天為一個(gè)運(yùn)行周期，一周期運(yùn)行時(shí)間為21h。回流沉淀池污泥回流泵在運(yùn)行周期內(nèi)要持續(xù)開啟，確保O/A/O池中SV30保持在30%~35%左右，若SV30>35%，則停止污泥回流，并開啟排泥。

　　5.3 運(yùn)行效果

　　通過2個(gè)月的調(diào)試運(yùn)行，一、二級(jí)UASB反應(yīng)器出水穩(wěn)定，二級(jí)好氧池出水穩(wěn)定，正常運(yùn)行后水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果見表3。

　　由表3可知，經(jīng)絮凝沉淀后，出水CODCr、BOD5、TP、NH4+-N、SS均達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。

　　6、結(jié)論

　　針對該醫(yī)藥中間體生產(chǎn)工藝所產(chǎn)生的不同水水質(zhì)的廢水進(jìn)行分流分段處理，有效的穩(wěn)定了各工藝段的運(yùn)行情況，極大的降低了廢水負(fù)荷。采用好氧-缺氧-好氧(O/A/O)工藝，有效的解決了有機(jī)氮生化過后，廢水中氨氮升高的問題。

　　該工藝的運(yùn)行費(fèi)用主要產(chǎn)生于高濃調(diào)節(jié)池pH值調(diào)節(jié)，以及末端絮凝藥劑的投加。實(shí)際運(yùn)行成本為4.35元/噸，詳細(xì)成本如下：電費(fèi)2.35元/噸，NaOH(片堿)0.6元/噸，PAC0.3元/噸，PAM0.5元/噸，人員費(fèi)0.6元/噸。該工藝適用于該類醫(yī)藥中間體廢水的治理，運(yùn)行穩(wěn)定，操作簡單，維護(hù)方便，運(yùn)行成本低于大部分醫(yī)藥中間體廢水處理成本，具有一定的推廣價(jià)值。(來源：婁底市環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究所)