醫(yī)藥中間體廢水的兩級(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)過程中產(chǎn)生大量廢水，污染物成分復(fù)雜，污染負(fù)荷高。廢水中含有大量的甲醇、乙醇、DMF、乙酸乙酯、CH3Cl和溴化鈉。DMF(N，N-二甲基甲酰胺)是一種有機(jī)溶劑，具有一定的生物毒性。二甲基甲酰胺是合成殺蟲脒和磺胺嘧啶的重要中間體。這類廢水常采用高級(jí)氧化法處理，但運(yùn)行費(fèi)用高，操作復(fù)雜，運(yùn)行不穩(wěn)定。因此，通過實(shí)驗(yàn)室預(yù)試驗(yàn)，結(jié)合不同水質(zhì)廢水的實(shí)際情況，對(duì)不同水質(zhì)的廢水進(jìn)行分流、分段處理，并采用生物法對(duì)廢水進(jìn)行處理，取得了良好的處理效果。

1.項(xiàng)目概述

廢水日排放量約為300t/d，醫(yī)療中間體廢水源包括高鹽廢水10m3/d、高濃度廢水150m3/d、低濃度清洗廢水100m3/d和生活污水40m3/d四部分，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)，然后接入工業(yè)園區(qū)污水收集管網(wǎng)，最終由工業(yè)園區(qū)污水處理工廠和

2.廢水質(zhì)量

制藥廢水水質(zhì)指標(biāo)和要求的出水水質(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如圖1所示。

醫(yī)藥中間體廢水的可生化性(CODcr/bo D5)< 0.33，醫(yī)藥中間體生產(chǎn)廢水含鹽濃度高，直接進(jìn)行高級(jí)氧化費(fèi)用高，無法直接進(jìn)行好氧生化處理。通過厭氧反應(yīng)中兼性微生物和厭氧微生物對(duì)有機(jī)物的降解和穩(wěn)定，可以大大降低后續(xù)處理單元的負(fù)荷，為后續(xù)好氧生化反應(yīng)提供良好的條件?？紤]到高濃度廢水和低濃度清洗廢水的差別較大，對(duì)兩股廢水分別進(jìn)行厭氧處理。制藥中間體廢水中的高鹽廢水經(jīng)調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)后，通過蒸發(fā)器與高濃度廢水混合，進(jìn)入一級(jí)UASB反應(yīng)器；第一級(jí)厭氧生化工藝去除高濃度廢水中的大部分COD，然后與低濃度清洗廢水一起流入中間調(diào)節(jié)池，再進(jìn)入第二級(jí)厭氧UASB反應(yīng)器，然后進(jìn)入后續(xù)污水處理工藝。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值應(yīng)嚴(yán)格控制在7.0±0.2范圍內(nèi)，水溫應(yīng)控制在25~35℃范圍內(nèi)。

厭氧生化處理后，出水有機(jī)物仍然較高，需要進(jìn)一步處理。因?yàn)槲鬯械挠袡C(jī)物濃度很高，污水的排放也是斷斷續(xù)續(xù)的。因此，可以采用好氧反應(yīng)器進(jìn)行處理。好氧反應(yīng)器是通過曝氣培養(yǎng)好氧菌和兼性菌，通過這些菌的代謝，降解厭氧反應(yīng)器出水的部分有機(jī)物。由于醫(yī)藥中間體廢水中存在一定濃度的DMF，DMF在厭氧微生物的作用下分解，DMF中的有機(jī)N轉(zhuǎn)化為NH4+，所以厭氧出水氨氮濃度會(huì)升高。在曝氣條件下，部分NH4+轉(zhuǎn)化為NH3并被吹走，大部分被氧化為硝態(tài)氮?；钚晕勰鄬?duì)硝態(tài)氮的利用是有限的，需要后續(xù)的反硝化過程。

在缺氧池馴化培養(yǎng)缺氧-好氧兼性細(xì)菌，可以充分利用好氧池出水的硝態(tài)氮和亞硝態(tài)氮進(jìn)行反硝化反應(yīng)，將廢水中的氨氮和硝態(tài)氮轉(zhuǎn)化為氮?dú)馊コ?。廢水經(jīng)缺氧工藝處理后，氨氮可達(dá)標(biāo)。如果不達(dá)標(biāo)，要在一級(jí)好氧池-缺氧池-二級(jí)好氧池之間循環(huán)，回流比150%~300%，直至達(dá)標(biāo)。

缺氧池反硝化后，廢水的C/N比增加，廢水的可生化性增強(qiáng)。二級(jí)好氧工藝可用于廢水的深度處理。二級(jí)好氧池可進(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)器的出水混有一定濃度的SS，SS的主要成分是好氧污泥。而且在好氧條件下，活性污泥表面吸附了大量的磷。如果不及時(shí)混凝，吸附在污泥表面的磷會(huì)在缺氧條件下釋放出來，使水質(zhì)惡化。因此，在二級(jí)好氧池的后端采用絮凝工藝。加入配制好的氫氧化鈣調(diào)節(jié)出水的pH值，然后加入絮凝劑PAC和PAM，通過吸附架橋，使分散較細(xì)的膠體顆粒凝聚成較大的顆粒，去除大部分SS和TP，有效降低廢水色度?；炷鏊恋砗螅锨逡号湃肭逅睾笈欧?；沉淀的污泥被排放到污泥濃縮池。

高級(jí)氧化池產(chǎn)生的沉淀物、好氧反應(yīng)器產(chǎn)生的剩余污泥和混凝產(chǎn)生的沉淀物首先均勻排入污泥濃縮池，經(jīng)重力濃縮后進(jìn)行后續(xù)脫水處理。濃縮池的上清液和脫水水進(jìn)入沉淀池，進(jìn)入污水處理系統(tǒng)。

4.主要結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)參數(shù)

廢水處理站主要構(gòu)筑物及設(shè)計(jì)參數(shù)見表2。

5.廢水處理工程的調(diào)試及運(yùn)行效果

5.1反應(yīng)器的調(diào)試

脫鹽后的廢水與高濃度廢水混合后，打開混合器，用片堿調(diào)節(jié)pH值至7.0±0.2。如果pH值在15分鐘內(nèi)沒有顯著變化，則可以將水送入主UASB反應(yīng)器。一級(jí)UASB反應(yīng)器接種來自城市污水處理工廠的80t厭氧污泥。UASB反應(yīng)器接種厭氧污泥后，不能直接滿負(fù)荷運(yùn)行。首先，UASB反應(yīng)器應(yīng)一次性裝滿生活污水，然后每天從高濃度調(diào)節(jié)池中注入一定量的廢水。第一天的進(jìn)水量是UASB反應(yīng)器有效容積的1/20，之后每天的進(jìn)水量會(huì)增加1/20，直到第20天。調(diào)試期間，應(yīng)嚴(yán)格監(jiān)控UASB的pH值和水溫的變化。當(dāng)pH值變化超過0.5時(shí)，應(yīng)停止進(jìn)水，啟動(dòng)內(nèi)循環(huán)，使厭氧微生物消耗完所有有機(jī)酸后再進(jìn)水運(yùn)行。如果水溫低于25℃，需要在UASB反應(yīng)器的加熱管道中引入蒸汽，通過管道熱交換加熱廢水。32℃左右是最佳溫度?？紤]到能耗和運(yùn)行成本，水溫應(yīng)控制在不低于25℃。中間調(diào)節(jié)池pH值的調(diào)節(jié)方法和二級(jí)UASB反應(yīng)器的進(jìn)水方式同上。第二級(jí)UASB反應(yīng)器接種來自城市污水處理廠的200噸厭氧污泥。

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

好氧池和缺氧池的活性污泥菌種來自當(dāng)?shù)爻鞘形鬯幚韽S，一、二級(jí)好氧池接種80t活性污泥，缺氧池接種50t活性污泥。接種活性污泥后，反應(yīng)池可以注滿生活污水，然后正常啟動(dòng)。投產(chǎn)初期，每天的生活污水只有40t，所以沒有排出去。調(diào)試期間，生活污水全部進(jìn)入O/A/O系統(tǒng)進(jìn)行處理，每天增加的進(jìn)水量可由二級(jí)UASB反應(yīng)器的出水量決定。由于二級(jí)UASB出水COD和氨氮濃度較高，為保證缺氧階段的脫氮效果，一、二級(jí)好氧池采用間歇曝氣，即曝氣2小時(shí)后，停止曝氣1小時(shí)，同時(shí)開啟回流泵，回流比控制在150%~300%范圍內(nèi)，保證了廢水中COD和氨氮的去除。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≤ 0.2 mg/L，一天為一個(gè)運(yùn)行周期，一個(gè)周期的運(yùn)行時(shí)間為21h。回流沉淀池的污泥回流泵應(yīng)在運(yùn)行周期內(nèi)持續(xù)開啟，以保證O/A/O池中的SV30保持在30%~35%左右。如果SV30 >: 35%，停止污泥回流，開始排泥。

5.3操作效果

經(jīng)過兩個(gè)月的調(diào)試運(yùn)行，第一、二UASB反應(yīng)器出水穩(wěn)定，第二好氧池出水穩(wěn)定。正常運(yùn)行后的水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果見表3。

從表3可以看出，經(jīng)過絮凝沉淀后，出水的CODCr、BOD5、TP、NH4+-N和SS均達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)的二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。

6.結(jié)論

根據(jù)醫(yī)藥中間體生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的不同水質(zhì)的廢水，進(jìn)行分區(qū)分段，有效穩(wěn)定了各工藝工段的運(yùn)行，大大降低了廢水負(fù)荷。采用好氧-缺氧-好氧(O/A/O)工藝，有效解決了有機(jī)氮生化處理后廢水中氨氮上升的問題。

該工藝的運(yùn)行費(fèi)用主要來源于高濃度調(diào)節(jié)池的pH值調(diào)節(jié)和最終絮凝劑的投加。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，人員成本0.6元/噸。該工藝適用于該類醫(yī)藥中間體廢水的處理，運(yùn)行穩(wěn)定，操作簡(jiǎn)單，維護(hù)方便，其運(yùn)行費(fèi)用低于大多數(shù)醫(yī)藥中間體廢水處理費(fèi)用，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)

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