医药化工废水处理工艺

Posted 2023-01-13 水处理

篇首语：业无高卑志当坚，男儿有求安得闲?本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了医药化工废水处理工艺相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

江西某医药化工企业，专业从事有机化工制药中间体的开发和生产，主要产品有2-氟苯胺、2，4-二氟苯胺、2，6-二氟苯胺、4-溴-2-氟苯胺、4-溴-2-氟联苯、2，4-二氟联苯、2-氟联苯等。在生产过程中排放废水污染物含有苯胺、联苯、异丙醇等有机物，具有污染物浓度高、成分复杂、毒性大、可生化性差等特点，单独采用物化法或生化法很难使得废水达标排放。因此，比较有效的处理工艺就是将物化法同生化法相结合，如Fenton-UASB-A/O 工艺、水解酸化-铁炭微电解-好氧生化工艺、高压脉冲电凝-Fenton-生化法等。工程结合目前类似医药化工中间体生产废水处理技术，在大量小试及中试的基础上，提出了适合该企业的废水处理工艺，系统阐述了该工艺对废水的处理效果，并介绍了各主要构筑物的设计参数和工程经济指标等情况。

1 废水水质与水量

废水主要来自合成车间生产废水、设备及地面冲洗水和部分生活污水，废水总量为25 t/d。设计出水水质达到国家污水综合排放标准二级标准（GB8978-1996）要求。设计进出水水质如表1 所示。

表1 设计进出水水质

其中，COD 采用重铬酸钾法测定（GB/T 119142-1989）；氨氮采用蒸馏和滴定法测定（GB/T 7478-1987）；色度采用稀释倍数法测定（GB 119032-89）；SS 采用重量法测定（GB/T 11901-1989）；pH 采用便携式pH 计测定；Cl-采用硝酸银滴定法测定。

2 工艺流程

由于废水为弱酸性废水，且其中含有大量极难生化降解的芳香族化合物，可生化性极差，所以采用Fe/C 微电解-催化氧化-A/O 生化法对该废水进行处理。工艺流程如图1 所示。

图1 工艺流程

由图1 可见，车间生产废水、生活污水等首先进入调节池进行水质水量调节，然后经潜水泵提升到酸化池。通过投加硫酸将废水调节至强酸性（pH为2～3）后，废水自流进入Fe/C 微电解池，以去除废水中的部分有机物、COD、色度，同时提高废水生化性。Fe/C 微电解池出水进入中和池，投加石灰液，调节废水至强碱性（pH 为9～10），随后进入曝气池，通过曝气吹出废水中部分氨后进入絮凝沉淀池，去除废水中的固体悬浮物，上清液自流进入中间水池1，污泥由泵打入污泥池。中间水池1 中投加硫酸再次调节废水pH 至4～5 后，经水泵提升进入催化氧化塔。为了保证进入催化氧化塔废水的清澈度，在催化氧化塔前设置保安过滤器，以去除废水中微小颗粒物。废水经过滤后，进入催化氧化塔。在进水管路上设置管道混合器，以便投加的H2O2药剂同废水充分混合，混有H2O2的废水在催化氧化塔中发生氧化还原反应，将废水中大分子、难降解的有机物及发色基团进一步降解，同时提高废水可生化性。废水经催化氧化后进入中间水池2，投加NaOH 调节废水pH 至6.5～8，最终采用A/O 生化处理，使得废水能够达标排放。

3 主要设施设计参数

（1）酸化池：1 座，设计尺寸3.25 m×1.5 m×3.0 m，有效水深2.7 m，HRT 为13 h。池内投加硫酸药剂，为了使硫酸与废水充分混合，池底设置UPVC 穿孔曝气系统一套。

（2）Fe/C 微电解池：1 座（分为两格），设计尺寸2.75 m×3.0 m×3.0 m，有效水深2.5 m，HRT 为20 h。

池底部设置UPVC 穿孔曝气系统一套。池内装有铸铁块摆设成的蜂窝状填料，在酸性条件下，铁与炭之间形成无数个微电流反应器，使废水中的有机物在微电流的作用下被还原氧化。

（3）中和池：1 座，设计尺寸3.25 m×1.5 m×3.0 m，有效水深2.3 m，HRT 为13 h。池内投加石灰调节废水pH 至强碱性，去除废水中带有的铁及亚铁离子，为后续鼓气吹氨做准备。池底设置UPVC 穿孔曝气搅拌系统一套。

（4）曝气池：1 座，设计尺寸2.5 m×2.5 m×4.0 m，有效水深3.2 m，HRT 约为18.7 h。池底设置UPVC穿孔曝气搅拌系统一套。

（5）絮凝沉淀组合池：1 座，设计尺寸1.5m×2.5m×5.0 m，有效水深4.0 m，有效容积15 m3，絮凝沉淀池分为三格，前两格分别投加PAC 和PAM，通过曝气搅拌，产生絮凝混凝反应，将废水中胶体及固体悬浮物凝结成较大颗粒后在沉淀池内进行固液分离。沉淀池表面负荷为0.4 m3/（m2·h）。

（6）砂滤器：1 座，Q235 钢结构。设计尺寸D1.0m×2.5 m，有效容积为1.8 m3。设计上升流速10 m/h，设备中装有粗、中、细石英砂填料，能有效地去除废水中微小颗粒物质。

（7）催化氧化塔：1 座，Q235 钢结构。设计尺寸D 2.0 m×6.0 m，有效容积为17.5 m3。设备中装有活性炭填料，塔底设有曝气盘。通过双氧水氧化（投药量：15 mL/L 废水）、活性炭吸附等作用，将废水中的大分子有机物分解成小分子有机物或将有机物直接氧化分解成CO2和水，较好地去除废水中的COD，提高废水可生化性。

（8）A/O 生化池：1 座，其中A 池设计尺寸3.0 m×3.0 m×4.0 m，有效容积31.5 m3，HRT 为30 h，容积COD 负荷0.38 kg/（m3·d），内设潜水搅拌及弹性弹料18 m3；O 池选用接触生物氧化池，设计尺寸3.0 m×4.5 m×4.0 m，有效容积47 m3，HRT 为50 h，COD 容积负荷0.52 kg/（m3·d），内设复合填料27 m3，采用微孔曝气系统，气水比60∶1。

（9）沉淀池：1 座，设计尺寸1.5 m×3.0 m×5.0 m，有效容积为14.5 m3，表面负荷为0.44 m3/（m2·h）。沉淀池与A/O 生化池间设置污泥回流系统，将沉淀池中污泥打入缺氧池。

（10）污泥池：1 座，设计尺寸1.5 m×3.0 m×3.0 m，有效容积11.2 m3。污泥池分为两格，一个用来接纳絮凝沉淀池中的污泥，另一个用来接纳二沉池中排出的剩余污泥。污泥在污泥池中进行浓缩后，采用板框压滤机进行脱水处理，降低污泥的含水率，泥饼外运处理，滤液自流进入调节池。

4 调试与运行

采用接种驯化的方式培养活性污泥，能大大缩短培菌时间，有利于整个生化系统的快速启动〔9〕。系统接种污泥来自某市工业区污水处理厂脱水后的剩余污泥，接种污泥含水率80%，接种污泥量4 t。投加污泥后，闷曝2 d，污泥活性恢复后进入正式驯化阶段。控制A 池DO 在0.3～0.5 mg/L，进水COD 500mg/L；开启O 池曝气系统，控制O 池DO 在2～4 mg/L，逐步提高进水流量和进水浓度。其间，根据系统运行情况，在生化池中适当投加葡萄糖营养剂，以加快微生物的生长。同时，根据水质水量情况调节污泥回流量，并定期排放剩余污泥。调试期约为35 d。

5 运行效果

完成驯化后，废水处理系统进入稳定运行阶段。为了检测系统运行效果，在调节池、絮凝沉淀池出口、催化氧化塔出口和沉淀池出口设置取样点进行监测，结果如表2 所示。

表2 系统各单元运行效果

由表2 可见，采用微电解-催化氧化-A/O 工艺处理医药化工中间体生产废水，可有效去除废水中的COD、氨氮、SS 等，经处理后出水各指标明显低于国家综合废水排放二级标准要求。同时，由监测数据看出，要想系统稳定运行，必须严格控制调节池内废水水质，从而减少废水水质、水量等负荷对后续运行系统的冲击。。

6 经济分析

该工程总投资107 万元（包括直接费用和间接费用），其中工程直接费用94 万元。污水处理系统运行费用（包括电费、人工费、药剂费）合计630 元/d，折合处理成本为25.2 元/m3。

7 结论

根据医药化工中间体生产废水的特点，选用微电解-催化氧化-A/O 的组合工艺，取得了良好的处理效果，COD、氨氮、SS 去除率分别达到96%、93%、98%，出水水质达到污水综合排放标准（GB8978-1996）二级标准要求。工程总投资107 万元，运行费用为25.2 元/m3。