制藥廢水處理工藝設(shè)計(jì)研究

周桂青,戴 捷,劉靜靜,馬玉寶 (長(zhǎng)江大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院,湖北荊州434023)

制藥廢水通常具有成分復(fù)雜、COD(化學(xué)需氧量)和BOD5(生化需氧量)濃度高且波動(dòng)大、BOD5/COD(B/C)差異較大、色度深、毒性大等特點(diǎn),且排放量大,一直是污水處理中的一大難題[1]。而且制藥廠通常是采用間歇生產(chǎn),產(chǎn)品的種類變化較大,造成了廢水的水質(zhì)、水量及污染物的種類變化較大。湖北某制藥廠的生產(chǎn)廢水濃度高,水質(zhì)變化系數(shù)大,BOD5/COD比值高,可生化性能好,但水中含有大量化合物和油 (分懸浮油及乳化油、生物油),嚴(yán)重影響生化的正常進(jìn)行,單一的物化和生化法無(wú)法處理。鑒于該廠水質(zhì)情況,筆者進(jìn)行了處理工藝設(shè)計(jì)研究。

1 廢水流量設(shè)計(jì)及水質(zhì)情況

1.1 設(shè)計(jì)流量

該廠廢水主要來(lái)自生產(chǎn)設(shè)備洗滌水、地面沖洗水和廠區(qū)的生活污水,生產(chǎn)設(shè)備洗滌水是由各工段生產(chǎn)廢水匯集而成,其中包括?；?、縮酮、重排、水解、酸化、結(jié)晶及干燥,取各工段水樣監(jiān)測(cè)其DO(溶解氧)和COD,發(fā)現(xiàn)其中一股水DO非常低,縮酮階段排水COD經(jīng)除油過(guò)濾后高達(dá)10萬(wàn),但是由于其水量不高,并未采取單獨(dú)處理,而是各工段廢水經(jīng)溝渠匯集到集水井綜合處理,廢水實(shí)際總流量為2500m3/d,考慮為將來(lái)增容留有一定容量,設(shè)計(jì)總流量為3000m3/d。

1.2 廢水水質(zhì)及出水水質(zhì)

該制藥廢水主要監(jiān)測(cè)指標(biāo)為化學(xué)需氧量COD,生化需氧量BOD5,總懸浮物SS和pH值。進(jìn)水水質(zhì)波動(dòng)范圍分別為:COD:5500～680mg/L;BOD5:2200～2800mg/L;SS:700～1000mg/L;p H:3～4。GB8978-1996《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)中要求出水COD≤100mg/L,BOD5≤20mg/L,SS≤70mg/L,p H 為6～9。

2 工藝流程

該工藝采用以生物處理為主,物化處理為輔的組合工藝,生物處理以水解酸化-厭氧-好氧為輔的工藝,其中厭氧采用IC內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器[2],好氧采用活性污泥法 (CASS)[3],物化處理采用加藥中和、絮凝沉淀等。由于本工程廢水屬于高濃度廢水,廢水中COD值很高,可生化性較差,且廢水中含有部分具有生物抑制作用的有機(jī)物,故要先經(jīng)過(guò)水解酸化反應(yīng),對(duì)COD進(jìn)行大幅度的削減,經(jīng)過(guò)水解酸化后的廢水COD值仍較高,不能直接進(jìn)入好氧工藝段,故工藝設(shè)計(jì)上考慮在生化之前進(jìn)行厭氧處理,降低COD濃度,提高BOD5/COD比值。具體處理工藝流程如圖1所示。廢水經(jīng)格柵攔截大顆粒雜質(zhì)后,進(jìn)入集水井后由泵提升至隔油池,通過(guò)刮油刮渣機(jī)除去浮油和表面浮渣后進(jìn)入中和池,通過(guò)投加化學(xué)藥劑對(duì)污水進(jìn)行中和、破乳、絮凝反應(yīng),去除乳化油和顆粒雜質(zhì),出水自流進(jìn)入調(diào)節(jié)池。經(jīng)調(diào)節(jié)池均質(zhì)、均量處理后,將廢水p H調(diào)節(jié)到6～9,然后由泵提升至進(jìn)水池,投加聚合氯化鋁 (PAC)等混凝劑后經(jīng)斜管沉淀池將懸浮物去除,沉淀池出水自流至氣浮進(jìn)水池,投加PAC等混凝劑,使廢水中的懸浮物、化合物等得到進(jìn)一步的浮選去除,懸浮物通過(guò)氣浮裝置上的刮渣機(jī)刮至渣槽中排至污泥濃縮池。氣浮出水進(jìn)入水解酸化池,使難溶性、大分子的有機(jī)物分解為易溶小分子的有機(jī)物,并去除一部分的有機(jī)物,減輕后續(xù)IC厭氧反應(yīng)器的負(fù)荷及進(jìn)水COD值。水解酸化池出水用泵壓入IC反應(yīng)器進(jìn)行厭氧生物處理,IC反應(yīng)器出水自流進(jìn)入預(yù)曝沉淀池,以去除厭氧出水的懸浮物和H2S等有害氣體,增加水中的溶解氧,為好氧處理創(chuàng)造有利的條件。預(yù)曝沉淀池出水B/C值已滿足好氧生化的進(jìn)水條件,直接進(jìn)入CASS池進(jìn)行好氧生物處理。

圖1 廢水處理工藝流程

3 主要構(gòu)筑物設(shè)計(jì)參數(shù)及設(shè)備選型

1)主要構(gòu)筑物設(shè)計(jì)參數(shù) 主要構(gòu)筑物設(shè)計(jì)參數(shù)見(jiàn)表1。

2)處理工藝設(shè)備選型 主要處理工藝設(shè)備選型列舉如下:①?gòu)U水提升泵,型號(hào):FSB(L)100-29-18.5,數(shù)量:2臺(tái);②潛水?dāng)嚢铏C(jī),型號(hào):QYB2.2/8-320/3-74,數(shù)量:6臺(tái);③污泥回流泵,型號(hào):50JYW012-15-1.5,數(shù)量:4臺(tái);④污泥泵,型號(hào):JYWQ-10-10-1,數(shù)量:4臺(tái);⑤鼓風(fēng)機(jī),型號(hào):BK6015,數(shù)量:3臺(tái);⑥潷水器,型號(hào):DTW1000-120,數(shù)量:2臺(tái);⑦布水器和三相分離器各2臺(tái)。

表1 主要構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)參數(shù)

4 主要污染物去除效果及運(yùn)行成本

4.1 主要污染物去除效果

廢水中主要污染物去除率如表2。從表2監(jiān)測(cè)結(jié)果可以看出,廢水中各污染物均可達(dá)到GB8978-1996《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

表2 廢水中主要污染物去除率

4.2 運(yùn)行成本

實(shí)際運(yùn)行費(fèi)用包括人員費(fèi)用、電費(fèi)及藥劑費(fèi)用3部分。

1)人員費(fèi)用 系統(tǒng)配備管理人員5名。每人每月以1000元計(jì),則每噸水人員費(fèi)用為:5×1000/(30×3000)=0.055元/t。

2)電費(fèi) 水處理設(shè)備總運(yùn)行功率為125.3k W,使用系數(shù):K=0.8,則每日用電量為125.3×24×0.8=2405.76kW,若單位電費(fèi)以0.5元/(k W·h)計(jì),運(yùn)行電費(fèi)為:2405.76×0.5/3000=0.4元/t。

3)藥劑費(fèi)用 配制聚合氯化鋁溶液 (PAC)濃度為0.2kg/t,PAM溶液濃度為0.002kg/t,PAC以1400元/t,PAM以25000元/t計(jì),每噸水處理所用藥劑費(fèi)為:PAC:1.400×0.2=0.28元;PAM:25×0.002=0.05元;其他藥劑:0.10元。以上合計(jì)水處理藥劑費(fèi)用為:0.43元/t。

以上3項(xiàng)總費(fèi)用為:0.055+0.4+0.43=0.885元/t。由于制藥生產(chǎn)工藝和廢水流量不同,選用廢水處理工藝、設(shè)備等都有較大的差異,運(yùn)行成本一般在0.5～5元/t之間?？梢?jiàn),采用此工藝運(yùn)行費(fèi)用較低。該項(xiàng)目建成后,可實(shí)現(xiàn)廢水達(dá)標(biāo)排放,每年可減少COD排放量7357t、BOD排放量3033t、SS排放量1062t。

5 結(jié) 論

1)將厭氧水解處理作為各種生化處理的預(yù)處理,因不需曝氣大大降低了生產(chǎn)運(yùn)行成本,可提高污水的可生化性,降低后續(xù)生物處理的負(fù)荷,大量削減后續(xù)好氧處理工藝的曝氣量,降低工程投資和運(yùn)行費(fèi)用,因而被廣泛應(yīng)用于難生物降解的化工、造紙、制藥等高濃度有機(jī)工業(yè)廢水處理中[4,5]。

2)從運(yùn)行結(jié)果看,制藥廢水采用水解酸化+IC+CASS工藝是成功的,運(yùn)行費(fèi)用低,每噸廢水處理費(fèi)用為0.885元。處理效果穩(wěn)定,COD去除率為98.8%,BOD去除率為99.4%,SS去除率為94.5%,pH調(diào)節(jié)到6～9。出水符合 《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB8978-1996中的一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。

[1]陸杰,徐高田,張玲.制藥工業(yè)廢水處理技術(shù)[J].工業(yè)水處理,2001,21(10):1-4.

[2]葛玫,王紅磊.IC厭氧反應(yīng)器的研究與應(yīng)用進(jìn)展[J].環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展,2008(6):13-17.

[3]劉瓊.IC+CASS處理乳酸廢水的生產(chǎn)性啟動(dòng)研究[D].鄭州:鄭州大學(xué),2007.

[4]顧夏生.水處理工程 [M].北京:清華大學(xué)出版社,1985.

[5]馬雁林.焦化廢水生物脫氮處理開(kāi)工調(diào)試 [J].給水排水,2000,26(12):50-53.