兼氧+一級A/O+催化氧化+二級A/O工藝處理制藥廢水

郭小偉 吳澤高（浙江天乙環保科技有限公司，浙江 金華 321017）

制藥產生的廢水因其污染物多屬于結構復雜、有毒、有害和生物難以降解的有機物質，對水體造成嚴重的污染。其廢水的特點是成分復雜、有機物含量高、毒性大、色度深和含鹽量高，生化性很差，難處理。目前較為理想的處理方法是物理、化學和生物相結合的方法。目前對高濃度有機制藥廢水采用生物治理技術已達成共識，如何提高生物治理的去除率是制藥廢水處理研究的新方向。

山東某醫藥公司是一家以生產醫藥中間體為主的企業，該公司的生產廢水主要有有機物含量高、氨氮含量高、鹽分含量高，且含有大量有毒有害物質等特點，廢水水量和水質在時間分布上變化很大。針對該廢水的水質特點，選用“兼氧+一級A/O+催化氧化+二級A/O”的組合工藝進行處理。運行一段時間以來，處理出水水質穩定，各項指標均能達到“廠區污水處理站排水須滿足園區污水處理廠進水水質要求”以及《污水排入城市下水道水質標準》（CJ3082-1999）中進污水處理廠的水質要求。

1 廢水水質

該生產廢水每天排放量約為1400噸，污水站設計規模為1500m3/d。廢水水質不僅CODcr、NH3-N含量高，鹽分含量高，含有一定的有毒有害物質，所以必須選擇有效合理的處理手段，保證處理效果，并降低處理成本。該工程的設計進水水質和出水水質如表1所示。

表1 污水處理站的進出水水質

2 工藝流程和說明

根據原水水質特點和出水要求，本項目生化工藝設計上有兩大重點，一是要求系統耐負荷沖擊能力強、生物抑制物質的馴化適應性好；二是要求系統有高效、穩定的CODcr去除能力，以及生物脫氮能力。

廢水工藝流程圖

調節池廢水經泵提升后進入混凝初沉池，在混凝池中加入PAC、PAM，絮凝沉淀去除廢水中SS、難溶性膠體，消除醫藥中間體對微生物的抑制毒害作用，提高廢水可生化性。初沉池出水自流進入兼氧池，廢水在兼氧微生物作用下，廢水中難降解大分子有機物水解成易生物降解的小分子有機物，提高廢水可生化性。兼氧池出水自流進入中間沉淀池，沉淀池污泥大部分回流到兼氧池，以確保必要的生物量和培養特殊的優勢菌群。

中間沉淀池的上清液自流入一級A/O系統，在A池經過厭氧微生物的作用，一些難分解的有機物繼續得以生化降解，有效的去除部分CODcr，而在反硝化菌的作用下硝酸氮和亞硝酸氮被還原成氣態氮。A池出水自流到O池，經好氧微生物作用，絕大部分有機物分解成CO2和H2O，部分同化成活性污泥。好氧池出水自流進入二沉池，經泥水分離作用，二沉池上清液自流進入催化氧化池。在強氧化劑作用下，分解難以破壞的有機物，為后續生物處理創造條件，氧化池出水進入二級A/O池。在微生物作用下進一步去除廢水中的有機物質和氨氮。O池配套內循環系統，為提高脫氮效率作準備。O池出水進入終沉池進行泥水分離，上清液經標準排放口對外排放。處理過程中產生的污泥經隔膜壓濾機脫水后外運處理，濾液回調節池進行處理。

3 主要構筑物

3.1 調節池,1座，尺寸為30.0m×12.5m×4.5m，有效水深4.0m。停留時間24h。設攪拌裝置。

3.2 混凝沉淀池，1座，混凝區尺寸為5.5m×3.0m×4.5m，有效水深4.0m。沉淀池尺寸φ12m×5.5m，表面負荷0.55m3/m2.h，停留時間3.6h。

3.3 兼氧池，1座，尺寸為30.0m×30.0m×5.5m，有效水深5.0m。停留時間72h。采用接觸氧化法，設曝氣系統。

3.4 中間沉淀池，1座，尺寸為15.0m×6.0m×5.5m，有效水深5.0m。表面負荷0.69m3/m2.h，停留時間2.2h。

3.5 一級A/O池，1座，尺寸為60.0m×7.5m×5.5m，有效水深5.0m。停留時間43.2h，其中A池停留時間13.5h，O池停留時間29.7h。A池采用接觸氧化法，O池采用活性污泥法，均設曝氣系統。

3.6 二沉池，1座，尺寸為φ1m2×5.5m，表面負荷0.55m3/m2.h，停留時間3.6h。

3.7 催化氧化池，1座，尺寸為13.0m×16.0m×5.5m，其中反應區尺寸為13.0m×10.0m×5.5m，沉淀區尺寸為13.0m×6.0m×5.5m，有效水深5.0m。

3.8 二級A/O池，1座，尺寸為30.0m×15m×5.5m，有效水深5.0m。停留時間36h，其中A池停留時間9h，O池停留時間25h。A池采用接觸氧化法，O池采用活性污泥法，均設曝氣系統。

3.9 終沉池，1座，尺寸為φ1m2×5.5m，表面負荷0.55m3/m2.h，停留時間3.6h。

4 工程處理效果

4.1 工程處理效果

針對該公司排放的廢水的特點，采用“兼氧+一級A/O+催化氧化+二級A/O”組合工藝線路，處理效果穩定，達到了設計要求。該工程于2014年6月施工完畢，經過一段時間的調試運行后正式投入使用，表2為2014年9月—11月調試運行期間的廢水出水水質情況。

表2 廢水處理效果

4.2 處理工藝分析

4.2.1 物化預處理采用混凝沉淀法。首先，可以去除部分不溶于水的懸浮物和部分可通過絮凝處理失穩的膠狀物，在一定程度上削減進入生化系統的難生物降解物質，減輕生化處理負荷；其次，物化處理的設置還能方便廢水進生化前的精確調控，達到微生物生長最佳pH值。

4.2.2 本項目中的兼氧工藝，只是利用厭氧反應的前兩階段，即把反應控制在水解、酸化階段。兼氧工藝采用填料生物膜法，由于生物量大，容積負荷高，能適應進水CODcr負荷變化，具有較大的耐沖擊負荷能力。廢水經兼氧處理，可提高廢水的B/C比及后繼好氧處理的效率。

4.2.3 好氧工藝是好氧微生物利用廢水中存在的有機污染物作為營養源進行好氧代謝，以分子氧作為最終電子受體的處理過程。其反應速度較快，不產生臭氣，對有機污染物降解較徹底，是保證污水達標排放的主要措施。本項目中的A/O工藝不僅去除大量的有機物，同時去除大量的氨氮。A/O系統為典型的前置反硝化脫氮工藝，是目前實際工程中應用較多且成熟實用的生物脫氮工藝。

4.2.4 化工制藥廢水中常含有較多的大分子有機物和難降解有機物，針對這一難題，該工程采用催化氧化工藝，對大分子、難降解有機物進行化學氧化，使其反應成小分子有機物，以提高可生化性。

5 運行成本分析

該工程占地面積約4000m2，總投資約1500萬元。其中運行產生的費用主要包括電費、藥劑費和人工費。（1）工程的總功率為441.45KW，運行功率為291.6KW，運行時間24小時，電價為0.8元/(KW.h)，電耗按70%計算，則電費為2.61元/噸水。（2）使用的藥劑有PAC、PAM、氧化劑、催化劑、酸和堿，總共費用約8610元/天，則藥劑費為5.74元/噸水。（3）操作人員設6人，平均工資為每人100元/天，則人工費為0.4元/噸水。綜上，處理成本為8.75元/噸水。

6 結語

6.1 該廢水處理工程的工藝流程設計合理，處理效果較好，出水水質穩定，最終出水達到設計要求。

6.2 “兼氧+好氧”組合生化工藝在化工制藥廢水具有很高的CODcr去除效率，且運行上具有很好的耐沖擊能力；同時證明“A/O”在生物脫氮方面具有很強的實用性。

6.3 該工藝在每段生化工藝后設單獨的沉淀池，單獨進行污泥沉淀，污泥回流，培養適宜該廢水特性的優勢菌種，達到大量削減廢水中有機物濃度的目的，為“A/O”系統培養硝化、亞硝化優勢菌種創造了有利條件，從而很好保證了該工藝的氨氮去除效果。

6.4 催化氧化具有反應速率快、效果明顯、操作簡便等優點，其強氧化作用保證了二級A/O系統的處理效果。

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