制藥廢水污水站工藝方案探討

林慶恩

摘 要：醫(yī)藥制造業(yè)廢水可分為生物制藥廢水與化學(xué)合成制藥廢水。生物制藥廢水具有COD、總氮、SS含量高，但生化性較化學(xué)合成廢水好的特點(diǎn)。化學(xué)合成制藥廢水含有種類繁多的有機(jī)物、金屬、廢酸堿等物質(zhì)，具有有機(jī)物濃度、含鹽量高，pH變化大，原輔材料具備生物毒性等特征，文章根據(jù)工藝廢水的特征，在處理出水水質(zhì)達(dá)到要求的前提下，采用常規(guī)穩(wěn)定可靠先進(jìn)組合工藝。力求投資省，能耗低，運(yùn)行費(fèi)用低。操作管理方便，設(shè)備維修率低，污泥量少。適應(yīng)水量、水質(zhì)多變的特點(diǎn)，能承受沖擊負(fù)荷，并且具有操作上的彈性。

關(guān)鍵詞：制藥廢水；污水站；工藝方案

中圖分類號：X703 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）29-0173-02

伴隨我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，醫(yī)藥制造業(yè)發(fā)展突飛猛進(jìn)，各企業(yè)業(yè)秉承做強(qiáng)做大發(fā)展思想，并趨于生物制藥，化學(xué)合成，制劑多元化發(fā)展趨勢，但給企業(yè)污水站建設(shè)增加了難度。化學(xué)合成制藥廢水的水質(zhì)特點(diǎn)使得僅憑單獨(dú)采用生物法處理根本無法達(dá)標(biāo)，必須在生化前選擇合理的預(yù)處理工藝進(jìn)行有效處理。在市場經(jīng)濟(jì)中能達(dá)到有效的穩(wěn)定生產(chǎn)，方便管理，節(jié)約運(yùn)行成本，污水站的合理設(shè)計(jì)成為每個企業(yè)面臨的重要課題。

1 企業(yè)污水站設(shè)計(jì)原則和思路

根據(jù)分質(zhì)分流原則將廠區(qū)廢水分為三部分：生產(chǎn)廢水、生活污水和工藝廢水。

1.1 生產(chǎn)廢水

主要為檢修廢水、廢氣吸收廢水、清洗水、真空機(jī)組產(chǎn)生的廢水等，濃度較工藝廢水低。

1.2 生活污水

食堂，員工日常生活等所產(chǎn)生廢水，根據(jù)員工數(shù)量進(jìn)行估算生活污水的量。

1.3 工藝廢水

主要來源于制藥生產(chǎn)工藝流程各工段產(chǎn)生的廢水，如離心、壓濾、洗滌、分層、廢氣冷凝等產(chǎn)生的廢水，以及車間溶劑回收套用產(chǎn)生的廢水。結(jié)合相同類型廢水處理站工程經(jīng)驗(yàn)，并借鑒相關(guān)資料內(nèi)容，按特征污染物、溶劑的沸點(diǎn)及可能采用的預(yù)處理方式，對工藝廢水進(jìn)行分類如下：

①含碘廢水為廢水含有碘化鈣、碘酸以及低沸點(diǎn)溶劑。

②含鉻廢水；

③含惡臭物廢水廢水含有吡啶、三乙胺等惡臭物。

④高沸點(diǎn)廢水廢水中約含有1%溶劑和10%鹽，溶劑主要為DMF。

⑤低沸點(diǎn)廢水為離心工段產(chǎn)生的廢水。溶劑濃度約為1%及以上。

⑥低沸點(diǎn)且含鹽量高廢水以離心和分層工段產(chǎn)生的廢水組成。

⑦高鹽廢水主要產(chǎn)生于離心、洗滌、分層工段。廢水中不含溶劑（或溶劑很少），可鹽分較高，含鹽量約5%及以上。

⑧廢酸堿廢水廢水中含有鹽酸、碳酸氫鈉，可作為廢酸堿利用。

⑨低濃度廢水主要為洗滌廢水。

⑩高濃度廢水除上述以外的工藝廢水。

2 廢水車間預(yù)處理工藝方案選擇

2.1 含碘廢水車間預(yù)處理工藝選擇

含碘廢水主要含有甲醇、丙酮等低沸點(diǎn)溶劑，并且這類廢水含鹽量較高。含碘廢水需單獨(dú)收集，先通過蒸餾釜回收甲醇、丙酮等有機(jī)溶劑后，再進(jìn)入碘回收處理系統(tǒng)回收碘。

由于強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂對多碘離子I3-或I5-離子的交換吸附量（700～800 g/L樹脂）遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于對I-離子的吸附量（150～170 g/L樹脂），因此常將I-離子部分氧化使生成I3-或I5-離子，再被樹脂交換吸附。

往堿性洗脫液中加酸，由于溶液pH值的變化，發(fā)生逆歧化反應(yīng)而析出泥狀粗碘。通過離心分離即獲得泥狀粗碘，粗品再進(jìn)一步提純后套用。吸附分離后的廢水去高鹽廢水收集罐，通過MVR蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)脫鹽處理。

2.2 含鉻廢水車間預(yù)處理工藝

含鉻廢水進(jìn)入濃縮罐，加熱去除有機(jī)溶劑，再投加硫酸、硫代硫酸鈉、NaOH、PAC、PAM等藥劑，再經(jīng)板框壓濾機(jī)壓濾處理，濾液進(jìn)入中間儲罐，當(dāng)板框壓濾出水較差時，中間儲罐的廢水再回到濃縮罐中，進(jìn)行二次壓濾處理。待壓濾濾液水質(zhì)較好時，進(jìn)入RO系統(tǒng)，濃水返回進(jìn)入濃縮罐再處理，RO出水進(jìn)入污水站高濃度廢水調(diào)節(jié)池。

2.3 含惡臭物廢水車間預(yù)處理

此類廢水中含有吡啶、三乙胺，會產(chǎn)生惡臭。除兩類惡臭物外，廢水中還可能含有四氫呋喃、二氯甲烷、DMF等溶劑。

含低沸點(diǎn)惡臭物廢水中含有三乙胺和吡啶，投加硫酸，使三乙胺、吡啶形成硫酸鹽。基本能全部成鹽。成鹽處理后的廢水進(jìn)入低沸點(diǎn)且含鹽量高廢水收集罐，進(jìn)行后續(xù)處理，通過溶劑回收處理剩余的吡啶。

含高沸點(diǎn)惡臭物廢水中含有吡啶，向廢水中投加硫酸，使吡啶形成吡啶硫酸鹽。大部分吡啶成鹽處理后的廢水進(jìn)入高沸點(diǎn)廢水收集罐，進(jìn)行后續(xù)處理，剩余少量的吡啶進(jìn)入廢水站，通過Fenton高級氧化處理。

含高鹽惡臭物廢水中含有三乙胺，廢水收集后，投加硫酸，形成硫酸鹽。待全部的三乙胺成鹽后，再進(jìn)入高沸點(diǎn)廢水收集罐，進(jìn)行后續(xù)處理，處理高沸點(diǎn)溶劑（DMF）。

2.4 含高沸點(diǎn)廢水車間預(yù)處理

廢水中主要含有DMF、鹽和少量的低沸點(diǎn)溶劑，收集后采用精餾塔處理，蒸餾出少量的低沸點(diǎn)溶劑和大量的水進(jìn)入廢水站高濃度廢水調(diào)節(jié)池，在進(jìn)行后續(xù)處理。塔釜剩下的DMF和鹽，通過過濾除去鹽，剩余的DMF再回收利用或出售。

2.5 含低沸點(diǎn)廢水車間預(yù)處理

廢水收集到預(yù)處理車間收集罐后，用泵提升至中和罐，調(diào)節(jié)好pH后，通過反應(yīng)釜、超重力床、冷凝器，冷凝液為低沸點(diǎn)溶劑，回收利用或出售，反應(yīng)釜釜底液直接進(jìn)入廢水處理站。

2.6 含低沸點(diǎn)且含鹽量高廢水車間預(yù)處理

含低沸點(diǎn)且含鹽量高廢水主要含有四氫呋喃、甲醇、乙醇、丙酮等低沸點(diǎn)溶劑，并且這類廢水含鹽量較高。廢水收集后，用泵提升至中和罐，調(diào)節(jié)好pH后，通過反應(yīng)釜、超重力床、冷凝器，冷凝液為低沸點(diǎn)溶劑，回收利用或出售，反應(yīng)釜釜底液再進(jìn)入MVR蒸發(fā)器脫鹽處理。

2.7 高鹽分廢水車間預(yù)處理

高鹽廢水收集后，進(jìn)入MVR蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)脫鹽處理，脫鹽后廢水進(jìn)入廢水處理站調(diào)節(jié)池，產(chǎn)生的廢鹽外運(yùn)處置。

3 生化處理工藝方案

高濃度工藝廢水進(jìn)入生化系統(tǒng)前應(yīng)采取廢水預(yù)處理中試，采用鐵碳+Fenton技術(shù)。但考慮鐵碳處理中鐵碳有消耗，需要定期添加鐵碳，操作不便利，同時，鐵碳在運(yùn)行過程中也有可能產(chǎn)生結(jié)垢，有堵塞的風(fēng)險(xiǎn)。經(jīng)實(shí)際調(diào)研發(fā)現(xiàn)運(yùn)行污水處理站預(yù)處理采用了氣浮處理工藝，設(shè)備選用的是渦凹?xì)飧。\(yùn)行效果良好情況下可取消了鐵碳處理單元。如能和企業(yè)探討達(dá)成一致意見，關(guān)鍵預(yù)處理工藝可由鐵碳+Fenton工藝改為了氣浮+Fenton處理工藝。選擇氣浮、改良型Fenton作為預(yù)處理措施，降低廢水COD，同時破壞對微生物有抑制作用物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和活性，如二氯甲烷、甲醇、溴化物、二甲基甲酰胺等物質(zhì)

流化床Fenton氧化法，主要原理是外加的H2O2氧化劑與Fe2+催化劑，即Fenton藥劑，兩者在適當(dāng)?shù)膒H下（2.5～3.5）會反應(yīng)產(chǎn)生氫氧自由基（OH·），而氫氧自由基的高氧化能力與廢水中的有機(jī)物和氨氮反應(yīng)，可分解氧化有機(jī)物，進(jìn)而降低廢水中生物難分解的COD。同時，氫氧自由基的高氧化能力能破壞廢水中殘余藥物的活性，從而進(jìn)行滅活。

在Fenton反應(yīng)池中Fe2+與H2O2反應(yīng)會形成Fe3+，必須于pH調(diào)整池中將pH調(diào)整至中性以形成Fe（OH）3，并于絮凝池中借助多聚物聚集成大顆粒，于沉淀池中去除。由于Fe3+本身就是非常好的混凝劑，所以在這個過程中除了將Fe（OH）3分離去除外，同時對色度、SS及膠體也具有非常好的去除功能。

進(jìn)入生化廢水主要分為三部分：一部分為經(jīng)預(yù)處理后的高濃度工藝廢水，一部分為沖洗水等組成的低濃度廢水，一部分為生活污水。三股廢水分別收集經(jīng)調(diào)配池調(diào)節(jié)混合后，進(jìn)入后續(xù)處理系統(tǒng)。廢水中含有油脂、與水分層的有機(jī)溶劑類物質(zhì)，進(jìn)調(diào)節(jié)池前可設(shè)置隔油池，去除廢水中的上層物質(zhì)。調(diào)節(jié)池廢水如有懸浮物可設(shè)置氣浮處理，進(jìn)一步去除有機(jī)溶劑類物質(zhì)，降低廢水COD。

高濃度工藝廢水經(jīng)過氣浮、Fenton預(yù)處理后，與低濃度廢水一起進(jìn)入反應(yīng)池，投加PAM等藥劑，再經(jīng)初沉池處理，初沉池出水進(jìn)入調(diào)配池。廢水經(jīng)物化預(yù)處理后進(jìn)入后續(xù)生物處理裝置進(jìn)一步處理達(dá)標(biāo)排放，生物處理采用“水解酸化+二段A/O”處理法。

水解酸化池中設(shè)置彈性填料，使世代生長的微生物能大量附著棲生在填料上，在這些微生物作用下，可使污水中難降解的結(jié)構(gòu)復(fù)雜的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為結(jié)構(gòu)簡單的有機(jī)物，被微生物利用和吸收，提高污水可生化性，利于后續(xù)的好氧生物降解。

在A/O系統(tǒng)中微生物生活在缺氧-好氧交替的環(huán)境中而被篩選。A段的主要作用是對微生物菌種進(jìn)行篩選和優(yōu)化，微生物在此段只是對廢水中的有機(jī)物進(jìn)行吸收和吸附，而對有機(jī)物的分解是在O段完成的。在A段，污水的停留時間很短，由于大部分有機(jī)污染物在A段被脫磷微生物吸附入體內(nèi)，接著在O段內(nèi)被氧化及分解。同時O段在硝化細(xì)菌的作用下將廢水的氨氮及由有機(jī)氮氨化成的氨氮，通過生物硝化作用，轉(zhuǎn)換成硝酸鹽。在缺氧段，反硝化細(xì)菌將二沉池污泥回流帶入的部分硝酸鹽通過生物反硝化作用，轉(zhuǎn)化成氮?dú)庖萑氪髿狻?/p>

為了確保廢水處理各項(xiàng)指標(biāo)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放，采用兩段A/O處理系統(tǒng)，一段A/O主要以去除COD為主，二段A/O主要以去除NH3-N為主。在兩段A/O系統(tǒng)后設(shè)置混凝沉淀+二級氣浮池，投加混凝劑、絮凝劑等藥劑，去除COD。

為了確保藥物活性成分滅活效果，在二沉池后增加滅活池，投加H2O2等強(qiáng)氧化劑。工藝所采用的設(shè)計(jì)參數(shù)（如沉淀池表面負(fù)荷、停留時間、曝氣池的污泥負(fù)荷、以及好氧段曝氣池的供氧量、停留時間等），均需經(jīng)過理論計(jì)算并結(jié)合已建同類型廢水處理工程運(yùn)行的成功經(jīng)驗(yàn)，必須同時具備科學(xué)性與實(shí)踐性。

4 結(jié) 語

制藥廢水的主要特點(diǎn)是COD濃度高、含鹽量大、可生化性差等。經(jīng)多年研究同類型廢水實(shí)際處理工程經(jīng)驗(yàn)表明，工業(yè)廢水預(yù)處理是關(guān)鍵、生物處理是核心，深度處理是保障，污泥處理是重點(diǎn)。只有充分把握，排除萬難，才能建設(shè)出運(yùn)行穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)的污水處理站。

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