化學合成類制藥廢水處理工藝的研究

簡浩宇

摘 要：化學合成制藥廢水是一種成分復雜、毒性高、含難降解有機物質的有機廢水，已逐漸成為重要的污染源之一，如何處理該類廢水對于環境保護而言意義重大。結合化學合成制藥廢水處理工程實例，分析了廢水處理工藝、調試運行情況及工程經濟效益，為該類廢水的治理工藝的選擇提供了參考。

關鍵詞：廢水；污染源；處理工藝；水質成分

中圖分類號：X787 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.01.114

化學合成的制藥企業每年會造成非常嚴重的污染，究其原因是合成工藝路線長、反應步驟過多，最終產品只占原料總量的5%～15%，剩余的絕大多數以廢氣、廢液、廢渣的三廢形式存在。其中，化學制藥廢水大多數具有有機物濃度高、含難降解及對微生物有毒的物質、水質成分復雜、可生化性差等特點，是重要的污染源之一，成為了污水處理行業難處理的廢水之一。為了使制藥廢水達標排放，制藥廢水深度處理技術的研究已經刻不容緩。

1 工程概況

某大型醫藥企業主要采用化學合成法生產抗腫瘤、抗生素、消化道及精神類藥物的原料藥，其排放的廢水按高濃度廢水和低濃度廢水分質收集，高濃度廢水主要為生產車間用于合成藥劑時產生的結晶母液、轉相母液、吸附殘液等；低濃度廢水主要為生產工藝過程中產生的反應釜、過濾機、催化劑載體等設備和材料的清洗水等。根據園區污水處理廠的接管要求，該廢水處理站建成后排水執行《污水綜合排放標準》（GB 8978—1996）表4中的二級標準。

2 處理工藝

2.1 廢水水質分析

化學合成的制藥企業產生非常嚴重的污染，究其原因是因合成工藝路線長、反應步驟過多，未反應的原輔料及溶劑大量進入廢水中，最終產生的廢水極難處理。該廢水中主要的污染物質為有機物，比如苯類有機物、醇、酯、石油類、乙醇、氯仿、DMF等。該類廢水水質、水量波動大，多含有成分復雜、有抑菌作用的抗生素，有機污染物種類多、濃度大、色度深和含鹽量高，屬于典型的高濃度難降解有機廢水，僅靠單一的處理方法無法滿足達標排放要求，必須組合多種工藝進行聯合處理。

2.2 工藝流程

為了保證預處理效果，可根據高濃度生產廢水的微電解處理效果，將一組混凝反應池靈活調整成Fenton氧化池，高濃度廢水經微電解后先進行Fenton氧化反應，再與低濃度生產廢水混合后進行混凝沉淀。生產廢水經預處理后進入調節池B與廠區生活污水混合，再一同進入厭氧池進行厭氧降解，最終進入A/O池進行生化處理。為了保證脫氮效果，池中設混合液回流系統。生化出水經二沉池固液分離后進入清水池，由泵送入園區管網。二沉池設污泥回流泵，將污泥回流至A/O池。混凝沉淀池污泥、厭氧池污泥及二沉池剩余污泥經污泥池濃縮后脫水外運處置。工藝流程如圖1所示。

為了避免因生產故障、檢修、消防而產生大量高濃度廢水，進而給廢水處理站帶來負荷沖擊和環境污染等一系列問題，應設應急事故池用于接納生產過程中的事故廢水。

2.3 主要構筑物及設備

主要構筑物及設備包括以下8種：①集水池A。主要用于收集高濃度生產廢水，利用車間排放口原有集水池。②調節池A。調節池前端設有pH調整反應區，廢水經pH及水質、水量調節后提升至電催化反應器進行處理，其尺寸為L×B×H=3.5 m×3.0 m×3.0 m，有效水深為2.5 m，結構形式為鋼混，內壁防腐，半地下式。③電催化反應器。成套設備2組，單組處理能力為2 m3/h，N=15 kW。④微電解反應器。2座反應塔，攪拌槽式，并聯使用。配套設備為微電解反應器2座，規格為φ1.5 m×2.0 m，碳鋼襯膠防腐，N=2.2 kW。⑤混凝沉淀池。經微電解處理后投加混凝藥劑，進一步去除廢水中的污染物質，分為混凝反應區和混凝沉淀區，反應區分2組4格。其中，有一組可根據高濃度廢水微電解處理效果，靈活調整成Fenton氧化池。⑥集水池C。主要用于收集低濃度生產廢水，利用車間排放口原有集水池。⑦格柵井及集水池B。生活污水經格柵去除大顆粒雜質后進入集水池B，通過泵提升進入調節池B。⑧調節池B。用于混合生產廢水（高濃度、低濃度）、廠區生活污水，池中設攪拌系統，均衡水質水量，以減少對生物處理系統的沖擊負荷，其尺寸為L×B×H=16.0 m×12.0 m×5.0 m，有效水深為4.5 m。

3 調試運行情況

3.1 UASB反應器調試

UASB反應器接種污泥取自工業園區污水處理廠經消化一個月的污泥，將含固率為80%的接種污泥投入調節池，加生活污水及少量工藝廢水充分攪拌均勻泵入UASB反應器，蒸汽加熱控制溫度在35 ℃，接種污泥投加量為100 t。對UASB反應器出水進行連續監測并逐步提高進水COD質量濃度至4 000 mg/L，當反應器的COD去除率穩定在60%以上時，觀察污泥床有大量污泥絮體形成，反應器頂部液面有大量氣泡產生，由此可以認為UASB反應器初步啟動成功。

3.2 A/O生化系統調試

生化系統接種污泥取自工業園區污水處理廠好氧活性污泥，脫水后的活性污泥含固率約80%，污泥投加量為100 t。以生活污水、少量工藝廢水及UASB反應器出水并添加少量N、P營養悶曝一周。運行中連續觀察填料上的掛膜情況，當發現填料掛膜良好時，逐步提高進水質量濃度至1 500 mg/L，當反應器的COD去除率穩定在80%以上時，對填料上的絮體鏡檢，觀察到生物相豐富，有大量菌膠團及原生動物存在，由此可以認為A/O生化系統調試成功。

3.3 調試結果

該工程于2012-06竣工，調試期約4個月，各工藝單元運行正常，監測結果顯示出水水質達到《污水綜合排放標準》（GB 8978—1996）中表4的二級標準，2012-11一次性順利通過當地環保局驗收，運行監測結果如表1所示。

甲苯、苯胺類、苯酚、硝基苯類、氯仿在出水中均未檢出。

4 工程經濟分析

4.1 工程投資

工程投資為568.92萬元，其中土建投資為230.78萬元，設備投資為241.55萬元，設計、安裝、調試為96.59萬元。

4.2 運行成本

動力費為1.24元/m3，藥劑費為0.98元/m3，人工費為0.21元/m3，總費用為2.43元/m3。

4.3 占地面積

總占地面積為2 700 m2（包括綠化面積）。

5 結束語

綜上所述，化學合成制藥廢水危害大，難降解，是重要的污染源之一。為了堅持可持續發展道路，構建“資源保護型，環境友好型”的和諧社會，在化學制藥合成和廢水處理中應引入更多的新工藝、新技術，從而更好地處理廢水，改善環境。但市場上的藥物種類和數量繁多，制藥產生的有機污染物復雜，很多常用的廢水處理工藝成本較高、效率較低，處理后的廢水仍達不到排放標準。工程實踐表明，本工程中的工藝處理效果穩定、可靠，出水水質達標，能保證整體的處理效果，可減少投資及運行成本，為難降解化學合成制藥有機廢水的處理提供了參考。

參考文獻

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〔編輯：張思楠〕