醫藥化工企業廢水處理工藝選擇

摘要：介紹醫藥化工企業廢水類型、特質，根據廢水特質，提出廢水分類收集，分質處理的原則，介紹當前國內先進的廢水處理技術，分析醫藥化工企業廢水采取的預處理及后續生化處理的工藝達標排放的可行性。

關鍵詞：醫藥化工企業；廢水；前端控制；分類收集；分質處理

中圖分類號：S141 文獻標識碼：A 文件編號：2095-672X（2017）03-0103-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2017.03.052

Abstract： This paper introduces the types， pharmaceutical and chemical enterprises according to the characteristics of wastewater， wastewater quality， wastewater collection quality put forward classification， processing principle， introduces the current domestic advanced wastewater treatment technology， the feasibility of technology standard of pretreatment and subsequent biochemical treatment of wastewater discharge of pharmaceutical and chemical enterprises to take.

Key words： pharmaceutical and chemical enterprises； wastewater； front-end control； classification and collection； quality control

1 廢水類型及水質特性

醫藥化工企業廢水類型主要為工藝廢水、設備清洗水、地面沖洗水、廢氣處理堿吸收廢液、吸收廢水、機泵冷卻水、生活污水及初期雨水等。工藝廢水中主要含有部分未反應原料、過量的溶劑及反應生成的中間產物等。

廢水水質特點主要為工藝廢水成分較復雜，廢水鹽份、有機物濃度較高；廢水間歇排放，水質水量波動較大，存在一定的沖擊負荷。

2 廢水處理思路及工藝選擇

（1）在前端采取清潔生產工藝及有效預防措施，提高轉化率并回收物料，盡可能地減少污染物進入廢水中。加強車間生產的科學管理，削減廢水中的有機負荷，減輕廢水處理站處理負荷，同時可節約生產成本，提高生產效率。

（2）對不同廢水采取分類收集，分質處理的原則，分別設置有效的高鹽廢水、高濃度有機廢水、低濃度的沖洗廢水收集管路和收集調節池，根據廢水特性，采取不同的處理技術分別處理。

（3）我國目前化工廢水處理通常采用分質預處理（物化）+生化+深度處理的組合工藝，首先對高鹽廢水、高濃度有機廢水預處理系統，降低濃度，提高可生化性，再通過生化處理技術進一步處理。

3 處理工藝介紹

3.1 含鹽廢水預處理

廢水中的鹽濃度較高時，采用生化處理，將對生化細菌的滲透壓影響較大，造成細胞脫水，使生化處理難以運行，因此生化處理前需對廢水進行脫鹽處理。方法有：在鹽度小于2g/L條件下，可以通過生物馴化處理含鹽污水；在鹽度大于2g/L時，多采取蒸發濃縮除鹽法，包括多效蒸發（MED）、蒸汽壓縮冷凝（VC）、多級閃蒸（MSF）等。

3.2 高濃度有機廢水預處理

醫藥化工企業生產廢水中含有多種難降解有機污染物，若按類別分別進行預處理不切實際，且所采用的處理工藝存在重復，會大大增加投資處理費用。鐵碳微電解+ Fenton強氧化+混凝沉淀是近年來在化學氧化法基礎上發展起來的處理難降解有機污染物的較為成熟的技術，其機理是通過氧化劑、催化劑與電、光及超聲等技術相結合，產生活性極強的自由基（如-OH），再通過自由基與有機污染物之間的結合、取代、電子轉移、斷鍵等反應，使水體中的大分子難降解有機污染物氧化降解成低毒或無毒的小分子物質，甚至直接氧化為CO2和H2O的工藝過程。

據相關試驗資料，當鐵碳比為1：1、pH值=4、反應時間為100min條件下，采用鐵碳微電解工藝處理某制藥廠生產廢水后COD去除率達50.52%（原水COD為98000mg/l），B/C比由不足0.1提高至0.32，大大提高了廢水的可生化性。某化學合成制藥廠用Fenton強氧化工藝處理含甲苯、二氯乙烷廢水，當pH值為6-8、反應時間為60min、硫酸亞鐵投加量2.5g/L、雙氧水投加量15ml/L條件下，系統對甲苯、二氯乙烷廢水去除率可達90%左右。采用“鐵碳微電解+Fenton強氧化”耦合處理工藝，由于微電解過程產生Fe2+，催化H2O2生成強氧化性的·OH，進而氧化破壞芳環；在這個過程中Fe3+的絮凝作用可以節省H2O2的使用量，既強化了處理效果又可降低處理成本。

經鐵碳微電解+ Fenton強氧化處理后的高濃廢水顯示較高的酸性，且SS指標較高，無法直接進入生化處理工段，為減少對生化工段處理影響，需對廢水需投加堿液來調整pH值為中性，增加強化混凝沉淀工序效降低SS指標。據相關試驗結果證明，選用復合式聚合氯化鋁和聚丙烯酰胺混凝劑，采用二級折返式自控投藥方式，強化攪拌，既對懸浮物、膠體有機物，有強效絮凝作用，同時又對可溶性COD也具有良好的吸附絮凝作用，使溶解態有機污染物從其溶液中析出，可對此階段廢水COD脫除率達到20-30%。

實踐表明，“鐵碳微電解+Fenton強氧化+混凝沉淀”工藝，是目前國內處理高濃度有機廢水較成熟的預處理工藝，為醫藥化工廢水后續生化處理的提供較為可靠的可生化性。

3.3 生物處理

廢水生物處理的原理是通過生物作用，尤其是微生物的新陳代謝作用，完成有機物的分解和生物體的合成，將有機污染物轉變為氣體產物（CO2、N2、H2、CH4、H2S等）。廢水生物處理以去除不可懸浮物和溶解性可生物降解有機物，其工藝構成多種多樣。按照反應過程按有無氧氣的參與，可分為厭氧生物處理工藝和好氧生物處理工藝兩大類。厭氧生物處理工藝必須隔絕與氧的接觸，主要依賴厭氧菌和兼性菌的生化作用完成污染物的降解；好氧生物處理工藝主要依賴好氧菌和兼性菌的生化作用完成污染物的降解。在污水生物處理應用過程中，對中低濃度的城市污水可采用好氧處理，對高濃度有機工業廢水應首先采用厭氧處理，然后再接好氧處理，這樣才能有效的去除有機物，對難降解的有機工業廢水，則應采用缺氧水解酸化處理，使難生物降解的有機物轉化為易生物降解的有機物，然后再串接好氧生物處理，使出水水質達到排放要求。

厭氧處理技術的發展趨勢經歷了第一代（厭氧序批間歇式反應器，ASBR）；第二代（厭氧濾池AF、升流式厭氧污泥床反應器UASB、厭氧折流板反應器ABR 、厭氧流化床AFB）；第三代厭氧反應器（厭氧顆粒污泥膨脹床EGSB、厭氧內循環反應器IC）。其中，UASB反應器具有工藝結構緊湊、處理負荷高、無機械攪拌裝置、運行穩定、處理效果好及投資小等優點，是目前研究較多、應用日趨廣泛的新型廢水厭氧處理設備。

好氧生物處理法有活性污泥法和生物膜法兩大類。活性污泥法其中包括：推流式活性污泥法、完全混合活性污泥法、分段曝氣活性污泥法、吸附-再生活性污泥法、延時曝氣活性污泥法、深井曝氣活性污泥法、純氧曝氣活性污泥法、氧化溝工藝活性污泥法、序批式活性污泥法。生物膜法包括生物濾池、生物轉盤、生物接觸氧化法、生物流化床法等。

目前國內通常在厭氧工藝后采取將缺氧段和好氧段串聯在一起如A/O、A2/O、A2/O2工藝處理后序化工廢水。在缺氧（A）段異養菌將污水中的淀粉、纖維碳水化合物等懸浮污染物和可溶性有機物水解為有機酸，使大分子有機物分解為小分子有機物，不溶性的有機物轉成成可溶性有機物，當這些經缺氧水解的產物進入好氧池進行好氧處理時，可提高污水的可生化性，提高氧的效率；在缺氧段異養菌將蛋白質、脂肪等污染物進行氨化（有機鏈上的N或氨基酸中的氨基）游離出氨（NH3、NH4+），在充足供氧條件下，自養菌的硝化作用將NH3-N（NH4+）氧化為NO3-，通過回流控制返回至A池，在缺氧條件下，異養菌的反硝化作用將NO3-還原為分子態氮（N2）完成C、N、O在生態中的循環，實現污水的無害化處理。

4 結束語

化工企業廢水經過上述工藝進行處理后，廢水中的COD、SS、氨氮、總磷、特征有機物等污染物指標可以達到所在化工園區污水處理廠的接管標準，為廢水的進一步處理達到國家及地方污染物排放標準，有效減輕廢水對環境的污染、改善環境質量提供了有力保障。

參考文獻

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收稿日期：2017-05-08

作者簡介：張廣迅（1967-），男，工程師，研究方向為環評及環境監理等。