藥用輔料生產(chǎn)廢水處理工程設(shè)計(jì)與運(yùn)行

葛懷波，李 婭，劉 峻，朱亞飛

(1.河南省正大環(huán)境科技咨詢工程有限公司，河南 鄭州 450002； 2.中衍鄭州工程設(shè)計(jì)研究院有限公司， 河南 鄭州 450000；3.鄭州億眾環(huán)境科技有限公司，河南 鄭州 450000)

1 引言

藥用輔料是藥物制劑的基礎(chǔ)材料和重要組成部分，是保證藥物制劑生產(chǎn)和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。目前我國已經(jīng)推出了500多種藥用輔料，由于產(chǎn)品眾多，生產(chǎn)工藝多樣，產(chǎn)生的廢水成分復(fù)雜，具有高濃度、高鹽分、難生物降解等特征，是難處理的工業(yè)廢水之一。目前，國內(nèi)處理此類廢水多采用高級氧化法、生物化學(xué)法及物理-化學(xué)-生化組合工藝，大多以生化為主的物化-生化-化學(xué)組合工藝。

某藥用輔料生產(chǎn)企業(yè)主要生產(chǎn)微晶纖維素、低取代羥丙纖維素、預(yù)交化淀粉、十二烷基硫酸鈉等藥用輔料，每天生產(chǎn)廢水的排放量為70～80 m3。結(jié)合企業(yè)生產(chǎn)狀況、排水實(shí)況、清潔生產(chǎn)水平以及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，本工程設(shè)計(jì)處理規(guī)模為100 m3/d，采用物化-高級氧化-生化-高級氧化組合工藝，出水水質(zhì)達(dá)到河南省地方標(biāo)準(zhǔn)《化工行業(yè)污染物間接排放標(biāo)準(zhǔn)》(DB41/1135-2016)表1間接排放標(biāo)準(zhǔn)。

2 設(shè)計(jì)進(jìn)出水質(zhì)

根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)品類別及實(shí)測各個(gè)產(chǎn)污環(huán)節(jié)排放廢水水量、水質(zhì)，綜合考慮各方面影響因素，確定本次工程廢水設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)及排放水質(zhì)見表1。

表1 設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)及排放標(biāo)準(zhǔn) mg/L

3 污水處理工藝流程

通過考察研究國內(nèi)類似廢水處理的實(shí)驗(yàn)成果及實(shí)際運(yùn)行情況[1～7]，結(jié)合本工程的實(shí)際廢水產(chǎn)排情況及水質(zhì)情況，確定采用“氣浮-鐵碳微電解-Fenton氧化-混凝沉淀-水解酸化-生物接觸氧化-Fenton氧化-混凝沉淀”組合處理工藝。工藝流程見圖1。

圖1 工藝流程

4 主要構(gòu)筑物及設(shè)計(jì)參數(shù)

(1)格柵渠。1座，鋼混結(jié)構(gòu)，尺寸為2.0 m×0.5 m×1.5 m，設(shè)置人工細(xì)格柵1面，用于截留污水中的漂浮物等。

(2)調(diào)節(jié)池。1座，鋼混結(jié)構(gòu)，尺寸為4.0m×3.0 m×5.5 m，有效容積50 m3，停留時(shí)間10 h。設(shè)置提升泵4臺(2用2備)，揚(yáng)程為11 m，功率為0.75 kW；池底設(shè)置曝氣攪拌系統(tǒng)，該系統(tǒng)僅起攪拌功能，定時(shí)開啟。

(3)平流式氣浮機(jī)。1臺，處理能力5 m3/h，尺寸為3.5 m×1.5 m×1.8m。

(4)pH調(diào)節(jié)池。1座，鋼混結(jié)構(gòu)，尺寸為1.5 m×1.5 m×3.0 m，有效容積5.6 m3，設(shè)置耐酸提升泵2臺，1用1備，揚(yáng)程為20 m，功率為0.55 kW，泵提升至鐵碳微電解反應(yīng)器。

(5)Fenton氧化反應(yīng)器。1套，設(shè)備，尺寸為Φ2.5×4.5 m，設(shè)置加藥系統(tǒng)一套。

(6)混凝沉淀池。1座，鋼混結(jié)構(gòu)，尺寸為2.2 m×2.2 m×4 m，表面負(fù)荷0.95 m3/(m2·h)。

(7)中間水池。1座，鋼混結(jié)構(gòu)，尺寸為1.5 m×1.5 m×3.0 m，有效容積5.6 m3，設(shè)置耐酸提升泵2臺，1用1備，揚(yáng)程為22 m，功率為2.2 kW，泵提升至水解酸化池。

(8)水解酸化池。1座，鋼混結(jié)構(gòu)，尺寸為8 m×7 m×6.5 m，有效容積為347.2 m3，停留時(shí)間3.5d；設(shè)置組合填料，填料型號Φ200 mm，數(shù)量336 m3，聚丙烯材質(zhì)；布水排泥系統(tǒng)各一套。

(9)生物接觸氧化池。1座，鋼混結(jié)構(gòu)，尺寸為10 m×5m×5.5 m，有效容積為250 m3，停留時(shí)間60 h；污泥負(fù)荷0.07 kgBOD5/(kgMLSS·d)，污泥濃度3300 mg/L；池底設(shè)置旋切式曝氣器，204套，ABS材質(zhì)；設(shè)置布?xì)庀到y(tǒng)1套；設(shè)置組合填料，填料型號Φ200 mm，數(shù)量125 m3，聚丙烯材質(zhì)。

(10)二沉池。1座，鋼混結(jié)構(gòu)，尺寸為2.3 m×2.3 m×54.5 m，表面負(fù)荷0.79 m3/(m2·h)；設(shè)置離心泵2臺(1用1備)，揚(yáng)程為12.5 m，功率為0.55 kW，用于污泥回流和剩余污泥排放。

(11)中間水池。1座，鋼混結(jié)構(gòu)，尺寸為1.5 m×1.5 m×3.0 m，設(shè)置提升泵2臺(1用1備)，揚(yáng)程為22 m，功率為2.2 kW。

(12)Fenton氧化反應(yīng)器。1套，設(shè)備，尺寸為Φ2.5×4.5 m，設(shè)置加藥系統(tǒng)一套。

(13)混凝沉淀池。1座，鋼混結(jié)構(gòu)，尺寸為2.2 m×2.2 m×4 m，表面負(fù)荷0.95 m3/(m2·h)。

(14)清水池。1座，鋼混結(jié)構(gòu)，尺寸為3 m×1.5 m×2.0 m，有效容積6.75 m3。

(15)污泥貯池。1座，鋼混結(jié)構(gòu)，尺寸為2 m×2 m×3.5 m，有效容積6 m3，池底設(shè)置曝氣攪拌系統(tǒng)。

(16)鼓風(fēng)機(jī)房、配電室及加藥間。1座，磚混結(jié)構(gòu)，尺寸為18 m×4.5 m×3.9 m，設(shè)置三葉羅茨鼓風(fēng)機(jī)2臺(1用1備)，風(fēng)量為3.37 m3/min，風(fēng)壓為68.6 kPa，功率為7.5kW；設(shè)置三葉羅茨鼓風(fēng)機(jī)2臺(1用1備)，風(fēng)量為1.34 m3/min，風(fēng)壓為68.6 kPa，功率為4 kW。

(17)污泥脫水間。1座，磚混結(jié)構(gòu)，尺寸為7.0 m×4.5 m×3.9 m，設(shè)置板框式污泥脫水機(jī)1臺，過濾面積42 m3，配套功率2.2 kW。

(14)配電室及值班室。合建，1座，磚混結(jié)構(gòu)，總尺寸為6.0 m×3.0 m×3.9 m。

(15)在線監(jiān)測室。1座，磚混結(jié)構(gòu)，總尺寸為4.5 m×3.0 m×3.9 m。

5 工藝設(shè)計(jì)及運(yùn)行效果

本工程按照工藝設(shè)計(jì)進(jìn)行土建施工、設(shè)備、管道、電氣自控等安裝施工，聯(lián)動調(diào)試后，目前能夠運(yùn)行穩(wěn)定，出水水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。工藝設(shè)計(jì)處理效果見表2。

表2 工藝設(shè)計(jì)處理效果

2018年5月，本工程工藝調(diào)試完成，運(yùn)行結(jié)果見表3。出水水質(zhì)滿足河南省地方標(biāo)準(zhǔn)《化工行業(yè)污染物間接排放標(biāo)準(zhǔn)》(DB41/1135-2016)表1間接排放標(biāo)準(zhǔn)。

表3 運(yùn)行結(jié)果 mg/L

6 工程總投資及運(yùn)行費(fèi)用

該工程總投資為434.7萬元。包括構(gòu)(建)筑物、設(shè)備等直接投資381.1萬元；設(shè)計(jì)費(fèi)、調(diào)試費(fèi)等間接投資53.6萬元。運(yùn)行成本主要包括電費(fèi)、人工費(fèi)以及藥劑費(fèi)等，運(yùn)行費(fèi)用總計(jì)2425.6元/d，折合運(yùn)行成本為24.3元/m3。

7 結(jié)語

實(shí)際運(yùn)行效果表明，對該企業(yè)廢水采用“氣浮-鐵碳微電解-Fenton氧化-混凝沉淀-水解酸化-生物接觸氧化-Fenton氧化-混凝沉淀”處理工藝可行，出水各項(xiàng)指標(biāo)均能滿足河南省地方標(biāo)準(zhǔn)《化工行業(yè)污染物間接排放標(biāo)準(zhǔn)》(DB41/1135-2016)表1間接排放標(biāo)準(zhǔn)。該工藝成熟可靠、運(yùn)行穩(wěn)定、易于操作、無二次污染，同時(shí)減少了污水對生態(tài)環(huán)境的污染。