化學(xué)原料藥生產(chǎn)廢水處理鐵碳+芬頓法
原料藥(API),是一種藥物的活性成分,它可通過(guò)化學(xué)合成、植物提取、生物工程技術(shù)等方法來(lái)制備,其成品則用于藥物制劑的原料。由于原料藥生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生的廢水含有一定的化學(xué)毒性和生物活性,特別是某些抗生素原料藥的生產(chǎn)廢水,其所含的抗生素(如青霉素、頭孢菌素等)具有較強(qiáng)的殺滅微生物的作用,會(huì)使得生化處理所需的厭氧和好氧微生物失效,達(dá)不到廢水處理的目的。浙江某藥業(yè)公司主要生產(chǎn)阿奇霉素和克拉霉素原料藥,另外還生產(chǎn)小批量的格列美脲、維拉必利、環(huán)丙貝特、菲諾貝特、鹽酸芐絲肼等原料藥,日產(chǎn)工藝廢水500t,其中高濃度100t,低濃度400t。目前,該類(lèi)廢水的處理方法主要為高級(jí)氧化+生化法處理,但在運(yùn)行過(guò)程中還存在處理成本高,操作參數(shù)復(fù)雜等缺點(diǎn)。
本文選用鐵碳反應(yīng)+芬頓反應(yīng)+UASB+A/O工藝處理該化學(xué)原料藥生產(chǎn)廢水,經(jīng)過(guò)2年多的運(yùn)行實(shí)踐,系統(tǒng)出水各項(xiàng)指標(biāo)均能達(dá)到《化學(xué)合成類(lèi)制藥工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB21904-2008)中的排放標(biāo)準(zhǔn)。
1、廢水水質(zhì)分析
廢水處理工程的設(shè)計(jì)規(guī)模為:500m3/d,其中高濃廢水100m3/d,低濃廢水400m3/d,水質(zhì)分析情況如表1。
廢水水質(zhì)特點(diǎn):
(1)廢水成份復(fù)雜,污染物種類(lèi)繁多,水量水質(zhì)波動(dòng)較大。
(2)高濃度廢水CODCr濃度高達(dá)121767mg/L,綜合廢水也達(dá)25047mg/L左右。在生化中不可降解的有機(jī)底質(zhì)濃度較高。
(3)廢水中鹽份較高,濃度高達(dá)10788mg/L。
(4)廢水中含較高濃度的二氯甲烷,會(huì)對(duì)生化造成一定的抑制作用。
(5)廢水中含一定濃度的有機(jī)氮。
2、廢水處理工藝
2.1 廢水處理工藝流程
根據(jù)廢水水質(zhì)特性,采用鐵碳反應(yīng)+芬頓反應(yīng)+UASB+A/O為主體的處理工藝,工藝流程如圖1所示。
工藝流程說(shuō)明:
(1)含二氯甲烷廢水收集于集水池1,通過(guò)泵進(jìn)入預(yù)蒸留設(shè)備進(jìn)行預(yù)蒸餾,蒸餾掉大部分二氯甲烷,并在分離塔進(jìn)行分離回收。部分經(jīng)中間集水池進(jìn)行堿解脫氯,出水進(jìn)入調(diào)節(jié)池1。
(2)調(diào)節(jié)池廢水泵到微電解塔進(jìn)行微電解,出水進(jìn)入催化氧化池中,并與其他高濃度廢水混合。
(3)超高鹽份超高CODCr廢水外運(yùn)焚燒處置。
(4)高硫酸鹽廢水和廢水站廢氣處理廢水進(jìn)入反應(yīng)初沉池,通過(guò)投加氯化鈣和次氯酸鈉,使其中的硫轉(zhuǎn)化成沉淀物得到去除,出水進(jìn)入調(diào)節(jié)池2。
(5)其他高濃度廢水進(jìn)入調(diào)節(jié)池2,經(jīng)泵進(jìn)入芬頓催化氧化地中,反應(yīng)后自流到混凝池,與投加的堿液中和,形成絮狀物,通過(guò)后續(xù)的一沉池泥水分離,上清液進(jìn)入中調(diào)池。
(6)中調(diào)池廢水經(jīng)泵進(jìn)入UASB池,廢水中的有機(jī)物質(zhì)在厭氧菌團(tuán)的作用下分解成二氧化碳、水和部分甲烷,有機(jī)物得到一定程度的降解,出水進(jìn)入A/O池。
(7)廢水中的有機(jī)物質(zhì)在A/O池中,在A池的水解菌團(tuán)和反硝化的作用下,達(dá)到生物脫氮及水解酸化的作用。出水進(jìn)入O池。
(8)廢水中的有機(jī)物質(zhì)在O池好氧菌團(tuán)的作用下,生成二氧化碳和水,氨氮氧化成硝態(tài)氮。在好氧池中,大部分的有機(jī)物得到降解。出水進(jìn)入二沉池,二沉池進(jìn)行泥水分離后,上清液進(jìn)入反應(yīng)終沉池,污泥回流。
(9)廢水在反應(yīng)終沉池中與投加的復(fù)合劑的作用下形成絮狀體,在沉淀區(qū)進(jìn)行泥水分離,污泥進(jìn)入污泥池,上清液進(jìn)入清水池達(dá)標(biāo)排放。
(10)系統(tǒng)中的污泥進(jìn)入污泥池,污泥池的污泥泵入壓濾機(jī)壓濾,泥餅外運(yùn)妥善安置。濾液回調(diào)節(jié)池重新處理。
2.2 各構(gòu)筑物單元說(shuō)明
本工藝主要構(gòu)筑物情況如表2所示。
2.3 項(xiàng)目運(yùn)行效果
本項(xiàng)目2019年12月調(diào)試成功,于2019年12月通過(guò)當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門(mén)驗(yàn)收。系統(tǒng)經(jīng)過(guò)兩年多的穩(wěn)定運(yùn)行,出水水質(zhì)如表3所示。
3、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)
本工藝總裝機(jī)容量211kW,電費(fèi)按1.0元/kWh,4.02元/t廢水,藥劑費(fèi)包括硫酸亞鐵、雙氧水、酸、堿、次氯酸鈉、鐵碳等,共計(jì)3.12元/t廢水,蒸汽費(fèi)0.38元/t廢水,人工費(fèi)1.0元/t廢水,總計(jì)8.52元/t廢水。
4、存在的問(wèn)題與解決措施
4.1 鐵碳反應(yīng)問(wèn)題
生產(chǎn)車(chē)間含二氯甲烷廢水未經(jīng)預(yù)處理,直接進(jìn)入鐵碳反應(yīng)系統(tǒng),導(dǎo)致濃度過(guò)高、停留時(shí)間不足,出現(xiàn)了二氯甲烷降解不完全的現(xiàn)象。后將此廢水先在堿性條件下,溫度50℃反應(yīng)一定的時(shí)間,降解大部分二氯甲烷后再進(jìn)入鐵碳反應(yīng)系統(tǒng),徹底解決該問(wèn)題。
4.2 厭氧池污泥回流問(wèn)題
由于設(shè)計(jì)時(shí)采用了原有的設(shè)備設(shè)施,池底未安裝分布器,進(jìn)水直接從池面進(jìn)入,導(dǎo)致運(yùn)行時(shí)厭氧泥沉底,酸化效果差,去除率低下的情況。后在池上安裝了8套自回流裝置,保證能將池底的泥翻騰上來(lái),確保泥與水有一定的接觸面積,順利解決了該問(wèn)題。
4.3 出水超標(biāo)問(wèn)題
生化系統(tǒng)運(yùn)行存在一定的不穩(wěn)定性,受進(jìn)水負(fù)荷波動(dòng),溫度變化,設(shè)備故障等原因會(huì)造成出水超標(biāo)情況,本系統(tǒng)設(shè)置了應(yīng)急高級(jí)氧化處理工段,通過(guò)凈水劑再氧化技術(shù),將廢水中的有機(jī)物完全氧化,并在氣浮池中進(jìn)行泥水分離,保證出水達(dá)標(biāo)。
5、結(jié)論
(1)采用鐵碳微電極+芬頓和混凝法預(yù)處理廢水,提高B/C的同時(shí)去除了部分Cl-,為后續(xù)生化創(chuàng)造了相對(duì)低鹽環(huán)境。
(2)UASB反應(yīng)器設(shè)備負(fù)荷高、占地少、剩余污泥少,成本低,三相分離器的使用免去后續(xù)沉淀池,產(chǎn)生的甲烷亦可作為燃料使用。
(3)傳統(tǒng)A/O法的使用達(dá)到了徹底降解有機(jī)物和去除氨氮的目的。
(4)采用分質(zhì)進(jìn)水方式,提高了廢水B/C,減少了預(yù)處理的水量,降低了處理成本。(來(lái)源:永康市環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)站,浙江清雨環(huán)保工程技術(shù)有限公司,浙江耐司康藥業(yè)有限公司,浙江師范大學(xué)行知學(xué)院)