高級氧化+TIC 厭氧+水解酸化+A/O 工藝處理制藥廢水

王蓉，施昌平

（1.武漢華維環境工程技術有限公司，湖北武漢 430070；2.武漢泰昌源環?？萍加邢薰?，湖北武漢 430000）

在甾體激素類原料藥及中間體生物發酵、生物制劑及轉化研發中，主要產品有雄烯二酮系列、9-羥基-雄烯二酮系列、1,4-雄烯二酮系列；其生產廢水分為高濃度廢水和低濃度廢水，高濃度廢水主要為生產車間生產藥劑時產生的廢水，其生物毒性大、可生化性差[1-2］；低濃度廢水主要為沖洗廢水以及生活污水等。隨著制藥行業的不斷發展，其對外界環境的污染問題逐漸受到人們的重視。據統計，制藥工業占全國工業總產值的1.7%，而污水排放量占2%。制藥工業已經成為國家環保規劃中重點治理的12 個行業之一。目前，國家已經出臺各類《制藥工業污染物排放標準》，采用強制手段進一步控制行業對環境的污染，研究適合其污染物處理的技術工藝已經迫在眉睫[3]。

由于制藥廢水中的有機溶媒和抗生素成分對微生物具有較強的抑制作用，制藥廢水經常規生化處理后，含有未完全降解的小分子有機物以及少量的長鏈羧酸、酯類等分子量較大的有機物，使廢水呈現淡黃色[4]。

制藥廢水必要時需采用物化法與生化法等多種方法聯合對廢水進行深度處理，可以達到較好的處理效果。湖北某藥業公司發酵類制藥企業采用“高級氧化+TIC 厭氧+水解酸化+A/O”工藝處理發酵類制藥廠污水，現對該工藝的應用效果進行評估。

1 廢水水量與水質

污水站設計進水量為700 m3/d，主要處理甾體激素系列原料藥及中間體廢水，其中高濃廢水100 m3/d，低濃度廢水600 m3/d，廢水在廠區進行處理后排入工業園區配套的污水處理廠，項目設計進出水水質見表1。

表1 進出水水質 單位：mg/L

2 工程設計

2.1 工藝流程

發酵廢水進組合氣浮，投加破乳劑去除廢水中的含油物質，出水進調節池。

精制工段其他廢水（含丙酮、DMSO、DMF、二氯甲烷、戊二醛、三苯基磷、甲苯廢水）進高級氧化池，通過投加氧化劑將水中的大分子、長鏈有機污染物氧化成小分子、短鏈物質，進行開環斷鏈，提高廢水的可生化性，同時去除部分CODCr。高級氧化池出水進調節池。

組合氣浮出水、高級氧化池出水、精制工段含甲醇廢水、低濃度廢水進調節池，均質均量。然后泵抽至生物選擇池和TIC 厭氧反應器，去除大量的有機污染負荷，出水進深度水解酸化池，由于廢水在TIC 厭氧反應器中被去除了大部分的有機污染物，導致出水的BOD5/CODCr的比值較低，可生化性能較差。廢水進水解酸化池后進一步提高廢水的可生化性，使得后續好氧生物處理的難度減小。

水解酸化池出水自流進A/O 池，進一步降低水中的有機污染物，泥水混合物在二沉池中完成泥水分離，污泥大部分回流至A 池，剩余污泥排入污泥池；二沉池出水自流進入混凝終沉池，去除殘留的有機污染物，確保廢水達標排放。

系統產生的污泥由疊螺機脫水，濾液回至調節池，泥餅外運交有資質單位處置。廢水處理工藝流程見圖1。

圖1 廢水處理工藝流程

2.2 主要構筑物及設計參數

（1）組合氣?。ㄔO備）。1 套，組合氣?。ê炷齾^），設計水量Q=5 m3/h，配套污泥泵1 臺，利用溶氣裝置產生的溶氣水中的微氣泡與廢水中的油類物質和細微懸浮物結合在一起，隨氣泡升到水面，形成浮渣得以去除。

（2）高級氧化池（設備）。1 座，碳鋼防腐，配套攪拌裝置1套、在線pH計1臺、污泥泵2臺（1用1備）、Fenton 氧化罐1 套。通過投加強氧化劑來進行斷鍵、開環，提高廢水的可生化性，并去除部分CODCr。Fenton 氧化池采用序批式。

（3）調節池。1 座，鋼砼結構。設計水量Q=700 m3/d，有效容積V=700 m3，停留時間HRT=24 h，配套提升泵2 臺（1 用1 備）、液位控制裝置1 套、潛水攪拌機2 套、電磁流量計1 套。高級氧化池出水、組合氣浮出水、精制工段含甲醇廢水、低濃度廢水進調節池，均質均量，防止水質、水量的突然變化對后續工藝段造成沖擊。

（4）生物選擇池（設備）。1 座，鋼結構防腐。設計水量Q=700 m3/d，有效容積V=180 m3，停留時間HRT=6 h。配套變頻循環泵3 臺、潛水攪拌機2 臺、蒸汽氣水混合器1 臺、生物選擇池罐體1 個、熱交換系統1 套。生物選擇池與TIC 厭氧反應器配套，具有攪拌、加溫、循環和提高廢水可生化性的功能。

（5）TIC 厭氧反應器（設備）。1 座，鋼結構內壁防腐，外壁保溫。設計水量Q=700 m3/d，設計尺寸D×H=φ7.0 m×24.0 m。配套火炬系統1 套、污泥螺桿泵1 臺。該設備為武漢泰昌源環?？萍加邢薰緦Ｓ屑夹g開發的厭氧反應器。

（6）深度水解酸化池。1 座，鋼砼結構。設計水量Q=700 m3/d，有效容積V=700 m3，停留時間HRT=24 h。配套脈沖布水器1 套，布水系統1 套及循環泵2 臺（1 用1 備）。廢水在水解酸化池內將難降解的復雜有機污染物分解為易降解的簡單有機物，同時去除部分CODCr、降低色度。厭氧池設置脈沖布水器，底部采用穿孔布水管，布水均勻，使泥水充分混合，提高處理效率。

（7）A/O 池。1 座，鋼砼結構。設計水量Q=700 m3/d，有效容積V=700 m3，A 段停留時間HRT=5 h，O段停留時間HRT=19 h，容積負荷1.50 kg COD/(m3·d)，氣水比30 ∶1，混合液回流比R=400%。配套布氣系統1 套、微孔曝氣管1 套、在線溶氧儀1 臺、硝化液回流泵2 臺（1 用1 備）。廢水進入A/O池，利用好氧微生物降解廢水中的有機物，同時去除廢水中的氨氮，出水自流至二沉池。

（8）二沉池。1座，鋼結構。設計水量Q=700 m3/d，表面負荷q=0.85 m3/(m2·h)。配套污泥回流泵2 臺（1用1 備），中心導流筒1 套。A/O 池出水進入二沉池進行固液分離，沉淀污泥回流至生化系統，剩余污泥排放至污泥脫水系統。二沉池采用豎流沉淀池。

（9）混凝終沉池。1 座，鋼砼結構，混凝區防腐。設計水量Q=700 m3/d，混凝區停留時間HRT=2.5 h，沉淀區表面負荷q=0.85 m3/(m2·h)。配套污泥泵2 臺（1 用1 備），中心導流筒1 套，布氣攪拌系統1 套。二沉池出水在此去除懸浮物、部分有機污染物，沉淀池采用斜板沉淀池。

（10）污泥濃縮池。1 座，鋼砼結構。有效容積V=40 m3，配套中心導流筒1臺。對污泥進行濃縮脫水，減少污泥體積。

2.3 污水指標測定

進水和出水中的COD、總磷、NH4+-N 分別根據重鉻酸鹽法（GB11914-89 ）、鉬酸銨分光光度法（GB11893-89 ）、蒸餾和滴定法（GB7478-87 ）進行測定。

3 運行效果

3.1 試運行效果

該污水廠從試運行期間COD 調配池進水濃度為4 661 ～10 240mg/L，廢水經處理出水即達標排放。從表2 中可以看出，最終出水COD 為113 ～223 mg/L、總磷為0.1 ～3.7 mg/L、NH3-N ＜10 mg/L，去除率≥96%，達到了污水處理廠接管標準的要求。

表2 試運行期間污水處理達標情況

3.2 運行費用估算

污水處理站實際綜合廢水處理量為500 m3/d左右，直接運行費用約為5.073 元/m3，其中人工費0.86 元/m3，電費2.2 元/m3，藥劑費用1.913 元/m3。本運行費用為直接費用，不含污泥處置費用、蒸汽費用。本方案中進高級氧化池的廢水為精制工段含甲醇廢水，預估為50 m3/d，當該類型水量減少時，污水站的運行費用會進一步降低。

4 結論

采用TIC 厭氧反應+水解酸化+A/O 工藝對發酵制藥廢水進行處理，該工藝運行穩定，耐沖擊負荷強，處理效果好。系統出水COD、氨氮和總磷分別為113 ～223 mg/L、3.0 ～4.3 mg/L 和0.1 ～3.7 mg/L，對COD 去除率達到97.5%以上，對NH3-N 去除率達到96%以上，對總磷去除率達到86%以上，污水處理最終排放可以滿足設計排放標準要求。