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醫藥中間體生產廢水處理技術

    慧聰水工業網

    引言

    安徽省某藥業有限公司是從事醫藥中間體、動植物藥提取以及生物化學原料藥的技術研發、產品生產與銷售的一家外商獨資企業。該企業在投產初期主要產品有SP(舒必利:C15H23N3O4S),POTA(鄰芐基苯甲酸:C14H12O2),CP(氯丙嗪:C17H19CIN2S)以及REBA(瑞巴派特:C19H15CIN2O4)等醫藥中間體。隨著市場需求不斷擴大,企業生產規模不斷擴大,逐步開展了唑嘧胺中間體、鹽酸依匹斯汀中間體、格列美脲中間體等近30類中間體研發生產。醫藥中間體生產過程中產生的廢水具有排放量大、成分復雜、有機物濃度高、可生化性差等特點,導致處理的難度比較大[1-3]。生化處理技術具有運行費用低、投資省、效率高等優點[4],被廣泛應用于醫藥中間體廢水的處理中[5-6]。本設計采用“預處理-UASB-二級生物接觸氧化”為主體的廢水處理工藝,廢水處理系統投入運行以來效果良好,且出水水質穩定達標。

    1廢水水質、水量及排放標準

    醫藥中間體生產廢水由工藝廢水和生活污水2部分組成,綜合廢水水質指標均為平均值,排放標準執行當地園區污水處理廠的接管標準。廢水水質及接管標準見表1。廢水產生量約為260m3/d,設計處理量為300m3/d。

    

    2廢水處理工藝設計

    2.1工藝流程

    首先通過預處理調節廢水的pH值、去除大顆粒SS,然后通過曝氣調節池調節水量水質,調節均勻的廢水通過水提入厭氧反應階段,在厭氧菌的作用下,將難以降解的大分子有機物分解為小分子有機物,提高廢水的可生化性,通過厭氧段的降解,具有良好可生化性的廢水進入接觸氧化階段,通過好氧菌的好氧硝化降解,將廢水中的污染物質轉化為無機物,完成廢水的處理。其工藝流程見圖1。

    

    2.2主要工藝設計參數

    (1)預處理設施

    由于醫藥中間體生產廢水受pH值影響較大[3],且廢水中SS濃度較高,所以預處理階段的設置是非常必要的。預處理設施主要包括中和池、沉淀池和過濾池:中和池有效容積40m3(4.5m×4.5m×3.4m,有效水深2m),地下式磚混結構,表面做防腐處理,池內安裝UPVC氣動攪拌裝置;沉淀池有效容積及池體尺寸與中和池相同,池內安裝斜板填料;過濾池以活性炭作為濾料,池體尺寸為4.5m×4.5m×3.4m,有效水深為2m,填料層高度為1m。

    (2)曝氣調節池

    由于生產排水不均勻,故設1個調節池以調節水量水質,保證后續處理工段的穩定運行。曝氣調節池有效容積440m3(14m×9m×5m,有效水深3.5m),地下式鋼筋混凝土結構;池內安裝穿孔管,通過鼓風機向池內提供空氣;池內安裝2臺提升泵,將廢水提升到厭氧處理階段。

    (3)厭氧處理設施

    UASB池具有較高的有機負荷,能夠有效的降低廢水中污染物質的濃度,提高廢水的可生化性。UASB池有效容積為310m3(Φ6m×12m,有效水深11m),采用地上8.5m,地下3.5m的鋼混結構,池內上部安裝多面球填料,下部安裝2m的軟性填料,提高微生物與廢水的接觸面積。UASB池出水進入水解酸化池,降解一些大分子有機物質,進一步提高廢水的可生化性,有利于后續好氧階段處理。水解酸化池有效容積為240m3(9m×5.5m×5.2m,有效水深4.8m),池底設置2個泥斗,并安裝2臺污泥回流泵,將污泥回流到UASB池內。

    (4)好氧處理設施

    經水解處理后的廢水進入二級接觸氧化處理設施,在好氧生物的作用下,大部分的有機污染物被去除。一級接觸氧化池有效容積540m3(14m×8m×5.2m,有效水深4.8m),控制CODCr有機負荷為2.0kg/(m3?d);二級接觸氧化池有效容積290m3(14m×8m×5.2m,有效水深4.6m),控制有效負荷在0.5kg/(m3?d),池體為鋼混結構;接觸氧化池池底安裝微孔曝氣裝置,通過鼓風機提供氧氣,池中安裝3.5m的軟性填料。2級接觸氧化池中間設置1座中間池,用于污泥回流,池中安裝2臺污泥回流泵。

    (5)后處理設施

    廢水經過2級接觸氧化處理后,進入斜管沉淀池,將隨水流帶出的微生物沉淀下來,降低出水的SS含量。斜管沉淀池有效容積為45m3(7m×2m×3.5m,有效水深3.2m),池體為鋼混結構,池底設置1個泥斗,安裝1臺污泥泵,將剩余污泥打入污泥濃縮池。

    (6)污泥處理設施

    剩余污泥含水量很高,經過污泥濃縮池進一步濃縮之后,用污泥泵打入污泥干化池進行干化處理。污泥濃縮池有效容積為50m3(4m×4m×3.5m,有效深度3.2m),地上式鋼混結構,濃縮液回流至調節池;污泥干化池有效容積20m3(6m×3m×1.5m),有效干化面積為18m2,地上式磚混結構,池底設置砂濾層,滲濾液回流至調節池。

    3調試及運行效果

    該工程調試過程中所需污泥取自污水處理廠污泥脫水間,投加質量濃度為3000mg/L。馴化過程采用階梯式馴化法,池中溫度控制在18~24℃,pH值控制在6~8,ρ(DO)在4~8mg/L,HRT為48h。進水中添加一定量的工業葡萄糖、尿素和磷酸二氫鉀補充碳源、氮源和磷源,進水中ρ(COD)∶ρ(N)∶ρ(P)=200∶5∶1;每日進水中添加一定比例的廢水,使得進水中廢水的濃度隨時間不斷增加,同時不斷減少營養源的使用量,直到進水全部為廢水,并且污泥對COD的去除率達到穩定,馴化完成。

    階梯式馴化法是采用逐步提高污泥馴化過程中的廢水水量,同時減少營養物質的投加量,直至進水全部為廢水的馴化方法。與傳統的全負荷馴化方法相比,該馴化方法可以使活性污泥中的微生物盡快的適應馴化環境,有利于處理醫藥中間體生產廢水的優勢菌種的培養,優勢菌種的成長可以顯著的減少馴化所需要的時間,同時有利于節約馴化過程中消耗的營養源。經過1個月左右的培養馴化,污水處理系統中的活性污泥就實現了穩定增長,并能夠大幅降解生產廢水中的污染物質。1個月后開展系統聯動調試,將系統的運行負荷提高到80%,測試系統各工段的設備、工藝運行情況。通過不斷調整生物接觸氧化工段所需風量、污泥回流量及剩余污泥量,UASB系統內部的污水回流量,并不斷優化預處理工段的運行參數,使系統達到最佳的運行狀態。具體參見http://www.dowater.com更多相關技術文檔。

    系統經過2個月調試后,各項測試指標均達到污水處理廠的接管標準。運行結果表明,該系統運行穩定,抗沖擊負荷能力強。環保部門抽檢及企業自檢結果顯示,廢水各項指標均穩定達標。近期運行數據見表2。由表2可見,廢水經過“預處理-UASB-二級接觸氧化”工藝處理后,平均去除效率分別為CODCr96.3%,BOD592.1%,NH3-N93.6%,SS89.7%,出水監測指標均優于接管標準。

    

    4結論

    (1)“預處理-UASB-二級接觸氧化”工藝能有效處理高濃度,水量、水質變化較大的醫藥中間體生產廢水,CODCr,BOD5,NH3-N,SS等去除效果穩定,達標率高。

    (2)該工藝各段優勢菌性能突出,能針對廢水中不同的有機污染物發揮作用,該工藝具有耐沖擊負荷強、污染物質去除效率高、投資少、運行費用低、污泥產生量少等優點。

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責任編輯:張志超

 
 
 
 
 
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