鄭賢助，陳勝，謝敏

（1.張家港市格銳環(huán)境工程有限公司，江蘇張家港 215600；2.張家港市環(huán)境監(jiān)察大隊(duì)，江蘇張家港215600）

混凝沉淀+UASB+A/O接觸氧化工藝處理高濃度FDP制藥廢水

鄭賢助1，陳勝1，謝敏2

（1.張家港市格銳環(huán)境工程有限公司，江蘇張家港 215600；2.張家港市環(huán)境監(jiān)察大隊(duì)，江蘇張家港215600）

FDP制藥廢水是較高濃度的有機(jī)廢水，其主要污染物是COD、總磷、氨氮、總氮。本文介紹了混凝沉淀+UASB+A/O接觸氧化工藝處理高濃度FDP制藥廢水的應(yīng)用情況。工程實(shí)踐表明，該工藝對FDP廢水具有很好的凈化能力，經(jīng)過工藝凈化后的廢水COD等指標(biāo)能夠符合國家相關(guān)污水排放標(biāo)準(zhǔn)。

FDP廢水；UASB；反硝化脫氮

江蘇省某制藥廠是一家新建企業(yè)，主要從事FDP等藥品生產(chǎn)，廢水中主要含果糖二磷酸鈉、葡萄糖、廢酵母、磷酸二氫鈉等污染物。根據(jù)廢水的水質(zhì)特點(diǎn)，對主要的廢水處理工藝進(jìn)行綜合研究，對每項(xiàng)工藝的優(yōu)勢、劣勢進(jìn)行詳細(xì)分析，并經(jīng)過一定的實(shí)踐研究后，格銳環(huán)境工程有限公司為該企業(yè)的廢水處理工程進(jìn)行了設(shè)計(jì)，通過了為期100天的調(diào)試培菌或6個月的運(yùn)行測試，最終的污水排出指標(biāo)已通過當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門的標(biāo)準(zhǔn)。

1 水質(zhì)水量

工程設(shè)計(jì)每天300t的用水量，根據(jù)三班制全天連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)置污水處理設(shè)施。先收集污水后進(jìn)入污水處理設(shè)施，混合廢水水質(zhì)見表1。

表1 廢水水質(zhì)情況表

按照張家港市的環(huán)保規(guī)定，此工程污水排放按照《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978-1996）中的三級排放標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行管理要求，其主要數(shù)據(jù)見表2。

表2 廢水排放標(biāo)準(zhǔn)表

2 工藝流程及特點(diǎn)

本項(xiàng)目廢水水質(zhì)主要特點(diǎn)為COD、氨氮、總磷、總氮等污染物濃度較高，廢水可生化性較好，原廢水因酸化呈酸性，且含較多顆粒物，較宜先混凝沉淀預(yù)處理，去除大部分污染物[2]。根據(jù)廢水小試，原水經(jīng)加藥調(diào)節(jié)pH與混凝沉淀后，COD去除率近50%、總磷去除率達(dá)90%、上清液清澈。盡管廢水預(yù)處理效果明顯，但仍有大量有機(jī)污染物與氨氮、磷溶解在水中，需進(jìn)一步處理。根據(jù)廢水中COD、氨氮濃度高的特點(diǎn)，擬采用厭氧＋缺氧＋好氧生化工藝處理，廢水先經(jīng)調(diào)質(zhì)池調(diào)節(jié)堿度，溫度（冬季）等基本指標(biāo)，進(jìn)厭氧池預(yù)處理，利用厭氧菌的作用，可將80%以上有機(jī)污染物降解成甲烷與CO2，節(jié)約能耗，同時(shí)在厭氧池內(nèi)增設(shè)回流系統(tǒng)，提高處理效率。

由于厭氧系統(tǒng)不能將有機(jī)物徹底分解，且本項(xiàng)目氨氮濃度較高，需進(jìn)一步進(jìn)行好氧生化處理。本項(xiàng)目好氧處理采用接觸氧化工藝，內(nèi)設(shè)組合填料與微孔曝氣器，可有效防止污泥膨脹，便于操作管理，提高溶解氧利用率，去除絕大部分COD與氨氮。好氧池前端設(shè)缺氧段，將充分好氧硝化后的廢水回流至前端，通過反硝化作用，有效去除總氮等污染物。

由于本項(xiàng)目總磷濃度較高，且含有大量有機(jī)磷成分，雖然通過好氧生化處理，大部分能降解成無機(jī)磷，并通過混凝沉淀去除，但仍有部分有機(jī)磷未能降解，不能達(dá)到污水廠接管標(biāo)準(zhǔn)。因此本方案在末端增設(shè)一道除磷設(shè)施，通過物化氧化方法，強(qiáng)制將有機(jī)磷轉(zhuǎn)為無機(jī)磷，并通過混凝加藥反應(yīng)去除[3]，通過小試證明，本方法效果較為明顯，可確保出水達(dá)標(biāo)排放。

本項(xiàng)目污泥處理系統(tǒng)利用原有高壓板框，濕污泥通過濃縮池預(yù)濃縮，再經(jīng)調(diào)質(zhì)池改性，可大大提高污泥干度，加快壓榨速度。

第四，社會實(shí)踐與科學(xué)理論的結(jié)合是大學(xué)生全面發(fā)展的必由之路，實(shí)踐是人的正確思想形成和發(fā)展的基礎(chǔ)。大學(xué)生思想政治教育課應(yīng)堅(jiān)持適度的灌輸與講授，留給學(xué)生更多的得以實(shí)踐的機(jī)會。社會是青年成長的大舞臺， 一切理論源于人民群眾的生活實(shí)踐。雖然外部的教育和書本知識在一定程度上屬于間接經(jīng)驗(yàn)，但其歸根結(jié)底來源于社會人的直接經(jīng)驗(yàn)，只有通過人自身在實(shí)踐中的直接體驗(yàn)才能為人所理解、消化和吸收，才能轉(zhuǎn)化為內(nèi)在的自我的思想觀念，從而為青年未來解決人民群眾的根本利益問題作指導(dǎo)。

2.1 處理流程

廢水、污泥的處理工藝流程如圖1所示。

圖1 廢水處理工藝流程圖

2.2 處理工藝簡述

廢水先經(jīng)格柵網(wǎng)預(yù)處理，攔除體積較大的漂浮物，以免堵塞后續(xù)管道、水泵等設(shè)施。廢水自流進(jìn)調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)池利用其較大的容積，起調(diào)節(jié)水量、均勻水質(zhì)、過度緩沖作用，保證處理負(fù)荷連續(xù)穩(wěn)定，調(diào)節(jié)池內(nèi)設(shè)曝氣攪拌裝置，避免污泥沉積。本項(xiàng)目廢水中含大量懸浮雜物，需先經(jīng)混凝沉淀預(yù)處理，池內(nèi)設(shè)水泵，將廢水提升至反應(yīng)池。

本工程厭氧系統(tǒng)采用成熟的UASB厭氧反應(yīng)器，內(nèi)設(shè)三相分離裝置，厭氧池通過產(chǎn)酸產(chǎn)甲烷菌的作用，將廢水中大部分有機(jī)物分解成CO2和CH4，從而達(dá)到去除COD的目的。處理過程不需充氧，自動水利循環(huán)攪拌，節(jié)省能耗，是目前較高效的生物處理工藝。

廢水經(jīng)厭氧處理后污染物濃度大大降低，但廢水中COD、氨氮等污染物濃度仍較高，因此后續(xù)采用缺氧、好氧的生化處理工藝。生化池內(nèi)設(shè)生物膜填料和高效曝氣供氧、攪拌系統(tǒng)，具有生化處理效率高、COD降解徹底、氨氮去除效果好、操作管理簡便等優(yōu)點(diǎn)。廢水經(jīng)以上厭氧、好氧生化處理工序后，COD、氨氮等污染物已被徹底降解，但由于廢水中磷含量較高，生化出水中仍帶有SS、TP等污染物，后續(xù)處理設(shè)施采用氧化脫磷＋混凝沉淀法降解廢水中總磷等污染物，確保出水達(dá)到治理要求。

由于厭氧系統(tǒng)氣味較大，對調(diào)節(jié)池、缺氧池、UASB厭氧池等進(jìn)行加蓋密封設(shè)計(jì)，對各水池及脫水房設(shè)置排風(fēng)收集管網(wǎng)，并設(shè)除臭處理裝置，采用物化噴淋吸收工藝，有效去除臭味，改善操作環(huán)境。

2.3 主要處理單元簡介

2.3.1 加藥系統(tǒng)

根據(jù)廢水水質(zhì)，投加適量混凝劑或助凝劑，以去除廢水中難分離顆粒物。系統(tǒng)由化藥裝置、管道連接及加藥裝置組成。

2.3.2 pH調(diào)節(jié)系統(tǒng)

為使廢水pH達(dá)到設(shè)定值，需對原水進(jìn)行加酸或堿調(diào)節(jié)。系統(tǒng)由卸料泵、藥罐儲罐、pH監(jiān)測儀、自動控制系統(tǒng)、變頻加藥泵及管道連接組成。

2.3.3 攪拌系統(tǒng)

在污水中投入適量的混凝劑，然后進(jìn)行充分的攪拌使得兩者能夠有效融合后產(chǎn)生礬花，便于進(jìn)行接下來的沉淀操作。

2.3.4 混凝沉淀池

通過物化反應(yīng)去除懸浮污染物?；炷齽┑乃狻⒖s聚反應(yīng)形成帶正電荷基團(tuán)的絮體，絮體的憎水基團(tuán)吸附部分有機(jī)溶劑及其他不溶性顆粒一起形成絮凝沉淀，利用重力沉入沉淀池底，通過排泥去除廢水中的大量SS和部分COD等污染物。反應(yīng)池內(nèi)設(shè)攪拌機(jī)攪拌。

2.3.5 UASB厭氧工藝

上流式厭氧污泥床反應(yīng)器（UASB）具備厭氧過濾和厭氧活性污泥法的共同特性[4]。UASB的主要構(gòu)造有污泥反應(yīng)區(qū)、氣液固三相分離器、氣室。有大部分的厭氧污泥滯留于在底部反應(yīng)區(qū)，由于這些污泥有較強(qiáng)的沉淀性能和凝聚性能，從而堆積成厚厚的污泥層。將廢水經(jīng)厭氧污泥床底部引入與污泥層進(jìn)行有效的混合，利用污泥中的微生物分解廢水中的雜質(zhì)，并將其轉(zhuǎn)化為沼氣，而沼氣將以細(xì)小氣泡形式上升，且在升起過程中不斷地進(jìn)行結(jié)合形成大氣泡。在污泥床上部因沼氣的攪動存在一片泥水混合物均進(jìn)入三相分離器，當(dāng)沼氣接觸到分離器下部的反射板時(shí)，便折向反射板的四周透過水層進(jìn)入氣室，通過氣管將氣室中的沼氣吸出，當(dāng)泥水混合物進(jìn)入三相分離器的沉淀區(qū)，混合物中的污泥便會不斷地聚集在一起，當(dāng)達(dá)到一定重量的污泥就會沉淀下去。而在斜壁上附著的污泥順著斜壁滑回厭氧反應(yīng)區(qū)內(nèi)，使得大量的污泥沉淀在反應(yīng)區(qū)內(nèi)，當(dāng)廢水在污泥中被分離后，會從沉淀區(qū)溢流堰上部排出，進(jìn)而從污泥床流出。

2.3.6 A/O接觸氧化工藝

目前應(yīng)用最廣泛的就屬接觸氧化工藝技術(shù)，能夠有效地清除廢水中的BOD5、COD、NH3-N，是現(xiàn)階段污水處理效果最好的一項(xiàng)技術(shù)。此工藝主要應(yīng)用推流式生物接觸氧化池，其相比于完全混合式或二、三級串聯(lián)完全混合式生物接觸氧化池的處理效果更為顯著。而且污泥池的體積更小，能夠適應(yīng)更加復(fù)雜的水質(zhì)，具備較強(qiáng)的抗沖擊性，而且經(jīng)過處理后的水質(zhì)穩(wěn)定，沒有污泥膨脹情況出現(xiàn)。此外生物接觸氧化池還應(yīng)用了新型的組合填料，它具有表面積大，微生物掛膜、脫膜方便，在同樣有機(jī)負(fù)荷條件下，其去除率比其他填料的更高效，而且大大增強(qiáng)了氧氣在水中的溶解度。

A/O接觸氧化工藝是在接觸氧化前道設(shè)置缺氧段，以實(shí)現(xiàn)反硝化脫氮的目的。水解酸化工藝與接觸氧化工藝串聯(lián)去除有機(jī)物污染物的工作原理是[5]：在A級，由于污水有機(jī)物濃度很高，微生物處于缺氧狀態(tài)，此時(shí)微生物為兼性微生物，它們將污水中的有機(jī)氨轉(zhuǎn)化分解為NH3-N，同時(shí)利用有機(jī)碳作為電子供體，將NO2--N、NO3--N轉(zhuǎn)化為N2，而且還利用部分有機(jī)碳源和NH3-N合成新的細(xì)胞物質(zhì)。所以A級池不僅具有一定的有機(jī)物去功能，減輕后續(xù)好氧池的有機(jī)負(fù)荷，以利于硝化作用的進(jìn)行，而且依靠原水中存在的較高濃度有機(jī)物，完成反硝化作用，最終消除氮的富營養(yǎng)化污染。在O級，由于有機(jī)物濃度已大幅度降低，但仍有一定量的有機(jī)物及較高的NH3-N存在。為了使有機(jī)物得到進(jìn)一步氧化分解，同時(shí)在碳化作用處于完成情況下硝化作用能順利進(jìn)行，在O級設(shè)置有機(jī)負(fù)荷較低的好氧生物接觸氧化池。在O級池是主要存在好氧微生物及好氧型細(xì)菌（硝化菌）。其中，好氧微生物將有機(jī)物分解成CO2和H2O；自養(yǎng)型細(xì)菌（硝化菌）利用有機(jī)物分解產(chǎn)生的無機(jī)碳或空氣中的CO2作為營養(yǎng)源，將污水中的NH3-N轉(zhuǎn)化成NO2--N、NO3--N，O級池的出水部分回流到A級池，為A級池提供電子受體，通過反硝化作用最終消除氮污染。

表3 各單元處理設(shè)施出水的平均CODCr監(jiān)測結(jié)果

表4 環(huán)境監(jiān)測站驗(yàn)收監(jiān)測結(jié)果

由于生物接觸氧化池內(nèi)填料的體積負(fù)荷比較低，微生物處于自身氧化階段，因此產(chǎn)泥量較少。而且生物接觸氧化池所產(chǎn)生濕污泥的含水率比活性污泥池的更少。所以污水經(jīng)接觸氧化工藝處理后所產(chǎn)生的污泥量較少。

2.3.7 廢氣除臭工藝

污水池內(nèi)產(chǎn)生的臭氣通過加罩，由管道輸送至廢氣處理系統(tǒng)，集中處理，主要有酸性廢氣及有機(jī)廢氣產(chǎn)生，主要污染物為非甲烷總烴。此過程產(chǎn)生的廢氣擬采用堿式洗滌塔處理后，經(jīng)由排氣筒排出。根據(jù)池體面積及換氣次數(shù)等初步設(shè)計(jì)確定處理風(fēng)量為2 500m3/h。

堿式洗滌塔將部分酸性廢氣進(jìn)行中和處理，經(jīng)洗滌凈化后的氣體達(dá)標(biāo)直接排空。本廢氣治理工程工藝流程主要包括堿洗氣體流程、控制系統(tǒng)兩個部分。（1）吸附氣體流程：待處理的廢氣由風(fēng)管收集后進(jìn)入堿式洗滌塔，通過堿液中和廢氣中的酸性物質(zhì)，從而使氣體得以凈化，凈化后的氣體再通過風(fēng)機(jī)排向大氣。（2）控制系統(tǒng)：控制系統(tǒng)對系統(tǒng)中的風(fēng)機(jī)進(jìn)行控制，風(fēng)機(jī)利用變頻器調(diào)速控制，并設(shè)置負(fù)壓開關(guān)保護(hù)、電流過載保護(hù)。

3 運(yùn)行情況和處理結(jié)果

在2014年8月上旬工程安裝完畢后進(jìn)行調(diào)試培菌，以上全部完成后于11月末進(jìn)行投運(yùn)測試。并在這個運(yùn)行過程中有效的調(diào)整運(yùn)行方式的應(yīng)用，沼氣產(chǎn)量逐漸升高，去除效果日趨穩(wěn)定，于2015年1月進(jìn)行了驗(yàn)收監(jiān)測，驗(yàn)收監(jiān)測項(xiàng)目各單元處理設(shè)施COD濃度平均值及平均去除率見表3，各污染物處理情況見表4。通過以上數(shù)據(jù)顯示發(fā)現(xiàn)，實(shí)際混合進(jìn)水化學(xué)需氧量為15 500mg/L，出水化學(xué)物質(zhì)的去除率已超過99.5%，而且氨氮、總磷的去除率也高達(dá)98%，而且污水處理后的水質(zhì)明顯提高，符合相關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)。

4 結(jié)論

（1）果糖二磷酸鈉制藥廢水可生化性較好，通過厭氧處理，去除率達(dá)90%以上。

（2）廢水中含大量總磷，需采用鈣離子反應(yīng)沉淀，沉淀去除率達(dá)99%以上。但總磷排放標(biāo)準(zhǔn)較低，需兩級沉淀才能去除，本項(xiàng)目經(jīng)過生化有機(jī)磷都能降成無機(jī)磷去除。

（3）初沉池既起沉淀除磷作用，又去除大部分有機(jī)物，但污泥產(chǎn)量較大，初沉池余量需盡量做大，以避免污泥帶出影響UASB厭氧池，沉淀負(fù)荷宜在0.5m3/m2·h 以下。

（4）由于廢水中加了鈣除磷，厭氧池、生化池易結(jié)垢沉淀，設(shè)計(jì)時(shí)需充分考慮結(jié)垢檢修已布水管堵塞檢修問題。

（5）氨氮和總氮均較高，但碳源充足，在混合液充分回流后，A/O接觸氧化工藝可效去除總氮與氨氮。但厭氧池COD去除率下降時(shí)，較高的COD會影響好氧池溶解氧的供應(yīng)，影響出水氨氮。因此處理好COD是去除氨氮與總氮的前提，一般出水COD超過200mg/L，出水氨氮較難達(dá)到小于20mg/L，相應(yīng)總氮也會上升。

（6）高含磷廢水污泥產(chǎn)量較大，需配備足夠大的污泥池與污泥脫水處理設(shè)備，以不影響沉淀池排泥。

（7）本工藝處理高濃度制藥廢水能達(dá)到國家三級排放標(biāo)準(zhǔn)，對COD、氨氮、總磷、總氮都有較高去除效率，具有一定參考價(jià)值。

[1]田玲,王華,張穎,等.啤酒釀造過程中廢棄物的綜合利用[J].農(nóng)業(yè)工程技術(shù)·農(nóng)產(chǎn)品加工,2007(5):36-42.

[2]郭會燦.制藥工業(yè)廢水的特點(diǎn)及處理技術(shù)[J].河北化工,2011,34(6):29-30.

[3]張自杰.環(huán)境工程手冊·水污染防治卷[M].北京:高等教育出版社,2001.

[4]張萍.UASB處理工藝[J].甘肅環(huán)境研究與監(jiān)測,2003,16(4):29-30.

[5]沈耀良,王寶貞.廢水生物處理新技術(shù)[M].北京:中國環(huán)境科學(xué)出版社,2000.

Treatment of High Concentration FDP Pharmaceutical Wastewater by Coagulation Sedimentation+UASB+A/O Contact Oxidation Process

Zheng Xian-zhu1,Chen Sheng1,Xie Min2
(1.Zhangjiagang Grid Environmental Engineering Co.,Ltd.,Jiangsu Zhangjiagang 215600;2.Zhangjiagang Environmental Monitoring Unit,Jiangsu Zhangjiagang 215600)

FDP pharmaceutical wastewater is organic wastewater of high concentration,the main pollutants are COD,total phosphorus,ammonia nitrogen and total nitrogen.This paper introduces coagulation +UASB+A/O contact oxidation process FDP of high concentration pharmaceutical wastewater application.The engineering practice shows that this technology has a good ability to purify FDP waste water,so that the after the wastewater purification process to comply with the relevant national sewage discharge standard,COD index is better than the standard.

FDP wastewater;UASB;Nitrogen removal by denitrification

X787 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

2096-0387（2017）06-0042-05

鄭賢助（1979—），男，浙江平陽人，本科，工程師，研究方向：環(huán)境工程。