楊俊杰，郝希龍，王 珂，呂佳林

(1.河南省固體廢物和化學(xué)品技術(shù)管理中心，河南 鄭州 450003 ； 2.鄭州輕大產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院有限公司，河南 鄭州 450001 ； 3.鄭州輕工業(yè)大學(xué)，材料與化學(xué)工程學(xué)院，環(huán)境污染治理與生態(tài)修復(fù)河南省協(xié)同創(chuàng)新中心，河南 鄭州 450001)

0 前言

近年來，我國(guó)醫(yī)藥化工業(yè)迅速大規(guī)模發(fā)展，制造藥品過程中產(chǎn)生的廢水含有大量的有毒有害物質(zhì)，這些廢水如不達(dá)標(biāo)排放，將嚴(yán)重污染自然水體，極大地危害了人類及生物健康[1]。制藥工業(yè)廢水是一種高濃度難處理的有機(jī)污水，由于生產(chǎn)產(chǎn)品各異以及工藝不同，而導(dǎo)致廢水成分相差很大，但一般具有有機(jī)物濃度高、污染物成分復(fù)雜、難降解、可生化性差和毒性大、廢水的水質(zhì)及水量變化較大、所含懸浮物濃度高等特點(diǎn)，制定能夠穩(wěn)定運(yùn)行、便于管理的工藝路線尤為重要[2-3]。

河南某藥業(yè)股份有限公司主要生產(chǎn)散劑(外用)及硬膠囊丸劑(水丸、水蜜丸、濃縮丸)，工序中含中藥前處理和提取。本次工程產(chǎn)生的廢水污染物濃度較高，混合后可生化性較差，生產(chǎn)中藥產(chǎn)生的廢水治理一直是我國(guó)水處理領(lǐng)域的薄弱環(huán)節(jié)，處理方法與工藝還在進(jìn)一步的研究階段[4]。該公司制藥廢水總量為50 m3/d，處理前廢水COD 6 000 mg/L，BOD52 400 mg/L，NH3-N 35 mg/L，SS 800 mg/L。為了解決上述問題，綜合了解近幾年我國(guó)制藥行業(yè)廢水處理情況，結(jié)合多種制藥廢水處理工藝，研制出一套成熟的制藥廢水的處理方案[5-6]。

1 污水污泥處理工藝流程

根據(jù)國(guó)內(nèi)外制藥廢水處理的實(shí)際運(yùn)行情況，結(jié)合本次工程廢水特點(diǎn)，技術(shù)人員對(duì)該類制藥廢水進(jìn)行設(shè)計(jì)及施工調(diào)試，查閱同類廢水處理工程實(shí)例，為滿足排放要求，確定本次工程采用“格柵+調(diào)節(jié)池+氣浮池+UASB+A/O+混凝沉淀”的處理工藝。此工藝技術(shù)成熟可靠，經(jīng)濟(jì)可行，工程應(yīng)用范圍較為廣泛。工藝流程如圖1所示。

圖1 污水污泥處理工藝流程圖

2 主要構(gòu)筑物及設(shè)備

2.1 機(jī)械格柵

尺寸為3 m×0.4 m×0.8 m，鑄鐵材質(zhì)，鋼混結(jié)構(gòu)，共1座。耙齒間隙為3 mm，鑄鐵(耙齒不銹鋼)材質(zhì)，共1臺(tái)，功率為0.55 kW。設(shè)置機(jī)械格柵用于攔截廢水中的漂浮物和懸浮物，以保護(hù)后續(xù)處理設(shè)施的穩(wěn)定運(yùn)行。

2.2 調(diào)節(jié)池

尺寸為3 m×2.5 m×3.9 m，有效容積為25.5 m3，水力停留時(shí)間12 h，鋼混結(jié)構(gòu)，共1座。配套不銹鋼材質(zhì)離心泵，揚(yáng)程13 m，功率0.37 kW，共2臺(tái)，1用1備。

設(shè)置調(diào)節(jié)池，強(qiáng)化水質(zhì)水量調(diào)節(jié)。由于生產(chǎn)廢水水質(zhì)水量波動(dòng)較大，在增大調(diào)節(jié)池水力停留時(shí)間的同時(shí)，采用曝氣裝置對(duì)調(diào)節(jié)池內(nèi)的廢水進(jìn)行攪拌，以防止廢水中懸浮物沉積并對(duì)廢水進(jìn)行預(yù)曝氣，去除部分污染負(fù)荷。

2.3 氣浮池

尺寸為3 m×1.5 m×1.8 m，超高0.3 m，碳鋼防腐結(jié)構(gòu)，共1座，配套加藥系統(tǒng)2套，管道混合器2個(gè)。設(shè)置氣浮池可去除廢水中的可沉物和漂浮物，減輕后續(xù)處理設(shè)施的負(fù)荷。

2.4 UASB反應(yīng)池

尺寸Φ4.6 m×5.4 m，容積負(fù)荷3 kg COD/(m3·d)，超高0.3 m，碳鋼防腐結(jié)構(gòu)，共1座。配套碳鋼防腐材質(zhì)的三相分離器1套、水封罐1個(gè)、電磁流量計(jì)3臺(tái)及池底排泥系統(tǒng)。

設(shè)置UASB厭氧反應(yīng)系統(tǒng)，廢水在UASB反應(yīng)器中經(jīng)過厭氧反應(yīng)對(duì)COD的去除率高達(dá)90%，在制藥廢水中被廣泛應(yīng)用，技術(shù)成熟，設(shè)備簡(jiǎn)單，運(yùn)行方便，勿需設(shè)沉淀池和污泥回流裝置，不需要充填填料，也不需在反應(yīng)區(qū)內(nèi)設(shè)機(jī)械攪拌裝置，造價(jià)相對(duì)較低，便于管理，且不存在堵塞問題。

2.5 A/O池

厭氧池尺寸3.2 m×1.6 m×4 m，超高0.3 m，碳鋼防腐結(jié)構(gòu)，共1座，配套潛水推流器1臺(tái)。好氧池尺寸6.9 m×1.6 m×4 m，污泥負(fù)荷0.075 kg BOD5/(kg MLSS·d)，超高0.5 m，碳鋼防腐結(jié)構(gòu)，共1座，配套ABS材質(zhì)的旋切式曝氣器32套及ABS材質(zhì)的布?xì)庀到y(tǒng)17 m2。A/O池配套鑄鐵材質(zhì)的混合液回流泵2臺(tái)，1用1備。揚(yáng)程11 m，功率0.55 kW。好氧工藝采用A/O工藝，該工藝對(duì)廢水中的有機(jī)物、氨氮均有較高的去除效果，并具有容積負(fù)荷高、耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)、操作費(fèi)用低等特點(diǎn)。

2.6 二沉池

采用豎流式沉淀池，尺寸1.6 m×1.6 m×3.5 m，表面負(fù)荷為0.8 m3/(m2·h)，沉淀時(shí)間3 h，碳鋼防腐結(jié)構(gòu)，共1座。配套鑄鐵材質(zhì)污泥泵2臺(tái)，1用1備，揚(yáng)程為16 m，功率為0.55 kW，導(dǎo)流筒1個(gè)。

2.7 混凝沉淀池

混凝沉淀池選用成套設(shè)備尺寸為3 m×1.6 m×2.8 m，配套加藥系統(tǒng)2套?；炷恋砭褪窃诨炷齽┑淖饔孟峦ㄟ^壓縮顆粒表面雙電層以及橋聯(lián)、網(wǎng)捕、吸附等物理化學(xué)過程，將廢水中的懸浮物、膠體和可絮凝的其它物質(zhì)凝聚成絮團(tuán)，再經(jīng)沉降設(shè)備將絮凝后的廢水進(jìn)行固液分離，絮團(tuán)沉入沉降設(shè)備的底部而成為泥漿，頂部流出的則為色度和濁度較低的清水。

2.8 回用水池

尺寸為4 m×3 m×4.5 m，有效容積為51.6 m3，鋼混結(jié)構(gòu)。回用水池的主要作用是接收混凝沉淀池的出水，加藥消毒處理，使出水達(dá)到中水回用的標(biāo)準(zhǔn)。

2.9 污泥儲(chǔ)池

尺寸為2.5 m×1.6 m×3.9 m，超高0.5 m，鋼混結(jié)構(gòu)，共1座。配套曝氣裝置及半式壓濾機(jī)1臺(tái)，另有鑄鐵材質(zhì)的螺桿泵1臺(tái)，流量為0.5 m3/h，功率為0.75 kW。產(chǎn)生的污泥采用板框壓濾機(jī)處理，操作簡(jiǎn)單，方便脫水污泥的處理及安全處置。

3 主要技術(shù)參數(shù)

經(jīng)過格柵、調(diào)節(jié)池、初沉池、UASB、A/O、混凝沉淀等工段后，外排生產(chǎn)廢水達(dá)到環(huán)保相關(guān)要求。各工段處理效果如表1所示。

表1 污水處理站各工段處理效果

4 經(jīng)濟(jì)分析

4.1 電費(fèi)

一期工程總裝機(jī)容量6.99 kW，其中備用容量為2.42 kW，日耗電量為93.93 kW·h，電價(jià)0.6元/(kW·h)，則每日電費(fèi)為56.36元。二期工程完成后總裝機(jī)容量10.69 kW，其中備用容量為3.17kW，日耗電量為164.73 kW·h，電價(jià)0.6元/(kW·h)，則每日電費(fèi)98.84元。

4.2 人工費(fèi)

污水處理站工作人員1人，人均工資為1 800元/人·月，則人工工資為60元/天。

4.3 藥劑費(fèi)

二期工程建成后投PAC、PAM等藥劑，每日費(fèi)用19元。

4.4 運(yùn)行費(fèi)用

一期工程直接運(yùn)行費(fèi)為116.36元/天。折合噸水成本為2.33元/t。二期工程建成后直接運(yùn)行費(fèi)為183元/天。折合水成本為3.56元/t。

經(jīng)濟(jì)效益：綜合處理工藝所需電費(fèi)、人工費(fèi)、藥劑費(fèi)等，污水處理成本較低，且工藝流程簡(jiǎn)便穩(wěn)定，技術(shù)成熟可靠。

環(huán)境效益：本企業(yè)廢水處理工程能很大程度地改善外排廢水的水質(zhì)，各項(xiàng)污染因子濃度值下降幅度均很大，COD、BOD5、NH3-N 、SS均達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)一步處理后，BOD5、NH3-N含量達(dá)到中水回用標(biāo)準(zhǔn)，因而該工程既改善了地表水環(huán)境質(zhì)量，又節(jié)約了工程用水，做到了經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與環(huán)境保護(hù)協(xié)調(diào)發(fā)展。

5 結(jié)語(yǔ)

本次工程產(chǎn)生的廢水污染物濃度較高，混合后可生化性較差。工程運(yùn)行實(shí)踐表明，出水COD、BOD5、NH3-N 、SS含量分別低于100、20、15、40 mg/L，均達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。其中，BOD5、NH3-N含量達(dá)到中水回用標(biāo)準(zhǔn)。該工程處理工藝簡(jiǎn)便，效果穩(wěn)定可靠，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。