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        化學(xué)原料藥生產(chǎn)廢水處理工程實(shí)例

        2022-03-03 08:43:04雷弢陳方方王超
        工業(yè)用水與廢水 2022年1期
        關(guān)鍵詞:低濃度高濃度電解

        雷弢, 陳方方, 王超

        (1.四川格瑞斯環(huán)境科技有限公司, 成都 610213; 2.成都信息工程大學(xué) 資源環(huán)境學(xué)院, 成都 610103)

        成都某藥業(yè)公司新建生產(chǎn)基地, 配套建設(shè)廢水處理設(shè)施。 該企業(yè)主要生產(chǎn)鹽酸舍曲林、 鹽酸西替利嗪、 氯雷他定及其他化學(xué)原料藥, 產(chǎn)品包括片劑、 膠囊劑、 顆粒劑、 小容量注射劑、 口服溶液劑等, 廢水來源包括生產(chǎn)廢水和員工生活廢水。 該類廢水成分復(fù)雜、 可生化性差、 具有生物毒性, 對(duì)常規(guī)生物處理單元易形成抑制作用, 采用傳統(tǒng)物化處理技術(shù)和生物處理技術(shù)很難去除[1-2]。 本工程擬對(duì)產(chǎn)生的高低濃度廢水清污分流, 對(duì)高濃度廢水進(jìn)行高級(jí)氧化預(yù)處理, 再與其他較低濃度廢水混合后進(jìn)一步生化+深度處理, 使出水達(dá)標(biāo)排放[3-5]。

        1 設(shè)計(jì)水質(zhì)、 水量

        該化學(xué)原料藥生產(chǎn)反應(yīng)釜一次、 二次清洗廢水屬于高濃度廢水, 含有甲醇、 乙酸乙酯、 乙酸叔丁酯等成分, 可生化性較差, 對(duì)微生物具有一定毒性。 低濃度廢水來源主要是其他清洗水等, 濃度較低, 可生化性較好。 本工程擬對(duì)產(chǎn)生的高、 低濃度廢水清污分流, 分質(zhì)處理, 先對(duì)高濃度廢水進(jìn)行預(yù)處理, 再與其他低濃度廢水混合后進(jìn)一步生化處理, 使出水達(dá)到GB 8978—1996《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)后, 排入園區(qū)市政污水管網(wǎng)。 設(shè)計(jì)水量為250 m3/d, 設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)如表1 所示。

        表1 設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)Tab. 1 Design influent and effluent water quality

        2 工藝選擇及設(shè)計(jì)

        2.1 工藝選擇

        該化學(xué)合成制藥類廢水具有成分復(fù)雜、 濃度高、 可生化性差等特點(diǎn), 屬于難降解的高濃度有機(jī)廢水, 是我國(guó)工業(yè)廢水治理的難點(diǎn)。 目前, 國(guó)內(nèi)處理該類廢水主要采用高、 低濃度廢水分流處理, 預(yù)處理-兩級(jí)生化為主, 根據(jù)水質(zhì)的不同, 針對(duì)性地采用預(yù)處理工藝, 并強(qiáng)化生物反應(yīng)條件, 能夠取得良好的處理效果。 微電解作為生化前端的預(yù)處理工藝[5], 目前已廣泛應(yīng)用于工業(yè)廢水的處理。 研究表明, 通過微電解可以明顯提高廢水的可生化性, 有利于后續(xù)生化處理[6]。 本項(xiàng)目中, 高濃度廢水先經(jīng)過氣浮-微電解-混凝沉淀處理后, 與低濃度廢水混合, 再經(jīng)生化處理。 混合后的廢水由于可生化性較好, 采用高效厭氧-AO 工藝可實(shí)現(xiàn)處理后穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。

        2.2 工藝流程

        高濃度廢水經(jīng)格柵攔截雜質(zhì)、 調(diào)節(jié)池均質(zhì)后,用泵提升進(jìn)入氣浮-微電解-混凝沉淀預(yù)處理系統(tǒng),破壞難降解有機(jī)污染物的分子結(jié)構(gòu), 從而提高廢水可生化性和達(dá)到“解毒”的目的。 然后進(jìn)入綜合調(diào)節(jié)池, 在綜合調(diào)節(jié)池內(nèi)與低濃度生產(chǎn)廢水混合均勻后, 提升進(jìn)入預(yù)酸化池, 通過兼性菌的水解、 酸化作用進(jìn)一步提高廢水可生化性。 酸化池出水進(jìn)入ABR 厭氧池, 在厭氧微生物作用下, 分解廢水中的有機(jī)物, 出水自流進(jìn)入AO 生化池, 通過好氧微生物和兼氧微生物降解有機(jī)物, 并通過硝化液回流進(jìn)行反硝化脫氮, 去除氨氮, 出水經(jīng)二沉池泥水分離后可達(dá)標(biāo)排放。 其中, 當(dāng)二沉池出水跑泥時(shí), 強(qiáng)化沉淀池作為保障措施。 系統(tǒng)產(chǎn)生的污泥排入污泥儲(chǔ)池內(nèi), 經(jīng)疊螺式污泥脫水機(jī)脫水后外運(yùn)處置。 廢水處理工藝流程見圖1。

        圖1 廢水處理工藝流程Fig. 1 Process flow of wastewater treatment

        2.3 主要構(gòu)筑物設(shè)計(jì)參數(shù)

        (1) 高濃度調(diào)節(jié)池。 格柵與調(diào)節(jié)池合建, 全地下鋼砼+玻璃鋼防腐, 1 座, 尺寸為7.20 m × 4.70 m×5.00 m, 有效容積為100 m3。 配套提升泵2 臺(tái);電磁流量計(jì)1 套; 人工格柵1 臺(tái), 柵距為5 mm,不銹鋼材質(zhì)。 為減輕后續(xù)工藝的沖擊負(fù)荷, 避免調(diào)節(jié)池淤積, 調(diào)節(jié)池底部布置穿孔曝氣管, 曝氣強(qiáng)度為1.5 m3/(m2·h)。

        (2) 高濃度預(yù)處理系統(tǒng)。 設(shè)計(jì)水量為2 m3/h,預(yù)處理系統(tǒng)包括氣浮機(jī)、 微電解罐、 混凝沉淀設(shè)備及配套加藥系統(tǒng)。 配套組合氣浮機(jī)1 臺(tái), 型號(hào)GF-3, 處理量為2 ~3 m3/h, 溶氣水量為0.5 ~1.0 m3/h, 總功率為1.67 kW; 微電解反應(yīng)罐1 套, 尺寸為φ2.20 m×3.00 m, HRT 為4 h, 微電解專用填料7 t, 規(guī)格為φ14 ~18 mm; 混凝沉淀反應(yīng)器1套, 尺寸為3.00 m×2.20 m × 3.00 m, 包括pH 值調(diào)節(jié)、 絮凝反應(yīng)及沉淀區(qū), 表面負(fù)荷為0.8 m3/(m2·h); 加藥裝置4 套, 型號(hào)JY-300, 分別投加酸、 堿、 PAC、 PAM。

        (3) 綜合調(diào)節(jié)池。 全地下鋼砼+玻璃鋼防腐,1 座, 尺寸為19.90 m×8.50 m×6.00 m, 有效容積為400 m3。 配套提升泵2 臺(tái); 電磁流量計(jì)1 套; 自動(dòng)格柵1 臺(tái), 型號(hào)HG-900, 渠寬為1 000 mm, 柵齒間隙為10 mm, 格柵安裝傾角為75°, 電機(jī)功率為1.1 kW。 為減輕后續(xù)工藝的沖擊負(fù)荷, 避免調(diào)節(jié)池淤積, 調(diào)節(jié)池底部布置穿孔曝氣管, 曝氣強(qiáng)度為1.5 m3/(m2·h)。

        (4) 預(yù)酸化池。 設(shè)計(jì)流量為12.5 m3/h, 停留時(shí)間為9 h, 尺寸為7.40 m×3.40 m×5.00 m, 有效容積為112.5 m3, 半地埋鋼砼結(jié)構(gòu)。 配套生物組合填料75 m3, 規(guī)格為φ150 mm×3 000 mm; 底部布水系統(tǒng)1 套; 排泥系統(tǒng)1 套。

        (5) ABR 厭氧池。 設(shè)計(jì)流量為12.5 m3/h, 停留時(shí)間為27 h, 尺寸為10.20 m×7.40 m×5.00 m, 有效容積為340 m3, COD 容積負(fù)荷為2.4 kg[COD]/(m3·d), 污泥濃度為7.0 ~7.5 g/L。 配套生物組合填料156 m3, 規(guī)格為φ150 mm×3 000 mm; 在線pH 檢測(cè)儀1 套; 堿度加藥系統(tǒng)1 套。

        (6) AO 池。 缺氧池1 座, 尺寸為3.80 m×7.40 m×5.00 m; 好氧池2 座, 尺寸為3.80 m×7.40 m×5.00 m, 污泥濃度為3.5 ~4.0 g/L; 容積負(fù)荷為0.9 kg[COD]/(m3·d), 設(shè)計(jì)流量為12.5 m3/h, 停留時(shí)間分別為8 h 和20 h, 總有效容積為350 m3。 配套微孔曝氣盤182 套, 215 型; 組合填料250 m3, 規(guī)格為φ150 mm×2 500 mm; 變頻羅茨鼓風(fēng)機(jī)2 臺(tái),1 用1 備; 混合液回流泵2 臺(tái), 1 用1 備; DO 在線監(jiān)測(cè)儀2 套。

        (7) 二 沉 池。 豎 流 式, 表 面 負(fù) 荷 為0.8 m3/(m2·h), 尺寸為7.40 m×3.00 m×5.00 m, 沉淀時(shí)間為2 h。 配套污泥泵2 臺(tái)。

        (8) 強(qiáng)化沉淀池。 豎流式, 表面負(fù)荷為1.0 m3/(m2·h), 尺寸為3.50 m×3.50 m×5.00 m, 沉淀時(shí)間為1.5 h; 配套絮凝劑加藥系統(tǒng)1 套, 型號(hào)JY-300; 污泥泵1 臺(tái), 與二沉池污泥泵互為備用。

        3 運(yùn)行效果及成本分析

        3.1 運(yùn)行效果

        該工程自調(diào)試運(yùn)行3 個(gè)月以來, 處理效果穩(wěn)定, 出水水質(zhì)均能達(dá)到GB 8978—1996 三級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn), 運(yùn)行出水監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)見表2。 其中, 對(duì)COD、BOD5、 NH3-N 去除率分別為91.5%、 93.4%、 52%。

        表2 各單元處理效果Tab. 2 Treatment effect of each unit

        3.2 成本分析

        該工程總投資465.31 萬(wàn)元, 其中土建投資165.31 萬(wàn)元, 設(shè)備投資243.15 萬(wàn)元, 電氣及其他間接投資56.85 萬(wàn)元。 高濃度預(yù)處理段處理成本約2.34 元/m3, 包括動(dòng)力費(fèi)約1.38 元/m3, 藥劑費(fèi)約0.76 元/m3, 微 電 解 填 料 耗 損 折 算 約0.20 元/m3。綜合廢水處理段處理成本約0.91 元/m3, 包括動(dòng)力費(fèi)約0.74 元/m3, 藥劑費(fèi)約0.17 元/m3。 人工費(fèi)約1.20 元/m3。 綜上, 該工程運(yùn)行費(fèi)用約4.45 元/m3。

        4 結(jié)語(yǔ)

        采用氣浮-鐵碳微電解-混凝沉淀預(yù)處理高濃度化學(xué)原料藥制藥廢水, m(BOD5)/m(COD)值從0.13 上升至0.31, 提高了該類廢水的可生化性。 高濃度廢水經(jīng)預(yù)處理后混合低濃度廢水進(jìn)行綜合處理, 采用的預(yù)處理-ABR-AO 工藝運(yùn)行穩(wěn)定, 處理效果好。 系統(tǒng)對(duì)COD、 BOD5、 NH3-N 的去除率分別為91.5%、 93.4%、 52%, 其余各項(xiàng)指標(biāo)均能滿足GB 8978—1996 三級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn), 整個(gè)工藝操作管理簡(jiǎn)單方便。

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