微電解與生化法混合工藝處理化學合成類制藥廢水

1 廢水成分及工藝選擇

廣州某大型制藥廠，每天產生大量的制藥廢水，總量約300m3/d，廢水具體成分見表1。

表1 廢水成分

Tab.1 Wastewater component　 mg·L-1

由表1 可知，廢水CODCr 濃度很高，而NH3-N 濃度較低，考慮到制藥廢水含有較多難降解化學合成有機物，BOD5/CODCr=0.5，廢水的可生化性質較好，因此，工程核心段采用生化工藝處理廢水，本工程選擇好氧、厭氧水解及二次好氧工藝處理。廢水CODCr 濃度很高，前段選擇微電解法處理，即利用鐵─碳粒料在電解質溶液中腐蝕形成的微電解過程來處理廢水的一種電化學技術。電極反應過程不耗電，而能產生氧化還原，電凝聚等作用，電極反應產生的新生態Fe2+是一種吸附、包容和絡合能力相當強的混凝劑，為加速氧化還原效率及速度對微電解反應進行適當曝氣，以加速鐵向高價鐵的轉化作用。故微電解法的特點是作用機制多，協同性強，綜合效果顯著，可提高廢水可生化性，與二級生化處理匹配性好，操作簡便，運行費用低；其CODCr 去除率可達25 %~50 %。

2 工藝流程及介紹[1-3]

制藥廢水通過格柵過濾后到集水井，然后通過泵提升到微電解池，在微電解池中利用鐵─碳形成的氧化還原反應使污水中雜環類及大分子物質轉化為易于生物降解的小分子物質。微電解出水經調節pH 及投加絮凝劑后進行混凝沉淀，出水則進入好氧、厭氧及二級好氧工藝處理。具體工藝流程見圖1。

圖1 工藝流程

Fig.1 Process workflow

3 主要結構及說明

主要結構見表2。

表2 主要結構說明

Tab.2 Main construction

考慮節省投資及適應水質變化沖擊，本項目采用高負荷好氧反應器(一般系統容積負荷約為5~8 kgCOD/m3·d)作為第一級好氧生化裝置。充氧方式采用聯合射流曝氣技術。高負荷出水后考慮采用水解反應進一步提升進水的可生化性。水解池出水進入填充新型載體(離子型酶促填料)的接觸氧化池，新型填料能夠較好地固定微生物，使泥齡較長的微生物得以保持。同時，對接觸氧化池出水適當投加混凝劑，可與剝落的生物膜一起起到強化生物絮凝的作用，有助于提高出水水質。

就固液分離而言，由于污水中含有較高的鹽份和較多的難降解物質，而對這類物質起到降解作用的菌種多數絮凝性較差，絮體密度較低，因此分離時宜采用較低的上升流速。本項目沉淀分離池設計的表面負荷較一般意義的分離池表面負荷低，保證獲得良好分離效果。

本項目采用深池聯合射流曝氣技術作為高負荷反應器的供氧方式，即通過射流提升系統的傳質效率而通過鼓風補氣達到節能效果。曝氣方式采用射流擴散式，并通過垂向循環混合，使溶解氧達到最大值。高速噴射形成紊流水力剪切，使氣泡高度細化并均勻分散，從而提升氧的轉移效率，同時也使體系中微生物以最大分散化與污水中有機物相接觸提升生化反應的傳質效率，在營養充足條件下，系統中污泥濃度及總量取決于供氧效果，而本系統中足夠的溶解氧可使系統污泥濃度維持在8000 mg/L 以上，這也是保證好氧生物處理系統高負荷運行的條件。

由于強烈曝氣使微生物代謝速度快，由此引起的生化反應可能加大內源消耗，剩余污泥量相對少；故在高負荷反應系統中剩余污泥量并不比常規活性污泥法總量增加。

高的射流循環比使高濃度污水進入系統之前實際上已經被系統混合液稀釋，進入反應器后又被迅速均勻混合，使其沖擊液流的濃度大大降低，從而有效地提高了系統抗沖擊負荷的能力，故高負荷反應器有較強的抗沖擊能力。

4 工藝處理效果分析

4.1 運行效果

設施投入運行后，出水水質完全達到廣州市三級排放標準，出水排放指標如表3。從表中可以看出，在進水水質變化的情況下，經系統處理后的污水可以穩定達標，在系統遭受較大的水質與水量變化沖擊下，也可達到比較高的去除效率，并很快恢復。故系統的抗沖擊負荷能力是非常強的。

表3 出水水質指標

Tab.3 Effluent water index

4.2 經濟分析

一期工程總投資約250 萬，其中土建投資80 萬，工藝設備投資170萬。污水處理站裝機負荷約100 kW，運行成本約6.5 元/m3污水。

5 結論

采用微電解與好氧、厭氧、好氧混合工藝處理制藥廢水，雖然制藥廢水的成分復雜，但系統的處理效率較高，且抗沖擊負荷能力較強，出水可達到廣州市三級出水標準。

參考文獻

[1]張中和．城鎮排水(第二版)．給排水設計手冊[M]．中國建筑工業出版社，2005：1-31，159-557．

[2]張自杰．廢水處理理論與設計[M]．中國建筑工業出版社，2003：474-476，881-905．

[3]胡紀萃．廢水厭氧生物處理理論與技術[M]．中國建筑工業出版社，2003：154-189．

(本文文獻格式：季猛猛．微電解與生化法混合工藝處理化學合成類制藥廢水[J]．廣東化工，2011，38(6)：155-156)

[作者簡介] 季猛猛(1981-)，男，安徽人，碩士，設計助理，主要從事化工廢水處理設計及環境影響評價的工作。