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制藥工業(yè)廢水處理工藝解析

文章出處:未知發(fā)表時(shí)間:2021-12-30 14:02:36


 

圖片2 

  江西某科技公司從事精密化工產(chǎn)品的研發(fā)和生產(chǎn),主要產(chǎn)品有吡啶氫氟酸鹽、N-氟代雙苯磺酰胺、三乙酰氧基硼氫化鈉等化學(xué)合成類(lèi)藥物。在生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生了大量的制藥廢水,其成分復(fù)雜、有機(jī)物含量高、毒性大、色度深、可生化性差,屬于高濃度難降解的有機(jī)廢水。目前常規(guī)的預(yù)處置工藝不能有效進(jìn)步廢水的可生化性,單一的生物處置工藝存在出水水質(zhì)不穩(wěn)定且難以達(dá)標(biāo)等缺陷,亟待尋覓一套有效的組合工藝對(duì)化學(xué)合成類(lèi)廢水實(shí)行處置。研討標(biāo)明,微電解-芬頓氧化組合工藝作為預(yù)處置對(duì)難降解有機(jī)廢水具有良好的處置效果,可有效去除廢水中的重金屬離子并進(jìn)步廢水的可生化性。水解酸化工藝應(yīng)用產(chǎn)酸菌的水解和產(chǎn)酸作用改動(dòng)有機(jī)物的構(gòu)造,可進(jìn)一步進(jìn)步B/C值,同時(shí)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、污泥產(chǎn)量少等優(yōu)點(diǎn)。生物接觸氧化工藝具有容積負(fù)荷高、耐沖擊負(fù)荷、去碳脫氮效果佳等優(yōu)點(diǎn)?;炷に嚳山?jīng)過(guò)絮凝劑產(chǎn)生的緊縮雙電層、吸附架橋和網(wǎng)捕等作用進(jìn)一步去除水中懸浮物質(zhì),保證出水水質(zhì)。經(jīng)綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)剖析并分離公司的實(shí)踐生產(chǎn)狀況,本項(xiàng)目采用微電解/芬頓/水解酸化/生物接觸氧化/混凝工藝處置制藥廢水,使得最終出水水質(zhì)到達(dá)《化學(xué)合成類(lèi)制藥工業(yè)水污染物排放規(guī)范》(GB21904—2008)

 

  1、廢水水質(zhì)

 

  制藥廢水主要包括生產(chǎn)過(guò)程中各種結(jié)晶、轉(zhuǎn)相等母液廢水;反響容器、過(guò)濾機(jī)械、催化劑載體等沖洗廢水;吸附、副產(chǎn)品等殘液廢水輔助過(guò)程排水和少量生活污水。廢水水量、水質(zhì)及排放規(guī)范見(jiàn)表1。

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  2、工藝流程及闡明

 

2.1 廢水處置工藝流程

 

  制藥廢水經(jīng)過(guò)格柵去除大塊雜物后自流入調(diào)理池,平衡水質(zhì)、水量。調(diào)理池出水經(jīng)過(guò)提升泵送入pH調(diào)理池,參加H2SO4調(diào)理廢水pH值至23以滿(mǎn)足后續(xù)微電解的反響條件。pH調(diào)理池出水自流入微電解池,在酸性條件下經(jīng)過(guò)鐵碳顆粒之間構(gòu)成無(wú)數(shù)個(gè)原電池,發(fā)作電化學(xué)反響氧化合成復(fù)雜的有機(jī)物。微電解池出水自流入芬頓池,投加H2O2使廢水中的Fe2+H2O2產(chǎn)生鏈?zhǔn)椒错?,生成羥基自在基進(jìn)一步氧化合成難降解物質(zhì)。芬頓池出水自流入中和絮凝池,在池中投加NaOH,將廢水調(diào)至弱堿性并投加絮凝劑降低懸浮物和色度,以利于后續(xù)生物處置。中和絮凝池出水自流入初沉池實(shí)行固液別離。初沉池出水自流入水解酸化池,經(jīng)水解酸化作用改善廢水可生化性。水解酸化池出水自流入生物接觸氧化池,進(jìn)一步降解有機(jī)物和脫氮并去除局部SS。同時(shí)生物接觸氧化池混合液局部回流至水解酸化池,實(shí)行反硝化脫氮。生物接觸氧化池出水自流入二沉池實(shí)行固液別離。二沉池出水自流入混凝池,投加絮凝劑(PAC、PAM)使廢水中的懸浮物構(gòu)成絮體,同時(shí)進(jìn)一步降低CODSS的濃度?;炷厣蠈右阂缌鬟M(jìn)入終沉池,實(shí)行固液別離,進(jìn)一步去除SS后流入清水池,再排入園區(qū)污水處置廠。組合工藝中污泥濃縮池主要搜集初沉池、二沉池和終沉池的污泥。污泥濃縮池局部污泥回流至生物接觸氧化池,堅(jiān)持池內(nèi)活性污泥濃度。污泥濃縮后經(jīng)過(guò)廂式壓濾機(jī)降低污泥含水率,污泥濃縮池上清液和廂式壓濾機(jī)的濾液回流至調(diào)理池。本組合工藝均勻泥餅產(chǎn)生量為65.4kg/d,均外運(yùn)至具有相應(yīng)資質(zhì)的處置單位實(shí)行最終的污泥處置。

 

  廢水處置工程設(shè)計(jì)水量為100m3/d,各構(gòu)筑物設(shè)計(jì)進(jìn)水流量均為5m3/h(20h計(jì)算),工藝流程見(jiàn)圖1。

 

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  2.2 主要構(gòu)筑物及設(shè)備

 

  2.2.1 調(diào)理池

 

  1座,尺寸為18.4m×4.0m×3.0m(長(zhǎng)××高,下同),有效高度為2.0m,有效池容為147.2m3,水力停留時(shí)間(HRT)20h。采用公開(kāi)式鋼筋混凝土構(gòu)造,內(nèi)壁防腐。配套設(shè)備:1臺(tái)羅茨風(fēng)機(jī),Q=2.62m3/hP=0.03MPa,N=2.2kW;1套空氣攪拌系統(tǒng)2臺(tái)提升泵,Q=5m3/h,H=150kPa,N=0.75kW1臺(tái)液位控制器;1臺(tái)電磁流量計(jì)。

 

  2.2.2 微電解池

 

  1座,尺寸為3.0m×3.0m×4.5m,有效高度為4.0m,HRT2h,有效容積為36m3。池體內(nèi)填充10m3鐵碳組合填料。池體采用半地上式鋼筋混凝土構(gòu)造,內(nèi)壁防腐。配套設(shè)備:1套空氣攪拌系統(tǒng),氣源由生物接觸氧化池的羅茨風(fēng)機(jī)提供。

 

  2.2.3 芬頓池

 

  2座,并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn),單座尺寸為1.4m×1.4m×2.5m,有效高度為2.0m,有效容積為7.48m3,HRT1.5h。采用半地上式鋼筋混凝土構(gòu)造,內(nèi)壁防腐。配套設(shè)備:1H2O2投加安裝,1臺(tái)H2O2加藥泵(Q=90L/hN=0.25kW);2組曝氣攪拌安裝,氣源由生物接觸氧化池的羅茨風(fēng)機(jī)提供。

 

  2.2.4 中和絮凝池

 

  投加NaOH調(diào)理pH值至8.08.5,投加PAMPAC以減小SS和色度。2座,并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn),單座尺寸為1.4m×1.4m×2.5m,有效高度為2.0m,有效容積為7.48m3,HRT0.7h。采用半地上式鋼筋混凝土構(gòu)造,內(nèi)壁防腐。配套設(shè)備:2NaOH投加安裝(含攪拌安裝)1臺(tái)NaOH加藥泵(Q=90L/h,N=0.25kW)2組曝氣攪拌安裝,氣源由生物接觸氧化池的羅茨風(fēng)機(jī)提供。

 

  2.2.5 水解酸化池

 

  1座,尺寸為4.0m×11.6m×4.5m,有效高度為4.0m,有效池容為185.6m3,HRT37.0h,溶解氧為0.20.5mg/L。池內(nèi)設(shè)置140m3、規(guī)格為150mm的生物填料,池體采用半地上式鋼筋混凝土構(gòu)造,內(nèi)壁防腐。配套設(shè)備:1臺(tái)潛水?dāng)嚢铏C(jī),直徑260mm,N=0.85kW;2組曝氣攪拌安裝,氣源由生物接觸氧化池的羅茨風(fēng)機(jī)提供。

 

  2.2.6 生物接觸氧化池

 

  2座,并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn),單座尺寸為4.0m×11.6m×4.5m,有效高度為4.0m,有效容積為371.2m3HRT74.0h,DO24mg/L,污泥濃度為4000mg/L。池內(nèi)設(shè)置280m3、規(guī)格為150mm的生物填料,容積負(fù)荷為0.62kgBOD5/(m3填料·d),采用半地上式鋼筋混凝土構(gòu)造,內(nèi)壁防腐。配套設(shè)備:2臺(tái)(11)羅茨鼓風(fēng)機(jī),Q=11m3/min,N=15kW,P=0.05MPa;200套微孔曝氣器,規(guī)格為D215,效勞面積為0.300.50m2/套,空氣流量為1.53.0m3/(·h)。

 

  2.2.7 二沉池

 

  1座,尺寸為3.5m×3.5m×4.5m,有效水深為4.0m,有效容積為49m3,水力外表負(fù)荷為0.41m3/(m2·h)。采用半地上式鋼筋混凝土構(gòu)造。配套設(shè)備:1PVC材質(zhì)的溢流堰,1套中心導(dǎo)流管,DN350,1套氣提排泥泵。

 

  2.2.8 混凝池

 

  1座,尺寸為1.65m×1.5m×2.5m,有效高度為2.0m,有效容積為4.95m3,HRT1h。采用半地上式鋼筋混凝土構(gòu)造。配套設(shè)備:1PAM投加安裝(含攪拌安裝),2臺(tái)PAM加藥泵(Q=50L/hN=0.25kW)。1PAC投加安裝,1臺(tái)PAC加藥泵(Q=90L/h,N=0.25kW)。1組曝氣安裝,氣源由生物接觸氧化池的羅茨風(fēng)機(jī)提供。

 

  2.2.9 污泥濃縮池

 

  1座,尺寸為1.65m×3.4m×4.5m,有效高度為4.0m,有效容積為22.5m3HRT12h。采用半地上式鋼筋混凝土構(gòu)造。配套設(shè)備:2臺(tái)螺桿泵(11),Q=5m3/hP=0.6MPa,N=3.0kW;1臺(tái)廂式壓濾機(jī),過(guò)濾面積30m2,N=1.5kW。

 

  3、調(diào)試運(yùn)轉(zhuǎn)狀況

 

  3.1 調(diào)試狀況

 

  廢水處置工程從20164月開(kāi)端調(diào)試,經(jīng)過(guò)大約60d完成調(diào)試,各反響器啟動(dòng)勝利。

 

  物化調(diào)試

 

  物化調(diào)試包括pH調(diào)理池、微電解池、芬頓池、中和絮凝池和混凝池。向pH調(diào)理池投加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%H2SO4,將廢水pH值調(diào)至34。微電解池內(nèi)填充10m3鐵碳組合填料,鐵碳填料均勻粒徑為2.53.5cm、鐵碳體積比為1∶1、反響時(shí)間為2h,氣水比為10∶1。芬頓池投加30%H2O2,控制反響時(shí)間和pH值變化。在中和絮凝池投加絮凝劑(PAC、PAM)10%NaOH(片堿),依據(jù)廢水水質(zhì)肯定混凝劑和NaOH的投加比例,以pH值在8.08.5和混凝沉淀效果良好為規(guī)范?;炷赝都有跄齽?/span>(PAC、PAM),依據(jù)進(jìn)水量同比例調(diào)整絮凝劑投加量,每日需排泥一次,當(dāng)處置水量和去除效果到達(dá)設(shè)計(jì)請(qǐng)求時(shí),即標(biāo)志調(diào)試完成。

 

  生化調(diào)試

 

  生化調(diào)試包括水解酸化池和生物接觸氧化池。接種污泥均取自園區(qū)內(nèi)某藥廠廢水處置站的脫水污泥,接種污泥體積均為30%池容。水解酸化池內(nèi)置140m3組合填料,將污泥投入反響器中,加滿(mǎn)用自來(lái)水1∶1稀釋后的制藥廢水。控制調(diào)試階段pH值為7.08.0,溫度為2030℃、DO0.20.5mg/L,BOD5∶N∶P=(300500)∶5∶1。啟動(dòng)初期控制進(jìn)水流量為設(shè)計(jì)值的1/3,容積負(fù)荷為0.5kgCOD/(m3·d),培育馴化一段時(shí)間,當(dāng)COD去除率達(dá)70%左右時(shí),逐漸進(jìn)步進(jìn)水流量和容積負(fù)荷。經(jīng)過(guò)60d左右,各反響器進(jìn)水流量和容積負(fù)荷均到達(dá)設(shè)計(jì)請(qǐng)求,COD去除率在80%左右,處置效果穩(wěn)定。池內(nèi)填料外表附著一層黑色生物膜,質(zhì)感稀薄,根本完成掛膜。生物接觸氧化池內(nèi)置280m3組合填料,控制調(diào)試階段的pH值為6.08.5,DO值為24mg/L,BOD5∶N∶P=100∶5∶1。啟動(dòng)初期采用間歇進(jìn)水。將接種污泥投入反響器中,加滿(mǎn)1∶4稀釋后的制藥廢水,實(shí)行曝氣。每天改換1/3池容的廢水,待填料上的生物膜由黑色轉(zhuǎn)為黃褐色后,改為連續(xù)進(jìn)水。進(jìn)水流量為設(shè)計(jì)值的1/3。當(dāng)COD去除率穩(wěn)定在70%以上時(shí),逐漸進(jìn)步進(jìn)水流量和容積負(fù)荷。經(jīng)過(guò)40d左右,填料外表呈現(xiàn)一層褐色的生物膜,顯微鏡下可見(jiàn)草履蟲(chóng)、腎形蟲(chóng)和累枝蟲(chóng)等。掛膜階段完畢,可以為調(diào)試完成。

 

  3.2 運(yùn)轉(zhuǎn)效果

 

  系統(tǒng)調(diào)試終了后投入運(yùn)轉(zhuǎn)。各單元處置效果見(jiàn)表2。穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)結(jié)果標(biāo)明,廢水經(jīng)該工藝處置后,最終出水水質(zhì)到達(dá)《化學(xué)合成類(lèi)制藥工業(yè)水污染物排放規(guī)范》(GB21904—2008)

 

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  3.3 呈現(xiàn)的問(wèn)題及處理方法

 

  水解酸化池調(diào)試運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),呈現(xiàn)過(guò)出水pH值過(guò)低的問(wèn)題。對(duì)此可及時(shí)加大投堿量,減少或暫停進(jìn)水以減輕污泥負(fù)荷,待出水正常后繼續(xù)加大負(fù)荷至設(shè)計(jì)值,同時(shí)應(yīng)緊密監(jiān)控pH值變化。

 

  由于該化學(xué)合成類(lèi)藥物廢水屬于間歇排放,水質(zhì)和水量動(dòng)搖較大。對(duì)此可恰當(dāng)延長(zhǎng)廢水在調(diào)理池中的停留時(shí)間,減少后續(xù)工藝的沖擊負(fù)荷。

 

  4、技術(shù)經(jīng)濟(jì)剖析

 

  本工程總投資為112.50萬(wàn)元,其中直接費(fèi)用包括土建費(fèi)用61.50萬(wàn)元、設(shè)備費(fèi)用50.30萬(wàn)元間接費(fèi)用為19.70萬(wàn)元。運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用包括電費(fèi)、藥劑費(fèi)及人工費(fèi)。廢水處置站總裝容量為43.5kW,運(yùn)轉(zhuǎn)容量為25.1kW,電耗為388.9kW·h/d。電價(jià)以0.80/(kW·h)計(jì),則電費(fèi)為2.0/m3;藥劑包括H2SO4NaOH、PAM、PACH2O2,正常狀況下藥劑費(fèi)折合為0.53/m3;廢水站需布置2名工作人員,工資按2000/(·)計(jì),折合人工費(fèi)為1.33/m3。合計(jì)運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用為3.86/m3。

 

  5、結(jié)論

 

  針對(duì)江西某科技公司生產(chǎn)吡啶氫氟酸鹽、N-氟代雙苯磺酰胺、三乙酰氧基硼氫化鈉等化學(xué)合成類(lèi)藥物產(chǎn)生的大量制藥廢水,采用微電解/芬頓/水解酸化/生物接觸氧化/混凝工藝處置。該工藝處置效果好,抗沖擊負(fù)荷才能強(qiáng)。最終出水COD、BOD5、NH3-N、SS濃度分別為7713、8、9mg/L,出水水質(zhì)到達(dá)《化學(xué)合成類(lèi)制藥工業(yè)水污染物排放規(guī)范》(GB21904—2008)