物化／水解／接触氧化工艺处理医药化工废水

摘 要 ： 采 用物 化 ( 混 凝 、 电解氧 化 ) ／ 水 解／ 接 触氧 化 工艺 处理 医 药化 工废 水 ， 处 理 量 为 2 0 0m   ／ d ， 其 中高浓度废 水 C O D为 3 0   0 0 0   m g ／ L ， 低 浓度废 水 C O D为 3   0 0 0   m g ／ L 。运行 实践表 明 ， 电解氧化 工 艺与 水解酸 化 工 艺联 用 ， 可 明 显 提 高废 水 的 可 生化 性 ； 接 触 氧 化 池 对 C O D 的 去 除 率 约 为7 0 ％ 。整 个处理 系统对 C O D的去 除 率 达 到 9 5 ％ ， 出水 C O D< 3 0 0   m g ／ L ， p H 为 7 ． 9 2～ 8 ． 2 7 ， 达 到《 污水综合 排放 标 准》 ( G B   8 9 7 8 - 1 9 9 6 ) 的二级 标 准。

关键词 ：   医药化 工废水 ；   物化 处理 ；   水 解 酸化 ； 接 触氧化

中图分 类 号 ： X 7 0 3 ． 1   文献标 识码 ：C   文 章编 号 ：1 0 0 0— 4 6 0 2 ( 2 0 0 8 ) 1 2 — 0 0 6 2 — 0 4

医药 化 工 废水 成 分 复 杂 、 污染 物 浓 度 高 、 p H 变化 频繁 、 带有 颜 色和气 味 、 悬 浮物含 量高 、 盐分 高 、 含有难降解物质和有抑菌作用的抗生素 ， 并且水质、 水量变化大 ， 带有毒性 ， 属难 降解有机废水 ， 是我 国工业 废水 治理 的难 点 和重点[1 - 4 ] 。 目前处 理 此类 废水常采用 稀 释／ 好 氧处 理 工 艺 、 U A S B ／ 水 解 酸 4 L ／ 好 氧处 理工 艺 、 水 解／ 接触 氧 化 工 艺 等 ， 但 水 量 往往 要 稀释 十几倍 ， 使 得好 氧处 理量 太大 ， 投 资也相 应增 大数倍 。

浙 江某 医药化 工厂 是一 家专 门从 事 医药 中间体及各 种精 细化 学 品生 产 的 中型 企业 ， 产 品 有氨 基 噻唑 、 头孢侧 链 和康 唑 等 近 4 0 个 品种 ， 其 生产 废 水 间歇排 放 ， 平 均排 放 量 为 2 0 0   m3／ d ， 由 于 有机 合 成 品

种多 ， 产 品变 化大 ， 因而 废水 成分 复 杂 ， 难 于 治理 。

鉴于 高级 氧化 和水 解 酸化 在高浓 度 有机 废水 处理 中 已有广泛 应用 ， 以及该 废水 水质 、 水 量变 化较 大等 特点 ， 采用 混凝 ／ 电解氧 4 g ／ 水 解／ 生物 接触 氧 化工艺对该医药化工废水进行治理 ， 取得 了满意 的结果。

1 废 水水质 、 水 量及 处理要 求

该 厂废 水 主 要来 源于 车 间工 艺 废水 、 地 面 冲洗水 、 生 活 污水 、 污 冷 水 等 。其 中车 间 工 艺 混 合 废 水( 高浓度废水 ) 排放量 为 8 0   m   ／ d ， 其他低浓度废水( 地 面 冲洗 水 、 生 活 污 水 、 污 冷 水 等 ) 排 放 量 为 1 2 0m   ／ d 。要求处理后出水水质达到《 污水综合排放标准》 ( G B   8 9 7 8 -1 9 9 6 ) 的二级标准 。废水 水质及排放 标准 见表 1 。

2 工 艺流 程 及 主要 构 筑 物

2 ． 1   工 艺流 程

2 ． 2 主要构 筑物 与 设备

① 调节 池 I

调节 池 I的停 留 时 间 为 3 6   h ， 有 效 容 积 为 1 2 0I n   ， 平 面尺 寸为 1 0 ． 0   1 ／ 1   X 5 ． 0   1 ／ 1 ， 有效 水深 为 2 ． 5   1 ／ 1 ，总深 为 3 ． 0   1 ／ 1 。进 口处 设 格 栅 一 台 ， 池 体 为 钢混 结构 ， 并作防渗 、 防腐处理。池内设空气混合 系统 ， 起到搅 拌 和均质 作用 。

② 混凝 沉淀 池

该 设备 为成 套 定制 ， 将 中和 、 絮凝合 并 于 同一反应 区进 行 。处 理 能力 为 1 0   1 ／ 1   ／ h ， 设 备 外 形 尺 寸 为5 ． 0   1 ／ 1   X   2 ． 5   1 ／ 1   X   2 ． 7   1 ／ 1 ， 总 功率 为 1 ． 1   k W 。设 备 材质为钢板 ， 内、 外壁均作防腐处理 。污泥送往污泥浓缩池 。

③ 电解 氧化 池

电解 氧化装 置 处 理 能力 为 1 0 0   1 3   ／ d ， 设 计 取 5m   ／ h ， 共 3 个单元 ， 极板面积为 1   m   ， 功率为 1 0   k W，电流 密度 为 3 0 0   A ／ m   ， 电压 为 2 0～ 2 4   V， 声 强 为 1k W ／ m   ， 氧化 时 间为 6 0   m i n 。该装 置可 提 高不 易 生物 降解 的高浓 度工 艺 废 水 的可 生 化性 ， 提 高后 续 生物处 理效 果 。

④ 电导监控

废水 经 电 解 氧 化 后 ， 如 检 测 到 废 水 盐 度 >2 0   0 0 0   m g ／ L ， 则关闭主流路 电磁 阀， 开启 旁路 电磁阀 ， 将高盐废水送往高盐水缓 冲池 。工业 电导率仪由单 片机 控制 ， 带 自动温 度补 偿 、 自 动 校准及 标 准信号输 出。高盐废 水 缓 冲池 与调 节池 合 建 ， 平 面 尺 寸为 1 0   m   x   5 ． 0   m， 有效 深度 为 2 。 5   m， 总深 为 3   m， 有效容积为 1 2 0   1 ／ 1   ， 钢混结构 ， 内壁作防腐处理 。

⑤ 调节 池 Ⅱ

调节 池 Ⅱ的平 面 尺 寸 为 2 0 ． 0   1 ／ 1   X   7 ． 0   1 ／ 1 ， 有 效深 度 为 2 ． 5   1 ／ 1 ， 总深 度为 3 ． 0   1 ／ 1 ， 有 效容 积为 3 5 0   1 ／ 1   ，停 留时间为 4 2   h ， 池体为钢混结构 ， 并作防渗、 防腐处理。池内设空气混合系统 ， 起到搅拌和均质作用 。

⑥ 水 解池

采 用一 体化 结 构 ， 停 留 时间为 4 8   h ， 平面 尺寸 为1 0 ． 0   1 ／ 1   X   6 ． 5   1 ／ 1 ， 有 效 深 度 为 6 ． 5   m， 总 深 度 为 7 ． 01 ／ 1 ， 有 效容 积为 4 0 0   1 1 ' 1 _   ， 设 置污 泥 回流 补充 系统 。沉淀池为竖 流 式 ， 平 面 尺 寸 为 6 ． 0   1 " ／ 1   X   6 ． 0   1 " ／ 1 ， 有效 深度 为 6 ． 5   m， 总深度 为 7 ． 0   1 1 ' 1 _ ， 沉 淀污 泥返 回水 解池 ，剩余污泥送往污泥浓缩池。利用 内部 的污泥循环培养兼 性微 生 物 ， 以达 到对废 水 中有机 物进行 水解 、 酸化 和去 除废水 中悬 浮 物 的 目的。

⑦ 接 触氧化 池

采 用一 体化结 构 ， 总停 留时间为 2 4   h ， 平面 尺寸为 1 0 ． 0   1 1 ' 1 _ X   4 ． 0   1 1 ' 1 _ ， 平均 有 效深 度 为 5 ． 0   1 ' 1 _ ， 总深 度为 5 ． 5   1 ' 1 _ ， 有效 容 积 为 2 0 0   1 ／ 1 ’ 。池 内填充 组 合 填 料( 1 6 0   m   ) 作 为微 生物 的载体 ， 填 充率 为 8 0 ％ 。采 用曝气软管曝气 ， 由鼓风机供气 。考虑调节池 的搅拌用气 需要 ， 选 用 2台罗茨 风 机 ( 1 用 1 备 ) ， 单 台气 量为 5 ． 6 8   1 ／ 1   ／ m i n ， 风 压 为 4 4   k P a ， 电 机 功 率 为 7 ． 5KW

⑧ 终沉 池

由反应 区 和沉 淀 区组 成 ， 与 接触 氧化 池 共 壁 合建 。反 应 区平面 尺寸 为 1 ． 0   1 3 1 × 4 ． 0   i n ， 有效 深 度 为5 ． 0   1 3 1 ， 总深 度 为 5 ． 5   1 3 1 ， 停 留时 问 为 1 4 4   r a i n ； 沉 淀区采用 竖流 式 ， 平 面 尺 寸 为 4 ． 0   i T ／ × 4 ． 0   n l ， 有 效 深度 为 5 ． 0   n l ， 总深 度 为 5 ． 5   n l ， 表 面 负荷 为 0 ． 5 2   n l   ／( n l  · h ) 。沉淀 污泥 排 至污 泥浓缩 池 。

⑨ 标 准排 放 口

平 面尺 寸为 4 ． 0   n l × 4 ． 0   n l ， 有效 深度 为 1 ． 5   n l ，总深度 为 1 ． 8   n l ， 设置 砂石 过滤 消泡 、 C O D在线 监 控系统 。

⑩ 污泥浓 缩池

污泥浓 缩池 平 面尺 寸为 4 ． 0   1 2 1 × 5 ． 0   i n ， 2 座 ， 有效 深度 为 5 ． 0   1 2 1 ， 总 深度 为 5 ． 5   1 2 1 ， 单 座 有效 容 积 为1 0 0   n l 。。 设 置上 清液 排放 和底 部 排泥 系统 。污泥 处理采用 厢式 压 滤机脱 水 ， 配 2 套 螺 杆泵 。

3 调试 和 实际运行 情况

3 ． 1   微 生物 的培 养 驯化

该工程 于 2 0 0 7 年 4 月 开始 调试 ， 主要 进行 水 解池和 接触 氧化 池 中污泥 的驯化 。接种 污泥 采用 附近同类 生产企 业 污水 处 理 系 统 的脱 水 污 泥 ， 按 照 设 计处 理水 量 的 2 0 ％ 左 右 投 加 。首 先 将 综 合废 水 和 清水 按 一定 比例 注入水 解 池和接 触 氧化 池 ， 然 后接 种 ，同时 添加浓 质粪 便 ， 闷 曝 2   d 静 态培 养 ； 之 后 开始 进水 ， 初 期为 间歇 进水 ， 再 逐 步过 渡 至 连 续 进 水 ， 根 据各池的 C O D变化情况逐渐增加进水负荷直至满负荷 运转 ， 在 此 阶段不 排泥 。运行 一 段 时间后 ， 填料 上长有生物膜 ， 水解酸化池 中出现指示 性微生物 ( 呈杆 状 ， 数 量 多且 比较 活跃 ) ， p H 变 化 比较 稳 定 ， C O D去除率一般 为 2 0 ％ 一 4 0 ％， 此 阶段 采用 投加 面粉 、尿素 、 过磷酸钙以改善 c 、 N 、 P 的比例。接触氧化池运行 正 常时 ， D O 为 2 ． 0～ 4 ． 0   m g ／ L ， 可 随 时调 整 曝气量 。在驯化培养期间， 每 日 定时测定各池 的进 、 出水 C O D、 D O和活性 污泥 特性参 数 ， 测得 出水 C O D<2 0 0   m g ／ L 。通过镜 检 发现 ， 生物 相演 替规 律 明显 ， 原生 动物数 量 逐步增 多 ， 优势 种属 由起初 的鞭毛虫 、 变形 虫逐 步过 渡为 草履 虫 、 肾形虫 等游 动型 纤毛虫 ， 最后 以钟 虫 、 累 枝虫 为 主 ， 并 有 少 量 后 生 动 物 ( 轮 虫 )出现 。以上 结果 表 明 ， 接 触 氧化 池 活 性 污 泥 已培 养驯 化成 功 。

3 ． 2 其他调 试

混 凝沉 淀池 和 电解氧 化池 等调试 也 与微 生物 的驯 化培养 同期开 始 ， 在 混 凝 沉淀 池 的反 应 区 中投 加絮 凝剂 ( P A C ) 和 石 灰 水 ， 根 据 实 际 废 水 水 质 确 定P A C和石灰水 的配制 比例 和流 量 ， 石 灰 水 的投加 量以 p H在 6～ 8为准 ， P A C的投加 量 以混凝 沉 淀效 果良好 为准 。如果 废 水进 水量 增 加 ， 则 根 据 实 际情 况同 比例调整 石 灰 水 和 P A C的 流量 。在 混凝 沉 淀 池内设在线 p H装置 ， 需定期维护 ， 电极每周至少清洗一次 、 校准 一次 ， 混凝 沉淀 池需 每 日 及 时 排泥 。

电解氧 化池控 制 流量 为 5   1 2 1   ／ h 左 右 ， 待 废 水 浸没 电解 池 电极后 ， 开启 电解 电源 ， 每 座 电解池 的最 大控 制 电流 为 5 0   A， 一般控 制在 3 0   A， 电压 自动调 整 。待 废水 浸没 超声 振子 时 ， 开 启超 声波 电源 开关 ， 频率固定在 1 0 0   k H z ， 超声 功率 最 大 值 为 8 0 0   W， 一般 控制 在 中级强 度 ( 约为 4 0 0   W) 。

3 ． 3 运 行结 果

2 0 0 7年 4 月 1 0 日～ 6月 2日经 过 近 2 个 月 的调 试监测 后 ， 环境 检 测 部 门对 该 废 水 处 理 工程 设 施进行 了两个 周 期 连 续 2 4   h监 测 ， 主 要 监 测 项 目为p H、 C O D， 监 测结 果见 表 2 。在 调 试 运 行 正 常 后 ， 出水 C O D< 3 0 0   m g ／ L ， 其余指标也达到 《 污水综合排放标准》 ( G B   8 9 7 8 -1 9 9 6 ) 的二级标准。

由表 2 可 以看 出 ， 高 浓 度 废水 经 混 凝 沉 淀 和 电解 氧 化 预 处 理 后 ， 对 C O D 的 去 除 率 为 2 2 ． 4 ％ 一2 5 ． 4 ％ 。预 处理 的另一 个 目的是 提 高废水 的可生 化性 ， 为 后续生 物处 理 提供 保证 。与低 浓 度 废 水 在 调节池 Ⅱ 混合 后 ， 废 水 C O D 已经 明 显 降 低 ， 经 水 解 酸化 处理 后对 C O D 的去 除率 为 3 4 ％ ～ 4 0 ％ ， 接 触 氧化 池对 C O D 的去 除率 约 为 7 0 ％ 。废 水 经 以上 工 序处 理后 ， 对 C O D 的去 除率 达 到 9 5 ％ ， 出 水 C O D <3 0 0   m g ／ L ， p H为 7 ． 9 2～ 8 ． 2 7 ， 均 满足 《 污 水 综 合 排放标 准》 ( G B   8 9 7 8 - 1 9 9 6 ) 的二级 标准 。

3 ． 4 主要 经济 技术 指标

废 水处 理站 总 占地 面 积 为 2   0 0 0   m   ， 总 投 资 约为 3 2 5万元 ， 药 剂 费 用 为 0 ． 2 0   m   ， 电 费 为 2 ． 3 8元／ m   ， 人工 费为 0 ． 5 3   m   ， 维修 费为 0 ． 1 0m   ， 折 旧费为 0 ． 4 6   m   ， 总运 行 费 用 为 3 ． 6 7m   。若 工作 时 间 以 3 0 0   d ／ a计 ， 则 该 项 目实 施 后C O D排放量 可 削减 9 7 2   t ／ a 。

3 ． 5   工 艺特点

针对 医药 化工 废水 水质 复 杂 的特 点 ， 采取 高 、 低浓 度 废水 分流 处理 。对 酸性 高浓 度废 水采 用混 凝沉淀 、 电解氧 化 预处 理 ， 再 与低 浓 度 废 水 混合 ， 经 水解酸化 、 接触 氧 化生 物 处 理 ， 整 个 工 艺 运行 稳 定 ， 效 果良好 。

① 调节 池 起 到 了 均质 、 均量 的作 用 。调 节 池建在 地下 并加 水泥 盖 ， 既节 约空 间又 达 到 了厌 氧 消化 的效果 。

② 对 酸 性 高 浓度 废 水 采 用 电解 氧 化 预处 理 ，可以有效降低难降解和对生物有毒的有机物浓度 ，减轻 后续 处 理单元 的 负荷 ， 同 时大 幅提 高 废 水 的 可生 化性 。

③ 通 过 调 节水 解 池 的气量 ， 在 满 足搅 拌 功 能的前 提下 ， 保 持 D O< 0 ． 2 0   m g ／ L 。实 践证 明 ， 水解 酸化对 有机 物 的去 除功 能 可 以充 分 发 挥 ， 同时 使 废 水的可 生化性 得 以提 高 。

④ 接 触 氧 化池 采 用 半 软性 填 料 ， 其 生 物 容 量大 、 容积 负荷 高 、 具 有 较 强 的耐 冲 击 负 荷 能力 、 适 应性 强 。

⑤ 针对医药化工废水水质多变的特点 ， 在终沉池 中分割出一个反应 区， 以便在废水未达标时进行再加药处理 ， 作为把关处理单元 ， 以确保出水达标排放 。

4 结 语

由于医药 化 工废 水 C O D 浓 度 高 、 冲击 负 荷 大 、色度 高 、 可生 化性差 ， 单 一 的生化 处理 很难 达到 排放要求 ， 而 利用 混凝 沉 淀 、 电解 氧 化作 预处 理 ， 保 证 了后续 接触 氧化 生 物处 理 的高 效性 ， 从 而 确保 了 出水达 标排放 。半年 多 的实 际运 行 结果 表 明 ， 该 工 程 运行稳 定 ， 处理 费用低 ， 出 水水 质 达 到 《 污 水综 合 排 放标 准》 ( G B   8 9 7 8 - 1 9 9 6 ) 的二级标 准 。