如何進行水處理？

衡美水處理為您介紹一種***、實用的水處理技術(shù)——醫(yī)藥化工廢水處理技術(shù)，并向您詳細(xì)介紹醫(yī)藥化工廢水處理相關(guān)工藝。

一、概述

醫(yī)藥化工企業(yè)***從事有機化工制藥中間體的開發(fā)和生產(chǎn)，主要產(chǎn)品有2-氟苯胺、2，4-二氟苯胺、2，6-二氟苯胺、4-溴-2-氟苯胺、4-溴-2-氟聯(lián)苯、2，4-二氟聯(lián)苯、2-氟聯(lián)苯等。在生產(chǎn)過程中排放廢水污染物含有苯胺、聯(lián)苯、異丙醇等有機物，具有污染物濃度高、成分復(fù)雜、毒性大、可生化性差等特點，單獨采用物化法或生化法很難使得廢水達標(biāo)排放。

因此，比較有效的處理工藝就是將物化法同生化法相結(jié)合，如Fenton-UASB-A/O 工藝、水解酸化-鐵炭微電解-好氧生化工藝、高壓脈沖電凝-Fenton-生化法等。工程結(jié)合目前類似醫(yī)藥化工中間體生產(chǎn)廢水處理技術(shù)，在大量小試及中試的基礎(chǔ)上，提出了適合該企業(yè)的廢水處理工藝，系統(tǒng)闡述了該工藝對廢水的處理效果，并介紹了各主要構(gòu)筑物的設(shè)計參數(shù)和工程經(jīng)濟指標(biāo)等情況。

1、廢水水質(zhì)與水量

廢水主要來自合成車間生產(chǎn)廢水、設(shè)備及地面沖洗水和部分生活污水，廢水總量為25 t/d。設(shè)計出水水質(zhì)達到***污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)二級標(biāo)準(zhǔn)(GB8978-1996)要求。設(shè)計進出水水質(zhì)如表1 所示。

其中，COD 采用重鉻酸鉀法測定(GB/T 119142-1989);氨氮采用蒸餾和滴定法測定(GB/T 7478-1987)；色度采用稀釋倍數(shù)法測定(GB 119032-89)；SS 采用重量法測定(GB/T 11901-1989);pH 采用便攜式pH 計測定；Cl-采用滴定法測定。

2、工藝流程

由于廢水為弱酸性廢水，且其中含有大量極難生化降解的芳香族化合物，可生化性極差，所以采用Fe/C 微電解-催化氧化-A/O 生化法對該廢水進行處理。工藝流程如圖2 所示。

由圖2可見，車間生產(chǎn)廢水、生活污水等首***入調(diào)節(jié)池進行水質(zhì)水量調(diào)節(jié)，然后經(jīng)潛水泵提升到酸化池。通過投加硫酸將廢水調(diào)節(jié)至強酸性(pH為2~3)后，廢水自流進入Fe/C微電解池，以去除廢水中的部分有機物、COD、色度，同時提高廢水生化性。Fe/C 微電解池出水進入中和池，投加石灰液，調(diào)節(jié)廢水至強堿性(pH 為9~10)，隨后進入曝氣池，通過曝氣吹出廢水中部分氨后進入絮凝沉淀池，去除廢水中的固體懸浮物，上清液自流進入中間水池1，污泥由泵打入污泥池。中間水池1 中投加硫酸再次調(diào)節(jié)廢水pH 至4~5 后，經(jīng)水泵提升進入催化氧化塔。為了保證進入催化氧化塔廢水的清澈度，在催化氧化塔前設(shè)置保安過濾器，以去除廢水中微小顆粒物。廢水經(jīng)過濾后，進入催化氧化塔。在進水管路上設(shè)置管道混合器，以便投加的H2O2藥劑同廢水充分混合，混有H2O2的廢水在催化氧化塔中發(fā)生氧化還原反應(yīng)，將廢水中大分子、難降解的有機物及發(fā)色基團進一步降解，同時提高廢水可生化性。廢水經(jīng)催化氧化后進入中間水池2，投加NaOH 調(diào)節(jié)廢水pH 至6.5~8，最終采用A/O 生化處理，使得廢水能夠達標(biāo)排放。

二、制藥工業(yè)廢水處理方法

制藥工業(yè)廢水的處理方法可歸納為以下幾種：物化處理、化學(xué)處理 、生化處理以及多種方法的組合處理。

1、物化處理根據(jù)制藥廢水的水質(zhì)特點，在其處理過程中需要采用物化處理作為生化處理的預(yù)處理或后處理工序。目前應(yīng)用的物化處理方法主要包括混凝、氣浮、吸附、氨吹脫、電解、離子交換和膜分離法等。

（1）混凝法該技術(shù)是目前國內(nèi)外普遍采用的一種水質(zhì)處理方法，它被廣泛用于制藥廢水預(yù)處理及后處理過程中，如硫酸鋁和聚合硫酸鐵等用于中藥廢水等。***混凝處理的關(guān)鍵在于恰當(dāng)?shù)剡x擇和投加性能優(yōu)良的混凝劑。近年來混凝劑的發(fā)展方向是由低分子向聚合高分子發(fā)展，由成分功能單一型向復(fù)合型發(fā)展。

（2）氣浮法氣浮法通常包括充氣氣浮、溶氣氣浮、化學(xué)氣浮和電解氣浮等多種形式。新昌制藥廠采用CAF渦凹氣浮裝置對制藥廢水進行預(yù)處理，在適當(dāng)藥劑配合下，COD的平均去除率在25%左右。

（3）吸附法常用的吸附劑有活性炭、活性煤、腐殖酸類、吸附樹脂等。某制藥廠采用煤灰吸附－兩級好氧生物處理工藝處理其廢水。結(jié)果顯示， 吸附預(yù)處理對廢水的COD去除率達41.1%，并提高了BOD5/COD值。

（4）膜分離法膜技術(shù)包括反滲透、納濾膜和纖維膜，可回收有用物質(zhì)，減少有機物的排放總量。該技術(shù)的主要特點是設(shè)備簡單、操作方便、無相變及化學(xué)變化、處理效率高和節(jié)約能源。朱安娜等采用納濾膜對潔霉素廢水進行分離實驗，發(fā)現(xiàn)既減少了廢水中潔霉素對微生物的抑制作用，又可回收潔霉素。

（5）電解法該法處理廢水具有***、易操作等優(yōu)點而得到人們的重視，同時電解法又有很好的脫色效果。李穎采用電解法預(yù)處理核黃素上清液，COD、SS和色度的去除率分別達到71％、83％和67％。

2、化學(xué)處理化學(xué)法包括鐵炭法、化學(xué)氧化還原法（fenton試劑、H2O2、O3）、深度氧化技術(shù)等。

（1）鐵炭法工業(yè)運行表明，以Fe-C作為制藥廢水的預(yù)處理步驟，其出水的可生化性可大大提高。采用鐵炭—微電解—厭氧—好氧—氣浮聯(lián)合處理工藝處理醫(yī)藥中間體生產(chǎn)廢水，鐵炭法處理后COD去除率達20%，最終出水達到***《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978—1996)一級標(biāo)準(zhǔn)。

（2）Fenton試劑處理法亞鐵鹽和H2O2的組合稱為Fenton試劑，它能有效去除傳統(tǒng)廢水處理技術(shù)無法去除的難降解有機物。隨著研究的深入，又把紫外光（UV）、草酸鹽（C2O4-）等引入Fenton試劑中，使其氧化能力大大加強。程滄滄等以TiO2為催化劑，9 W低壓汞燈為光源，用Fenton試劑對制藥廢水進行處理，取得了完全脫色，COD去除率92.3%的效果，且化合物從8.05 mg/L降至0.41 mg/L。采用該法能提高廢水的可生化性，同時對COD有較好的去除率。

（3）氧化技術(shù)又稱氧化技術(shù)主要包括電化學(xué)氧化法、濕式氧化法、超臨界水氧化法、光催化氧化法和超聲降解法等。其中紫外光催化氧化技術(shù)具有新穎、***、對廢水無選擇性等優(yōu)點，尤其適合于不飽合烴的降解，且反應(yīng)條件也比較溫和，無二次污染，具有很好的應(yīng)用前景。與紫外線、熱、壓力等處理方法相比，超聲波對有機物的處理更直接，對設(shè)備的要求更低，作為一種新型的處理方法，正受到越來越多的關(guān)注。

3、生化處理生化處理技術(shù)是目前制藥廢水廣泛采用的處理技術(shù)，包括好氧生物法、厭氧生物法、好氧－厭氧等組合方法。

（1）好氧生物處理由于制藥廢水大多是高濃度有機廢水，進行好氧生物處理時一般需對原液進行稀釋，因此動力消耗大，且廢水可生化性較差，很難直接生化處理后達標(biāo)排放，所以單獨使用好氧處理的不多，一般需進行預(yù)處理。常用的好氧生物處理方法包括活性污泥法、深井曝氣法、吸附生物降解法(AB法)、接觸氧化法、序批式間歇活性污泥法(SBR法)、循環(huán)式活性污泥法（CASS法）等。

（2）厭氧生物處理目前國內(nèi)外處理高濃度有機廢水主要是以厭氧法為主，但經(jīng)單獨的厭氧方法處理后出水COD仍較高，一般需要進行后處理（如好氧生物處理）。目前仍需加強***厭氧反應(yīng)器的開發(fā)設(shè)計及進行深入的運行條件研究。在處理制藥廢水中應(yīng)用較成功的有厭氧污泥床（UASB）、厭氧復(fù)合床(UBF)、厭氧折流板反應(yīng)器（ABR）、水解法等。

（3）厭氧－好氧及其他組合處理工藝由于單獨的好氧處理或厭氧處理往往不能滿足要求，而厭氧－好氧、水解酸化－好氧等組合工藝在改善廢水的可生化性、耐沖擊性、投資成本、處理效果等方面表現(xiàn)出了明顯優(yōu)于單一處理方法的性能，因而在工程實踐中得到了廣泛應(yīng)用。

三、主要設(shè)施設(shè)計參數(shù)

1、酸化池：1 座，設(shè)計尺寸3.25m×1.5 m×3.0 m，有效水深2.7 m，HRT 為13 h。池內(nèi)投加硫酸藥劑，為了使硫酸與廢水充分混合，池底設(shè)置UPVC 穿孔曝氣系統(tǒng)一套。

2、Fe/C 微電解池：1 座(分為兩格)，設(shè)計尺寸2.75 m×3.0 m×3.0 m，有效水深2.5m，HRT 為20 h。

池底部設(shè)置UPVC 穿孔曝氣系統(tǒng)一套。池內(nèi)裝有鑄鐵塊擺設(shè)成的蜂窩狀填料，在酸性條件下，鐵與炭之間形成無數(shù)個微電流反應(yīng)器，使廢水中的有機物在微電流的作用下被還原氧化。

3、中和池：1 座，設(shè)計尺寸3.25 m×1.5 m×3.0 m，有效水深2.3 m，HRT 為13 h。池內(nèi)投加石灰調(diào)節(jié)廢水pH 至強堿性，去除廢水中帶有的鐵及亞鐵離子，為后續(xù)鼓氣吹氨做準(zhǔn)備。池底設(shè)置UPVC 穿孔曝氣攪拌系統(tǒng)一套。

4、曝氣池：1 座，設(shè)計尺寸2.5 m×2.5 m×4.0 m，有效水深3.2 m，HRT 約為18.7 h。池底設(shè)置UPVC穿孔曝氣攪拌系統(tǒng)一套。

5、絮凝沉淀組合池：1 座，設(shè)計尺寸1.5m×2.5m×5.0 m，有效水深4.0 m，有效容積15m3，絮凝沉淀池分為三格，前兩格分別投加PAC 和PAM，通過曝氣攪拌，產(chǎn)生絮凝混凝反應(yīng)，將廢水中膠體及固體懸浮物凝結(jié)成較大顆粒后在沉淀池內(nèi)進行固液分離。沉淀池表面負(fù)荷為0.4 m3/(㎡˙h)。

7、砂濾器：1 座，Q235 鋼結(jié)構(gòu)。設(shè)計尺寸D1.0m×2.5 m，有效容積為1.8m3。設(shè)計上升流速10 m/h，設(shè)備中裝有粗、中、細(xì)石英砂填料，能有效地去除廢水中微小顆粒物質(zhì)。

8、催化氧化塔：1 座，Q235 鋼結(jié)構(gòu)。設(shè)計尺寸D 2.0 m×6.0 m，有效容積為17.5m3。設(shè)備中裝有活性炭填料，塔底設(shè)有曝氣盤。通過雙氧水氧化(投藥量：15 mL/L 廢水)、活性炭吸附等作用，將廢水中的大分子有機物分解成小分子有機物或?qū)⒂袡C物直接氧化分解成CO2和水，較好地去除廢水中的COD，提高廢水可生化性。

9、A/O 生化池：1 座，其中A 池設(shè)計尺寸3.0 m×3.0 m×4.0 m，有效容積31.5 m3，HRT 為30 h，容積COD 負(fù)荷0.38 kg/(m3˙d)，內(nèi)設(shè)潛水?dāng)嚢杓皬椥詮椓?/span>18 m3；O池選用接觸生物氧化池，設(shè)計尺寸3.0 m×4.5 m×4.0 m，有效容積47m3，HRT 為50 h，COD 容積負(fù)荷0.52 kg/(m3˙d)，內(nèi)設(shè)復(fù)合填料27 m3，采用微孔曝氣系統(tǒng)，氣水比60∶1。

10、沉淀池：1 座，設(shè)計尺寸1.5 m×3.0 m×5.0 m，有效容積為14.5m3，表面負(fù)荷為0.44m3/(㎡˙h)。沉淀池與A/O 生化池間設(shè)置污泥回流系統(tǒng)，將沉淀池中污泥打入缺氧池。

11、污泥池及壓濾機：1 座，設(shè)計尺寸1.5 m×3.0 m×3.0 m，有效容積11.2m3。污泥池分為兩格，一個用來接納絮凝沉淀池中的污泥，另一個用來接納二沉池中排出的剩余污泥。污泥在污泥池中進行濃縮后，采用板框壓濾機進行脫水處理，降低污泥的含水率，泥餅外運處理，濾液自流進入調(diào)節(jié)池。

四、調(diào)試與運行

采用接種馴化的方式培養(yǎng)活性污泥，能大大縮短培菌時間，有利于整個生化系統(tǒng)的快速啟動。系統(tǒng)接種污泥來自某市工業(yè)區(qū)污水處理廠脫水后的剩余污泥，接種污泥含水率80%，接種污泥量4 t。投加污泥后，悶曝2d，污泥活性恢復(fù)后進入正式馴化階段。控制A 池DO 在0.3~0.5 mg/L，進水COD 500mg/L；開啟O池曝氣系統(tǒng)，控制O 池DO 在2~4 mg/L，逐步提高進水流量和進水濃度。其間，根據(jù)系統(tǒng)運行情況，在生化池中適當(dāng)投加葡萄糖營養(yǎng)劑，以加快微生物的生長。同時，根據(jù)水質(zhì)水量情況調(diào)節(jié)污泥回流量，并定期排放剩余污泥。調(diào)試期約為35d。

五、運行效果

完成馴化后，廢水處理系統(tǒng)進入穩(wěn)定運行階段。為了檢測系統(tǒng)運行效果，在調(diào)節(jié)池、絮凝沉淀池出口、催化氧化塔出口和沉淀池出口設(shè)置取樣點進行監(jiān)測，結(jié)果如表3 所示。

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