摘要：采用預處(chu)理(li)／HDIC反應(ying)(ying)器(qi)／CASS工(gong)藝處(chu)理(li)高濃度制(zhi)藥廢水(shui)，水(shui)量(liang)為260 m3／d，進水(shui)COD為8 000 mg／L、BOD5為4 500 mg／L、SS為1 000 mg／L、氨(an)氮為100 mg／L，出(chu)水(shui)水(shui)質達到《制(zhi)藥工(gong)業污染(ran)物排(pai)放標準 混裝制(zhi)劑類》(GB 21908—2008)。實(shi)際運行表(biao)明，該(gai)工(gong)藝耐沖擊負荷能力強、處(chu)理(li)效果好、污泥產量(liang)少，有一定(ding)的應(ying)(ying)用前景。

1 廢水水質與水量

某(mou)制藥企業以青霉(mei)素類(lei)(lei)(lei)及頭孢菌(jun)素類(lei)(lei)(lei)粉(fen)(fen)針生產為主(zhu)，其小型青霉(mei)素類(lei)(lei)(lei)原(yuan)料(liao)藥合(he)成車間產生的(de)廢水(shui)主(zhu)要(yao)分兩類(lei)(lei)(lei)：一是(shi)粉(fen)(fen)針劑(ji)(ji)車間洗(xi)滌、洗(xi)瓶(ping)、化驗(yan)室排(pai)水(shui)等(deng)廢水(shui)，COD濃(nong)(nong)度(du)(du)較(jiao)低，采用水(shui)解／生物接觸氧化工藝(yi)處(chu)理；二(er)是(shi)來自原(yuan)料(liao)合(he)成過程中結晶、提純等(deng)工序母液的(de)排(pai)放(fang)，潔凈區的(de)清場、消毒等(deng)環節的(de)排(pai)水(shui)，這類(lei)(lei)(lei)廢水(shui)主(zhu)要(yao)污(wu)染(ran)物有丁醇、丙酮等(deng)有機溶劑(ji)(ji)、少量的(de)抗生素原(yuan)粉(fen)(fen)及較(jiao)高(gao)濃(nong)(nong)度(du)(du)的(de)NaCI、KCI等(deng)鹽類(lei)(lei)(lei)，COD濃(nong)(nong)度(du)(du)較(jiao)高(gao)，水(shui)量波動較(jiao)大，水(shui)質實測結果(guo)見表1。

本廢水(shui)處(chu)理工程主要針對(dui)這部分高(gao)濃度廢水(shui)。廢水(shui)處(chu)理站處(chu)理能力為(wei)260 m3／d，處(chu)理出水(shui)水(shui)質需達(da)到《制(zhi)藥工業污染物排放標準 混裝(zhuang)制(zhi)劑類》(GB21908—2008)。

2廢水處理工藝的確定

結合本工程實際，采用HDIC與CASS相結合的處理工藝，工藝流程見圖1。

各工序設計處理效果見表2。

從(cong)實測進水(shui)水(shui)質看，其BOD5／COD＞0．5，屬生化性(xing)較(jiao)好的有機廢水(shui)，宜采用(yong)生化工(gong)藝處理。由于綜合廢水(shui)的BOD5遠大于l000 mg／L，故選用(yong)厭(yan)氧處理技(ji)術是經濟合理的。

HDIC(厭(yan)氧(yang)多循環(huan)(huan)反(fan)應(ying)器)將(jiang)EGSB和(he)IC兩(liang)種工藝相結合[1、2]，在(zai)已有(you)的(de)(de)(de)IC反(fan)應(ying)器基礎上增加EGSB出(chu)水(shui)回(hui)(hui)流，并設(she)置了(le)內回(hui)(hui)流和(he)沼(zhao)氣回(hui)(hui)流，強化了(le)反(fan)應(ying)器內循環(huan)(huan)，使得液(ye)體上升流速(su)(su)(su)增大，容(rong)積(ji)負荷高(gao)且產氣量大；顆粒(li)污泥的(de)(de)(de)沉降速(su)(su)(su)度(du)(du)遠大于液(ye)體的(de)(de)(de)上升流速(su)(su)(su)，顆粒(li)污泥不(bu)會因為液(ye)體的(de)(de)(de)紊動而流失，保證了(le)反(fan)應(ying)器內的(de)(de)(de)污泥濃度(du)(du)；反(fan)應(ying)器的(de)(de)(de)啟動時間短(duan)，高(gao)徑比大，占地(di)面積(ji)小(xiao)。由于厭(yan)氧(yang)出(chu)水(shui)水(shui)質一(yi)般(ban)達不(bu)到排放標(biao)準(zhun)，仍需后接好(hao)氧(yang)處理(li)。

目前國內處理此類廢(fei)水(shui)主(zhu)要采用的(de)好(hao)(hao)氧工藝(yi)有(you)(you)活(huo)性污(wu)泥法(fa)、生(sheng)物(wu)接觸氧化法(fa)等(deng)[3~5]。其中(zhong)CASS工藝(yi)不但(dan)具有(you)(you)良好(hao)(hao)的(de)有(you)(you)機物(wu)處理效果(guo)，而且具有(you)(you)很好(hao)(hao)的(de)脫氮(dan)除磷效果(guo)，在(zai)生(sheng)活(huo)污(wu)水(shui)、工業廢(fei)水(shui)處理工程中(zhong)均有(you)(you)應用[6、7]。

3工藝說明

3．1  預處理(li)

預處理(li)單元(yuan)主要包括(kuo)：格柵、斜板沉淀池和凋節水解(jie)池，其(qi)中調(diao)節水解(jie)池設置潛水攪拌，保證水質混合均(jun)勻。由(you)于原水為制(zhi)藥廢水，水解(jie)酸化時可能產生有害(hai)氣(qi)體，為避免產生二次污染(ran)，調(diao)節池集中排氣(qi)，經活性炭(tan)吸附后外排。

3．2  生物處(chu)理

生物處理部分為主(zhu)體工藝，包括HDIC反應器和CASS反應池。

3．2．1 HDIC反應(ying)器

①HDIC反(fan)應(ying)器(qi)在EGSB的(de)(de)(de)基(ji)礎(chu)上(shang)，增(zeng)加了(le)(le)一個無外加動力的(de)(de)(de)內循(xun)環系統(tong)，進(jin)一步加強了(le)(le)反(fan)應(ying)器(qi)內污泥和沼(zhao)氣的(de)(de)(de)內循(xun)環作用，提(ti)高(gao)了(le)(le)反(fan)應(ying)器(qi)內的(de)(de)(de)液(ye)相流速，從而加大了(le)(le)反(fan)應(ying)器(qi)的(de)(de)(de)容積負荷，提(ti)高(gao)了(le)(le)去(qu)除效率，其結(jie)構(gou)如圖2所(suo)示(shi)。

②三(san)相分(fen)離器(qi)(qi)是HDIC反(fan)(fan)應(ying)器(qi)(qi)最具(ju)特色和最重要的裝置。HDIC內設置了(le)兩(liang)級三(san)相分(fen)離器(qi)(qi)，它們(men)具(ju)有以下(xia)功能：收集從分(fen)離器(qi)(qi)下(xia)的反(fan)(fan)應(ying)室(shi)產(chan)生(sheng)的沼氣(qi)，使(shi)得(de)在分(fen)離器(qi)(qi)之上的懸浮(fu)物沉淀(dian)下(xia)來(lai)；能夠適應(ying)HDIC反(fan)(fan)應(ying)器(qi)(qi)上升流速高的要求，不影響氣(qi)、液、固分(fen)離效果(guo)。將HDIC反(fan)(fan)應(ying)器(qi)(qi)隔成兩(liang)個(ge)反(fan)(fan)應(ying)室(shi)，使(shi)得(de)反(fan)(fan)應(ying)器(qi)(qi)的實際處理能力(li)大大增強，抗沖擊負荷(he)能力(li)提(ti)高，保(bao)證了(le)運行的穩定性。

③布水(shui)(shui)系統(tong)是厭氧反(fan)應(ying)器的關(guan)鍵(jian)配置，它(ta)對于(yu)污(wu)(wu)泥與進水(shui)(shui)充分接(jie)觸、最大限度地利(li)用反(fan)應(ying)器的污(wu)(wu)泥是十分重要(yao)的。布水(shui)(shui)系統(tong)兼有配水(shui)(shui)和水(shui)(shui)力攪動(dong)作用，為了(le)保證這兩個(ge)作用的實現，需(xu)要(yao)滿足(zu)如(ru)下原則：進水(shui)(shui)裝置的設(she)計(ji)使分配到(dao)各點(dian)的流量相(xiang)同；進水(shui)(shui)管不易堵塞(sai)；盡可能滿足(zu)污(wu)(wu)泥床水(shui)(shui)力攪拌(ban)的需(xu)要(yao)，保證進水(shui)(shui)有機物與污(wu)(wu)泥迅速(su)混(hun)合，防止局部產生酸化現象。

④控制系統是(shi)厭氧反(fan)應器的(de)(de)(de)必要配置，它通過對HDIC的(de)(de)(de)進水(shui)量、回流量、溫度(du)、pH、沼(zhao)氣產(chan)量等的(de)(de)(de)監控，可保證系統高效穩(wen)定運行(xing)，避免反(fan)應器因水(shui)質的(de)(de)(de)波動受到沖擊而長(chang)時(shi)(shi)間不能恢復正常運行(xing)；同時(shi)(shi)使整個運行(xing)管理簡單、操作方便。HDIC反(fan)應器的(de)(de)(de)最(zui)佳運行(xing)溫度(du)為35～38℃，因此在(zai)HDIC反(fan)應器進水(shui)處設(she)換熱(re)(re)裝(zhuang)置，利(li)用(yong)水(shui)–水(shui)換熱(re)(re)器加熱(re)(re)。

3．2．2 CASS反應池(chi)

CASS工藝是把SBR的(de)反應(ying)池(chi)沿長度方(fang)向分為兩部分，前(qian)部為生物反應(ying)區(預反應(ying)區)，后(hou)(hou)部為主反應(ying)區，在主反應(ying)區后(hou)(hou)部安裝了可升(sheng)降(jiang)的(de)潷(bi)水裝置(zhi)，曝氣、沉(chen)淀等在同(tong)一(yi)池(chi)內(nei)周期(qi)循環運行，省去(qu)了常規活性污泥(ni)法的(de)二沉(chen)池(chi)和(he)污泥(ni)回流裝置(zhi)。

3．3  污泥(ni)處(chu)理(li)

廢水處(chu)理(li)(li)系統產(chan)生(sheng)的(de)(de)柵渣、污(wu)泥及時(shi)外運處(chu)理(li)(li)。沉淀池(chi)以及CASS反應(ying)池(chi)產(chan)生(sheng)的(de)(de)污(wu)泥濃縮(suo)后，經板框壓(ya)濾機進(jin)一步脫水，泥餅可(ke)以直接外運。污(wu)泥處(chu)理(li)(li)系統產(chan)生(sheng)的(de)(de)污(wu)水回(hui)流至調節水解池(chi)重(zhong)新進(jin)入處(chu)理(li)(li)系統，不對(dui)外界環境造成污(wu)染。

此外，HDIC反應器產生的污泥可作為(wei)接種污泥外售。

3．4主要構(gou)筑物及(ji)設備

主要構筑物及設備見表3。

4 處理效果與效益分(fen)析(xi)

4．1  異常情況及(ji)解決措施(shi)

4．1．1 HDIC反應器(qi)

圖3為HDIC反應器啟動、負荷提高及穩定運行三個階段的進、出水COD測定結果。

啟動(dong)期間投(tou)加淀粉廠HDIC反應(ying)器(qi)的(de)(de)顆(ke)粒污泥，初始進水(shui)COD＜5000 mg／L，當出水(shui)VFA＜200mg／L，pH、ALK、COD正(zheng)常，即進入提(ti)高負(fu)荷階段；在進入提(ti)高負(fu)荷階段后(hou)，控制出水(shui)VFA、pH、ALK、COD指標[8]。調試(shi)后(hou)期即2009年3月以后(hou)．盡(jin)管進水(shui)COD值較高，出水(shui)COD仍在較低(di)的(de)(de)范圍(wei)之內，系統進入穩定運行(xing)。每(mei)天監測COD兩次，間隔12 h取樣(yang)一次，17個月的(de)(de)檢測結(jie)果(guo)表明HDIC總(zong)體(ti)處理效率高于設計值。

雖然在(zai)調試過程中嚴(yan)格控制溫(wen)度(du)、pH、進水(shui)濃度(du)、堿度(du)及(ji)VFA等變化(hua)，HDIC反應器(qi)也曾發生堿度(du)降低及(ji)VFA突(tu)然升高的(de)情況，但通過投加碳酸(suan)鈉及(ji)強化(hua)回(hui)流，系統很(hen)快恢(hui)復正常。

4．1．2 CASS池

①當水中(zhong)氨氮和磷(lin)含量(liang)比例失調時，CASS池會出現(xian)生化性(xing)差的情(qing)況，此(ci)時可(ke)通過定期向CASS池中(zhong)投加尿(niao)素和磷(lin)肥，補充(chong)N和P，并適量(liang)降低負荷，以(yi)改善池內廢水的可(ke)生化性(xing)。

②  當CASS池負荷過高時(shi)，系統會產生大量泡沫，并伴(ban)有污泥上浮，出(chu)水SS明顯增(zeng)加的(de)(de)現(xian)象，此時(shi)可通(tong)過投加少量的(de)(de)絮(xu)凝(ning)劑PAC、增(zeng)加曝氣量、調節C︰N︰P值、提高污泥濃度等措施，經2～3 d的(de)(de)調整，系統得到恢復。

4．2  工程驗收

該處理工程于2009年4月通過當地環保部門的監測驗收，實測結果見表4(3次實測值的平均值)。

①  由(you)調試階段(duan)運(yun)行數(shu)據及表4可(ke)知，采用預處理(li)／HDIC反應器(qi)／CASS工藝處理(li)高濃度制藥廢水，處理(li)效果(guo)良好，運(yun)行安(an)全、穩定、可(ke)靠。

②該工藝(yi)充分發揮了厭氧處(chu)理(li)的(de)優勢，耐(nai)沖擊負荷能力強，產泥量(liang)少(shao)；并可根據(ju)進水(shui)水(shui)質的(de)變化隨(sui)時進行(xing)調整，適合在類似制藥廢水(shui)處(chu)理(li)中應(ying)用。

③自控部(bu)分采(cai)用PLC監控系統，對工(gong)藝過(guo)程及設備進行(xing)控制和(he)管理，保(bao)證了整個廢水處理系統經(jing)濟、安全(quan)的運行(xing)。

4．3效益分析

經(jing)核(he)算，運行總成本(ben)(含動力費、藥劑費、工資(zi)福(fu)利費等)合(he)計為1．65元／m3，可回收沼氣(qi)(540m3／d)及顆粒污泥。企業每年減(jian)排COD為682．1 t、BOD5為388．6 t、SS為72．93 t。

5 結語

采用預處(chu)理(li)(li)／HDIC反應器／CASS工藝處(chu)理(li)(li)高濃度制藥廢水(shui)(shui)(shui)，既(ji)發揮了(le)(le)厭氧處(chu)理(li)(li)的優(you)勢，降(jiang)低了(le)(le)處(chu)理(li)(li)成本，又(you)與好(hao)氧相結合，保證(zheng)了(le)(le)處(chu)理(li)(li)出(chu)水(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)質滿足(zu)行(xing)業排放標(biao)準；工程中采用了(le)(le)目前國內較為先進(jin)的設備，增加了(le)(le)節能(neng)措施；既(ji)重視處(chu)理(li)(li)技術的先進(jin)性，又(you)重視系統(tong)運行(xing)的穩定可靠(kao)性，且有效(xiao)降(jiang)低了(le)(le)工程造價，同時保證(zheng)了(le)(le)廢水(shui)(shui)(shui)處(chu)理(li)(li)效(xiao)果，真正做到(dao)經(jing)濟效(xiao)益(yi)、環境(jing)效(xiao)益(yi)和社會效(xiao)益(yi)的統(tong)一。

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