成都某藥業公司新建生產基地,配套建設廢水處理設施。該企業主要生產鹽酸舍曲林、鹽酸西替利嗪、氯雷他定及其他化學原料藥,產品包括片劑、膠囊劑、顆粒劑、小容量注射劑、口服溶液劑等,廢水來源包括生產廢水和員工生活廢水。該類廢水成分復雜、可生化性差、具有生物毒性,對常規生物處理單元易形成抑制作用,采用傳統物化處理技術和生物處理技術很難去除。本工程擬對產生的高低濃度廢水清污分流,對高濃度廢水進行高級氧化預處理,再與其他較低濃度廢水混合后進一步生化+深度處理,使出水達標排放。
1、設計水質、水量
該化學原料藥生產反應釜一次、二次清洗廢水屬于高濃度廢水,含有甲醇、乙酸乙酯、乙酸叔丁酯等成分,可生化性較差,對微生物具有一定毒性。低濃度廢水來源主要是其他清洗水等,濃度較低,可生化性較好。本工程擬對產生的高、低濃度廢水清污分流,分質處理,先對高濃度廢水進行預處理,再與其他低濃度廢水混合后進一步生化處理,使出水達到GB8978-1996《污水綜合排放標準》三級標準后,排入園區市政污水管網。設計水量為250m3/d,設計進出水水質如表1所示。
2、工藝選擇及設計
2.1 工藝選擇
該化學合成制藥類廢水具有成分復雜、濃度高、可生化性差等特點,屬于難降解的高濃度有機廢水,是我國工業廢水治理的難點。目前,國內處理該類廢水主要采用高、低濃度廢水分流處理,預處理-兩級生化為主,根據水質的不同,針對性地采用預處理工藝,并強化生物反應條件,能夠取得良好的處理效果。微電解作為生化前端的預處理工藝,目前已廣泛應用于工業廢水的處理。研究表明,通過微電解可以明顯提高廢水的可生化性,有利于后續生化處理。本項目中,高濃度廢水先經過氣浮-微電解-混凝沉淀處理后,與低濃度廢水混合,再經生化處理?;旌虾蟮膹U水由于可生化性較好,采用高效厭氧-AO工藝可實現處理后穩定達標排放。
2.2 工藝流程
高濃度廢水經格柵攔截雜質、調節池均質后,用泵提升進入氣浮-微電解-混凝沉淀預處理系統,破壞難降解有機污染物的分子結構,從而提高廢水可生化性和達到“解毒”的目的。然后進入綜合調節池,在綜合調節池內與低濃度生產廢水混合均勻后,提升進入預酸化池,通過兼性菌的水解、酸化作用進一步提高廢水可生化性。酸化池出水進入ABR厭氧池,在厭氧微生物作用下,分解廢水中的有機物,出水自流進入AO生化池,通過好氧微生物和兼氧微生物降解有機物,并通過硝化液回流進行反硝化脫氮,去除氨氮,出水經二沉池泥水分離后可達標排放。其中,當二沉池出水跑泥時,強化沉淀池作為保障措施。系統產生的污泥排入污泥儲池內,經疊螺式污泥脫水機脫水后外運處置。廢水處理工藝流程見圖1。
2.3 主要構筑物設計參數
(1)高濃度調節池。
格柵與調節池合建,全地下鋼砼+玻璃鋼防腐,1座,尺寸為7.20mx4.70mx5.00m,有效容積為100m。配套提升泵2臺;電磁流量計1套;人工格柵1臺,柵距為5mm,不銹鋼材質。為減輕后續工藝的沖擊負荷,避免調節池淤積,調節池底部布置穿孔曝氣管,曝氣強度為1.5m3/(m2.h)。
(2)高濃度預處理系統。
設計水量為2m/h,預處理系統包括氣浮機、微電解罐、混凝沉淀設備及配套加藥系統。配套組合氣浮機1臺,型號GF-3,處理量為2~3m/h,溶氣水量為0.5~1.0m3/h,總功率為1.67kW;微電解反應罐1套,尺寸為中2.20mx3.00m,HRT為4h,微電解專用填料7t,規格為中14~18mm;混凝沉淀反應器1套,尺寸為3.00mx2.20mx3.00m,包括pH值調節、絮凝反應及沉淀區,表面負荷為0.8m3/(m2·h);加藥裝置4套,型號JY-300,分別投加酸、堿、PAC、PAM。
(3)綜合調節池。
全地下鋼砼+玻璃鋼防腐,1座,尺寸為19.90mx8.50mx6.00m,有效容積為400m。配套提升泵2臺;電磁流量計1套;自動格柵1臺,型號HG-900,渠寬為1000mm,柵齒間隙為10mm,格柵安裝傾角為75°,電機功率為1.1kW。為減輕后續工藝的沖擊負荷,避免調節池淤積,調節池底部布置穿孔曝氣管,曝氣強度為1.5m3/(m2·h)。
(4)預酸化池。
設計流量為12.5m/h,停留時間為9h,尺寸為7.40mx3.40mx5.00m,有效容積為112.5m3,半地埋鋼砼結構。配套生物組合填料75m3,規格為中150mmx3000mm;底部布水系統1套;排泥系統1套。
(5)ABR厭氧池。
設計流量為12.5m3/h,停留時間為27h,尺寸為10.20mx7.40mx5.00m,有效容積為340m3,COD容積負荷為2.4kg[COD]/(m3·d),污泥濃度為7.0~7.5g/L。配套生物組合填料156m3,規格為中150mmx3000mm;在線pH檢測儀1套;堿度加藥系統1套。
(6)AO池。
缺氧池1座,尺寸為3.80mx7.40mx5.00m;好氧池2座,尺寸為3.80mx7.40mx5.00m,污泥濃度為3.5~4.0g/L;容積負荷為0.9kg[COD]/(m·d),設計流量為12.5m3/h,停留時間分別為8h和20h,總有效容積為350m3。配套微孔曝氣盤182套,215型;組合填料250m3,規格為中150mmx2500mm;變頻羅茨鼓風機2臺,1用1備;混合液回流泵2臺,1用1備;DO在線監測儀2套。
(7)二沉池。
豎流式,表面負荷為0.8m3/(m2·h),尺寸為7.40mx3.00mx5.00m,沉淀時間為2h。配套污泥泵2臺。
(8)強化沉淀池。
豎流式,表面負荷為1.0m3/(m2·h),尺寸為3.50mx3.50mx5.00m,沉淀時間為1.5h;配套絮凝劑加藥系統1套,型號JY-300;污泥泵1臺,與二沉池污泥泵互為備用。
3、運行效果及成本分析
3.1 運行效果
該工程自調試運行3個月以來,處理效果穩定,出水水質均能達到GB8978-1996三級排放標準,運行出水監測數據見表2。其中,對COD、BOD5、NH3-N去除率分別為91.5%、93.4%、52%。
3.2 成本分析
該工程總投資465.31萬元,其中土建投資165.31萬元,設備投資243.15萬元,電氣及其他間接投資56.85萬元。高濃度預處理段處理成本約2.34元/m3,包括動力費約1.38元/m,藥劑費約0.76元/m,微電解填料耗損折算約0.20元/m。綜合廢水處理段處理成本約0.91元/m3,包括動力費約0.74元/m,藥劑費約0.17元/m。人工費約1.20元/m3。綜上,該工程運行費用約4.45元/m3。
4、結語
采用氣浮-鐵碳微電解-混凝沉淀預處理高濃度化學原料藥制藥廢水,m(BODs)/m(COD)值從0.13上升至0.31,提高了該類廢水的可生化性。高濃度廢水經預處理后混合低濃度廢水進行綜合處理,采用的預處理-ABR-AO工藝運行穩定,處理效果好。系統對COD、BOD5、NH3-N的去除率分別為91.5%、93.4%、52%,其余各項指標均能滿足GB8978-1996三級排放標準,整個工藝操作管理簡單方便。
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