制藥廢水處理設(shè)備*

制藥廢水處理工程

HDIC與CASS復(fù)合工藝處理高濃度制藥廢水

1 廢水水質(zhì)與水量

某制藥企業(yè)以*類及*類粉針生產(chǎn)為主，其小型*類原料藥合成車間產(chǎn)生的廢水主要分兩類：一是粉針劑車間洗滌、洗瓶、化驗(yàn)室排水等廢水，COD濃度較低，采用水解／生物接觸氧化工藝處理；二是來(lái)自原料合成過程中結(jié)晶、提純等工序母液的排放，潔凈區(qū)的清場(chǎng)、消毒等環(huán)節(jié)的排水，這類廢水主要污染物有丁醇、丙酮等有機(jī)溶劑、少量的抗生素原粉及較高濃度的NaCI、KCI等鹽類，COD濃度較高，水量波動(dòng)較大，水質(zhì)實(shí)測(cè)結(jié)果見表1。本廢水處理工程主要針對(duì)這部分高濃度廢水。廢水處理站處理能力為260 m3／d，處理出水水質(zhì)需達(dá)到《制藥工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn) 混裝制劑類》(GB21908—2008)。

2廢水處理技術(shù)的確定

結(jié)合本工程實(shí)際，采用HDIC與CASS相結(jié)合的處理工藝，工藝流程見圖1。各工序設(shè)計(jì)處理效果見表2。從實(shí)測(cè)進(jìn)水水質(zhì)看，其BOD5／COD＞0．5，屬生化性較好的有機(jī)廢水，宜采用生化工藝處理。由于綜合廢水的BOD5遠(yuǎn)大于l000 mg／L，故選用厭氧處理技術(shù)是經(jīng)濟(jì)合理的。

HDIC(厭氧多循環(huán)反應(yīng)器)將EGSB和IC兩種工藝相結(jié)合，在已有的IC反應(yīng)器基礎(chǔ)上增加EGSB出水回流，并設(shè)置了內(nèi)回流和沼氣回流，強(qiáng)化了反應(yīng)器內(nèi)循環(huán)，使得液體上升流速增大，容積負(fù)荷高且產(chǎn)氣量大；顆粒污泥的沉降速度遠(yuǎn)大于液體的上升流速，顆粒污泥不會(huì)因?yàn)橐后w的紊動(dòng)而流失，保證了反應(yīng)器內(nèi)的污泥濃度；反應(yīng)器的啟動(dòng)時(shí)間短，高徑比大，占地面積小。由于厭氧出水水質(zhì)一般達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn)，仍需后接好氧處理。

目前國(guó)內(nèi)處理此類廢水主要采用的好氧工藝有活性污泥法、生物接觸氧化法等。其中CASS工藝不但具有良好的有機(jī)物處理效果，而且具有很好的脫氮除磷效果，在生活污水、工業(yè)廢水處理工程中均有應(yīng)用。

3工藝說(shuō)明

3．1  預(yù)處理

預(yù)處理單元主要包括：格柵、斜板沉淀池和凋節(jié)水解池，其中調(diào)節(jié)水解池設(shè)置潛水?dāng)嚢瑁ＷC水質(zhì)混合均勻。由于原水為制藥廢水，水解酸化時(shí)可能產(chǎn)生有害氣體，為避免產(chǎn)生二次污染，調(diào)節(jié)池集中排氣，經(jīng)活性炭吸附后外排。

3．2  生物處理

生物處理部分為主體工藝，包括HDIC反應(yīng)器和CASS反應(yīng)池。

3．2．1 HDIC反應(yīng)器

①HDIC反應(yīng)器在EGSB的基礎(chǔ)上，增加了一個(gè)無(wú)外加動(dòng)力的內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)，進(jìn)一步加強(qiáng)了反應(yīng)器內(nèi)污泥和沼氣的內(nèi)循環(huán)作用，提高了反應(yīng)器內(nèi)的液相流速，從而加大了反應(yīng)器的容積負(fù)荷，提高了去除效率，其結(jié)構(gòu)如圖2所示②三相分離器是HDIC反應(yīng)器具特和重要的裝置。HDIC內(nèi)設(shè)置了兩級(jí)三相分離器，它們具有以下功能：收集從分離器下的反應(yīng)室產(chǎn)生的沼氣，使得在分離器之上的懸浮物沉淀下來(lái)；能夠適應(yīng)HDIC反應(yīng)器上升流速高的要求，不影響氣、液、固分離效果。將HDIC反應(yīng)器隔成兩個(gè)反應(yīng)室，使得反應(yīng)器的實(shí)際處理能力大大增強(qiáng)，抗沖擊負(fù)荷能力提高，保證了運(yùn)行的穩(wěn)定性。

③布水系統(tǒng)是厭氧反應(yīng)器的關(guān)鍵配置，它對(duì)于污泥與進(jìn)水充分接觸、大限度地利用反應(yīng)器的污泥是十分重要的。布水系統(tǒng)兼有配水和水力攪動(dòng)作用，為了保證這兩個(gè)作用的實(shí)現(xiàn)，需要滿足如下原則：進(jìn)水裝置的設(shè)計(jì)使分配到各點(diǎn)的流量相同；進(jìn)水管不易堵塞；盡可能滿足污泥床水力攪拌的需要，保證進(jìn)水有機(jī)物與污泥迅速混合，防止局部產(chǎn)生酸化現(xiàn)象。

④控制系統(tǒng)是厭氧反應(yīng)器的必要配置，它通過對(duì)HDIC的進(jìn)水量、回流量、溫度、pH、沼氣產(chǎn)量等的監(jiān)控，可保證系統(tǒng)高效穩(wěn)定運(yùn)行，避免反應(yīng)器因水質(zhì)的波動(dòng)受到?jīng)_擊而長(zhǎng)時(shí)間不能恢復(fù)正常運(yùn)行；同時(shí)使整個(gè)運(yùn)行管理簡(jiǎn)單、操作方便。HDIC反應(yīng)器的佳運(yùn)行溫度為35～38℃，因此在HDIC反應(yīng)器進(jìn)水處設(shè)換熱裝置，利用水–水換熱器加熱。

3．2．2 CASS反應(yīng)池

CASS工藝是把SBR的反應(yīng)池沿長(zhǎng)度方向分為兩部分，前部為生物反應(yīng)區(qū)(預(yù)反應(yīng)區(qū))，后部為主反應(yīng)區(qū)，在主反應(yīng)區(qū)后部安裝了可升降的潷水裝置，曝氣、沉淀等在同一池內(nèi)周期循環(huán)運(yùn)行，省去了常規(guī)活性污泥法的二沉池和污泥回流裝置。

3．3  污泥處理

廢水處理系統(tǒng)產(chǎn)生的柵渣、污泥及時(shí)外運(yùn)處理。沉淀池以及CASS反應(yīng)池產(chǎn)生的污泥濃縮后，經(jīng)板框壓濾機(jī)進(jìn)一步脫水，泥餅可以直接外運(yùn)。污泥處理系統(tǒng)產(chǎn)生的污水回流至調(diào)節(jié)水解池重新進(jìn)入處理系統(tǒng)，不對(duì)外界環(huán)境造成污染。此外，HDIC反應(yīng)器產(chǎn)生的污泥可作為接種污泥外售。

3．4主要構(gòu)筑物及設(shè)備

主要構(gòu)筑物及設(shè)備見表3。4 處理效果與效益分析

4．1  異常情況及解決措施

4．1．1 HDIC反應(yīng)器

圖3為HDIC反應(yīng)器啟動(dòng)、負(fù)荷提高及穩(wěn)定運(yùn)行三個(gè)階段的進(jìn)、出水COD測(cè)定結(jié)果。啟動(dòng)期間投加淀粉廠HDIC反應(yīng)器的顆粒污泥，初始進(jìn)水COD＜5000 mg／L，當(dāng)出水VFA＜200mg／L，pH、ALK、COD正常，即進(jìn)入提高負(fù)荷階段；在進(jìn)入提高負(fù)荷階段后，控制出水VFA、pH、ALK、COD指標(biāo)。調(diào)試后期即2009年3月以后．盡管進(jìn)水COD值較高，出水COD仍在較低的范圍之內(nèi)，系統(tǒng)進(jìn)入穩(wěn)定運(yùn)行。每天監(jiān)測(cè)COD兩次，間隔12 h取樣一次，17個(gè)月的檢測(cè)結(jié)果表明HDIC總體處理效率高于設(shè)計(jì)值。

雖然在調(diào)試過程中嚴(yán)格控制溫度、pH、進(jìn)水濃度、堿度及VFA等變化，HDIC反應(yīng)器也曾發(fā)生堿度降低及VFA突然升高的情況，但通過投加碳酸鈉及強(qiáng)化回流，系統(tǒng)很快恢復(fù)正常。

4．1．2 CASS池

①當(dāng)水中氨氮和磷含量比例失調(diào)時(shí)，CASS池會(huì)出現(xiàn)生化性差的情況，此時(shí)可通過定期向CASS池中投加尿素和磷肥，補(bǔ)充N和P，并適量降低負(fù)荷，以改善池內(nèi)廢水的可生化性。

②  當(dāng)CASS池負(fù)荷過高時(shí)，系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生大量泡沫，并伴有污泥上浮，出水SS明顯增加的現(xiàn)象，此時(shí)可通過投加少量的絮凝劑PAC、增加曝氣量、調(diào)節(jié)C︰N︰P值、提高污泥濃度等措施，經(jīng)2～3 d的調(diào)整，系統(tǒng)得到恢復(fù)。

4．2  工程驗(yàn)收

該處理工程于2009年4月通過當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門的監(jiān)測(cè)驗(yàn)收，實(shí)測(cè)結(jié)果見表4(3次實(shí)測(cè)值的平均值)。 ①  由調(diào)試階段運(yùn)行數(shù)據(jù)及表4可知，采用預(yù)處理／HDIC反應(yīng)器／CASS工藝處理高濃度制藥廢水，處理效果良好，運(yùn)行安全、穩(wěn)定、可靠。

②該工藝充分發(fā)揮了厭氧處理的優(yōu)勢(shì)，耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，產(chǎn)泥量少；并可根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)的變化隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整，適合在類似制藥廢水處理中應(yīng)用。

③自控部分采用PLC監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)工藝過程及設(shè)備進(jìn)行控制和管理，保證了整個(gè)廢水處理系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)、安全的運(yùn)行。

由于制藥廢水大多是高濃度有機(jī)廢水，進(jìn)行好氧生物處理時(shí)一般需對(duì)原液進(jìn)行稀釋，因此動(dòng)力消耗大，且廢水可生化性較差，很難直接生化處理后達(dá)標(biāo)排放，所以單獨(dú)使用好氧處理的不多，一般需進(jìn)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。

（1）深井曝氣法

 深井曝氣是一種高速活性污泥系統(tǒng)，該法具有氧利用率高、占地面積小、處理效果佳、投資少、運(yùn)行費(fèi)用低、不存在污泥膨脹、產(chǎn)泥量低等優(yōu)點(diǎn)。此外，其保溫效果好，處理不受氣候條件影響，可保證北方地區(qū)冬天廢水處理的效果。東北制藥總廠的高濃度有機(jī)廢水經(jīng)深井曝氣池生化處理后，COD去除率達(dá)92.7%，可見用其處理效率是很高的，而且對(duì)下一步的治理極其有利，對(duì)工藝治理的出水達(dá)標(biāo)起著決定性作用。

（2）AB法

AB法屬超高負(fù)荷活性污泥法。AB工藝對(duì)BOD5、COD、SS、磷和氨氮的去除率一般均高于常規(guī)活性污泥法。其突出的優(yōu)點(diǎn)是A段負(fù)荷高，抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，對(duì)pH和有毒物質(zhì)具有較大的緩沖作用，特別適用于處理濃度較高、水質(zhì)水量變化較大的廢水。楊俊仕等采用水解酸化－AB生物法工藝處理抗生素廢水，工藝流程短，節(jié)能，處理費(fèi)用也低于同種廢水的化學(xué)絮凝－生物法處理方法。

（3）生物接觸氧化法

該技術(shù)集活性污泥和生物膜法的優(yōu)勢(shì)于一體，具有容積負(fù)荷高、污泥產(chǎn)量少、抗沖擊能力強(qiáng)、工藝運(yùn)行穩(wěn)定、管理方便等優(yōu)點(diǎn)。很多工程采用兩段法，目的在于馴化不同階段的優(yōu)勢(shì)菌種，充分發(fā)揮不同微生物種群間的協(xié)同作用，提高生化效果和抗沖擊能力。在工程中常以厭氧消化、酸化作為預(yù)處理工序，采用接觸氧化法處理制藥廢水。哈爾濱北方制藥廠采用水解酸化－兩段生物接觸氧化工藝處理制藥廢水，運(yùn)行結(jié)果表明，該工藝處理效果穩(wěn)定、工藝組合合理。隨著該工藝技術(shù)的逐漸成熟，應(yīng)用領(lǐng)域也更加廣泛。

（4）SBR法

SBR法具有耐沖擊負(fù)荷強(qiáng)、污泥活性高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、無(wú)需回流、操作靈活、占地少、投資省、運(yùn)行穩(wěn)定、基質(zhì)去除率高、脫氮除磷效果好等優(yōu)點(diǎn)，適合處理水量水質(zhì)波動(dòng)大的廢水。

王忠用SBR工藝處理制藥廢水的試驗(yàn)表明：曝氣時(shí)間對(duì)該工藝的處理效果有很大影響；設(shè)置缺氧段，尤其是缺氧與好氧交替重復(fù)設(shè)計(jì)，可明顯提高處理效果；反應(yīng)池中投加PAC的SBR強(qiáng)化處理工藝，可明顯提高系統(tǒng)的去除效果。近年來(lái)該工藝日趨完善，在制藥廢水處理中應(yīng)用也較多，邱麗君等采用水解酸化－SBR法處理生物制藥廢水，出水水質(zhì)達(dá)到GB8978－1996一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

3.2　厭氧生物處理

目前國(guó)內(nèi)外處理高濃度有機(jī)廢水主要是以厭氧法為主，但經(jīng)單獨(dú)的厭氧方法處理后出水COD仍較高，一般需要進(jìn)行后處理（如好氧生物處理）。目前仍需加強(qiáng)高效厭氧反應(yīng)器的開發(fā)設(shè)計(jì)及進(jìn)行深入的運(yùn)行條件研究。在處理制藥廢水中應(yīng)用較成功的有上流式厭氧污泥床（UASB）、厭氧復(fù)合床(UBF)、厭氧折流板反應(yīng)器（ABR）、水解法等。

要想知道具體的價(jià)格需要以設(shè)備的日處理量，污水水質(zhì)情況和達(dá)到的排放標(biāo)準(zhǔn)來(lái)衡量的。一天排放6噸和一天排放600噸價(jià)位差異比較大，一般設(shè)備的價(jià)格從幾萬(wàn)到幾十萬(wàn)甚*百萬(wàn)不等。因此請(qǐng)您結(jié)合當(dāng)?shù)氐纳a(chǎn)企業(yè)來(lái)了解。

了解了價(jià)格，設(shè)備的結(jié)構(gòu)和工藝如下：

1. 水解酸化池

該工藝主要處理的就是對(duì)污水處理前進(jìn)行預(yù)處理，將水中的廢水進(jìn)行一定的厭氧發(fā)酵，將污水的可生化性提高，這是對(duì)污水處理前比較重要的步驟，可以直接影響后期的污水處理的效率和處理時(shí)間，可以大程度的提高污水處理的效率和減少消耗。

2. 接觸氧化池

氧化池根據(jù)水處理的污染程度不同分為好幾個(gè)等級(jí)，普通型和加強(qiáng)型。一般根據(jù)處理的時(shí)間進(jìn)行判斷。主要是使用水解酸化池出水自流至接觸氧化池進(jìn)行生化處理。原污水中大部分有機(jī)物在此得到降解和凈化，好氧菌以填料為載體，利用污水中的有機(jī)物為食料，將污水中的有機(jī)物分解成無(wú)機(jī)鹽類，從而達(dá)到凈化目的。同時(shí)有重量輕、不老化、不易堵塞、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。

• 雜質(zhì)沉淀池

污水經(jīng)過生物接觸氧化池處理后出水自流進(jìn)入沉淀池，進(jìn)一步沉淀去除脫落的生物膜和部份有機(jī)及無(wú)機(jī)小顆粒，沉淀池是根據(jù)重力作用的原理，當(dāng)含有懸浮物的污水從下往上流動(dòng)時(shí)，由重力作用，將物質(zhì)沉淀下來(lái)。

4. 消毒處理

采用二氧化氯消毒裝置，消毒池與消毒裝置能根據(jù)出水量大小不斷改變加藥量，達(dá)到多出水多加藥，少出水少加藥的目的，需要其它裝置可另行配制。

反滲透主機(jī)脫鹽部分： 

反滲透裝置是系統(tǒng)脫鹽的核心部分，經(jīng)過反滲透處理的水可以去除絕大部分的無(wú)機(jī)鹽類和幾乎全部的有機(jī)物、微生物和膠體。 

反滲透脫鹽原理：反滲透（RO）是借助于選擇透過（半透過）性膜的功能，以壓力差為推動(dòng)力的膜分離技術(shù)，當(dāng)系統(tǒng)中所加的壓力大于溶液滲透壓時(shí)，水分子不斷地透過膜，經(jīng)過產(chǎn)水流道流入中心管，然后在出水端流出，進(jìn)水中的雜質(zhì)，如：離子、有機(jī)物、細(xì)菌、病毒等被截留在膜的進(jìn)水側(cè)，然后在濃水端流出，從而達(dá)到分離、脫鹽的目的。 

反滲透脫鹽部分由高壓泵、反滲透裝置、反滲透清洗裝置等組成。膜壓力容器、高壓泵、壓力保護(hù)開關(guān)等選用國(guó)產(chǎn)設(shè)備，反滲透膜元件等選用進(jìn)口產(chǎn)品。 

 反滲透主機(jī)的進(jìn)水要求： 

A.污染指數(shù)                  SDI≤5；

 B.余氯（ppm）             ＜0.1；

 C.濁度                      ≤1.0NTU；

 D.濃水郎格利爾指數(shù)       LSI＜0；

 E.水溫范圍                 5-35℃。

A、反滲透設(shè)備選型： 

反滲透裝置是系統(tǒng)脫鹽的核心，經(jīng)過反滲透處理的水，可去除絕大部分的無(wú)機(jī)鹽類和幾乎全部的有機(jī)物、微生物和膠體。反滲透裝置由高壓泵、機(jī)架、反滲透膜及膜殼組成，并配有相關(guān)的流量計(jì)、電導(dǎo)率儀、壓力表、取樣裝置和相關(guān)的控制元件。 

（1）高壓泵(變頻)： 

為了克服RO膜的滲透壓，需要外界給RO膜提供壓力，這個(gè)壓力就是RO膜正常工作所需要的壓力，這個(gè)壓力是由高壓泵提供的。本系統(tǒng)選用南方泵業(yè)股份有限公司生產(chǎn)的高壓泵，該泵具有體積小，效率高、噪聲低等特點(diǎn)。 

隨著系統(tǒng)*運(yùn)行，任何反滲透膜為了達(dá)到產(chǎn)水量的要求其工作壓力都要上升。為了確保產(chǎn)水量能得到滿足，本系統(tǒng)在高壓泵型號(hào)的選擇上已充分考慮。

技術(shù)參數(shù)：

流量：10m³/h

揚(yáng)程：92m

功率：4kw

材質(zhì)：泵殼及過流部件均為304不銹鋼

數(shù)量：2臺(tái)（1用1備）

（2）反滲透膜： 

反滲透裝置配置24支ESPA2-4040膜元件。隨著系統(tǒng)*運(yùn)行，任何反滲透膜的性能（產(chǎn)水量、脫鹽率等）必將因時(shí)間的推移而衰減。為了確保產(chǎn)水量和脫鹽率均能得到滿足，本系統(tǒng)在膜品種的選擇、膜元件的數(shù)量上已充分考慮。

技術(shù)參數(shù)：

膜  型  號(hào)：ESPA2-4040 

有效膜面積：7.9m² 

數(shù)  量：24支/套 

脫  鹽  率：99.3% 

化學(xué)清洗周期：90天 

膜生產(chǎn)廠家：美國(guó)海德能（進(jìn)口）

（3）RO膜殼： 

技術(shù)參數(shù)

膜殼 材 質(zhì)：玻璃鋼 

數(shù)    量：6支 

排列方式：3：2：1

B、清洗裝置：

清洗裝置由清洗藥箱、清洗水泵、清洗過濾器等組成，用以滿足反滲透裝置的循環(huán)清洗及藥劑的過濾，清洗藥箱滿足反滲透裝置一次清洗用的藥劑量。

技術(shù)參數(shù)：

（1）清洗藥箱：

容    積：１m³

材質(zhì)：PE

數(shù)量：1臺(tái)

（2）清洗水泵：

流量：10m³/h

揚(yáng)程：32.5m

功率：1.8kw

材質(zhì)：泵殼及過流部件均為304不銹鋼

數(shù)量：1臺(tái)

（3）清洗過濾器：

規(guī)格：φ300*1000*12

大處理量：12m³/h

材質(zhì)：304不銹鋼

數(shù)量：1臺(tái)

其中含有：40寸PP棉濾芯12根。

制藥廢水處理設(shè)備*