合成類藥物生產(chǎn)廢水中普遍存在惰性苯環(huán)、雜環(huán)類等結(jié)構(gòu)的化合物，其中部分物質(zhì)或其水解、代謝產(chǎn)物具有殺菌性，直接進(jìn)行生化處理一般無法獲得理想的效果，是較難處理的廢水種類之一。

甲氧芐啶作為磺胺類藥物的增效劑，既可作為人用藥，也可作為獸用藥，目前其主流的合成工藝路線如圖 1所示。

在該藥物合成過程中有不少的原料、中間體、產(chǎn)物及溶劑在物料壓濾、洗滌工序中會以SS或溶解的狀態(tài)被帶出。

某年產(chǎn)甲氧芐啶200t的制藥企業(yè)，其廢水原本是經(jīng)簡單處理后，使用汽車運(yùn)送至專業(yè)污水處理廠進(jìn)行進(jìn)一步處理。

但在國家越發(fā)重視環(huán)保問題的背景下，該處理方式已不能滿足政策要求，且外協(xié)處理費(fèi)用逐年顯著增加。對此，企業(yè)決定自行建設(shè)1套廢水處理裝置。

1 廢水水量和水質(zhì)

依據(jù)企業(yè)目前的生產(chǎn)狀況統(tǒng)計(jì)，企業(yè)產(chǎn)生的由高濃度廢水、低濃度廢水及其他廢水所組成的混合廢水大約為100 m3/d，各類廢水進(jìn)水水量和水質(zhì)見表 1。

廢水處理工程年操作日按330 d考慮，采用24 h連續(xù)運(yùn)行。

為滿足處理后廢水向附近水體的直接排放，處理出水需達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918—2002）的一級A標(biāo)準(zhǔn)，即COD≤50 mg/L、BOD5≤10 mg/L、氨氮≤5 mg/L、總氮≤15 mg/L。

2 工藝流程

2.1 方案選擇

由于混合后廢水中大部分的SS可溶，為節(jié)省投資和運(yùn)行費(fèi)用，取消了初沉池，在每年停產(chǎn)檢修期間，對系統(tǒng)進(jìn)行清淤工作。

根據(jù)同類型企業(yè)的廢水治理經(jīng)驗(yàn)，在工藝上著重加強(qiáng)預(yù)處理，以削減大量的COD，提高B/C。

結(jié)合廢水特性，預(yù)處理首選Fe/C微電解或Fenton氧化，為充分降解難生化物質(zhì)，設(shè)計(jì)為Fe/C+H2O2串聯(lián)模式，構(gòu)筑物緊湊，試劑利用率高。

經(jīng)過預(yù)處理后的廢水仍會含有較高的COD，設(shè)計(jì)采用上流式厭氧污泥床（UASB）+立式氧化槽+循環(huán)活性污泥系統(tǒng)（CASS）聯(lián)合生化工藝進(jìn)行深化處理，使出水水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。

2.2 工藝流程

工藝流程見圖 2。

3 主要構(gòu)筑物及參數(shù)

3.1 廢水調(diào)節(jié)池

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，14 m×4 m×3 m×1座，HRT=24 h。用以均質(zhì)廢水。

3.2 調(diào)酸池

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，6 m×3 m×3 m×1座，HRT=10 h。調(diào)節(jié)pH至3.9~4.3，以滿足鐵碳床處理要求。

3.3 鐵碳床

Q235-A結(jié)構(gòu)，D 2 m×6.2 m×2座，HRT=9 h。通過鐵碳微電解反應(yīng)，提高廢水的可生化性。

3.4 雙氧水氧化塔

Q235-A結(jié)構(gòu)，D 2 m×3.5 m×2座，HRT=5 h。向塔內(nèi)投加雙氧水進(jìn)行氧化反應(yīng)，即Fenton反應(yīng)，利用氧化自由基氧化有機(jī)氨氮，提高廢水可生化性，同時去除大量的COD。

3.5 中和沉淀池

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，D 4 m×3.2 m×1座，HRT=6 h。投加石灰乳調(diào)節(jié)pH至7.0~7.5，以生成吸附能力較強(qiáng)的Fe(OH)3沉淀，使水得以澄清；并以硫酸鈣的形式去除硫酸根，防止厭氧過程中硫化氫中毒。

3.6 中間調(diào)節(jié)池

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，12 m×2.5 m×3 m×1座，HRT=18 h。在此過程中確保殘留的雙氧水分解殆盡，減少對后續(xù)厭氧反應(yīng)的影響。池形狹長，后半段兼具部分缺氧池或水解池功能。

3.7 UASB反應(yīng)塔

Q235-A結(jié)構(gòu)，D 5.5 m×4 m×2座，兩塔串聯(lián)運(yùn)行，設(shè)計(jì)容積負(fù)荷5.0 kgCOD/（m3·d）。通過UASB反應(yīng)塔進(jìn)一步提高廢水B/C，其在去除大部分COD的同時，還具有一定的脫氮作用。

3.8 立式氧化槽

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，D 5 m×5 m×2座，HRT=25 h。立式氧化槽相當(dāng)于1個豎起來的氧化溝，可以進(jìn)一步去除COD，降低氨氮和總氮含量。

3.9 水解池

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，D 5 m×3.5 m×1座，HRT=15 h。該處理單元可使廢水中難降解物質(zhì)進(jìn)一步變成易降解物質(zhì)，為后續(xù)深度處理做好準(zhǔn)備。

3.10 CASS池

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，10 m×4 m×3.5 m，HRT=16 h。通過這種改進(jìn)型的SBR工藝，可以有針對性地去除廢水中特定目標(biāo)，使排水達(dá)標(biāo)。

3.11 復(fù)合過濾器

一級過濾為重力式石英砂過濾，設(shè)計(jì)流速3 m/h，Q235-A結(jié)構(gòu)，D 2.8 m×1.5 m×2座，交替運(yùn)行；二級過濾為連續(xù)微濾，設(shè)計(jì)出水量6 t/h，產(chǎn)水率≥92%；三級過濾為顆?；钚蕴窟^濾，僅當(dāng)二級過濾出水不滿足排放標(biāo)準(zhǔn)時啟用。

4 調(diào)試及運(yùn)行效果

整個工藝中，UASB單元是決定處理效果的關(guān)鍵步驟，其污泥接種的好壞將會直接影響調(diào)試周期。

UASB接種污泥為周邊其他制藥企業(yè)消化池及濃縮池污泥，如此可以較好地縮短適應(yīng)期時間。污泥含水率96%，共計(jì)80 m3，UASB有效體積為160 m3，接種污泥質(zhì)量濃度約為20 kgMLSS/m3。

按操作習(xí)慣，分成3個階段進(jìn)行啟動，耗時約80 d。

第1階段為10 d適應(yīng)期，以較低的容積負(fù)荷使菌類適應(yīng)新的水質(zhì)?？刂瞥跏歼M(jìn)水量約為10 m3/d，進(jìn)水COD大致在800~1 200 mg/L，控制pH，防止過度酸化導(dǎo)致產(chǎn)甲烷菌失活或死亡。

逐步提高進(jìn)水量，到第10天時約為30 m3/d，COD去除率逐步提升至35%~45%，同時沼氣收集罐中有可觀測的沼氣產(chǎn)出。

第2階段約50 d生長期，逐步提高容積負(fù)荷，使菌類進(jìn)入對數(shù)繁殖區(qū)。前25 d，進(jìn)水量從30 m3/d提升至65 m3/d，進(jìn)水COD從800~1 200 mg/L均勻提高至4 500~5 500 mg/L。后25 d，進(jìn)水量從65 m3/d提升至80 m3/d，進(jìn)水COD從4 500~5 500 mg/L均勻提高至9 000~11 000 mg/L。COD去除率約為50%~60%。

第3階段約20 d成型期，容積負(fù)荷達(dá)到設(shè)計(jì)值范圍，并形成較好的污泥顆粒和優(yōu)勢菌類。前10 d，維持進(jìn)水COD約為9 000~11 000 mg/L，進(jìn)水量從80 m3/d提升至90~100 m3/d。后10 d，維持容積負(fù)荷為4.5~5.5 kgCOD/（m3·d），觀察運(yùn)行穩(wěn)定性。COD去除率穩(wěn)定在80%~90%。

5 實(shí)施效果

穩(wěn)定運(yùn)行期間，各處理單元的運(yùn)行效果如表 2所示。

由表 2可知，處理出水基本滿足設(shè)計(jì)要求，主要關(guān)注指標(biāo)達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918—2002）的一級A標(biāo)準(zhǔn)。

6 效益分析

6.1 廢水處理效益

生產(chǎn)廢水外運(yùn)處理時，處理費(fèi)為35元/m3（含運(yùn)費(fèi)和裝卸費(fèi)）。自建處理水站后，廢水處理費(fèi)為25元/m3，其中Fe/C+H2O2的運(yùn)行成本為16.8元/m3，其他工序運(yùn)行成本6.7元/m3，人工成本0.5元/m3（大部分工作由現(xiàn)有車間人員兼職），污泥處理成本1.0元/m3，每年可節(jié)約處理費(fèi)用33萬元。

6.2 中水回用效益

生產(chǎn)中，原料藥精制車間用水須滿足制藥行業(yè)GMP標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)使用純化水，用量約為10 t/d。使用達(dá)標(biāo)處理廢水作為原水制取純化水，原水用量約為15 t/d；其他工序和車間人員非飲用水則可使用廢水處理系統(tǒng)最后過濾水，用量約為80 t/d，每年可節(jié)省用水成本約19.8萬元。

6.3 沼氣利用效益

項(xiàng)目之初，考慮到安全性和穩(wěn)定性，設(shè)計(jì)系統(tǒng)產(chǎn)生的沼氣暫時采用火炬燃燒的方式進(jìn)行處理，每天產(chǎn)生的沼氣量約為400 m3。后期將其引到鍋爐燃燒，則可以替代約0.5 t標(biāo)煤，每年可節(jié)省燃料成本約11.55萬元。

7 結(jié)語

實(shí)踐證明，利用Fe/C+H2O2+聯(lián)合生化工藝處理制藥廢水，尤其是高COD、低B/C、高有機(jī)氨氮廢水可行。該廢水處理工程充分利用各個單元的處理優(yōu)勢，使廢水污染因子參數(shù)得到有效降低，最終達(dá)標(biāo)排放，且運(yùn)行費(fèi)用在合理的、企業(yè)可接受的范圍內(nèi)。