某制药废水处理厂改造工程设计探讨

张 婉 勇银华

(鹏鹞环保股份有限公司，江苏 无锡 214200)

某制药废水厂以口服液、固体制剂制药生产为主，包括口服液、口服溶液、片剂、原料药、软膏等5个剂型。现因规划问题需要搬迁，整个污水处理系统重新设计，根据原有路线优化设计，并加入中水回用思路。

1 原有工艺介绍及存在的问题

(1)原有系统的水量及工艺路线：总设计规模700吨/天，其中高浓度废水(2000mg/l2000mg/l)400吨/天，低浓度废水(COD<2000mg/l或NH3-N≤300)300吨/天。采用工艺路线有三条：低浓度废水→格栅调节池→混凝沉淀池→过渡池→氨氮吹脱塔→调节池→UBF厌氧池→改良二级AO→沉淀池→出水；高浓度废水→调节池→芬顿反应器→混凝沉淀池→低浓度系统的过渡池；高盐废水→蒸发器→冷凝水进入高浓度系统。

(2)原工艺系统运行状况分析：实际处理水量达到满负荷，出水未达标准，部分处理系统参数运行不良，主要问题分析如下：

①UBF厌氧菌繁殖情况不良，没有达到预期去除污染物的效果。

②芬顿氧化的去除率不理想，造成后续的生化系统处理效果不佳。

③由于分三个系统，工艺管线相对较多，走向混乱不便操作。

2 工艺优化设计建议

由建设单位提供的相关设计资料可知，水质可分为低浓度废水、高浓度废水及高盐高浓度废水。经核算低浓度废水含量为435.3吨，高浓度废水含量为221吨，高盐高浓度废水为19吨，总水量为675.3吨。其中含杀菌剂的低浓度废水量为257.6吨。高盐高浓度废水及高浓度废水由于无机物含量高，可生化性差，因此在生化处理前必须采用预处理工艺，针对本项目废水水质特点，高盐高浓度废水的预处理采用原有蒸发的方法处理。单从废水的COD浓度来看，本项目的低浓度废水无需采用芬顿氧化工艺，但由于低浓度废水中有一半以上废水含有杀菌剂，而杀菌剂对后续生化处理的微生物有抑制作用，因此低浓度废水也需要芬顿工艺作为预处理。高、低浓度废水如果分开处理，最大的区别在于预处理阶段有无芬顿工艺。根据实际水质情况，本工程的低浓度废水大部分预处理方法和高浓度废水一致，考虑到将来运行管理方便，保证出水水质达标排放，同时对本工程的总投资影响程度微小，建议将高浓度废水与低浓度废水一起处理。

2.1 预处理工艺优化

在原有的芬顿氧化之前增设微电解工艺，微电解是原电池微型微型电解反应，可以开环断链成小分子，易于后面fenton氧化，节省氧化费用，联合使用效果更好，且脱色效果也好。微电解与芬顿氧化联用工艺对难降解污水有着良好的处理效果，经过运行这种工艺处理后的污水生化需氧量和化学耗氧量比值B/C大幅上升。

2.2 深度处理工艺优化

水作为宝贵的资源在当今显得弥足珍贵，本项目将制药废水进行深度处理作为循环冷却水用。因此，本项目的出水分两部分，直接排放的污水经生化处理后达到《化学合成类制药工业污染物排放标准》(GB21904-2008)要求中表1新建企业污染物排放浓度限值后直接排放。部分出水经深度处理后达到中水回用工业用水标准后作为循环冷却水用。

表1 化学合成类制药工业污染物排放标准

表2 再生水作为冷却用水的水质控制指标

深度处理采用臭氧+活性炭过滤器，两者联合相当于曝气生物滤池，但比曝气生物滤池处理效果好。且活性碳过滤对SS的进一步去除、也是对后续膜系统的一种保护。如业主需要取用一般冲洗水、绿化等对SS、盐度要求不高的中水，可考虑从前段(臭氧或活性炭)取水，扩大中水回用规模，减少污水排放。施工图中，对于高低标准中水池是单独设置的，方便业主分别取用或勾兑取用。

2.3 优化后工艺流程图

图1 优化后污水工艺流程图

图2 中水工艺流程图

本项目生化处理阶段选择UBF厌氧工艺作为前处理，为后续两级A/O的顺利高效利用提供了保障。对于氨氮及总氮含量高的废水，多采用A/O工艺进行处理。生物脱氮工艺在脱氮的同时，也降解大量有机物。根据本项目废水的水质特征，结合水量、水质特点，生化段采用原来“UBF+二级改良A/O”工艺进行处理。该工艺可以避免由于单级A/O所造成的大回流比，降低了能耗，同时也能保证出水氨氮和其他指标均达标排放。

根据中水回用排放指标，必须设置反渗透装置才能达到总盐度的要求，增设超滤系统是对反渗透的进一步保护，两者最好联合使用。本项目需中水回用的量为200吨/天，因此膜系统的处理规模为350吨/天。

3 主要构筑物设计参数

3.1 预处理部分

预处理部分包括两部分，第一部分是微电解+芬顿，另一部分是氨氮吹脱塔。微电解+芬顿池前设置调节池1和混凝沉淀池1，调节池规格为10×20×5m，停留时间30h，混凝沉淀池规格为1.5×5×2.5+5×11×3.7m，混凝段停留时间为30min，沉淀区采用平流式沉淀池，表面负荷为0.5m3/m2*h。微电解+芬顿池的规格为4×7.5×4m，微电解段停留时间和芬顿停留时间均为3h。微电解+芬顿后设置混凝沉淀池2，规格为1.5×5×2.5+5×11×3.7m，混凝段停留时间为30min，沉淀区采用竖流式沉淀池，分两格表面负荷为0.3m3/m2*h。氨氮吹脱塔前设置过渡池，规格为4×4×4m，停留时间为2h。氨氮吹脱塔规格为φ3×7.6m，数量4套。氨氮吹脱塔后续设置调节池2，规格为8×6.5×5m，停留时间为8h。

3.2 生化处理部分

UBF厌氧池规格为11×22×10m，停留时间为3.5d；一级A/O规格为A段15×6×5.5m，停留时间15h，O段15×20×5.5m，停留时间50h；二级A/O规格为A段10×5×5.5m，停留时间8.3h，O段10×10×5.5m，停留时间18.3h。

3.2 深度处理部分

臭氧氧化池规格为2×3.5×6.5m，停留时间1.5h；活性炭过滤器尺寸Φ2.5×4.5m；超滤系统膜组件25支，产水量12m3/h；反渗透系统膜组件20支，产水量8m3/h。

4 主要经济指标

该项目总投资1414万元，直接运行费包括电耗费用、人员费用、药剂费及污泥处置费，未经膜处理的直接运行费为11.7元/吨，膜处理后的直接运行费为12.6元/吨。

5 结论

通过将废水完全混合后采用微电解+芬顿处理，解决了废水中残留的抗生素对后续生化处理中微生物的影响，保证生化系统的去除率；增加中水回用设施用于本厂锅炉冷却水用，使得废水得到了综合利用，不仅节约自来水用量并且控制了废水排放量。