药用辅料生产废水处理工程设计与运行

葛怀波，李 娅，刘 峻，朱亚飞

(1.河南省正大环境科技咨询工程有限公司，河南 郑州 450002； 2.中衍郑州工程设计研究院有限公司， 河南 郑州 450000；3.郑州亿众环境科技有限公司，河南 郑州 450000)

1 引言

药用辅料是药物制剂的基础材料和重要组成部分，是保证药物制剂生产和发展的物质基础。目前我国已经推出了500多种药用辅料，由于产品众多，生产工艺多样，产生的废水成分复杂，具有高浓度、高盐分、难生物降解等特征，是难处理的工业废水之一。目前，国内处理此类废水多采用高级氧化法、生物化学法及物理-化学-生化组合工艺，大多以生化为主的物化-生化-化学组合工艺。

某药用辅料生产企业主要生产微晶纤维素、低取代羟丙纤维素、预交化淀粉、十二烷基硫酸钠等药用辅料，每天生产废水的排放量为70～80 m3。结合企业生产状况、排水实况、清洁生产水平以及相关标准规范，本工程设计处理规模为100 m3/d，采用物化-高级氧化-生化-高级氧化组合工艺，出水水质达到河南省地方标准《化工行业污染物间接排放标准》(DB41/1135-2016)表1间接排放标准。

2 设计进出水质

根据企业生产产品类别及实测各个产污环节排放废水水量、水质，综合考虑各方面影响因素，确定本次工程废水设计进水水质及排放水质见表1。

表1 设计进水水质及排放标准 mg/L

3 污水处理工艺流程

通过考察研究国内类似废水处理的实验成果及实际运行情况[1～7]，结合本工程的实际废水产排情况及水质情况，确定采用“气浮-铁碳微电解-Fenton氧化-混凝沉淀-水解酸化-生物接触氧化-Fenton氧化-混凝沉淀”组合处理工艺。工艺流程见图1。

图1 工艺流程

4 主要构筑物及设计参数

(1)格栅渠。1座，钢混结构，尺寸为2.0 m×0.5 m×1.5 m，设置人工细格栅1面，用于截留污水中的漂浮物等。

(2)调节池。1座，钢混结构，尺寸为4.0m×3.0 m×5.5 m，有效容积50 m3，停留时间10 h。设置提升泵4台(2用2备)，扬程为11 m，功率为0.75 kW；池底设置曝气搅拌系统，该系统仅起搅拌功能，定时开启。

(3)平流式气浮机。1台，处理能力5 m3/h，尺寸为3.5 m×1.5 m×1.8m。

(4)pH调节池。1座，钢混结构，尺寸为1.5 m×1.5 m×3.0 m，有效容积5.6 m3，设置耐酸提升泵2台，1用1备，扬程为20 m，功率为0.55 kW，泵提升至铁碳微电解反应器。

(5)Fenton氧化反应器。1套，设备，尺寸为Φ2.5×4.5 m，设置加药系统一套。

(6)混凝沉淀池。1座，钢混结构，尺寸为2.2 m×2.2 m×4 m，表面负荷0.95 m3/(m2·h)。

(7)中间水池。1座，钢混结构，尺寸为1.5 m×1.5 m×3.0 m，有效容积5.6 m3，设置耐酸提升泵2台，1用1备，扬程为22 m，功率为2.2 kW，泵提升至水解酸化池。

(8)水解酸化池。1座，钢混结构，尺寸为8 m×7 m×6.5 m，有效容积为347.2 m3，停留时间3.5d；设置组合填料，填料型号Φ200 mm，数量336 m3，聚丙烯材质；布水排泥系统各一套。

(9)生物接触氧化池。1座，钢混结构，尺寸为10 m×5m×5.5 m，有效容积为250 m3，停留时间60 h；污泥负荷0.07 kgBOD5/(kgMLSS·d)，污泥浓度3300 mg/L；池底设置旋切式曝气器，204套，ABS材质；设置布气系统1套；设置组合填料，填料型号Φ200 mm，数量125 m3，聚丙烯材质。

(10)二沉池。1座，钢混结构，尺寸为2.3 m×2.3 m×54.5 m，表面负荷0.79 m3/(m2·h)；设置离心泵2台(1用1备)，扬程为12.5 m，功率为0.55 kW，用于污泥回流和剩余污泥排放。

(11)中间水池。1座，钢混结构，尺寸为1.5 m×1.5 m×3.0 m，设置提升泵2台(1用1备)，扬程为22 m，功率为2.2 kW。

(12)Fenton氧化反应器。1套，设备，尺寸为Φ2.5×4.5 m，设置加药系统一套。

(13)混凝沉淀池。1座，钢混结构，尺寸为2.2 m×2.2 m×4 m，表面负荷0.95 m3/(m2·h)。

(14)清水池。1座，钢混结构，尺寸为3 m×1.5 m×2.0 m，有效容积6.75 m3。

(15)污泥贮池。1座，钢混结构，尺寸为2 m×2 m×3.5 m，有效容积6 m3，池底设置曝气搅拌系统。

(16)鼓风机房、配电室及加药间。1座，砖混结构，尺寸为18 m×4.5 m×3.9 m，设置三叶罗茨鼓风机2台(1用1备)，风量为3.37 m3/min，风压为68.6 kPa，功率为7.5kW；设置三叶罗茨鼓风机2台(1用1备)，风量为1.34 m3/min，风压为68.6 kPa，功率为4 kW。

(17)污泥脱水间。1座，砖混结构，尺寸为7.0 m×4.5 m×3.9 m，设置板框式污泥脱水机1台，过滤面积42 m3，配套功率2.2 kW。

(14)配电室及值班室。合建，1座，砖混结构，总尺寸为6.0 m×3.0 m×3.9 m。

(15)在线监测室。1座，砖混结构，总尺寸为4.5 m×3.0 m×3.9 m。

5 工艺设计及运行效果

本工程按照工艺设计进行土建施工、设备、管道、电气自控等安装施工，联动调试后，目前能够运行稳定，出水水质稳定达标排放。工艺设计处理效果见表2。

表2 工艺设计处理效果

2018年5月，本工程工艺调试完成，运行结果见表3。出水水质满足河南省地方标准《化工行业污染物间接排放标准》(DB41/1135-2016)表1间接排放标准。

表3 运行结果 mg/L

6 工程总投资及运行费用

该工程总投资为434.7万元。包括构(建)筑物、设备等直接投资381.1万元；设计费、调试费等间接投资53.6万元。运行成本主要包括电费、人工费以及药剂费等，运行费用总计2425.6元/d，折合运行成本为24.3元/m3。

7 结语

实际运行效果表明，对该企业废水采用“气浮-铁碳微电解-Fenton氧化-混凝沉淀-水解酸化-生物接触氧化-Fenton氧化-混凝沉淀”处理工艺可行，出水各项指标均能满足河南省地方标准《化工行业污染物间接排放标准》(DB41/1135-2016)表1间接排放标准。该工艺成熟可靠、运行稳定、易于操作、无二次污染，同时减少了污水对生态环境的污染。