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医药中间体生产废水处理技术

http://www.ep.hc360.com2014年10月22日18:04 来源:中国污水处理工程网T|T

    慧聪水工业网

    引言

    安徽省某药业有限公司是从事医药中间体、动植物药提取以及生物化学原料药的技术研发、产品生产与销售的一家外商独资企业。该企业在投产初期主要产品有SP(舒必利:C15H23N3O4S),POTA(邻苄基苯甲酸:C14H12O2),CP(氯丙嗪:C17H19CIN2S)以及REBA(瑞巴派特:C19H15CIN2O4)等医药中间体。随着市场需求不断扩大,企业生产规模不断扩大,逐步开展了唑嘧胺中间体、盐酸依匹斯汀中间体、格列美脲中间体等近30类中间体研发生产。医药中间体生产过程中产生的废水具有排放量大、成分复杂、有机物浓度高、可生化性差等特点,导致处理的难度比较大[1-3]。生化处理技术具有运行费用低、投资省、效率高等优点[4],被广泛应用于医药中间体废水的处理中[5-6]。本设计采用“预处理-UASB-二级生物接触氧化”为主体的废水处理工艺,废水处理系统投入运行以来效果良好,且出水水质稳定达标。

    1废水水质、水量及排放标准

    医药中间体生产废水由工艺废水和生活污水2部分组成,综合废水水质指标均为平均值,排放标准执行当地园区污水处理厂的接管标准。废水水质及接管标准见表1。废水产生量约为260m3/d,设计处理量为300m3/d。

    

    2废水处理工艺设计

    2.1工艺流程

    首先通过预处理调节废水的pH值、去除大颗粒SS,然后通过曝气调节池调节水量水质,调节均匀的废水通过水提入厌氧反应阶段,在厌氧菌的作用下,将难以降解的大分子有机物分解为小分子有机物,提高废水的可生化性,通过厌氧段的降解,具有良好可生化性的废水进入接触氧化阶段,通过好氧菌的好氧硝化降解,将废水中的污染物质转化为无机物,完成废水的处理。其工艺流程见图1。

    

    2.2主要工艺设计参数

    (1)预处理设施

    由于医药中间体生产废水受pH值影响较大[3],且废水中SS浓度较高,所以预处理阶段的设置是非常必要的。预处理设施主要包括中和池、沉淀池和过滤池:中和池有效容积40m3(4.5m×4.5m×3.4m,有效水深2m),地下式砖混结构,表面做防腐处理,池内安装UPVC气动搅拌装置;沉淀池有效容积及池体尺寸与中和池相同,池内安装斜板填料;过滤池以活性炭作为滤料,池体尺寸为4.5m×4.5m×3.4m,有效水深为2m,填料层高度为1m。

    (2)曝气调节池

    由于生产排水不均匀,故设1个调节池以调节水量水质,保证后续处理工段的稳定运行。曝气调节池有效容积440m3(14m×9m×5m,有效水深3.5m),地下式钢筋混凝土结构;池内安装穿孔管,通过鼓风机向池内提供空气;池内安装2台提升泵,将废水提升到厌氧处理阶段。

    (3)厌氧处理设施

    UASB池具有较高的有机负荷,能够有效的降低废水中污染物质的浓度,提高废水的可生化性。UASB池有效容积为310m3(Φ6m×12m,有效水深11m),采用地上8.5m,地下3.5m的钢混结构,池内上部安装多面球填料,下部安装2m的软性填料,提高微生物与废水的接触面积。UASB池出水进入水解酸化池,降解一些大分子有机物质,进一步提高废水的可生化性,有利于后续好氧阶段处理。水解酸化池有效容积为240m3(9m×5.5m×5.2m,有效水深4.8m),池底设置2个泥斗,并安装2台污泥回流泵,将污泥回流到UASB池内。

    (4)好氧处理设施

    经水解处理后的废水进入二级接触氧化处理设施,在好氧生物的作用下,大部分的有机污染物被去除。一级接触氧化池有效容积540m3(14m×8m×5.2m,有效水深4.8m),控制CODCr有机负荷为2.0kg/(m3·d);二级接触氧化池有效容积290m3(14m×8m×5.2m,有效水深4.6m),控制有效负荷在0.5kg/(m3·d),池体为钢混结构;接触氧化池池底安装微孔曝气装置,通过鼓风机提供氧气,池中安装3.5m的软性填料。2级接触氧化池中间设置1座中间池,用于污泥回流,池中安装2台污泥回流泵。

    (5)后处理设施

    废水经过2级接触氧化处理后,进入斜管沉淀池,将随水流带出的微生物沉淀下来,降低出水的SS含量。斜管沉淀池有效容积为45m3(7m×2m×3.5m,有效水深3.2m),池体为钢混结构,池底设置1个泥斗,安装1台污泥泵,将剩余污泥打入污泥浓缩池。

    (6)污泥处理设施

    剩余污泥含水量很高,经过污泥浓缩池进一步浓缩之后,用污泥泵打入污泥干化池进行干化处理。污泥浓缩池有效容积为50m3(4m×4m×3.5m,有效深度3.2m),地上式钢混结构,浓缩液回流至调节池;污泥干化池有效容积20m3(6m×3m×1.5m),有效干化面积为18m2,地上式砖混结构,池底设置砂滤层,渗滤液回流至调节池。

    3调试及运行效果

    该工程调试过程中所需污泥取自污水处理厂污泥脱水间,投加质量浓度为3000mg/L。驯化过程采用阶梯式驯化法,池中温度控制在18~24℃,pH值控制在6~8,ρ(DO)在4~8mg/L,HRT为48h。进水中添加一定量的工业葡萄糖、尿素和磷酸二氢钾补充碳源、氮源和磷源,进水中ρ(COD)∶ρ(N)∶ρ(P)=200∶5∶1;每日进水中添加一定比例的废水,使得进水中废水的浓度随时间不断增加,同时不断减少营养源的使用量,直到进水全部为废水,并且污泥对COD的去除率达到稳定,驯化完成。

    阶梯式驯化法是采用逐步提高污泥驯化过程中的废水水量,同时减少营养物质的投加量,直至进水全部为废水的驯化方法。与传统的全负荷驯化方法相比,该驯化方法可以使活性污泥中的微生物尽快的适应驯化环境,有利于处理医药中间体生产废水的优势菌种的培养,优势菌种的成长可以显著的减少驯化所需要的时间,同时有利于节约驯化过程中消耗的营养源。经过1个月左右的培养驯化,污水处理系统中的活性污泥就实现了稳定增长,并能够大幅降解生产废水中的污染物质。1个月后开展系统联动调试,将系统的运行负荷提高到80%,测试系统各工段的设备、工艺运行情况。通过不断调整生物接触氧化工段所需风量、污泥回流量及剩余污泥量,UASB系统内部的污水回流量,并不断优化预处理工段的运行参数,使系统达到最佳的运行状态。具体参见http://www.dowater.com更多相关技术文档。

    系统经过2个月调试后,各项测试指标均达到污水处理厂的接管标准。运行结果表明,该系统运行稳定,抗冲击负荷能力强。环保部门抽检及企业自检结果显示,废水各项指标均稳定达标。近期运行数据见表2。由表2可见,废水经过“预处理-UASB-二级接触氧化”工艺处理后,平均去除效率分别为CODCr96.3%,BOD592.1%,NH3-N93.6%,SS89.7%,出水监测指标均优于接管标准。

    

    4结论

    (1)“预处理-UASB-二级接触氧化”工艺能有效处理高浓度,水量、水质变化较大的医药中间体生产废水,CODCr,BOD5,NH3-N,SS等去除效果稳定,达标率高。

    (2)该工艺各段优势菌性能突出,能针对废水中不同的有机污染物发挥作用,该工艺具有耐冲击负荷强、污染物质去除效率高、投资少、运行费用低、污泥产生量少等优点。

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责任编辑:张志超推荐

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