某制药废水处理站工程设计实例

章 亮 杨 尧

(南京大学 环境规划设计研究院股份公司，江苏 南京 210093)

近年来，随着制药行业的快速发展，制药废水产生量很大[1]。我国原料药和药品制剂生产企业约5000家，生产一万多种、年产量近百万吨药剂，制药工业废水年排放量达到0.25Gt，年平均处理率还不到30%[2]。制药产品的生产过程主要是发酵、过滤、离子交换、浓缩、酯化、转化以及精制等多种复杂而有序的物理、化学和生物过程，在这些工艺过程中会产生大量的高有机污染含量废水[3]。制药废水污染物成分复杂、毒性大、色度高、难生物降解、水质水量变化大，是工业废水中较难处理的一种[4-5]。

为响应国家环保政策、落实“三同时”制度、体现社会责任感，某制药公司准备出台I期项目废水处理站工程技术方案。本文对该制药公司厂区废水处理站工程设计实例进行介绍，通过工程概况、工艺流程、工艺参数、造价与运营成本几个方面的讨论，为其他类似制药公司废水处理站工程设计方案提供参考与示范。

1 工程概况

本期工程为某制药新厂(智能化工厂)建设项目的一期项目，该工程的废水主要包括：氯烃废水、苯系物及杂环化合物废水、高浓易降解废水和低浓度废水四部分，一期项目废水设计进水水量、水质如表1。

表1 一期项目废水设计进水水量、水质(mg/L)

一期项目废水在废水处理站处理达到接管标准后，接管至园区北部污水处理厂集中处理，依据《废水接管标准表》要求，废水站设计出水指标(即接管标准)详见表2。

表2 出水接管标准(mg/L)

注：①二氯甲烷标准参照可吸附有机卤化物(AOX以Cl计)。

2 工艺设计

2.1 设计思路

一期项目废水处理系统的对象由①氯烃废水②苯系物、杂环化合物废水③高浓易降解废水④低浓度废水组成，废水种类较多、成分复杂。因此，从节省总投资成本、保证出水水质的原则出发，最优化的废水处理总思路如下：

(1)废水处理工艺系统以生化法为主体，辅以有针对性的对难降解废水(①②)采取预处理措施，形成“分质收集+分质预处理+生化法综合处理”的废水处理工艺系统；

(2)鉴于难降解废水(①②)中存在一定的悬浮物、石油类，“分质预处理工艺段”推荐由“以固液/液液分离为主的一级分质预处理”+“以高级氧化法为主的二级分质预处理”组成；

(3)基于上述两点分析，厂区废水处理工艺体系将由：车间废水分质收集系统、厂区废水分质输送系统、废水处理站系统三大部分构成。

2.2 工艺流程

本项目废水处理站设计工艺流程图如图1所示。

分质废水一级预处理方案：氯烃废水采用“气浮装置+碱性热水解装置+电解装置”进行处理，利用气浮装置去除氯烃废水中的油、悬浮物，利用高温、碱性条件下卤代烃的水解作用进一步去除废水中的卤代烃类物质，利用电解过程在阳、阴两极上分别发生氧化和还原反应以实现废水的净化；含苯系物、杂环化合物废水采用气浮装置去除苯系物、杂环化合物的油、悬浮物。

难降解废水二级预处理方案：氯烃废水和含苯系物、杂环化合物废水分别经一级预处理后，合并送入难降解废水二级预处理系统，主要采用“微电解装置+非均相Fenton装置+混凝沉淀装置”进行处理。利用铁炭微电解装置对废水中杂环有机物进行开环断链，提高废水的可降解性；利用非均相Fenton装置氧化去除难降解废水中的污染物质；最后利用混凝沉淀装置将氢氧化铁沉淀絮凝沉淀变成铁泥排放，保证出水水质。

图1 废水处理站设计工艺流程图

综合废水处理方案：难降解废水预处理(二级预处理)装置出水与高浓度易降解废水、低浓度废水混合均质后进入综合废水处理系统，考虑到综合废水浓度偏高、且有一定的总氮脱除要求，综合废水处理系统主体工艺推荐采用“水解酸化池→缺氧池→一级接触氧化→二级接触氧化→臭氧氧化池→出水监控池”。

综上所述，本工艺在源头做到不同废水分质收集，并进行必要的预处理；在物化处理段强化除油，并采用强化氧化还原工艺对废水中的有毒、难降解有机物进行开环断链进而提高生化可生化性[6]；在高浓度废水进入生化处理段之前段采用高效混凝沉淀，降低后续“蛋白结垢风险”[7]，生化处理主体工艺选择“升流式水解酸化+缺氧+两级接触氧化”，均是耐冲击负荷能力较强的工艺[8]；深度处理段“臭氧氧化池”作为应急工段，对保证出水起到最后把关的作用。

3 处理效果

该废水处理工程实例运行效果稳定，整个系统出水水质满足设计标准，该工艺对于此类废水具有很好的处理效果。运行期间各处理单元，废水处理效果见表3。由表3可知，综合废水处理单元出水均能稳定达到接管标准。

表3 各单元废水处理效果

4 投资及运营成本估算

本项目废水处理站工程投资费用为1271.67万元，废水处理工程运行费用具体为：吨水电费为2.50元/吨，吨水药剂费用为0.35元/吨，人工费用为0.20元/吨，吨水总运行成本为3.05元/吨。

5 结论

本工程实践表明，采用“分质收集+两级分质预处理+生化法综合处理”的总体工艺系统，对医药废水和生活废水的处理具有明显优势。物化处理段强化除油，并采用强化氧化还原工艺对废水中的有毒、难降解有机物进行开环断链进而提高生化可生化性；在高浓度废水进入生化处理段之前段采用高效混凝沉淀，降低后续“蛋白结垢风险”，在经过生化处理主体工艺选择“升流式水解酸化+缺氧+两级接触氧化”，处理出水效果显著。