某药业公司废水处理工程案例分析

2021-07-07杨俊杰郝希龙吕佳林

河南化工 2021年6期

杨俊杰，郝希龙，王珂，吕佳林

(1.河南省固体废物和化学品技术管理中心，河南郑州 450003 ； 2.郑州轻大产业技术研究院有限公司，河南郑州 450001 ； 3.郑州轻工业大学，材料与化学工程学院，环境污染治理与生态修复河南省协同创新中心，河南郑州 450001)

0 前言

近年来，我国医药化工业迅速大规模发展，制造药品过程中产生的废水含有大量的有毒有害物质，这些废水如不达标排放，将严重污染自然水体，极大地危害了人类及生物健康[1]。制药工业废水是一种高浓度难处理的有机污水，由于生产产品各异以及工艺不同，而导致废水成分相差很大，但一般具有有机物浓度高、污染物成分复杂、难降解、可生化性差和毒性大、废水的水质及水量变化较大、所含悬浮物浓度高等特点，制定能够稳定运行、便于管理的工艺路线尤为重要[2-3]。

河南某药业股份有限公司主要生产散剂(外用)及硬胶囊丸剂(水丸、水蜜丸、浓缩丸)，工序中含中药前处理和提取。本次工程产生的废水污染物浓度较高，混合后可生化性较差，生产中药产生的废水治理一直是我国水处理领域的薄弱环节，处理方法与工艺还在进一步的研究阶段[4]。该公司制药废水总量为50 m3/d，处理前废水COD 6 000 mg/L，BOD52 400 mg/L，NH3-N 35 mg/L，SS 800 mg/L。为了解决上述问题，综合了解近几年我国制药行业废水处理情况，结合多种制药废水处理工艺，研制出一套成熟的制药废水的处理方案[5-6]。

1 污水污泥处理工艺流程

根据国内外制药废水处理的实际运行情况，结合本次工程废水特点，技术人员对该类制药废水进行设计及施工调试，查阅同类废水处理工程实例，为满足排放要求，确定本次工程采用“格栅+调节池+气浮池+UASB+A/O+混凝沉淀”的处理工艺。此工艺技术成熟可靠，经济可行，工程应用范围较为广泛。工艺流程如图1所示。

图1 污水污泥处理工艺流程图

2 主要构筑物及设备

2.1 机械格栅

尺寸为3 m×0.4 m×0.8 m，铸铁材质，钢混结构，共1座。耙齿间隙为3 mm，铸铁(耙齿不锈钢)材质，共1台，功率为0.55 kW。设置机械格栅用于拦截废水中的漂浮物和悬浮物，以保护后续处理设施的稳定运行。

2.2 调节池

尺寸为3 m×2.5 m×3.9 m，有效容积为25.5 m3，水力停留时间12 h，钢混结构，共1座。配套不锈钢材质离心泵，扬程13 m，功率0.37 kW，共2台，1用1备。

设置调节池，强化水质水量调节。由于生产废水水质水量波动较大，在增大调节池水力停留时间的同时，采用曝气装置对调节池内的废水进行搅拌，以防止废水中悬浮物沉积并对废水进行预曝气，去除部分污染负荷。

2.3 气浮池

尺寸为3 m×1.5 m×1.8 m，超高0.3 m，碳钢防腐结构，共1座，配套加药系统2套，管道混合器2个。设置气浮池可去除废水中的可沉物和漂浮物，减轻后续处理设施的负荷。

2.4 UASB反应池

尺寸Φ4.6 m×5.4 m，容积负荷3 kg COD/(m3·d)，超高0.3 m，碳钢防腐结构，共1座。配套碳钢防腐材质的三相分离器1套、水封罐1个、电磁流量计3台及池底排泥系统。

设置UASB厌氧反应系统，废水在UASB反应器中经过厌氧反应对COD的去除率高达90%，在制药废水中被广泛应用，技术成熟，设备简单，运行方便，勿需设沉淀池和污泥回流装置，不需要充填填料，也不需在反应区内设机械搅拌装置，造价相对较低，便于管理，且不存在堵塞问题。

2.5 A/O池

厌氧池尺寸3.2 m×1.6 m×4 m，超高0.3 m，碳钢防腐结构，共1座，配套潜水推流器1台。好氧池尺寸6.9 m×1.6 m×4 m，污泥负荷0.075 kg BOD5/(kg MLSS·d)，超高0.5 m，碳钢防腐结构，共1座，配套ABS材质的旋切式曝气器32套及ABS材质的布气系统17 m2。A/O池配套铸铁材质的混合液回流泵2台，1用1备。扬程11 m，功率0.55 kW。好氧工艺采用A/O工艺，该工艺对废水中的有机物、氨氮均有较高的去除效果，并具有容积负荷高、耐冲击负荷能力强、操作费用低等特点。

2.6 二沉池

采用竖流式沉淀池，尺寸1.6 m×1.6 m×3.5 m，表面负荷为0.8 m3/(m2·h)，沉淀时间3 h，碳钢防腐结构，共1座。配套铸铁材质污泥泵2台，1用1备，扬程为16 m，功率为0.55 kW，导流筒1个。

2.7 混凝沉淀池

混凝沉淀池选用成套设备尺寸为3 m×1.6 m×2.8 m，配套加药系统2套。混凝沉淀就是在混凝剂的作用下通过压缩颗粒表面双电层以及桥联、网捕、吸附等物理化学过程，将废水中的悬浮物、胶体和可絮凝的其它物质凝聚成絮团，再经沉降设备将絮凝后的废水进行固液分离，絮团沉入沉降设备的底部而成为泥浆，顶部流出的则为色度和浊度较低的清水。

2.8 回用水池

尺寸为4 m×3 m×4.5 m，有效容积为51.6 m3，钢混结构。回用水池的主要作用是接收混凝沉淀池的出水，加药消毒处理，使出水达到中水回用的标准。

2.9 污泥储池

尺寸为2.5 m×1.6 m×3.9 m，超高0.5 m，钢混结构，共1座。配套曝气装置及半式压滤机1台，另有铸铁材质的螺杆泵1台，流量为0.5 m3/h，功率为0.75 kW。产生的污泥采用板框压滤机处理，操作简单，方便脱水污泥的处理及安全处置。

3 主要技术参数

经过格栅、调节池、初沉池、UASB、A/O、混凝沉淀等工段后，外排生产废水达到环保相关要求。各工段处理效果如表1所示。

表1 污水处理站各工段处理效果

4 经济分析

4.1 电费

一期工程总装机容量6.99 kW，其中备用容量为2.42 kW，日耗电量为93.93 kW·h，电价0.6元/(kW·h)，则每日电费为56.36元。二期工程完成后总装机容量10.69 kW，其中备用容量为3.17kW，日耗电量为164.73 kW·h，电价0.6元/(kW·h)，则每日电费98.84元。