医药中间体生产废水的工程实践

2021-09-27陶旭峰袁太阳

化工设计通讯 2021年9期

陈瑛，陶旭峰，袁太阳

（浙江环之美环保科技有限公司，浙江台州 318000）

2019年全国卫生总费用达65 195.9亿元，人均卫生总费用4 656.7元[1]。进入2020年后医药工业总产值年增长率保持超过10%，预测在未来的10年，医药工业总产值将继续保持快速增长。同时医药中间体作为重要的环节，产值也保持着较高的增长率。

制药产业是经济发展中重要的一个环节，不仅影响经济发展水平，同时也影响着人类的日常生活和健康水平。在人类生存活动中，应对不同的疾病需要不同的药物，这就需要生产各种各样的药品，而医药中间体生产是药品生产中必不可少的环节，也就意味着需要生产各种不同的医药中间体。伴随着医药中间体的生产，就会产生各种不同的废水，和普通废水相比，医药中间体的生产废水成分复杂、COD浓度高、盐度高等，并且带有生物毒性，一般的生化难以处理[2]。如果不加处理排放，会对环境和人类生存产生不利影响。针对医药中间体废水，一般需要先进行高级氧化预处理，例如铁碳、芬顿、臭氧等。朱俊等采用微波强化Fenton氧化法处理高浓度医药中间体废水实验中，初始pH为4，双氧水投加量为5mL/L，FeSO4.7H2O投加量为3g/L，微波功率为300W，反应7min的条件下，COD去除率达89.7%[3]。

1 废水水质、水量和排放标准

浙江某药业有限公司主要生产医药中间体，拥有多个产品生产线，主要产品为依那普利、赖诺普利、西他列汀中间体和利伐沙班中间体等，产生工艺高浓废水50t/d；水冲泵废水、地面及设备清洗废水、检修废水、废气喷淋废水、冷却废水、生活污水、初期雨水、纯水制备废水等各股废水作为低浓废水，合计300吨。其中部分高盐废水、高AOX废水和高氨氮废水需要经过蒸馏预处理，冷凝废水也进入低浓废水。具体进水废水水质见表1。

表1 废水水质

废水处理后要求达到《污水综合排放标准》（GB 8978—1996）三级标准。

2 废水处理工艺

针对医药化工废水排放水质不稳定、排放间歇性、浓度高、有毒有害物质多的特点，该类废水须经过合理的分质分流收集，部分工艺废水须选择合理措施进行预处理，不仅实现物质进一步回收，并能极大降低废水中污染物质浓度，降低末端废水站处理难度。

废水分质分流：车间生产废水高、低浓度分开收集，其中工艺废水利用车间外高浓废水罐分类收集，车间清洗废水等采用车间外低浓废水收集池单独收集，收集后的各废水高架管路泵送至废水站。需脱溶的工艺废水单独收集于暂存罐中，利用车间内废水预处理釜进行蒸馏脱溶预处理。需脱盐（脱氮）的工艺废水单独收集于暂存罐中，利用车间内废水预处理釜进行蒸发脱盐（脱氮）预处理。具体分流方法如下所示。

1）高含盐工艺废水：项目使用较多的无机酸碱，工艺废水中含盐量较高，结合含溴、含高氮废水的蒸发脱盐预处理，建议对同时含盐和含较多副产的废水进行蒸发脱盐预处理。为减轻运行成本，在控制废水总盐度1%的前提下，尽量减少单纯含盐的工艺废水预处理。

2）含高COD工艺废水：项目工艺废水COD浓度较高，综合考虑废水量及水质，结合部分需脱盐、脱AOX、脱氮工艺废水，在脱盐预处理过程可先蒸馏除去溶剂，冷凝废水进入调节池。

3）含AOX工艺废水：项目原料中使用较多的二氯甲烷，部分进入废水后造成废水的AOX较高，由于生化处理对AOX的去除能力有限，必须在生产工艺环节加强对二氧甲烷的回收利用，蒸馏回收二氯甲烷后，再进入废水站。

4）高含氮工艺废水：项目含氮工艺废水主要含有机氮副产杂质，可考虑结合需脱盐工艺废水一并采用蒸发脱盐措施进行预处理。

5）含溴工艺废水：含溴工艺废水主要含四丁基溴化铵，需对含溴工艺废水进行蒸发脱盐预处理，脱除溴。

6）废水预处理：针对部分工艺废水高COD、高盐、高含氮、含AOX、含溴、含较多副产等特点，采取以生产车间为单元，针对性进行分质预处理，使工艺废水和其他废水混合后的废水在盐度、毒性等方面不对后续生化处理产生抑制，从而保证废水得到有效稳定处理。车间预处理主要为脱盐、脱氮、脱溶、回收物料、分离物料为主，将各股废水在全部混合前，进行分质合并收集，根据各废水中物料的特殊性，选择合理的预处理措施。本项目中含大量的盐和含氮物质，需脱盐脱氮，同时废水中较多物质都有生物毒性，比如二氯甲烷、四丁基溴化铵等。经预处理后，各股废水将实现含盐含氯极大降低、高沸点有机物质和大多生物毒性物质实现直接截留等，后续末端废水处理的难度极大降低，实现整体运行更加稳定。本项目预处理工艺采用蒸发脱氮、蒸发脱盐、蒸馏脱溶等措施。

废水处理工艺流程图见图1。

图1 废水处理工艺流程图

各车间工艺废水经车间预处理后，收集至高浓调节池，池中废水用泵提升至氧化池，加酸调节用芬顿氧化去除部分有机物，并通过对复杂有机物的破坏改善废水的B/C值，氧化池出水自流入混凝沉淀池1；在池中投加絮凝剂、助凝剂，产生大量矾花，吸附去除部分有机物，以去除SS和不溶有机物，上清液自流入综合废水调节池和低浓废水混合。池中废水泵入混凝沉淀池2，通过调节pH和投加絮凝剂、助凝剂，产生大量矾花，吸附沉淀去除部分有机物；混凝沉淀池2出水后进入生化处理系统。出水先进入水解池，通过厌氧水解作用，去除部分COD，降解大分子污染物为小分子污染物，并提高废水B/C值。水解池出水自流入兼氧池，通过兼氧菌去除部分COD，并反硝化脱氮，出水自流入好氧池，通过好氧菌种彻底氧化降解污染物，末端利用MBR膜实现泥水分离，MBR膜能有效截留反应器内菌种，保持较高的污泥浓度，降低污泥负荷，提高去除效率。MBR池中的部分污泥回流到水解池，可以维持水解池和兼氧池的污泥浓度，并在水解池中分解部分回流污泥，在兼氧池中将回流污泥中的硝态氮反硝化为氮气排出系统。混凝沉淀池1和混凝沉淀池2的污泥与剩余污泥一起排至污泥池，经污泥浓缩后，泵入污泥脱水机脱水后，含水率达到60%，干污泥安全处置，滤液回综合废水调节池。最终出水达标后排放。

3 处理效果

废水处理效果见表2。

表2 废水处理效果

由表2可知，高浓废水经过芬顿处理，COD、BOD5、氨氮和甲苯的去除率分别达到34.74%、19.78%、4.58%和84.37%，B/C值由0.40提到高0.5。综合废水经过A/A/O+ MBR处理后出水COD、BOD5、氨氮和甲苯浓度为285mg/L、 75mg/L、12.6mg/L和0.37mg/L；去除率分别为96.40%、98.07%、72.25%和91.02%。