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江蘇銘盛環境

制藥工業廢水處理工藝解析

文章出處:未知發表時間:2021-12-30 14:02:36


 

圖片2 

  江西某科技公司從事精密化工產品的研發和生產,主要產品有吡啶氫氟酸鹽、N-氟代雙苯磺酰胺、三乙酰氧基硼氫化鈉等化學合成類藥物。在生產過程中產生了大量的制藥廢水,其成分復雜、有機物含量高、毒性大、色度深、可生化性差,屬于高濃度難降解的有機廢水。目前常規的預處置工藝不能有效進步廢水的可生化性,單一的生物處置工藝存在出水水質不穩定且難以達標等缺陷,亟待尋覓一套有效的組合工藝對化學合成類廢水實行處置。研討標明,微電解-芬頓氧化組合工藝作為預處置對難降解有機廢水具有良好的處置效果,可有效去除廢水中的重金屬離子并進步廢水的可生化性。水解酸化工藝應用產酸菌的水解和產酸作用改動有機物的構造,可進一步進步B/C值,同時具有結構簡單、污泥產量少等優點。生物接觸氧化工藝具有容積負荷高、耐沖擊負荷、去碳脫氮效果佳等優點?;炷に嚳山涍^絮凝劑產生的緊縮雙電層、吸附架橋和網捕等作用進一步去除水中懸浮物質,保證出水水質。經綜合技術經濟剖析并分離公司的實踐生產狀況,本項目采用微電解/芬頓/水解酸化/生物接觸氧化/混凝工藝處置制藥廢水,使得最終出水水質到達《化學合成類制藥工業水污染物排放規范》(GB21904—2008)。

 

  1、廢水水質

 

  制藥廢水主要包括生產過程中各種結晶、轉相等母液廢水;反響容器、過濾機械、催化劑載體等沖洗廢水;吸附、副產品等殘液廢水;輔助過程排水和少量生活污水。廢水水量、水質及排放規范見表1。

圖片25 

 

  2、工藝流程及闡明

 

2.1 廢水處置工藝流程

 

  制藥廢水經過格柵去除大塊雜物后自流入調理池,平衡水質、水量。調理池出水經過提升泵送入pH調理池,參加H2SO4調理廢水pH值至23以滿足后續微電解的反響條件。pH調理池出水自流入微電解池,在酸性條件下經過鐵碳顆粒之間構成無數個原電池,發作電化學反響氧化合成復雜的有機物。微電解池出水自流入芬頓池,投加H2O2使廢水中的Fe2+H2O2產生鏈式反響,生成羥基自在基進一步氧化合成難降解物質。芬頓池出水自流入中和絮凝池,在池中投加NaOH,將廢水調至弱堿性并投加絮凝劑降低懸浮物和色度,以利于后續生物處置。中和絮凝池出水自流入初沉池實行固液別離。初沉池出水自流入水解酸化池,經水解酸化作用改善廢水可生化性。水解酸化池出水自流入生物接觸氧化池,進一步降解有機物和脫氮并去除局部SS。同時生物接觸氧化池混合液局部回流至水解酸化池,實行反硝化脫氮。生物接觸氧化池出水自流入二沉池實行固液別離。二沉池出水自流入混凝池,投加絮凝劑(PAC、PAM)使廢水中的懸浮物構成絮體,同時進一步降低CODSS的濃度?;炷厣蠈右阂缌鬟M入終沉池,實行固液別離,進一步去除SS后流入清水池,再排入園區污水處置廠。組合工藝中污泥濃縮池主要搜集初沉池、二沉池和終沉池的污泥。污泥濃縮池局部污泥回流至生物接觸氧化池,堅持池內活性污泥濃度。污泥濃縮后經過廂式壓濾機降低污泥含水率,污泥濃縮池上清液和廂式壓濾機的濾液回流至調理池。本組合工藝均勻泥餅產生量為65.4kg/d,均外運至具有相應資質的處置單位實行最終的污泥處置。

 

  廢水處置工程設計水量為100m3/d,各構筑物設計進水流量均為5m3/h(20h計算),工藝流程見圖1。

 

圖片26 

  2.2 主要構筑物及設備

 

  2.2.1 調理池

 

  1座,尺寸為18.4m×4.0m×3.0m(××高,下同),有效高度為2.0m,有效池容為147.2m3,水力停留時間(HRT)20h。采用公開式鋼筋混凝土構造,內壁防腐。配套設備:1臺羅茨風機,Q=2.62m3/h,P=0.03MPa,N=2.2kW;1套空氣攪拌系統;2臺提升泵,Q=5m3/h,H=150kPa,N=0.75kW;1臺液位控制器;1臺電磁流量計。

 

  2.2.2 微電解池

 

  1座,尺寸為3.0m×3.0m×4.5m,有效高度為4.0m,HRT2h,有效容積為36m3。池體內填充10m3鐵碳組合填料。池體采用半地上式鋼筋混凝土構造,內壁防腐。配套設備:1套空氣攪拌系統,氣源由生物接觸氧化池的羅茨風機提供。

 

  2.2.3 芬頓池

 

  2座,并聯運轉,單座尺寸為1.4m×1.4m×2.5m,有效高度為2.0m,有效容積為7.48m3,HRT1.5h。采用半地上式鋼筋混凝土構造,內壁防腐。配套設備:1H2O2投加安裝,1H2O2加藥泵(Q=90L/h,N=0.25kW);2組曝氣攪拌安裝,氣源由生物接觸氧化池的羅茨風機提供。

 

  2.2.4 中和絮凝池

 

  投加NaOH調理pH值至8.08.5,投加PAM、PAC以減小SS和色度。2座,并聯運轉,單座尺寸為1.4m×1.4m×2.5m,有效高度為2.0m,有效容積為7.48m3,HRT0.7h。采用半地上式鋼筋混凝土構造,內壁防腐。配套設備:2NaOH投加安裝(含攪拌安裝),1NaOH加藥泵(Q=90L/h,N=0.25kW);2組曝氣攪拌安裝,氣源由生物接觸氧化池的羅茨風機提供。

 

  2.2.5 水解酸化池

 

  1座,尺寸為4.0m×11.6m×4.5m,有效高度為4.0m,有效池容為185.6m3,HRT37.0h,溶解氧為0.20.5mg/L。池內設置140m3、規格為150mm的生物填料,池體采用半地上式鋼筋混凝土構造,內壁防腐。配套設備:1臺潛水攪拌機,直徑260mm,N=0.85kW;2組曝氣攪拌安裝,氣源由生物接觸氧化池的羅茨風機提供。

 

  2.2.6 生物接觸氧化池

 

  2座,并聯運轉,單座尺寸為4.0m×11.6m×4.5m,有效高度為4.0m,有效容積為371.2m3,HRT74.0h,DO24mg/L,污泥濃度為4000mg/L。池內設置280m3、規格為150mm的生物填料,容積負荷為0.62kgBOD5/(m3填料·d),采用半地上式鋼筋混凝土構造,內壁防腐。配套設備:2(11)羅茨鼓風機,Q=11m3/min,N=15kW,P=0.05MPa;200套微孔曝氣器,規格為D215,效勞面積為0.300.50m2/套,空氣流量為1.53.0m3/(·h)。

 

  2.2.7 二沉池

 

  1座,尺寸為3.5m×3.5m×4.5m,有效水深為4.0m,有效容積為49m3,水力外表負荷為0.41m3/(m2·h)。采用半地上式鋼筋混凝土構造。配套設備:1PVC材質的溢流堰,1套中心導流管,DN350,1套氣提排泥泵。

 

  2.2.8 混凝池

 

  1座,尺寸為1.65m×1.5m×2.5m,有效高度為2.0m,有效容積為4.95m3,HRT1h。采用半地上式鋼筋混凝土構造。配套設備:1PAM投加安裝(含攪拌安裝),2PAM加藥泵(Q=50L/h,N=0.25kW)。1PAC投加安裝,1PAC加藥泵(Q=90L/h,N=0.25kW)。1組曝氣安裝,氣源由生物接觸氧化池的羅茨風機提供。

 

  2.2.9 污泥濃縮池

 

  1座,尺寸為1.65m×3.4m×4.5m,有效高度為4.0m,有效容積為22.5m3,HRT12h。采用半地上式鋼筋混凝土構造。配套設備:2臺螺桿泵(11),Q=5m3/h,P=0.6MPa,N=3.0kW;1臺廂式壓濾機,過濾面積30m2,N=1.5kW。

 

  3、調試運轉狀況

 

  3.1 調試狀況

 

  廢水處置工程從20164月開端調試,經過大約60d完成調試,各反響器啟動勝利。

 

  物化調試

 

  物化調試包括pH調理池、微電解池、芬頓池、中和絮凝池和混凝池。向pH調理池投加質量分數為98%H2SO4,將廢水pH值調至34。微電解池內填充10m3鐵碳組合填料,鐵碳填料均勻粒徑為2.53.5cm、鐵碳體積比為1∶1、反響時間為2h,氣水比為10∶1。芬頓池投加30%H2O2,控制反響時間和pH值變化。在中和絮凝池投加絮凝劑(PAC、PAM)10%NaOH(片堿),依據廢水水質肯定混凝劑和NaOH的投加比例,以pH值在8.08.5和混凝沉淀效果良好為規范?;炷赝都有跄齽?/span>(PAC、PAM),依據進水量同比例調整絮凝劑投加量,每日需排泥一次,當處置水量和去除效果到達設計請求時,即標志調試完成。

 

  生化調試

 

  生化調試包括水解酸化池和生物接觸氧化池。接種污泥均取自園區內某藥廠廢水處置站的脫水污泥,接種污泥體積均為30%池容。水解酸化池內置140m3組合填料,將污泥投入反響器中,加滿用自來水1∶1稀釋后的制藥廢水??刂普{試階段pH值為7.08.0,溫度為2030℃、DO0.20.5mg/L,BOD5∶N∶P=(300500)∶5∶1。啟動初期控制進水流量為設計值的1/3,容積負荷為0.5kgCOD/(m3·d),培育馴化一段時間,當COD去除率達70%左右時,逐漸進步進水流量和容積負荷。經過60d左右,各反響器進水流量和容積負荷均到達設計請求,COD去除率在80%左右,處置效果穩定。池內填料外表附著一層黑色生物膜,質感稀薄,根本完成掛膜。生物接觸氧化池內置280m3組合填料,控制調試階段的pH值為6.08.5,DO值為24mg/L,BOD5∶N∶P=100∶5∶1。啟動初期采用間歇進水。將接種污泥投入反響器中,加滿1∶4稀釋后的制藥廢水,實行曝氣。每天改換1/3池容的廢水,待填料上的生物膜由黑色轉為黃褐色后,改為連續進水。進水流量為設計值的1/3。當COD去除率穩定在70%以上時,逐漸進步進水流量和容積負荷。經過40d左右,填料外表呈現一層褐色的生物膜,顯微鏡下可見草履蟲、腎形蟲和累枝蟲等。掛膜階段完畢,可以為調試完成。

 

  3.2 運轉效果

 

  系統調試終了后投入運轉。各單元處置效果見表2。穩定運轉結果標明,廢水經該工藝處置后,最終出水水質到達《化學合成類制藥工業水污染物排放規范》(GB21904—2008)。

 

圖片27 

  3.3 呈現的問題及處理方法

 

  水解酸化池調試運轉時,呈現過出水pH值過低的問題。對此可及時加大投堿量,減少或暫停進水以減輕污泥負荷,待出水正常后繼續加大負荷至設計值,同時應緊密監控pH值變化。

 

  由于該化學合成類藥物廢水屬于間歇排放,水質和水量動搖較大。對此可恰當延長廢水在調理池中的停留時間,減少后續工藝的沖擊負荷。

 

  4、技術經濟剖析

 

  本工程總投資為112.50萬元,其中直接費用包括土建費用61.50萬元、設備費用50.30萬元;間接費用為19.70萬元。運轉費用包括電費、藥劑費及人工費。廢水處置站總裝容量為43.5kW,運轉容量為25.1kW,電耗為388.9kW·h/d。電價以0.80/(kW·h)計,則電費為2.0/m3;藥劑包括H2SO4、NaOH、PAM、PACH2O2,正常狀況下藥劑費折合為0.53/m3;廢水站需布置2名工作人員,工資按2000/(·)計,折合人工費為1.33/m3。合計運轉費用為3.86/m3。

 

  5、結論

 

  針對江西某科技公司生產吡啶氫氟酸鹽、N-氟代雙苯磺酰胺、三乙酰氧基硼氫化鈉等化學合成類藥物產生的大量制藥廢水,采用微電解/芬頓/水解酸化/生物接觸氧化/混凝工藝處置。該工藝處置效果好,抗沖擊負荷才能強。最終出水COD、BOD5、NH3-N、SS濃度分別為77、13、8、9mg/L,出水水質到達《化學合成類制藥工業水污染物排放規范》(GB21904—2008)。

 


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