微电解与生化法混合工艺处理化学合成类制药废水
1 废水成分及工艺选择
广州某大型制药厂，每天产生大量的制药废水，总量约300m3/d，废水具体成分见表1。
表1 废水成分
Tab.1 Wastewater component mg·L-1
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由表1 可知，废水CODCr 浓度很高，而NH3-N 浓度较低，考虑到制药废水含有较多难降解化学合成有机物，BOD5/CODCr=0.5，废水的可生化性质较好，因此，工程核心段采用生化工艺处理废水，本工程选择好氧、厌氧水解及二次好氧工艺处理。废水CODCr 浓度很高，前段选择微电解法处理，即利用铁─碳粒料在电解质溶液中腐蚀形成的微电解过程来处理废水的一种电化学技术。电极反应过程不耗电，而能产生氧化还原，电凝聚等作用，电极反应产生的新生态Fe2+是一种吸附、包容和络合能力相当强的混凝剂，为加速氧化还原效率及速度对微电解反应进行适当曝气，以加速铁向高价铁的转化作用。故微电解法的特点是作用机制多，协同性强，综合效果显著，可提高废水可生化性，与二级生化处理匹配性好，操作简便，运行费用低；其CODCr 去除率可达25 %~50 %。
2 工艺流程及介绍[1-3]
制药废水通过格栅过滤后到集水井，然后通过泵提升到微电解池，在微电解池中利用铁─碳形成的氧化还原反应使污水中杂环类及大分子物质转化为易于生物降解的小分子物质。微电解出水经调节pH 及投加絮凝剂后进行混凝沉淀，出水则进入好氧、厌氧及二级好氧工艺处理。具体工艺流程见图1。
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图1 工艺流程
Fig.1 Process workflow
3 主要结构及说明
主要结构见表2。
表2 主要结构说明
Tab.2 Main construction
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考虑节省投资及适应水质变化冲击，本项目采用高负荷好氧反应器(一般系统容积负荷约为5~8 kgCOD/m3·d)作为第一级好氧生化装置。充氧方式采用联合射流曝气技术。高负荷出水后考虑采用水解反应进一步提升进水的可生化性。水解池出水进入填充新型载体(离子型酶促填料)的接触氧化池，新型填料能够较好地固定微生物，使泥龄较长的微生物得以保持。同时，对接触氧化池出水适当投加混凝剂，可与剥落的生物膜一起起到强化生物絮凝的作用，有助于提高出水水质。
就固液分离而言，由于污水中含有较高的盐份和较多的难降解物质，而对这类物质起到降解作用的菌种多数絮凝性较差，絮体密度较低，因此分离时宜采用较低的上升流速。本项目沉淀分离池设计的表面负荷较一般意义的分离池表面负荷低，保证获得良好分离效果。
本项目采用深池联合射流曝气技术作为高负荷反应器的供氧方式，即通过射流提升系统的传质效率而通过鼓风补气达到节能效果。曝气方式采用射流扩散式，并通过垂向循环混合，使溶解氧达到最大值。高速喷射形成紊流水力剪切，使气泡高度细化并均匀分散，从而提升氧的转移效率，同时也使体系中微生物以最大分散化与污水中有机物相接触提升生化反应的传质效率，在营养充足条件下，系统中污泥浓度及总量取决于供氧效果，而本系统中足够的溶解氧可使系统污泥浓度维持在8000 mg/L 以上，这也是保证好氧生物处理系统高负荷运行的条件。
由于强烈曝气使微生物代谢速度快，由此引起的生化反应可能加大内源消耗，剩余污泥量相对少；故在高负荷反应系统中剩余污泥量并不比常规活性污泥法总量增加。
高的射流循环比使高浓度污水进入系统之前实际上已经被系统混合液稀释，进入反应器后又被迅速均匀混合，使其冲击液流的浓度大大降低，从而有效地提高了系统抗冲击负荷的能力，故高负荷反应器有较强的抗冲击能力。
4 工艺处理效果分析
4.1 运行效果
设施投入运行后，出水水质完全达到广州市三级排放标准，出水排放指标如表3。从表中可以看出，在进水水质变化的情况下，经系统处理后的污水可以稳定达标，在系统遭受较大的水质与水量变化冲击下，也可达到比较高的去除效率，并很快恢复。故系统的抗冲击负荷能力是非常强的。
表3 出水水质指标
Tab.3 Effluent water index
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4.2 经济分析
一期工程总投资约250 万，其中土建投资80 万，工艺设备投资170万。污水处理站装机负荷约100 kW，运行成本约6.5 元/m3污水。
5 结论
采用微电解与好氧、厌氧、好氧混合工艺处理制药废水，虽然制药废水的成分复杂，但系统的处理效率较高，且抗冲击负荷能力较强，出水可达到广州市三级出水标准。
参考文献
[1]张中和．城镇排水(第二版)．给排水设计手册[M]．中国建筑工业出版社，2005：1-31，159-557．
[2]张自杰．废水处理理论与设计[M]．中国建筑工业出版社，2003：474-476，881-905．
[3]胡纪萃．废水厌氧生物处理理论与技术[M]．中国建筑工业出版社，2003：154-189．
(本文文献格式：季猛猛．微电解与生化法混合工艺处理化学合成类制药废水[J]．广东化工，2011，38(6)：155-156)
[作者简介] 季猛猛(1981-)，男，安徽人，硕士，设计助理，主要从事化工废水处理设计及环境影响评价的工作。
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