医药中间体生产废水处理技术
引言
安徽省某药业有限公司是从事医药中间体、动植物药提取以及生物化学原料药的技术研发、产品生产与销售的一家外商独资企业。该企业在投产初期主要产品有SP（舒必利：C15H23N3O4S），POTA（邻苄基苯甲酸：C14H12O2），CP（氯丙嗪：C17H19CIN2S）以及REBA（瑞巴派特：C19H15CIN2O4）等医药中间体。随着市场需求不断扩大，企业生产规模不断扩大，逐步开展了唑嘧胺中间体、盐酸依匹斯汀中间体、格列美脲中间体等近30类中间体研发生产。医药中间体生产过程中产生的废水具有排放量大、成分复杂、有机物浓度高、可生化性差等特点，导致处理的难度比较大[1-3]。生化处理技术具有运行费用低、投资省、效率高等优点[4]，被广泛应用于医药中间体废水的处理中[5-6]。本设计采用“预处理-UASB-二级生物接触氧化”为主体的废水处理工艺，废水处理系统投入运行以来效果良好，且出水水质稳定达标。
1废水水质、水量及排放标准
医药中间体生产废水由工艺废水和生活污水2部分组成，综合废水水质指标均为平均值，排放标准执行当地园区污水处理厂的接管标准。废水水质及接管标准见表1。废水产生量约为260m3/d，设计处理量为300m3/d。
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2废水处理工艺设计
2.1工艺流程
首先通过预处理调节废水的pH值、去除大颗粒SS，然后通过曝气调节池调节水量水质，调节均匀的废水通过水泵提入厌氧反应阶段，在厌氧菌的作用下，将难以降解的大分子有机物分解为小分子有机物，提高废水的可生化性，通过厌氧段的降解，具有良好可生化性的废水进入接触氧化阶段，通过好氧菌的好氧硝化降解，将废水中的污染物质转化为无机物，完成废水的处理。其工艺流程见图1。
2.2主要工艺设计参数
（1）预处理设施
由于医药中间体生产废水受pH值影响较大[3]，且废水中SS浓度较高，所以预处理阶段的设置是非常必要的。预处理设施主要包括中和池、沉淀池和过滤池：中和池有效容积40m3（4.5m×4.5m×3.4m，有效水深2m），地下式砖混结构，表面做防腐处理，池内安装UPVC气动搅拌装置；沉淀池有效容积及池体尺寸与中和池相同，池内安装斜板填料；过滤池以活性炭作为滤料，池体尺寸为4.5m×4.5m×3.4m，有效水深为2m，填料层高度为1m。
（2）曝气调节池
由于生产排水不均匀，故设1个调节池以调节水量水质，保证后续处理工段的稳定运行。曝气调节池有效容积440m3（14m×9m×5m，有效水深3.5m），地下式钢筋混凝土结构；池内安装穿孔管，通过鼓风机向池内提供空气；池内安装2台提升泵，将废水提升到厌氧处理阶段。
（3）厌氧处理设施
UASB池具有较高的有机负荷，能够有效的降低废水中污染物质的浓度，提高废水的可生化性。UASB池有效容积为310m3（Φ6m×12m，有效水深11m），采用地上8.5m，地下3.5m的钢混结构，池内上部安装多面球填料，下部安装2m的软性填料，提高微生物与废水的接触面积。UASB池出水进入水解酸化池，降解一些大分子有机物质，进一步提高废水的可生化性，有利于后续好氧阶段处理。水解酸化池有效容积为240m3（9m×5.5m×5.2m，有效水深4.8m），池底设置2个泥斗，并安装2台污泥回流泵，将污泥回流到UASB池内。
（4）好氧处理设施
经水解处理后的废水进入二级接触氧化处理设施，在好氧生物膜的作用下，大部分的有机污染物被去除。一级接触氧化池有效容积540m3（14m×8m×5.2m，有效水深4.8m），控制CODCr有机负荷为2.0kg/（m3·d）；二级接触氧化池有效容积290m3（14m×8m×5.2m，有效水深4.6m），控制有效负荷在0.5kg/(m3·d)，池体为钢混结构；接触氧化池池底安装微孔曝气装置，通过鼓风机提供氧气，池中安装3.5m的软性填料。2级接触氧化池中间设置1座中间池，用于污泥回流，池中安装2台污泥回流泵。
（5）后处理设施
废水经过2级接触氧化处理后，进入斜管沉淀池，将随水流带出的微生物沉淀下来，降低出水的SS含量。斜管沉淀池有效容积为45m3（7m×2m×3.5m，有效水深3.2m），池体为钢混结构，池底设置1个泥斗，安装1台污泥泵，将剩余污泥打入污泥浓缩池。
（6）污泥处理设施
剩余污泥含水量很高，经过污泥浓缩池进一步浓缩之后，用污泥泵打入污泥干化池进行干化处理。污泥浓缩池有效容积为50m3（4m×4m×3.5m，有效深度3.2m），地上式钢混结构，浓缩液回流至调节池；污泥干化池有效容积20m3（6m×3m×1.5m），有效干化面积为18m2，地上式砖混结构，池底设置砂滤层，渗滤液回流至调节池。
3调试及运行效果
该工程调试过程中所需污泥取自污水处理厂污泥脱水间，投加质量浓度为3000mg/L。驯化过程采用阶梯式驯化法，池中温度控制在18～24℃，pH值控制在6～8，ρ（DO）在4～8mg/L，HRT为48h。进水中添加一定量的工业葡萄糖、尿素和磷酸二氢钾补充碳源、氮源和磷源，进水中ρ(COD)∶ρ(N)∶ρ(P)＝200∶5∶1；每日进水中添加一定比例的废水，使得进水中废水的浓度随时间不断增加，同时不断减少营养源的使用量，直到进水全部为废水，并且污泥对COD的去除率达到稳定，驯化完成。
阶梯式驯化法是采用逐步提高污泥驯化过程中的废水水量，同时减少营养物质的投加量，直至进水全部为废水的驯化方法。与传统的全负荷驯化方法相比，该驯化方法可以使活性污泥中的微生物尽快的适应驯化环境，有利于处理医药中间体生产废水的优势菌种的培养，优势菌种的成长可以显著的减少驯化所需要的时间，同时有利于节约驯化过程中消耗的营养源。经过1个月左右的培养驯化，污水处理系统中的活性污泥就实现了稳定增长，并能够大幅降解生产废水中的污染物质。1个月后开展系统联动调试，将系统的运行负荷提高到80％，测试系统各工段的设备、工艺运行情况。通过不断调整生物接触氧化工段所需风量、污泥回流量及剩余污泥量，UASB系统内部的污水回流量，并不断优化预处理工段的运行参数，使系统达到最佳的运行状态。
系统经过2个月调试后，各项测试指标均达到污水处理厂的接管标准。运行结果表明，该系统运行稳定，抗冲击负荷能力强。环保部门抽检及企业自检结果显示，废水各项指标均稳定达标。近期运行数据见表2。由表2可见，废水经过“预处理-UASB-二级接触氧化”工艺处理后，平均去除效率分别为CODCr96.3%，BOD592.1%，NH3-N93.6%，SS89.7%，出水监测指标均优于接管标准。
4结论
（1）“预处理-UASB-二级接触氧化”工艺能有效处理高浓度，水量、水质变化较大的医药中间体生产废水，CODCr，BOD5，NH3-N，SS等去除效果稳定，达标率高。
（2）该工艺各段优势菌性能突出，能针对废水中不同的有机污染物发挥作用，该工艺具有耐冲击负荷强、污染物质去除效率高、投资少、运行费用低、污泥产生量少等优点。
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