微电解—Fenton试剂氧化—A/O工艺处理制药废水

2018-04-18 20:33:44 青州谭福环保设备有限公司 51

[ 摘要] 采用微电解—Fenton试剂氧化—A/O组合工艺处理高浓度制药废水.实验结果表明:经微电解—Fenton试剂氧化工艺预处理后,COD去除率可达50%~60%,BOD5/COD提高到0.3以上;预处理后的废水与清洗废水和生活污水混合,采用生化法进一步处理,出水COD小于100 mg/L,BOD5小于20 mg/L,ρ(NH3-N)小于50 mg/L,SS小于70 mg/L,满足GB 8978—1996《污水综合排放标准》中的三级排放标准。谭福环保

制药废水通常具有有机物污染浓度高、成分复杂、对微生物有毒害作用、含盐量高、生物降解性差、悬浮物含量高等特点。制药废水常用的处理方法主要有物化法、生物法、物化—生物联用法等。谭福环保微电解技术由于具有处理成本低廉、操作简便等特点,已成为高浓度有机废水处理的常用方法之一。谭福环保某制药厂是生产中枢神经药物及原料药的化学合成制药企业,产生的制药废水具有有机物浓度高、难降解、产量大、出水不稳定等特点。

谭福环保本工作采用微电解—Fenton试剂氧化法对高浓度制药废水进行预处理,预处理后的废水与车间的清洗废水及厂区的生活污水混合,采用生化法进一步处理,处理后的废水可达到GB 8978—1996《污水综合排放标准》中的三级排放标准。

1 废水水质和处理工艺流程

某制药厂废水产生量约650 t/d,其中包括生产过程中产生的高浓度制药废水约150 t/d,各车间冲洗废水约150 t/d,员工生活污水约250 t/d。废水中主要含有苯、甲苯、氯苯、苯酚、苯胺、多环芳烃类等难降解有机物。废水水质见表1。

1微电解—Fenton试剂氧化—A/O工艺处理制药废水的工艺流程见图1。高浓度制药废水在调节池去除大量的药泥,进入多元微电解—Fenton试剂耦合预处理单元,预处理后的有机废水和各车间清洗废水及厂区的生活污水进入混合池,调节水质、水量后出水进入生化处理阶段,经过生化处理后的废水在沉淀池进行泥水分离,上清液达标外排,污泥在浓缩池中浓缩、压滤成饼状外运处置,浓缩池上清液和脱水污泥滤出液进入混合池重新处理。

2 制药废水处理单元及工艺参数

2.1 调节池

调节池采用地下式砼结构,处理单元尺寸为12 m×5 m×4.5 m,有效容积220 m3,有效水深3.5m,停留时间40 h,起到隔油、初沉、调节水量、均化水质的作用,可减轻后续系统的负荷冲击。

2.2 微电解—Fenton试剂氧化反应罐

微电解—Fenton试剂耦合工艺作为高浓度制药废水的预处理工艺,为两个处理罐串联运行,单罐尺寸为φ2.5 m×4.5 m。反应罐内安装有曝气系统和布水器以及新型微电解填料。谭福环保填料以多元活性铁、活性炭为主体,添加微量稀有金属,固相烧结成多孔合金结构,内部有大量的微孔结构,为微电解反应提供较大的电流密度,可提高反应效率。高浓度制药废水由提升泵进入一级微电解反应罐,用稀H2SO4调节进水pH为3.5左右,一级反应罐停留时间为3 h。经一级微电解反应处理后出水进入二级Fenton试剂氧化反应罐,二级Fenton试剂氧化反应罐利用微电解产生的新生态Fe2+,加入一定量H2O2形成Fenton试剂,利用填料中释放出的贵金属和活性炭作为复合催化剂,通过反应生成氧化性极强的羟基自由基去除废水中的有机污染物,同时发挥铁离子的混凝和电子传送作用,强化反应效果,二级Fenton试剂氧化反应罐停留时间为3 h。通过微电解—Fenton试剂氧化反应可大幅去除难降解高浓度有机污染物,去除率达50%~60%,BOD5/COD提高至0.3以上,色度明显降低,为后续生化处理系统提供了有利保障。

2.3 混合池

预处理后的高浓度制药废水与车间清洗废水以及生活污水在混合池中调节水质、水量,生活污水作为生化系统的C,N,P营养源,可为好氧微生物提供可生物降解物质,同时部分弥补N,P的不足,减少营养物的添加。谭福环保混合池采用半地上式砼

结构,尺寸为3.5 m×7 m×5 m,有效水深为4 m,有效容积为90 m3,停留时间为3.6 h,起到初沉池作用。

2.4 厌氧池

厌氧池主要通过厌氧细菌将废水中高分子有机物转化为低分子有机物(如醇、酸等),易于被好氧微生物降解,部分可直接转化成二氧化碳和水,提高了碳源的利用效果,同时又可以实现污泥的减量化。厌氧池采用半地上式砼结构,底部布水器3套,安装厌氧循环泵,设有立体生物填料,尺寸为3座×5 m×6 m×7 m,有效水深为6.5 m,有效容积为600 m3,厌氧池停留时间为24 h。在厌氧池中废水COD由4 235 mg/L降至992 mg/L,COD去除率在76%以上,废水的可生化性进一步提高。

2.5 好氧池

在好氧池中进一步利用好氧微生物通过生物强化措施降解废水中残留的难降解有机污染物,采用曝气生物流化工艺,底部安装有穿孔曝气系统及5ppi-NC专用载体填料,该填料切割气泡效果好、流化动力低。好氧池采用半地上式钢砼结构,有效容积为600 m3,尺寸为4座×5 m×6 m×6 m,有效水深为5 m,好氧池停留时间为24 h,COD的去除率达70%以上,BOD5的去除率为85%,SS等进一步降低。

2.6 沉淀池

好氧池出水利用碱液调节pH为8.0~8.5,并投加混凝剂和絮凝剂后进入沉淀池,上清液外排,剩余污泥一部分进入污泥浓缩池,另一部分回流至厌氧池,回流比控制为80%~100%。沉淀池采用半地上钢砼结构,尺寸为5 m×5.5 m×6 m,有效容积为75 m3,有效水深为2.5 m,泥斗水深为2.8 m,表面负荷为0.85 m3/(m2·h),水力停留时间为4 h。2.7 污泥的处理高浓度废水调节池、混合池以及沉淀池污泥进入污泥浓缩池进行浓缩处理。污泥浓缩池采用半地上式钢砼结构,功能尺寸为5 m×5 m×6 m。浓缩后的污泥由二段式双滤带转鼓浓缩脱水,脱水后污泥含水率小于80%,泥饼外运处置,浓缩池上清液及脱水压滤液回流至混合池重新处理。

3 废水处理运行效果



该厂自2013年底建成后,经过5个月调试,整个处理设施运行稳定,各单元的废水处理效果(均值)见表2。

2014年7月至2015年1月,7个月的进出水COD和ρ(NH3-N)的监测结果分别见图2和图3。由监测结果可知,采用微电解—Fenton试剂氧化—A/O组合工艺处理高浓度制药废水,出水中COD小于100 mg/L,BOD5小于20 mg/L,ρ(NH3-N)小于50 mg/L,SS小于70 mg/L,各项指标均达到GB 8978—1996《污水综合排放标准》中的三级排放标准。

4 投资及运行成本

该废水处理工程共投资882.6万元,其中土建工程费用285.4万元,设备材料及安装调试费用597.2万元。废水处理成本为5.76 元/m3,其中电费1.80 元/m3,药剂费2.96 元/m3,人工费0.50 元/m3,填料耗损费0.40 元/m3,污泥处理费0.10 元/m3。

5 结论

a)采用微电解—Fenton试剂氧化工艺作为高浓度制药废水的预处理工艺,处理后废水的COD大幅降低,COD去除率可达50%~60%,BOD5/COD提高到0.3以上。

b)经微电解—Fenton试剂氧化工艺预处理后的废水与清洗废水和生活污水混合,采用生化法处理混合废水,出水COD小于100 mg/L,BOD5小于20mg/L,ρ(NH3-N)小于50 mg/L,SS小于70 mg/L,满足GB 8978—1996《污水综合排放标准》中的三级排放标准。

c)微电解—Fenton试剂氧化—A/O组合工艺处理高浓度制药废水出水稳定,运行成本低,处理效果好,占地少,操作方便,可加大推广应用。