制藥廢水污水站工藝方案探討

林慶恩

摘 要：醫藥制造業廢水可分為生物制藥廢水與化學合成制藥廢水。生物制藥廢水具有COD、總氮、SS含量高，但生化性較化學合成廢水好的特點。化學合成制藥廢水含有種類繁多的有機物、金屬、廢酸堿等物質，具有有機物濃度、含鹽量高，pH變化大，原輔材料具備生物毒性等特征，文章根據工藝廢水的特征，在處理出水水質達到要求的前提下，采用常規穩定可靠先進組合工藝。力求投資省，能耗低，運行費用低。操作管理方便，設備維修率低，污泥量少。適應水量、水質多變的特點，能承受沖擊負荷，并且具有操作上的彈性。

關鍵詞：制藥廢水；污水站；工藝方案

中圖分類號：X703 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）29-0173-02

伴隨我國經濟的快速發展，醫藥制造業發展突飛猛進，各企業業秉承做強做大發展思想，并趨于生物制藥，化學合成，制劑多元化發展趨勢，但給企業污水站建設增加了難度。化學合成制藥廢水的水質特點使得僅憑單獨采用生物法處理根本無法達標，必須在生化前選擇合理的預處理工藝進行有效處理。在市場經濟中能達到有效的穩定生產，方便管理，節約運行成本，污水站的合理設計成為每個企業面臨的重要課題。

1 企業污水站設計原則和思路

根據分質分流原則將廠區廢水分為三部分：生產廢水、生活污水和工藝廢水。

1.1 生產廢水

主要為檢修廢水、廢氣吸收廢水、清洗水、真空機組產生的廢水等，濃度較工藝廢水低。

1.2 生活污水

食堂，員工日常生活等所產生廢水，根據員工數量進行估算生活污水的量。

1.3 工藝廢水

主要來源于制藥生產工藝流程各工段產生的廢水，如離心、壓濾、洗滌、分層、廢氣冷凝等產生的廢水，以及車間溶劑回收套用產生的廢水。結合相同類型廢水處理站工程經驗，并借鑒相關資料內容，按特征污染物、溶劑的沸點及可能采用的預處理方式，對工藝廢水進行分類如下：

①含碘廢水為廢水含有碘化鈣、碘酸以及低沸點溶劑。

②含鉻廢水；

③含惡臭物廢水廢水含有吡啶、三乙胺等惡臭物。

④高沸點廢水廢水中約含有1%溶劑和10%鹽，溶劑主要為DMF。

⑤低沸點廢水為離心工段產生的廢水。溶劑濃度約為1%及以上。

⑥低沸點且含鹽量高廢水以離心和分層工段產生的廢水組成。

⑦高鹽廢水主要產生于離心、洗滌、分層工段。廢水中不含溶劑（或溶劑很少），可鹽分較高，含鹽量約5%及以上。

⑧廢酸堿廢水廢水中含有鹽酸、碳酸氫鈉，可作為廢酸堿利用。

⑨低濃度廢水主要為洗滌廢水。

⑩高濃度廢水除上述以外的工藝廢水。

2 廢水車間預處理工藝方案選擇

2.1 含碘廢水車間預處理工藝選擇

含碘廢水主要含有甲醇、丙酮等低沸點溶劑，并且這類廢水含鹽量較高。含碘廢水需單獨收集，先通過蒸餾釜回收甲醇、丙酮等有機溶劑后，再進入碘回收處理系統回收碘。

由于強堿性陰離子交換樹脂對多碘離子I3-或I5-離子的交換吸附量（700～800 g/L樹脂）遠遠大于對I-離子的吸附量（150～170 g/L樹脂），因此常將I-離子部分氧化使生成I3-或I5-離子，再被樹脂交換吸附。

往堿性洗脫液中加酸，由于溶液pH值的變化，發生逆歧化反應而析出泥狀粗碘。通過離心分離即獲得泥狀粗碘，粗品再進一步提純后套用。吸附分離后的廢水去高鹽廢水收集罐，通過MVR蒸發結晶系統脫鹽處理。

2.2 含鉻廢水車間預處理工藝

含鉻廢水進入濃縮罐，加熱去除有機溶劑，再投加硫酸、硫代硫酸鈉、NaOH、PAC、PAM等藥劑，再經板框壓濾機壓濾處理，濾液進入中間儲罐，當板框壓濾出水較差時，中間儲罐的廢水再回到濃縮罐中，進行二次壓濾處理。待壓濾濾液水質較好時，進入RO系統，濃水返回進入濃縮罐再處理，RO出水進入污水站高濃度廢水調節池。

2.3 含惡臭物廢水車間預處理

此類廢水中含有吡啶、三乙胺，會產生惡臭。除兩類惡臭物外，廢水中還可能含有四氫呋喃、二氯甲烷、DMF等溶劑。

含低沸點惡臭物廢水中含有三乙胺和吡啶，投加硫酸，使三乙胺、吡啶形成硫酸鹽。基本能全部成鹽。成鹽處理后的廢水進入低沸點且含鹽量高廢水收集罐，進行后續處理，通過溶劑回收處理剩余的吡啶。

含高沸點惡臭物廢水中含有吡啶，向廢水中投加硫酸，使吡啶形成吡啶硫酸鹽。大部分吡啶成鹽處理后的廢水進入高沸點廢水收集罐，進行后續處理，剩余少量的吡啶進入廢水站，通過Fenton高級氧化處理。

含高鹽惡臭物廢水中含有三乙胺，廢水收集后，投加硫酸，形成硫酸鹽。待全部的三乙胺成鹽后，再進入高沸點廢水收集罐，進行后續處理，處理高沸點溶劑（DMF）。

2.4 含高沸點廢水車間預處理

廢水中主要含有DMF、鹽和少量的低沸點溶劑，收集后采用精餾塔處理，蒸餾出少量的低沸點溶劑和大量的水進入廢水站高濃度廢水調節池，在進行后續處理。塔釜剩下的DMF和鹽，通過過濾除去鹽，剩余的DMF再回收利用或出售。

2.5 含低沸點廢水車間預處理

廢水收集到預處理車間收集罐后，用泵提升至中和罐，調節好pH后，通過反應釜、超重力床、冷凝器，冷凝液為低沸點溶劑，回收利用或出售，反應釜釜底液直接進入廢水處理站。

2.6 含低沸點且含鹽量高廢水車間預處理

含低沸點且含鹽量高廢水主要含有四氫呋喃、甲醇、乙醇、丙酮等低沸點溶劑，并且這類廢水含鹽量較高。廢水收集后，用泵提升至中和罐，調節好pH后，通過反應釜、超重力床、冷凝器，冷凝液為低沸點溶劑，回收利用或出售，反應釜釜底液再進入MVR蒸發器脫鹽處理。

2.7 高鹽分廢水車間預處理

高鹽廢水收集后，進入MVR蒸發結晶系統脫鹽處理，脫鹽后廢水進入廢水處理站調節池，產生的廢鹽外運處置。

3 生化處理工藝方案

高濃度工藝廢水進入生化系統前應采取廢水預處理中試，采用鐵碳+Fenton技術。但考慮鐵碳處理中鐵碳有消耗，需要定期添加鐵碳，操作不便利，同時，鐵碳在運行過程中也有可能產生結垢，有堵塞的風險。經實際調研發現運行污水處理站預處理采用了氣浮處理工藝，設備選用的是渦凹氣浮，運行效果良好情況下可取消了鐵碳處理單元。如能和企業探討達成一致意見，關鍵預處理工藝可由鐵碳+Fenton工藝改為了氣浮+Fenton處理工藝。選擇氣浮、改良型Fenton作為預處理措施，降低廢水COD，同時破壞對微生物有抑制作用物質的結構和活性，如二氯甲烷、甲醇、溴化物、二甲基甲酰胺等物質

流化床Fenton氧化法，主要原理是外加的H2O2氧化劑與Fe2+催化劑，即Fenton藥劑，兩者在適當的pH下（2.5～3.5）會反應產生氫氧自由基（OH·），而氫氧自由基的高氧化能力與廢水中的有機物和氨氮反應，可分解氧化有機物，進而降低廢水中生物難分解的COD。同時，氫氧自由基的高氧化能力能破壞廢水中殘余藥物的活性，從而進行滅活。

在Fenton反應池中Fe2+與H2O2反應會形成Fe3+，必須于pH調整池中將pH調整至中性以形成Fe（OH）3，并于絮凝池中借助多聚物聚集成大顆粒，于沉淀池中去除。由于Fe3+本身就是非常好的混凝劑，所以在這個過程中除了將Fe（OH）3分離去除外，同時對色度、SS及膠體也具有非常好的去除功能。

進入生化廢水主要分為三部分：一部分為經預處理后的高濃度工藝廢水，一部分為沖洗水等組成的低濃度廢水，一部分為生活污水。三股廢水分別收集經調配池調節混合后，進入后續處理系統。廢水中含有油脂、與水分層的有機溶劑類物質，進調節池前可設置隔油池，去除廢水中的上層物質。調節池廢水如有懸浮物可設置氣浮處理，進一步去除有機溶劑類物質，降低廢水COD。

高濃度工藝廢水經過氣浮、Fenton預處理后，與低濃度廢水一起進入反應池，投加PAM等藥劑，再經初沉池處理，初沉池出水進入調配池。廢水經物化預處理后進入后續生物處理裝置進一步處理達標排放，生物處理采用“水解酸化+二段A/O”處理法。

水解酸化池中設置彈性填料，使世代生長的微生物能大量附著棲生在填料上，在這些微生物作用下，可使污水中難降解的結構復雜的有機物轉化為結構簡單的有機物，被微生物利用和吸收，提高污水可生化性，利于后續的好氧生物降解。

在A/O系統中微生物生活在缺氧-好氧交替的環境中而被篩選。A段的主要作用是對微生物菌種進行篩選和優化，微生物在此段只是對廢水中的有機物進行吸收和吸附，而對有機物的分解是在O段完成的。在A段，污水的停留時間很短，由于大部分有機污染物在A段被脫磷微生物吸附入體內，接著在O段內被氧化及分解。同時O段在硝化細菌的作用下將廢水的氨氮及由有機氮氨化成的氨氮，通過生物硝化作用，轉換成硝酸鹽。在缺氧段，反硝化細菌將二沉池污泥回流帶入的部分硝酸鹽通過生物反硝化作用，轉化成氮氣逸入大氣。

為了確保廢水處理各項指標穩定達標排放，采用兩段A/O處理系統，一段A/O主要以去除COD為主，二段A/O主要以去除NH3-N為主。在兩段A/O系統后設置混凝沉淀+二級氣浮池，投加混凝劑、絮凝劑等藥劑，去除COD。

為了確保藥物活性成分滅活效果，在二沉池后增加滅活池，投加H2O2等強氧化劑。工藝所采用的設計參數（如沉淀池表面負荷、停留時間、曝氣池的污泥負荷、以及好氧段曝氣池的供氧量、停留時間等），均需經過理論計算并結合已建同類型廢水處理工程運行的成功經驗，必須同時具備科學性與實踐性。

4 結 語

制藥廢水的主要特點是COD濃度高、含鹽量大、可生化性差等。經多年研究同類型廢水實際處理工程經驗表明，工業廢水預處理是關鍵、生物處理是核心，深度處理是保障，污泥處理是重點。只有充分把握，排除萬難，才能建設出運行穩定、經濟的污水處理站。

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