頭孢霉素類廢水試驗研究

沈陽環境科學研究院 趙勇嬌

某制藥企業位于遼寧省，該制藥廠主要從事頭孢菌素類原料藥的研發和生產，其排放的廢水主要為頭孢菌素類藥物的生產廢水。頭孢菌素屬于抗生素的一種，因而具有抗生素廢水的一般特點。因此該制藥企業污水特點是生物毒性大、CODCr濃度高、pH不穩定、排放不連續。

一、廢水情況及排放標準

該制藥企業污水產生量300m3/d，間歇排放，出水排入市政管道，出水標準應同時滿足《醫療機構水污染物排放標準》（GB18466-2005）預處理標準及《遼寧省污水綜合排放標準》（DB211627-2008）。污水處理設施進水水質如下：CODCr5500-6500mg/L，BOD5800-1200mg/L，pH10-12，BOD5/CODCr0.12-0.18，出水達標要求如下：CODCr200mg/L，BOD5100mg/L，pH6-7。

二、工藝流程選擇

查閱國內外抗生素廢水處理工藝，單一的工藝無法滿足出水水質要求，通常采用聯合工藝，主要技術為物化與高級氧化相結合的方式。鐵碳微電解法是一種相對低廉的高級氧化方式，鐵碳微電解是利用金屬腐蝕原理法，形成原電池對廢水進場處理的良好工藝，是目前處理高濃度難降解有機廢水的一種理想工藝。其不用通電僅利用填充在廢水中的微電解材料產生1.2V電位差對廢水進行電解處理，將難降解大分子有機物氧化成低毒或無毒的小分子物質，提高廢水的可生化性。后續生化處理單元采用三級生物接觸氧化工藝，該工藝可利用吸附在填料上的生物膜和充分供應的氧氣，通過生物氧化作用，將廢水中的有機物氧化分解。

三、改造說明及構筑物工藝設計

（一）工藝流程

污水經預處理工藝格柵——隔油沉淀池——調節池，去除粗大懸浮物，經行車式刮泥刮渣機后進入調節池，調節pH至2.5。廢水經一次提升，進入鐵碳微電解床，鐵受到腐蝕變成高化學活性的二價鐵離子，與污水中的難降解有機物進行反應，使有機物發生斷鏈、開環，提高了污水的可生化性，反應過程中形成的絮凝物排入污泥池，出水進入中間池，回調pH。而后，碳氮比恢復正常的廢水進入生化處理單元，水解酸化池對將殘留難降解有機大分子物質進一步降解，出水進入三級生物接觸氧化池，生物接觸氧化法集活性污泥和生物膜法的優勢為一體，容積負荷高，抗沖擊能力強。

（二）主要構筑物工藝設計

（1）格柵與集水池部分[1]

集水池內設一臺粗格柵。

（2）隔油沉淀池[1]

隔油沉淀池有效容積：4m×5m×4m=80m3。

水力停留時間：6.4h。

表面負荷：12.5/(4m×5m)=0.625m3/(m2·h)。

（3）調節池

調節池有效容積：5m×10m×4m=200m3。

水力停留時間：16h。

（4）鐵碳微電解系統

處理水量12.5m3/h，鐵碳床運行周期20d，浸洗活化時間2-3h，曝氣汽水比4:1。

（5）水解酸化池[1-2]

水解酸化池有效容積：4m×5m×4m=80m3。

厭氧反應時間：6.40h。

（6）三級生物接觸氧化池

生物接觸氧化池有效容積：15m×4m×5m=300m3。

水力停留時間：24h。

組合填料數量：80m3，規格φ150mm×80mm。

四、運行效果

該工程鐵碳微電解系統、水解酸化池及三級生物接觸氧化系統經1個月調試后能夠穩定運行，水質監測結果如表1所示。從表中可以看出該工藝運行穩定，出水可以滿足設計要求。

表1 廢水處理效果

五、技術經濟分析

本工程穩定運行過程中，運行成本如表2所示。

表2 技術經濟分析

六、結論

針對頭孢霉素類制藥廢水，采用鐵碳微電解、水解酸化法、三級生物接觸氧化法工藝，工藝運行穩定后，出水水質可滿足《醫療機構水污染物排放標準》（GB18466-2005）預處理標準及《遼寧省污水綜合排放標準》（DB211627-2008）的要求，污水處理單價約1.83元/噸。

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頭孢是頭孢類抗菌藥的總稱，頭孢菌素類（Cephalosporins）是以冠頭孢菌培養得到的天然頭孢菌素C作為原料，經半合成改造其側鏈而得到的一類抗生素。

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