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【純水設備http://www.vaget.cn】針對深圳國家生物醫(yī)藥產業(yè)園區(qū)內醫(yī)藥企業(yè)廢水特點進行提標處理，設計了3種深度處理方案對其進行中試研究比選。結果表明，以強化除磷脫氮生化處理系統(tǒng)為核心，臭氧氧化-生物活性炭為深度處理的組合工藝對該類廢水具有較好的處理效果，其中COD、氨氮、總氮、總磷的平均出水濃度為8 mg/L、0.1 mg/L、3.8 mg/L、0.2 mg/L，可穩(wěn)定達到《地表水環(huán)境質量標準》(GB 3838-2002)IV類水標準(其中總氮≤5 mg/L)。

    深圳國家生物醫(yī)藥產業(yè)園區(qū)醫(yī)藥企業(yè)排放的廢水成分主要以化學合成類、混裝制劑類為主，輔以中藥類、提取類、生物工程類、發(fā)酵類。該類廢水通過城市生活污水處理廠無法直接處理，為了保護環(huán)境安全，促進園區(qū)內生物醫(yī)藥企業(yè)的發(fā)展和潛在生物醫(yī)藥企業(yè)的入駐，擬在園區(qū)內建設統(tǒng)一的醫(yī)藥廢水處理廠，工業(yè)純水設備將園區(qū)內自行處理至接管標準的各類廢水收集后作進一步深度處理。對于成分復雜、可生化性差的醫(yī)藥廢水來說，仍是目前國內外水處理的熱點與難點。目前，在醫(yī)藥廢水的處理上，國內外研究者針對低濃度COD廢水，采用CASS、SBR、MBR、UNITANK以及氧化溝等好氧工藝處理方式進行研究，對于高濃度COD廢水通過厭氧法進行處理。本研究在確定工藝時采用生化處理與深度處理相結合的方式，尋求穩(wěn)定可靠的工藝流程及參數，出水水質達到《地表水環(huán)境質量標準》(GB 3838-2002)IV類水標準(其中TN≤5 mg/L)。

 

1 材料和方法

1.1原水水質

    選取醫(yī)藥園區(qū)內具有代表性的醫(yī)藥企業(yè)1#(化學合成類)、2#(混裝制劑類)作為取水企業(yè)，通過園區(qū)廢水導入和遠程運輸調水相結合的模式，提供中試研究用水。

取水方案為采用罐車按3車次/d，每車次7 m3的水量將醫(yī)藥企業(yè)1#廢水運送至中試基地內調蓄池;采用管道導入按80～90 m3/d將醫(yī)藥企業(yè)2#廢水泵送至中試基地內調節(jié)池，按企業(yè)1#廢水0.4 m3/h和企業(yè)2#廢水3.8 m3/h混合成試驗用水，具體水質情況見表1。

 

1.2工藝流程方案

    本中試研究設計處理水量為100 m3/d，系統(tǒng)采用強化除磷脫氮工藝作為主體生物處理工藝，具體工藝流程如圖1所示。根據深度處理單元的不同共設計以下3種比選方案。

工藝方案比選試驗研究中，各工藝單元試驗條件為：調節(jié)池和水解酸化池的水力停留時間(HRT)分別為10 h、4.7 h，工業(yè)純水設備當系統(tǒng)可生化性較好時，可超越預處理單元。強化除磷脫氮工藝為A2N工藝變形(工藝流程見圖2)，硝化池設置辮帶式纖維填料，HRT總為18.3 h，其中厭氧段∶缺氧段∶硝化段∶好氧段=2.0∶3.1∶9.8∶3.4，混合液懸浮固體濃度(MLSS)為4 000～6 000 mg/L，曝氣量為23.46 m3/h，回流比R為100%。深度處理單元中臭氧接觸柱接觸時間為10 min，臭氧投加量為10～20 mg/L;活性炭柱濾速為10.5 m/h，填料為ZJ-15型3～5 mm活性炭;曝氣生物濾池停留時間為15 min，填料為3～5 mm陶粒;自養(yǎng)反硝化濾池停留時間為60 min，填料為10 mm硫粒;混凝沉淀池混凝時間為30 min，投加混凝劑為硫酸亞鐵，沉淀時間為60 min;反滲透設備采用PP棉進行預處理，操作壓力4.1 MPa，有效膜面積7.9 m2，最大水通量1.316 m3/(m2˙d)。

 

    醫(yī)藥廢水通過預處理單元后進入強化除磷脫氮工藝的厭氧池，與回流污泥在厭氧池中混合，然后混合液進入泥水分離池，在泥水分離池進行分離，上清液的20%～30%進入除磷沉淀池進行化學除磷，其余上清液泵送進入硝化池，污泥與硝化池的硝化液在缺氧池混合，之后泥水混合液進入好氧池(后曝氣池)，經二沉池沉淀后出水進入深度處理單元。

1.3分析項目及方法

    COD：重鉻酸鉀法;NH3-N：納氏試劑光度法;TN：堿性過硫酸鉀消解—紫外分光光度法;TP：過硫酸鉀消解—鉬銻抗分光光度法;SS：重量法。

2 結果與討論

2.1不同工藝組合方案對污染物的去除效果

2.1.1不同工藝方案對COD的去除效果

    醫(yī)藥廢水中難降解有機物含量較高，要將其降解到30 mg/L以下，COD的去除為研究的重點。中試期間不同組合工藝對COD的去除效果見圖3。

 

    由圖3可以看出，中試研究分別模擬了高、低負荷下強化除磷脫氮工藝對于有機物的去除情況。進水COD在200～450 mg/L，系統(tǒng)出水COD基本穩(wěn)定在30～38 mg/L，平均出水濃度為33.9 mg/L，平均去除率為87.2%。針對地表IV類水標準中COD排放限值要求，為保障總出水穩(wěn)定達標，減小排放風險，需增加深度處理方案對有機物及其他污染物進一步處理。

方案一中二級出水經臭氧氧化后降至24～28 mg/L，其中臭氧氧化塔對COD的平均去除率為27.4%，由于臭氧能將部分有機物氧化成CO2，因此去除率較高;再經生物活性炭濾池處理，利用物理吸附、化學吸附和生物降解綜合作用，出水COD進一步降至5～15 mg/L，平均為8.0 mg/L，生物活性炭濾池的平均COD去除率為49.5%;系統(tǒng)總平均COD去除率為76.6%。系統(tǒng)運行期間，出水COD可以穩(wěn)定達到地表水環(huán)境IV類標準要求。

    方案二中出水COD為15～30 mg/L，工業(yè)純水設備平均去除率為32.8%，其中COD的去除主要依靠曝氣生物濾池部分硝化作用消耗。

    方案三中二級出水經過預處理單元進入反滲透裝置后，出水COD測定低于檢測限，該方案可以保障出水安全穩(wěn)定，出水標準遠高于地表IV類水標準。

2.1.2不同工藝方案對氨氮及總氮的去除效果

    由圖4可以看出，由于醫(yī)藥廢水混合后中氮的濃度較低，在運行期間會投加10～15 mg/L的氯化銨來調整進水NH3-N濃度并控制在30～40 mg/L。系統(tǒng)運行穩(wěn)定后，平均出水NH3-N低于0.1 mg/L，對于NH3-N的平均去除率已達到99%以上。由于強化除磷脫氮工藝具有較優(yōu)的硝化效果，NH3-N主要在前端的生物處理單元去除，出水NH3-N濃度較低在0～0.8 mg/L，方案一～方案三出水NH3-N濃度均低于0.1 mg/L。出水滿足IV類水標準限值要求(NH3-N≤1.5 mg/L)。更多環(huán)保及純水處理設備資訊請關注皙全蘇州純水設備網。