头孢抗生素制药废水处理工程设计

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给水排水　V
o l.32　N o.1　2006
头孢抗生素制药废水处理工程设计
赵　艳1　赵英武2　陈　晗3
(1同济大学环境科学与工程学院,上海　200092;2上海天成环境保护有限公司　上海,200063;
3江苏省南通市环境监察支队,南通　226006)
摘要　针对头孢类抗生素产品生产废水高浓度、高氨氮、高盐分的特点,采用混凝、气浮、吹脱和
蒸发等方法加强废水的预处理,然后采用A 2/O 工艺进行生化处理,最后采用BA F 工艺进行强化处
理。

经检验,出水水质可达《上海污水综合排放标准》(DB 31/199—1997)二级标准。

关键词　抗生素制药废水　蒸发　吹脱　A 2/O BA F
图1　工艺流程
1　工程概况
上海某中英合资药业公司新建500t/a 产品项
目,主要生产头孢类抗生素药物,项目产生废水总量1200m 3/d ,COD Cr 总量约9000kg/d ,氨氮总量约800kg/d 。

废水根据水质可分为三部分:低盐分工
艺废水,水量约120m 3/d ,COD Cr 约4万mg/L ,N H 3-N 约4500mg/L ,TDS (总溶解固体)约1万mg/L ;高盐分工艺废水,水量约30m 3/d ,COD Cr 约8万mg/L ,N H 3-N 约7000mg/L ,TDS 约7万mg/L ;生活污水及其他轻污染综合废水,水量约1000m 3/d ,COD Cr 约1800mg/L ,N H 3-N 约30mg/L 。

两股工艺废水为主要污染组成,BOD/COD 均小于0.15,盐分较高,且具有一定毒性,不利于直接生化处理;综合废水生化性较好。

由于废水有机污染负荷较高,且含有较大的臭味和色度,因此为保护环境,必须在加强生产过程污染控制的同时,建设废水处理系统进行末端治理。

2　处理工艺与流程
低盐废水先经混凝气浮去除悬浮物质,再采用空气吹脱法脱氨。

与折点氯化法和磷酸铵镁沉淀法以及吸附法相比,吹脱法不消耗药剂,操作管理相对较为方便。

高盐分废水一般采用反渗透或蒸发的处理工艺。

由于制药废水还存在大量的其他污染物,会对反渗透膜造成污染或损坏,因此采用蒸发脱盐工艺,可以去除90%以上的COD Cr [1],也能去除大量的氨氮。

经蒸发、混凝和吹脱预处理后,高浓度废水中的COD Cr 盐分和氨氮均大大降低。

生化进水按COD Cr 4000mg/L 、N H 3-N 50～100mg/L 设计。

生化系统采用A 2/O +BA F (厌氧/兼氧/好氧+曝气生物滤池)组合工艺。

A 2/O 具有较好脱氮效果,BA F 则作为出水的强化处理,保证出水水质。

工艺流程见图1。

3　主要构筑物与设备3.1　低盐废水系统
(1)1#p H 调节池。

钢筋混凝土结构,尺寸6m
×4m ×5m ,有效水深4.5m ,HR T21.6h ,空气搅
拌,调节p H6.5～7.5。

防腐泵2台(1用1备)。

(2)气浮池。

采用加压部分回流溶气法,系统包括反应槽、气浮槽和溶气罐。

系统按10m 3/h 设计,回流比50%,设计表面负荷1.5～2m 3/(m 2・h )。

反应槽为涡流式,尺寸 1.5m ×1.5m ;气浮槽采用平流式,尺寸5.0m ×2.5m ×1.8m ;填料溶气罐 0.4m ×2.5m 。

气固比30L/kgSS ,释气量120mL/L ,溶气压力0.45M Pa ,溶气效率80%。

配
WA TER &WASTEWA TER EN GIN EERIN G
套PAC、PAM加药装置两套。

(3)1#中间水池。

尺寸3m×6m×5m,HR T 16h,空气搅拌,调节p H10～12。

配防腐提升泵2台(1用1备),废水提升至氨氮吹脱塔。

(4)氨氮吹脱塔。

尺寸 1.7m2
空塔气速2.8～3m/s,
气水比2500∶1,2m3h)。

填料采用 25,填料层高0.8～1m。

,吸
,吸收塔排气筒高15m,(G B 14554—93)。

3.2　高盐废水系统
(1)2#p H调节池。

尺寸3m×2m×5m,有效水深4.5m,HR T21.6h,空气搅拌,调节p H为10～12。

配防腐蚀泵2台(1用1备)。

(2)三效蒸发器。

设计处理能力3000kg/h (蒸发量)。

蒸发器为定型成套设备,包括加热器(三效)、分离器(三效)和冷凝器。

废水(管程)在加热器中与蒸汽或二次蒸汽(壳程)换热,然后进入分离器,废水中低沸组分与二次蒸汽混合进入下一效。

高沸组分(渣液,含悬浮物、结晶盐及高沸点有机物)由真空泵抽吸至离心机,离心机干渣外送焚烧处理,上清液循环处理。

蒸汽(含低沸组分污染物)最后由冷凝器冷却,冷凝水与冷却水排入综合调节池。

蒸汽用量0.5～0.6kg/kg(废水);与单效节蒸发相比,可节省40%～50%能量。

3.3　综合废水系统
(1)格栅集水池。

尺寸2m×6m×5m,有效水深2m,HR T0.5h。

防腐泵2台(1用1备)。

(2)综合调节池。

尺寸8m×28m×5.5m, HR T20h,空气搅拌。

附设提升泵2台(1用1备)。

搅拌气源由三叶罗茨风机提供,2台(1用1备), 9.35m3/min,风压5000mm H2O,搅拌空气量为2m3/(m2・h)。

废水由泵提升至生化单元,附设提升泵2台(1用1备)。

(3)A2/O池。

包括厌氧、兼氧和好氧(Anaerobic2Anoxic2Oxic)三个不同的功能区。

HRT 分别为:15h,7.5h,37.5h。

A2/O池分为并联两座,各分8格,单格尺寸为2.8m×13.5m×5.5m。

A2,填料体积为23 4.5
Cr
3・d),好氧区设计填料容积负荷为5COD Cr/(m3・d)。

兼氧区气水比为5∶1,溶解氧控制为0.5mg/L左右;好氧区气水比为36∶1,出水溶解氧控制为2mg/L。

气源为罗茨鼓风机,3台(2用1备),风量25m3/min。

混合液回流比50%,生化出水自流进入二次沉淀池。

(4)二沉池。

尺寸7.5m×7.5m×7.85m,表面负荷0.9m3/(m2・h),有效水深2.5m,HR T 3h。

出水堰采用外堰自由式出水,堰口负荷为0.5L/(s・m)。

中心导流筒 800,中心流速28 mm/s。

附设污泥泵2台,污泥回流比取50%。

(5)2#中间水池。

尺寸3m×4m×3m,HR T 0.5h。

(6)曝气生物滤池(BA F)。

分两格,采用上流式。

单格尺寸4m×4m×6m。

设置生物陶粒。

废水先进入底部混合室,然后经过长柄滤头进入滤料层。

陶粒装填高度3m,总体积96m3。

设计填料容积负荷为4～5kg COD Cr/(m3・d),HRT3h,设计流速2m/h。

曝气系统采用穿孔管,氧气利用率取10%,曝气量8～10m3/min,气源同生化系统。

BA F每5～7d反冲洗一次;反洗与进水流向相同,进水不间断。

冲洗历时5～10min,冲洗强度5～6L/(s・m2)。

反冲洗采用气水联合冲洗,气水比2∶1。

(7)出水池。

尺寸3m×4m×3m,反洗水储量30m3。

3.4　污泥系统
污泥浓缩池主要用于储存和浓缩气浮污泥、A2/O剩余污泥和BA F反洗污泥。

设计固体通量2.5～3kg/(m2・h),污泥量约150～200m3/d,初始含水率99%～99.5%,浓缩后含水率为97%～98%。

污泥池有效容积70m3,尺寸3m×5m×5m,污泥停留时间12～24h。

浓缩污泥由污泥螺杆泵提升至混凝混合罐,投加阳离子PAM,搅拌混合后进入压滤机脱水。

压滤机型号为D Y J1000 XB,带宽1m,滤带速度5～12m/min,处理能力150～300kg DS/(m・h)。

工作时间10～12h/ d,干泥量约1.5～2t/d。

污泥上清液及污泥压滤WA TER&WASTEWA TER G
给水排水　Vol.32　No.1　200655　
表1　系　统　运　行　监　测　数　据
处理单元
项目指标
气　浮吹　脱蒸　发厌　氧兼　氧好　氧BAF
COD Cr 进水/mg/L212001480085800412526701850388出水/mg/L148001230084102670185038878去除率/%30.216.990.235.330.77979.9
SS 进水/mg/L2700684.93453180出水/mg/L450312.5718035去除率/%83.35480.6
N H3-N 进水/mg/L376029186130106624918出水/mg/L2918312128062491811去除率/%22.489.379.141.521.063.338.9
液回流至格栅集水池。

4　系统调试与运行
项目于2005年6月竣工,7月进入系统调试,取同类制药废水脱水污泥培菌。

A2/O池注入清水,干泥量按A2/O池容积1.5%投放。

闷曝6～8h,静沉排除上清液后再注满清水;如此重复至上清液澄清,对接种污泥进行洗涤与活化。

然后按5%比率每天逐步增加废水至设计量,投入正常运行。

系统调试期间温度维持30℃,有利于生化培菌,因此系统调试历时仅28d。

系统运行效果良好,BA F出水达标率100%,水质优于预控处理目标。

表1为8月份平均监测数据。

5　工程小结
污水处理站总占地2500m2,构筑物占地1450 m2。

项目总投资900万元,装机容量266kW,运行功耗2800kW・h/d。

直接运行费用2.8元/m3(主要为电费、蒸汽、药剂及管理费用)。

工程年削减COD Cr 2930t/a、N H3-N250t/a(以每年运行330d计)。

从工程设计及运行结果来看,空气吹脱法可以大幅度降低较高浓度的氨氮,同时结合A2/O工艺,具有较好的氨氮去除效果;多效蒸发可以去除大量盐分及高沸点有机污染物,降低污染负荷;BA F同时具有生物氧化和过滤的双重效果,出水可达《上海市污水综合排放标准》(DB31/199—1997)二级标准。

参考文献
1　赵艳,赵英武,李风亭.中成药制药废水处理工程设计.给水排水, 2004,30(11):47～49
☆通讯处:200063上海市曹杨路540号中联大厦1504
室上海天成环境保护有限公司
　电话:(021)62444610
　E mail:summersweets@
　收稿日期:20050913
《给水排水》2006～2007年度通讯员名单
为使《给水排水》杂志更好地适应给排水事业发展的需要,为读者提供更多、更好的行业信息,拓宽编、读、作者之间的沟通渠道,现重新调整通讯员队伍,以充分发挥通讯员的作用。

我们在原通讯员队伍的基础上,吸收了部分新成员,组成了2006～2007年度通讯员队伍,具体名单如下(按汉语拼音排序):
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李树平　刘继平　刘　俊　刘　满　刘西宝　马黎明　马永跃　闵子皓　任　力　邵林广　孙　钢　唐鸿亮
陶　君　陶先兵　汪东林　王　晨　王　峰　王国生　王靖华　王秀朵　王兆强　韦嘉和　吴　迪　武云甫
谢传贵　谢思桃　徐冬喜　徐一青　许　阳　叶　辉　余承烈　原芝泉　张志峰　赵福欣　赵建世　赵宗升
周明潭　周鑫根　周　云　朱羽中
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56　给水排水　Vol.32　No.1　2006。