合成類(lèi)制藥廢水是一種難生物降解的工業(yè)廢水，一般由工藝廢水、沖洗廢水、回收廢水和輔助過(guò)程排水這4類(lèi)組成。目前，投資運行成本較低的生物處理工藝仍是合成類(lèi)制藥廢水的主要處理方式。然而，合成類(lèi)制藥廢水通常具有污染物成分復雜、濃度高、含鹽量高、生物毒性高和可生化性差等特點(diǎn)，生物處理的難度較大。因此，在合成類(lèi)制藥廢水的生物處理系統前端，常采用水解酸化，或芬頓法、光芬頓法、臭氧氧化法等高級氧化技術(shù)降低生化系統運行負荷和生物毒性嗍。但這些方法或成本高昂，或運行維護難度大，實(shí)際項目建成后正常且穩定運行的案例較少。

物理手段可將合成類(lèi)高濃高鹽制藥廢水分離為高COD高生物毒性的部分、低COD低生物毒性的部分和鹽分。高COD高生物毒性的部分進(jìn)入焚燒系統，COD去除率可達100％，可降低企業(yè)的外運處理成本；低COD低生物毒性的部分可進(jìn)人生化系統，有利于生化系統的穩定運行；鹽分可進(jìn)入鹽熱解系統凈化后，由生化系統末端排出。以常州某制藥廠(chǎng)高濃高鹽廢水為例，介紹“調質(zhì)、萃取、汽提、蒸發(fā)濃縮/采鹽、分餾”等物理預處理工藝的工程應用。

1、驗證性試驗

1.1 試驗對象與方法

為確定合成類(lèi)高濃高鹽制藥廢水的預處理路線(xiàn)和工藝參數，進(jìn)行了驗證性試驗。表1是篩選的3種典型車(chē)間高濃含鹽廢水信息，包括氯化鈉鹽廢水、雜鹽廢水和混合高濃廢水。對選取的水樣進(jìn)行調質(zhì)、汽提、蒸發(fā)等處理，最終達到輕組分徹底分離、蒸出水可生化性好、采鹽比例高的目的。

(1)調質(zhì)試驗：主要包含pH調節、萃取操作。對于呈現酸陛或強堿性的廢水樣，調節pH值到7左右。對于廢水組成復雜、有固形物或預處理過(guò)程中出現固形物的廢水，需進(jìn)行萃取處理，本項目中采用二氯甲烷作為萃取劑，廢水與萃取劑體積比為5：1。

(2)汽提試驗：將調質(zhì)后或無(wú)需調質(zhì)的廢水倒人蒸餾燒瓶?jì)?，通過(guò)電熱套進(jìn)行加熱，液相溫度加熱至96℃前收集到的冷凝液視為輕組分(前餾分)，對其進(jìn)行收集。

(3)蒸發(fā)試驗：將一定量汽提蒸餾瓶?jì)鹊娜芤豪^續進(jìn)行蒸發(fā)試驗，液相溫度達到96℃以上，水分持續蒸出。待濃縮液快要變黏稠前，停止加熱并自然冷卻，對釜底液進(jìn)行過(guò)濾，分離析出鹽和固體懸浮物，烘干后留作熱解試驗用。

1.2 試驗結果

(1)氯化鈉鹽廢水

水樣預處理采用“調pH+汽提+蒸發(fā)采鹽”組合工藝，相關(guān)數據如表2所示。

該廢水經(jīng)預處理后，蒸出水可進(jìn)人生化系統處理，對生化系統的COD負荷顯著(zhù)降低，僅為原來(lái)的1.3％，且可生化性顯著(zhù)增加，BOD5/COD由0.2上升至0.55。輕組分和釜殘液可進(jìn)入廢液焚燒系統處理，COD平均熱值取14kJ/g，可為焚燒系統貢獻熱值約11.1kJ/g。濃縮后析出2.5％白色鹽晶，進(jìn)入熱解系統凈化后可排人生化系統末端，從而降低鹽分對微生物的影響。

(2)雜鹽廢水

該水樣在“汽提+蒸發(fā)”預處理過(guò)程中，釜底液流動(dòng)性變差，析出固形物并附著(zhù)在釜底和釜壁。因此，該水樣預處理采用“萃取+汽提+蒸發(fā)濃縮”工藝，通過(guò)萃取相轉移廢水中的有機物，增加釜底液流動(dòng)性。相關(guān)試驗數據如表3所示。

該廢水經(jīng)預處理后，蒸出水可進(jìn)人生化系統處理，對生化系統的COD負荷顯著(zhù)降低，僅為原來(lái)的0.7％，且可生化性顯著(zhù)增加，BOD5/COD由0.21上升至0.6。濃縮后的釜底液析出少量懸浮固體，但不影響流動(dòng)陛。輕組分和釜殘液可進(jìn)入廢液焚燒系統處理，可為焚燒系統貢獻熱值約8.7kJ/g。

(3)混合高濃廢水

水樣預處理采用“汽提+蒸發(fā)濃縮”組合工藝，相關(guān)數據如表4所示。

該廢水經(jīng)預處理后，蒸出水可進(jìn)人生化系統處理，對生化系統的COD負荷顯著(zhù)降低，僅為原來(lái)的3.5％，且可生化性顯著(zhù)增加，BOD5/COD由0.18上升至0.54。濃縮后的釜底液析出少量淡黃色懸浮固體，但不影響流動(dòng)性。輕組分和釜殘液可進(jìn)入廢液焚燒系統處理，可為焚燒系統貢獻熱值約6.0kJ/g。

2、工程設計

2.1 項目概況

常州某制藥廠(chǎng)車(chē)間產(chǎn)生的廢水包括高鹽、高濃和中低濃廢水，主要在物料洗滌、酸堿調節、地面沖洗等過(guò)程中產(chǎn)生，以下預處理方案僅針對高鹽廢水和高濃廢水。

2.2 設計進(jìn)水水質(zhì)

排放廢水污染物平均濃度如表5所示。其中，高鹽廢水排放量為215m3/d，高濃廢水排放量為15m3/d。根據廢水產(chǎn)生隋況，廢水中的輕組分為甲苯、二甲苯和二氯甲烷等。但從實(shí)際情況分析，產(chǎn)品生產(chǎn)的波動(dòng)性大、范圍廣。根據生產(chǎn)情況分析，廢水中的有機組分遠不止這些，還有生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的中間體和副產(chǎn)品，方案設計將考慮這一因素。

2.3 設計出水水質(zhì)

預處理的出水要求：分離廢水中的輕組分、重組分和鹽分，提高處理出水的可生化性。高濃廢水設計出水CODcr≤10000mg/L；含鹽廢水盡可能提高采出鹽的含量，設計出水CODcr≤5000mg/L、TDS≤2000mg/L。出水進(jìn)入生化系統處理，分離出的輕組分和釜底液(重組分)進(jìn)入焚燒系統處理。

2.4 工藝流程

由于制藥廢水有機物種類(lèi)多、有機含量高，在汽提、蒸發(fā)過(guò)程中可能會(huì )出現釜殘液中析出固形有機物等現象，進(jìn)而影響釜殘液的流動(dòng)性，也不利于采鹽，限制了汽提和蒸發(fā)等物理分離手段的應用。本工程針對不同車(chē)間產(chǎn)生的廢水，進(jìn)行分批次收集、分特性調質(zhì)、分措施儲存、分裝置處理，圖1是高濃高鹽制藥廢水預處理系統的工藝流程。

(1)分批次收集：對于生產(chǎn)過(guò)程中的每個(gè)排放環(huán)節，分批收集。本案例中，車(chē)間高濃高鹽污水排放點(diǎn)在1000個(gè)以上，每批次排放量小于5t的排放點(diǎn)占90％以上。因此，廢水以桶裝形式分批次收集為主。

(2)分特性調質(zhì)：對收集到的廢水進(jìn)行分析鑒定和小試，確定調質(zhì)方式。采用多個(gè)多功能反應釜，進(jìn)行分批調質(zhì)，主要目的是去除反應性、提高穩定性、縮小差異性。

(3)分措施儲存：分成氯化鈉廢水、雜鹽廢水和高濃廢水3類(lèi)，設300m3大罐儲存。

(4)分裝置處理：采用汽提、蒸發(fā)等裝置。

2.5 處理系統

(1)收集單元采用10套300m3的收集儲罐，其中：6套用于收集高鹽廢水，2套用于收集高濃廢水，另外2套應急備用。

(2)預處理單元設2套5m3的SS304材質(zhì)的多功能調質(zhì)反應釜，帶機械攪拌，問(wèn)歇運行，可進(jìn)行pH調節、萃取、吸附等操作。設2套5t/h的連續精餾裝置，分離出高鹽廢水中的輕組分。設2套5t/h的三效蒸發(fā)裝置，分離出高鹽廢水中的鹽分和重組分。設2套0.75t/h的問(wèn)歇分餾裝置，分離出高濃廢水中的輕組分和重組分。

(3)主處理單元預處理后端的生化系統采用AO工藝。

3、運行與分析

3.1 運行效果

經(jīng)過(guò)2個(gè)月的調試，系統滿(mǎn)負荷穩定運行。廢水經(jīng)預處理后，對生化系統的COD負荷顯著(zhù)降低。高濃高鹽廢水預處理前所含COD約為10.8t/d，預處理后的蒸出水中COD僅為0.2t/d，且可生化性顯著(zhù)增加，BOD5/COD由0.2左右上升至0.5以上。前端增加預處理工藝后，污泥膨脹現象明顯減少，污泥沉降性能提升(SVI由180mg/L下降至70mg/L)，絮狀活性污泥無(wú)解絮或膨脹現象出現，出水CODcr穩定在50mg/L以下，也進(jìn)一步證實(shí)了預處理工藝可顯著(zhù)降低合成類(lèi)高濃高鹽制藥廢水的生物毒性。

3.2 成本分析

該預處理系統實(shí)際處理高濃高鹽廢水230t/d，直接運行費用為287～360元/ms，其中：人工費為10～15元/m3，動(dòng)力費為50~60元/m3，藥劑費為8~9元/m3，蒸汽費為200～250元/m3，自來(lái)水費為3～4元/m3，循環(huán)冷卻水費為1～2元/m3，冷凍水費為15~20元/m3。

3.3 優(yōu)缺點(diǎn)分析

(1)優(yōu)點(diǎn)：COD分離徹底，通過(guò)物理手段將合成類(lèi)高濃高鹽制藥廢水分離為高COD高生物毒性的部分、低COD低生物毒性的部分和鹽分，低COD低生物毒性的部分可保證生化系統運行穩定。

(2)缺點(diǎn)：通常需配套焚燒爐系統進(jìn)行，一次性投資及運行成本較高，不適用于小規模的化工企業(yè)或園區。

4、結論

針對高濃高鹽制藥廢水，試驗結果證實(shí)，采取“分批次收集、分特性調質(zhì)、分措施儲存、分裝置處理”的預處理工藝，可將廢水中的有機組分與鹽分有效分離。工程實(shí)踐表明，預處理后廢水中COD總量降低率可達98％以上，可生化性顯著(zhù)增加，BOD5/COD由0.2左右上升至0.5以上，生化系統運行穩定，出水CODcr低于50mg/L。（來(lái)源：上海泓濟環(huán)?？萍脊煞萦邢薰荆?/span>