UASB工艺在制药废水处理中的应用及案例分析-杨珊姣.pdf

1 3 9科技资讯 科技资讯 SCIENCE&TECHNOLOGY INFORMATION2012 NO.26SCIENCE&TECHNOLOGY INFORMATION污染及防治近几年来,随着我国各类医药化工及保健品制造业的迅猛发展,制药过程中产生的废水也日益增多,该行业也逐渐成为国家环保规划重点治理的行业之一。制药废水成分复杂、毒性大、色度高、含难生物降解物质、水质水量变化大,是较难处理的工业废水1。由于制药废水的生物难降解性和其废水浓度较高的特点,在工艺处理上应优先考虑采用厌氧生物法,厌氧处理不仅可以去除大量的有机污染物,同时能够将产生的沼气进行资源化利用2。和好氧法处理相比,矿物矿化程度高,活性污泥生产率低,营养盐需要量少,勿需曝气充氧等3。因此,我国制药行业对抗菌素,有机合成药等生产废水的厌氧处理,已愈来愈被人们重视。UASB(Upflow Anaerobic SludgeBlanket)厌氧反应器具有结构紧凑、处理能力大、无机械搅拌、处理效果好以及投资 费 用 省 等 优 点,它 在 高 浓 度 有 机 工 业废水的处理中应用广泛4。目 前,关于利用UASB及其组合工艺处理制药废水的研 究 及 应 用 多 有 报 道,主 要 利 用 厌 氧 单元 承 受 有 机 负 荷 高 的 特 点,在 厌 氧 构 筑物中大幅度削减COD,在后续好氧构筑物中 做 到 进 一 步 处 理,使 出 水 达 到 有 关 排放标准。1 UASB工艺李宁等5采用升流式厌氧污泥床(UASB)反应器处理抗生素制药废水。实 验 结 果表 明:进 水 COD为 9300mg/L、容 积 负 荷为9.3kg/(m3d)时,COD去除率仍在80%以上;在COD:(SO42-)=6、进水(SO42-)为1500mg/L以下时,COD去除率一直保持在80%以上,SO42-去除率始终在23%以下。SO42-的存在对产甲烷菌影响不大,UASB反应器运行稳定。周宇昭等2中温(372)条件下采用有效容积为3L的UASB厌氧反应器处理含高浓硫酸盐的制药废水,驯化3个月后,在进水COD浓度为9500mg/L,SO42-浓度为25003500mg/L的情况下,容积负荷可达 到 9.5kgCOD/(m3d),水 力 停 留 时 间24h,SO42-去除率达到70%,COD去除率为30%,对应的最适COD/SO42-比值为2.53。吉剑等6研究了中温(372)条件下采用有效容积为6L的UASB厌氧反应器处理某高硫酸盐、高CODCr的制药废水。UASB工艺还可以用于高盐制药废水的处理,吴建华等7研究发现当进水的COD浓度为20005000mg/L,容积负荷为25kgCOD/(m3d)时,逐步提高NaCl浓度。当Cl-浓度从1000mg/L增加到5000mg/L时,COD去除率从大于90%降到85%左右,但稳定在83%以上。这证明厌氧微生物在Cl-浓度5000mg/L时,通过适当驯化,仍能稳定地在高去除率下运行,为高盐工业废水的厌氧处理技术提供了设计依据。卢斌等8采用两级厌氧处理含高浓硫酸盐的制药废水,一级主要脱除SO42-,二级主要去除COD,经过3个月的驯化,水力停留时间为24h,一级厌氧在COD/SO42-=2.53条件下,COD容积负荷可达到9.5kgCOD/(m3d),SO42-容积负荷可达到3.6kgCOD/(m3d),COD去除率约20%,SO42-去除去除率能达到65%,出水COD/SO42-比值约为78;二级厌氧COD容积负荷可达到7.5kgCOD/(m3d),COD去除率能达到75%;系统COD总去除率可达到80%,SO42-总去除率可达到65%以上;主要以脱除硫酸根为主的一级厌氧试验,控制进水COD/SO42-比值在2.53是可行的,经过UASB的处理,能够比较大幅度的提高厌氧出水COD/SO42-,减轻后续处理中硫酸根的抑制作用。说明采用两级厌氧处理含高浓硫酸盐废水是可行的,并且有进一步提升的潜力。庞艳等9采用二级厌氧工艺处理了CODCr高 达 39000mg/L,硫 酸 盐 浓 度 在6500mg/L左右的抗菌素制药污水,取得了作者简介:杨珊姣(1975-),女,河南新乡人,工程师,主要从事环境监测技术研究。图 1 废水处理工艺流程16表 1 废水处理效果16UASB 工艺在制药废水处理中的应用及案例分析杨珊姣 丁丽霞(河南省新乡市环境保护监测站 河南新乡 453003)摘 要:针对制药废水的生物难降解性和其废水浓度较高的特点,在工艺处理上常采用厌氧生物法大幅度削减COD,为后续好氧处理奠定基础。UASB厌氧反应器具有结构紧凑、处理能力大、无机械搅拌、处理效果好以及投资费用省等优点,在高浓度废水处理中广泛应用。文章阐述了UASB工艺及其组合工艺在制药废水处理中应用,并结合工程案例对其处理效果及经济效益加以阐述,为制药废水处理提供借鉴。关键词:UASB 制药废水 水处理 工程案例中图分类号:X703文献标识码:A文 章 编 号:1672-3791(2012)09(b)-0139-02项目 C O D B O D5 p H 高浓度废水/mg/L 4 6 0 0 3 3 0 0 4 6 隔油池/mg/L 4 3 6 0 3 1 4 0 4 6 中和池/mg/L 3 2 7 0 2 6 3 8 6 9 调节池/mg/L 3 1 6 7 2 4 2 6 6 9 UAS B 池/mg/L 5 3 0 1 9 6 6 9 二沉池/mg/L 1 1 5 2 0 6 9 排放标准/mg/L 1 2 0 2 5 6 9 1 4 0科技资讯科技资讯 SCIENCE&TECHNOLOGY INFORMATION2012 NO.26SCIENCE&TECHNOLOGY INFORMATION污染及防治良好的处理效果和经济效益。2 UASB组合工艺由于制药废水属于较难处理的工业废 水,也 是 目 前 主 要 的 工 业 废 水 污 染 源之一,为了实现其达标排放,常需多种工艺 联 合 使 用。吕 开 雷 等1 0采 用 水 解 酸化-UASB-SBR工艺处理金黄色素和胆固醇混合制药废水,该废水浓度高、毒性大,进水CODCr250015600mg/L。当UASB的容积负荷为4.8kgCODCr/(m3d)时,CODCr去 除 率 大 于 85%。在 MLS S为 30005000mg/L,气水比451的条件下,SBR的出水达到 污水综合排放标准(GB 8978-1996)二级标准。江苏诚意药业有限公司,主要产品为肌苷、鸟苷、利巴韦林、阿昔洛韦等,针对其废水的成分复杂的特点,采用UASB-兼氧-接触氧化-气浮处理工艺对生物制药废水进行治理取得了良好效果。进水中COD、BOD5和SS浓度分别为15000、8800和2500mg/L的条件下,经4个单元的处理,出水浓度可达164、20.3和38mg/L11。该工艺具有系统稳定、污泥量少,产生沼气和综合利用等特点,具有推广价值。还有其它关于UASB-生物接触氧化工艺12、UASB-两级生物接触氧化工艺13和絮凝沉淀-UASB-接触氧化工艺14用于制药废水处理的工程案例报道。此外,也有将铁炭内电解作为制药废水的预处理工艺的报道。铁炭内电解是在不通电的情况下,利用填充在废水中的微电解材料自身产生1.2V电位差对废水进行电解处理,以达到降解有机污染物的目的。该技术以零价铁作为原料,使废水在酸性条件下利用铁的还原性、铁的电化学性、铁离子的絮凝吸附三者共同作用来降解净化污染物,改善水质的可生化性。故铁炭微电解技术是废水(特别是高浓度、高毒性化工废水)进入生化处理之前行之有效的预处理方法。河北省某制药厂于2008年5月开始采用铁炭内电解厌氧好氧工艺处理厂内制药生产废水,经过两年多的运行,效果稳定,出水水质达标排放,取得了良好的处理效果15。3 案例分析南京某医药化工公司的废水COD含量高、盐分高、同时还含有丙酮、硝基苯磺酸钠、甲苯、三乙胺等有毒有害物质。其中甲醇占总COD的65%,碳酸钾占总盐分的67%。该厂日产制药废水600m3。根据废水水质特点,采用预处理-UASBA/O工艺,流程图见图1。由表1可以看出,采用预处理-UASB-A/O工艺处理制药废水对COD、BOD5等污染因子都具有较高的去除率,出水水质可达 化学合成类制药工业水污染物排放标准(GB21904-2008)要求。该工程占地面积1500m2,总投资500万 元,其 中 土 建 部 分 投 资100万 元,设 备投资350万元,其他费用约50万元。运 行费 用 中 电 耗 为 2k Wh/m3,按 电 价 0.5元/(k Wh)计,处 理 电 费 为 1元/m3。药剂 费 中助凝剂费用0.4元/m3,铁耗、碱 耗为1元/m3。该 操 作 站 有 操 作 管 理 人 员 8人,每月人工费1500元,折合单位水量处理 人 工 费 为 0.67元/m3,综 上 可 知,单 位水 量 处 理 成 本 为 3.70元/m316。4 结语寻求工艺合理,运行稳定,维护管理方便,能最大限度地体现社会、经济、环境效益的工艺技术,是亟待研究的方向和思路。参考文献1 李 向 东,冯 启 言,于 洪 锋.气 浮-水 解-好氧工艺处理制药废水J.环境工程,2005,23(4):17-18.2 周宇昭,蒋文化,张晔,等.UASB反应器处理制药废水的实验研究J.安徽化工,2011,37(2):65-67.3 陈玉,刘峰,王建晨,等.上流式厌氧污泥床(UASB)处理制药废水的研究J.环境 科 学,1993,15(1):50-52.4 李宇庆,马楫,冯标,等.UASB厌氧反应器处理制药废水实验研究J.环境科学与 管 理,2011,36(9):79-81.5 李宁,戴庆武,王军,等.升流式厌氧污泥床处理抗生素制药废水J.化工环保,2010,30(4):319-322.6 吉剑,刘峰,蒋京东,等.UASB反应器处理制药废水的研究J.山西化工,2009,29(5):56-59.7 吴建华,张贵清,李娟红,等.UASB处理高盐制药废水的试验研究J.应用化工,2009,38(3):460-462.8 卢斌,廖军,杨海亮,等.两级UASB反应器处理制药废水的试验研究J.广东化工,2010,37(8):125-126,139.9 庞艳,冀强,勾怀亮,等.二级UASB厌氧工艺在制药废水中的应用J.环境工程,2005,23(4):25-27.10吕 开 雷,姚 宏,田 盛,等.水 解 酸 化-UASB-SBR处 理 制 药 废 水 J.给 水 排水,2007,33(12):72-75.11张书海,朱雪梅,李英辉.UASB-兼氧-接触氧化-气浮处理生物制药废水J.环 境 工 程,2008,26(3):22-23.12李吉玉,魏东,朱 继 光,等.UASB-生物接触氧化工艺处理制药废水实例J.环境污染与防治,2008,30(10):103-105.13丁凯,詹忠庆.UASB-两级生物接触氧化 工 艺 处 理 制 药 废 水J.安 徽 化 工,2006,4:47-48.14徐丽,韩钢,宋小鹏.絮凝沉淀/UASB/生物接触氧化工艺处理制药废水J.中国 给 水 排 水,2009,25(18):62-64.15邵阳赐,王亚.UASB工艺在制药废水处理中的应用J.科技风,2010,7:230.16李亚峰,王欣,谢新立.预处理-UASB-A/O工艺处理高浓度制药废水J.给水排 水,2012,38(5):56-57.