医药中间体废水的两级UASB+O/A/O组合处理工艺

湖南某生物医药有限公司医药中间体生产过程中产生大量废水，污染物成分复杂，污染负荷高。废水中含有大量的甲醇、乙醇、DMF、乙酸乙酯、CH3Cl和溴化钠。DMF(N，N-二甲基甲酰胺)是一种有机溶剂，具有一定的生物毒性。二甲基甲酰胺是合成杀虫脒和磺胺嘧啶的重要中间体。这类废水常采用高级氧化法处理，但运行费用高，操作复杂，运行不稳定。因此，通过实验室预试验，结合不同水质废水的实际情况，对不同水质的废水进行分流、分段处理，并采用生物法对废水进行处理，取得了良好的处理效果。

1.项目概述

废水日排放量约为300t/d，医疗中间体废水源包括高盐废水10m3/d、高浓度废水150m3/d、低浓度清洗废水100m3/d和生活污水40m3/d四部分，废水处理要求执行《污水综合排放标准》( GB8978-1996)二级排放标准，然后接入工业园区污水收集管网，最终由工业园区污水处理工厂和

2.废水质量

制药废水水质指标和要求的出水水质指标见表1。

3.废水处理工艺流程

废水处理工艺流程图如图1所示。

医药中间体废水的可生化性(CODcr/bo D5)< 0.33，医药中间体生产废水含盐浓度高，直接进行高级氧化费用高，无法直接进行好氧生化处理。通过厌氧反应中兼性微生物和厌氧微生物对有机物的降解和稳定，可以大大降低后续处理单元的负荷，为后续好氧生化反应提供良好的条件。考虑到高浓度废水和低浓度清洗废水的差别较大，对两股废水分别进行厌氧处理。制药中间体废水中的高盐废水经调节池调节后，通过蒸发器与高浓度废水混合，进入一级UASB反应器；第一级厌氧生化工艺去除高浓度废水中的大部分COD，然后与低浓度清洗废水一起流入中间调节池，再进入第二级厌氧UASB反应器，然后进入后续污水处理工艺。一级UASB反应器HRT为3d，二级UASB反应器HRT为2.5d，UASB反应器进水pH值应严格控制在7.0±0.2范围内，水温应控制在25~35℃范围内。

厌氧生化处理后，出水有机物仍然较高，需要进一步处理。因为污水中的有机物浓度很高，污水的排放也是断断续续的。因此，可以采用好氧反应器进行处理。好氧反应器是通过曝气培养好氧菌和兼性菌，通过这些菌的代谢，降解厌氧反应器出水的部分有机物。由于医药中间体废水中存在一定浓度的DMF，DMF在厌氧微生物的作用下分解，DMF中的有机N转化为NH4+，所以厌氧出水氨氮浓度会升高。在曝气条件下，部分NH4+转化为NH3并被吹走，大部分被氧化为硝态氮。活性污泥对硝态氮的利用是有限的，需要后续的反硝化过程。

在缺氧池驯化培养缺氧-好氧兼性细菌，可以充分利用好氧池出水的硝态氮和亚硝态氮进行反硝化反应，将废水中的氨氮和硝态氮转化为氮气去除。废水经缺氧工艺处理后，氨氮可达标。如果不达标，要在一级好氧池-缺氧池-二级好氧池之间循环，回流比150%~300%，直至达标。

缺氧池反硝化后，废水的C/N比增加，废水的可生化性增强。二级好氧工艺可用于废水的深度处理。二级好氧池可进一步去除废水中的COD、氨氮和TP，稳定出水水质。

好氧反应器的出水混有一定浓度的SS，SS的主要成分是好氧污泥。而且在好氧条件下，活性污泥表面吸附了大量的磷。如果不及时混凝，吸附在污泥表面的磷会在缺氧条件下释放出来，使水质恶化。因此，在二级好氧池的后端采用絮凝工艺。加入配制好的氢氧化钙调节出水的pH值，然后加入絮凝剂PAC和PAM，通过吸附架桥，使分散较细的胶体颗粒凝聚成较大的颗粒，去除大部分SS和TP，有效降低废水色度。混凝出水沉淀后，上清液排入清水池后排放；沉淀的污泥被排放到污泥浓缩池。

高级氧化池产生的沉淀物、好氧反应器产生的剩余污泥和混凝产生的沉淀物首先均匀排入污泥浓缩池，经重力浓缩后进行后续脱水处理。浓缩池的上清液和脱水水进入沉淀池，进入污水处理系统。

4.主要结构和设计参数

废水处理站主要构筑物及设计参数见表2。

5.废水处理工程的调试及运行效果

5.1反应器的调试

脱盐后的废水与高浓度废水混合后，打开混合器，用片碱调节pH值至7.0±0.2。如果pH值在15分钟内没有显著变化，则可以将水送入主UASB反应器。一级UASB反应器接种来自城市污水处理工厂的80t厌氧污泥。UASB反应器接种厌氧污泥后，不能直接满负荷运行。首先，UASB反应器应一次性装满生活污水，然后每天从高浓度调节池中注入一定量的废水。第一天的进水量是UASB反应器有效容积的1/20，之后每天的进水量会增加1/20，直到第20天。调试期间，应严格监控UASB的pH值和水温的变化。当pH值变化超过0.5时，应停止进水，启动内循环，使厌氧微生物消耗完所有有机酸后再进水运行。如果水温低于25℃，需要在UASB反应器的加热管道中引入蒸汽，通过管道热交换加热废水。32℃左右是最佳温度。考虑到能耗和运行成本，水温应控制在不低于25℃。中间调节池pH值的调节方法和二级UASB反应器的进水方式同上。第二级UASB反应器接种来自城市污水处理厂的200吨厌氧污泥。

5.2一级好氧池+缺氧池+二级好氧池(O/A/O系统)调试

好氧池和缺氧池的活性污泥菌种来自当地城市污水处理厂，一、二级好氧池接种80t活性污泥，缺氧池接种50t活性污泥。接种活性污泥后，反应池可以注满生活污水，然后正常启动。投产初期，每天的生活污水只有40t，所以没有排出去。调试期间，生活污水全部进入O/A/O系统进行处理，每天增加的进水量可由二级UASB反应器的出水量决定。由于二级UASB出水COD和氨氮浓度较高，为保证缺氧阶段的脱氮效果，一、二级好氧池采用间歇曝气，即曝气2小时后，停止曝气1小时，同时开启回流泵，回流比控制在150%~300%范围内，保证了废水中COD和氨氮的去除。要求好氧池溶解氧浓度控制在1.2 ~ 2.2mg/L之间，缺氧段溶解氧≤ 0.2 mg/L，一天为一个运行周期，一个周期的运行时间为21h。回流沉淀池的污泥回流泵应在运行周期内持续开启，以保证O/A/O池中的SV30保持在30%~35%左右。如果SV30 >: 35%，停止污泥回流，开始排泥。

5.3操作效果

经过两个月的调试运行，第一、二UASB反应器出水稳定，第二好氧池出水稳定。正常运行后的水质监测结果见表3。

从表3可以看出，经过絮凝沉淀后，出水的CODCr、BOD5、TP、NH4+-N和SS均达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)的二级排放标准。

6.结论

根据医药中间体生产过程中产生的不同水质的废水，进行分区分段，有效稳定了各工艺工段的运行，大大降低了废水负荷。采用好氧-缺氧-好氧(O/A/O)工艺，有效解决了有机氮生化处理后废水中氨氮上升的问题。

该工艺的运行费用主要来源于高浓度调节池的pH值调节和最终絮凝剂的投加。实际运行成本为4.35元/吨，详细成本如下:电费2.35元/吨，NaOH(片碱)0.6元/吨，PAC0.3元/吨，PAM0.5元/吨，人员成本0.6元/吨。该工艺适用于该类医药中间体废水的处理，运行稳定，操作简单，维护方便，其运行费用低于大多数医药中间体废水处理费用，具有一定的推广价值。(来源:娄底市环境保护科学研究所)

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