1 概述

制藥廢水污染物成分復雜、COD 濃度高、水質和水量波動大，一直是工業廢水治理領域的熱點和難點之一。浙江某制藥企業各車間產品差異較大，生產原料種類多，各車間產生的水沖泵廢水中含有較多的二氯甲烷、氯仿等有機溶劑，經氣提回收預處理后，氣提母液排入廢水調節池。生產中還含有大量酸洗、堿洗、鹽水洗等工序，部分廢水具有強酸強堿性特點，含鹽量也非常高。例如，生產過程中產生的高濃度高鹽廢水平均COD 濃度和鹽含量分別高達108 000mg/L和85 000mg/L。高鹽對普通微生物有抑制作用，當含鹽質量分數＞1%時會導致微生物呼吸速率降低甚至細胞失活，嚴重影響廢水生物處理效果，鹽含量過高還會引起設備腐蝕問題。這部分高濃度工藝廢水在進入廢水處理站集中處理前，需在車間分質收集并使用蒸發濃縮進行預處理。然而，上述廢水經預處理后，其出水中污染物濃度仍舊較高，而且含有二氯甲烷、甲苯、苯乙胺、四氫呋喃、吡咯烷酮、二甲基甲酰胺等大量難生物降解物質，若直接采用生化處理，處理效果不理想。

鐵碳微電解和臭氧氧化技術已比較成熟，微電解反應產生的新生態［H］和Fe2+具有較高的還原能力，能夠高效地還原廢水中的難降解有機污染物，使其發生開環、斷鍵，分解成可生化降解的小分子物質; 微電解產生的Fe(OH)2和Fe(OH)3還可通過混凝作用去除廢水中部分有機污染物。臭氧氧化技術則可利用臭氧分子、羥基自由基的強氧化作用降解有毒有害污染物。

因此，本工程設計采用鐵碳微電解/混凝/臭氧氧化法對高濃度難降解的工藝廢水進行預處理，提高其可生化性，降低有機負荷，預處理出水再與其他低濃度廢水混合，利用厭氧－好氧生物處理技術，使出水水質達到排放要求。

2 廢水水量、水質及排放要求

該企業共有6 個生產車間，主要產生7 類廢水，排放廢水總量約193m3/d。目前全廠實際排放廢水的水質、水量情況見表1。其中，高濃度生產廢水排入廢水處理站前，先經車間預處理系統(多效蒸發濃縮、氣提回收等)處理，使含鹽量降低至3 000mg/L 以下。

本工程總水量按400m3/d 設計。一期水量按200m3/d 設計。其中，多效蒸發濃縮的水量損失按25%～30%計算，因此中、高濃度生產廢水設計水量為50m3/d，接入工藝廢水調節池，經物化法預處理后，再接入綜合廢水調節池; 低濃度綜合廢水(生活污水、低濃度生產廢水、地面沖洗水等)設計水量為150m3/d，接入綜合廢水調節池。工藝調節池設計水質為COD≤15 000mg/L，總鹽量≤3 000mg/L;綜合廢水調節池設計水質為COD≤5 000mg/L，總鹽量≤2 000mg/L，NH3-N≤70mg/L。

處理后的廢水經污水管網納入當地某污水處理廠，因此各項出水指標需達到其納管要求，即pH 值為6 ～9、NH3-N≤25mg/L、SS≤180mg/L、COD≤300mg/L、BOD5≤150mg/L。

3 工藝流程及主要構筑物

3. 1 工藝流程

本工程的具體工藝流程如圖1 所示。

工藝廢水COD 濃度高、生物毒性大，同時使用鐵碳微電解和臭氧氧化進行預處理，可有效降解苯環、雜環等各類難降解有機物，提高廢水可生化性，降低后續生物系統的有機負荷。微電解后串聯混凝工藝，一方面是可以去除懸浮性和膠體性有機物，且充分發揮微電解過程中所產生的Fe2+和Fe3+的混凝作用，節省混凝劑的用量，與此同時，Fe3+通過剩余污泥排出系統，避免廢水中過多的Fe3+對微生物的活性形成抑制; 另一方面，懸浮物的大量去除可降低對臭氧氧化的不利影響。為提高出水水質，生物處理系統后面還增設了混凝沉淀和砂濾處理單元。

3. 2 主要構筑物及設備

①工藝廢水調節池(含鐵－碳池)。1 座，地埋式鋼筋混凝土結構，前端設鐵碳反應床，內壁作防腐處理; 平面尺寸為15．0m×11．0m，有效水深為3．0m，有效容積為500m3 ; 鐵碳反應床內置穿孔曝氣管和鐵碳填料; 設廢水提升泵2 臺(1 用1 備)，流量為8．0m3/h，揚程為160 kPa; 高低點浮球液位計1 套。經車間預處理的高濃度生產廢水和中等濃度工藝廢水接入該工藝廢水調節池，并使用鐵碳微電解法去除部分COD，同時提高廢水的可生化性，降低廢水的生物毒性，微電解反應的pH 值控制為3 ～5。針對廢水排放季節性強、波動性大的特點，該調節池停留時間較長，平均停留時間為120 h(按100m3/d 工藝廢水量計算)，以保證廢水混合均勻，降低沖擊負荷。

②混凝反應池Ⅰ。1 座，半地埋式鋼筋混凝土結構，池內壁作防腐處理，頂部加蓋; 平面尺寸為2．0m×2．0m，有效水深為2．0m，有效容積為8m3(按50m3/d 工藝廢水量計算); 內置空氣攪拌管;配加藥裝置1 套，包括在線pH 計、溶藥桶、溶藥攪拌機和2 臺加藥泵(防腐泵，1用1 備)。采用PAC為混凝劑，PAM 為助凝劑，pH 值控制為8．5 左右。

③混凝沉淀池。1 座，豎流式，內置豎流筒，半地埋式鋼筋混凝土結構，池內壁作防腐處理; 設計表面負荷為0．23m3/(m2·h)，平面尺寸為3．0m×3．0m，有效水深為5．0m; 設立式污泥泵1 臺，流量為10m3/h，揚程為100 kPa。

④中轉水池。1 座，半地埋式鋼筋混凝土結構; 平面尺寸為2．0m×3．0m，有效水深為4．5m，有效容積為27m3 (按50m3/d 工藝廢水量計算);設臭氧氧化塔進水泵2 臺(1 用1 備)，流量為4．0m3/h，揚程為280 kPa; 浮球液位計1套。

⑤臭氧氧化塔。1 座，尺寸為￠1．2m×5．0m(按50m3/d 工藝廢水量計算); 配置臭氧發生器1套，考慮投資合理性，臭氧發生器發生量按二期總水量400m3/d 要求設計，產量為1 000 g/h，功率為36kW。通過臭氧氧化，進一步提高工藝廢水的可生化性，降低廢水中有機污染物濃度。氧化塔前設砂濾罐1 套，規格為￠1．0m×2．5m，以避免未沉降下來的浮渣或混凝污泥進入氧化系統，影響臭氧氧化效率。

⑥綜合廢水調節池。1 座，地埋式鋼筋混凝土結構，池內壁作防腐處理; 平面尺寸為15．0m×18．0m，有效水深為3．0m，有效容積為800m3，平均停留時間為48 h(按400m3/d 廢水量計算); 設廢水提升泵2 臺(1 用1 備)，流量為12m3/h，揚程為180 kPa。臭氧氧化出水與其他低濃度廢水(低濃度生產廢水、地面沖洗水、生活污水等)一起接入綜合廢水調節池，調節池前段設穿孔管曝氣，主要起攪拌作用，以加強廢水均質效果。

⑦水解酸化－厭氧池。1 座，半地埋式鋼筋混凝土結構，厭氧池頂部加蓋; 水解酸化段和厭氧段的平面尺寸分別為4．0m×13．0m和5．0m×8．0m，有效水深為5．5m，總有效容積為506m3，總停留時間為61 h(按200m3/d 廢水量計算); 安裝規格為￠200mm的生物彈性填料400m3 ; 水解酸化段布設穿孔曝氣管; 為保證系統的高效運行，厭氧段配設1套面粉糊化投加裝置，使用低壓蒸汽將面粉及其他營養物質的混合物糊化成液態加入廢水處理池，改善廢水可生化性。

⑧厭氧沉淀池。1座，豎流式，內置豎流筒，半地埋式鋼筋混凝土結構; 設計表面負荷為0．33m3/(m2·h)，平面尺寸為5．0m×5．0m，有效水深為5．3m; 設厭氧污泥回流泵2 臺(1用1備)，流量為20m3/h，揚程為100 kPa，按200%回流比輸送至水解酸化池，通過大水量循環提高處理效果。

⑨ A/O 生化池。1 座，半地埋式鋼筋混凝土結構; 總平面尺寸為14．0m×8．0m，有效水深為5．2m，總有效容積為582m3，缺氧段和好氧段的平均停留時間分別為16 h 和56 h(按200m3/d 廢水量計算); 缺氧段配置1 臺功率為2．5 kW 的潛水推流攪拌機; 好氧段內置150 套微孔曝氣器，氣水比為40 ∶ 1，硝化液以200% 的回流比回流至缺氧段，回流泵2 臺(1 用1 備)，流量為20m3/h，揚程為100kPa; 安裝規格為￠200mm的生物彈性填料450m3。

二沉池。1 座，有效水深為5．0m，其余設計參數與厭氧沉淀池相同; 污泥則以100% 的回流比回流至A 段，污泥回流泵共2 臺(1 用1 備)，流量為10m3/h，揚程為100 kPa，剩余污泥接入污泥濃縮池。��

混凝反應池Ⅱ。1 座，半地埋式鋼筋混凝土結構。平面尺寸為2．0m×5．0m，有效水深為4．5m，有效容積為45m3 (按200m3/d 廢水量計算); 與混凝反應池Ⅰ一樣，內置空氣攪拌管，并配加藥裝置1 套，包括在線pH 計、溶藥桶、溶藥攪拌機和2 臺加藥泵(防腐泵，1 用1 備); 混凝劑為PAC，助凝劑為PAM，pH 值為8．5 左右。��

終沉池。1 座，豎流式，內置豎流筒，半地埋式鋼筋混凝土結構; 設計表面負荷為0．33m3/(m2·h)，平面尺寸為5．0m×5．0m，有效水深為4．5m; 設立式污泥泵1 臺，流量為10m3/h，揚程為100 kPa。

砂濾池。1 座，半地埋式鋼筋混凝土結構;平面尺寸為2．0m×5．0m，有效水深為4．0m，有效容積為40m3，內置石英砂濾料; 設反沖洗泵1 臺，流量為20m3/h，揚程為280 kPa。

污泥濃縮池。1座，半地埋式鋼筋混凝土結構，設計表面負荷為0．3m3/(m2·h)，平面尺寸為3．0m×6．0m，有效水深為5．5m，有效容積為100m3。設污泥螺桿泵2臺(1用1備)，流量為20．0m3/h，壓力為0．6mPa。來自生化系統的剩余污泥和混凝過程產生的物化污泥，經自然沉降濃縮后采用板框壓濾機壓濾，污泥濃縮池上清液和壓濾出水均接入綜合廢水調節池，濾餅經干化后外運。

應急事故池。1座，半地埋式鋼筋混凝土結構，內壁防腐處理; 有效水深為3．0m，有效容積為600m3，池內分3 格，分別用作全廠廢水應急池、高濃廢水應急池與預處理集水池。

在上述構筑物中，工藝廢水調節池(含鐵碳池)、綜合廢水調節池合建為調節池，按二期總水量為400m3/d 設計; 應急事故池為單獨建設; 其他各池合建為組合池，按一期水量為200m3/d 設計，并預留二期處理用地。共設羅茨風機4 臺，其中1 臺用于調節池預曝氣，進口流量為4．1m3/min，3 臺(2用1 備)用于生化系統供氧，進口流量為8．22m3/min。

4 運行效果

該廢水處理站一期工程建成于2008 年，自投入運行以來，系統處理效果基本穩定，2013 年4 月—5月各工段平均出水水質情況如表2 所示。工藝廢水經鐵碳微電解、混凝和臭氧氧化預處理后，50%以上的COD 可被去除，有效地降低了后續生物處理系統的有機負荷。整個處理系統對COD 的總去除率可達到95%以上，各項出水水質指標完全滿足設計要求。具體參見http://www.jianfeilema.cn更多相關技術文檔。

5 運行成本

工程運行費用主要包括電費、人工費及藥劑費。一期工程實際用電量為1 338．09 kW·h/d，電耗為6．69 kW·h/m3，按電價0．70 元/(kW·h)計，則電費為4．68 元/m3。一期工程勞動定員3 人，按工資為1 000 元/(人·月)計，人工費為0．5 元/m3。運行過程中，工藝廢水預處理消耗堿液及混凝劑費用約0．50 元/m3，生化出水混凝處理藥劑費約0．30元/m3。

綜上，一期工程運行成本為5．98 元/m3。

6 結語

制藥廢水COD 濃度高，含大量難生物降解污染物，采用鐵碳微電解/混凝/臭氧氧化工藝進行預處理，有效地提高了廢水的可生化性，降低了有機負荷，為后續生物處理單元的高效和穩定運行提供了保證，系統對COD 的總去除率達到95% 以上，出水水質滿足當地污水處理廠的納管標準。