江西某醫藥科技有限公司以化學合成法生產腺嘌呤、4-氯-2-三氟乙酰基苯胺鹽酸鹽、白藜蘆醇等，產生的廢水中含有高濃度的氮、磷及有機污染物。由于原處理工藝選擇不合理，出水難以達標，為此決定在充分利用原處理設施基礎上進行改造，處理后出水的COD、NH3-N、TP均要滿足《化學合成類制藥工業水污染物排放標準》(GB 21904—2008)要求。
1 工程概況
1.1 水質情況
該醫藥公司年產200 t腺嘌呤、300 t 4-氯-2-三氟乙酰基苯胺鹽酸鹽，30 t 白藜蘆醇等。一期廢水量為500 t/d，二期合計廢水量1 350 t/d。廢水分為高磷廢水、高氨氮廢水及綜合廢水，處理后需滿足《化學合成類制藥工業水污染物排放標準》(GB 21904—2008)要求。該廢水水質、水量及排放標準見表1。
針對該廢水水質特點，采用MAP+ABR+A2/O組合工藝進行處理，控制工藝操作條件，其中MAP工段去除廢水中絕大部分氮、磷，同時生成磷酸銨鎂沉淀回收利用，ABR工段去除大部分有機污染物，A2/O工段進一步去除剩余有機污染物、氮、磷，以及經厭氧分解的有機氮、有機磷。
1.2 工藝流程
1.2.1 原工藝流程
原有處理工藝流程見圖1。
圖1 原工藝流程
該工藝采用鈣鹽沉淀法除磷，CaO投加量大，處理效率不高，反應沉淀池2中投加PAC、PAM，處理費用高;高氨氮廢水接入高效蒸發器蒸發，耗能大;綜合廢水采用生物處理，原水COD較高，僅進行一級好氧生物處理耗能大且難以達到排放標準，故需對原工藝進行改造。
1.2.2 改造后工藝流程
改造后的廢水處理工藝流程見圖2。
圖2 改造后工藝流程
將原反應沉淀池1、2改為二沉池，新增MAP反應沉淀池1、2，同時脫氮除磷，投加藥劑MgCl2·6H2O處理效率高且費用低;新增ABR厭氧反應器進行厭氧生物反應，有機物負荷高、耗能少、效率高;將原接觸氧化池改為A2/O池，原接觸氧化池共有12格，1、2格改為厭氧池，3、4格改為缺氧池、5~12格改好氧池。原曝氣系統為穿孔管，1、2格拆除，3~4格保留起攪拌作用，5~12格拆除并新增微孔盤式曝氣器，提高氧的利用率，增大對COD的去除效果，同時具備生物脫氮除磷效果。
高磷廢水由廠區內管道自流入調節池1，高氨氮廢水自流入調節池2，兩廢水水量按氮磷比例提升至MAP反應沉淀池1，調節pH至9.0~9.5，投加MgCl2·6H2O，出水進入MAP反應沉淀池2，調節 pH，繼續投加MgCl2·6H2O進一步去除氮、磷。MAP反應沉淀池2出水自流進入調節池3與綜合廢水混合，調節pH為6~9，提升至ABR池進行厭氧反應，提高廢水可生化性，去除大部分有機污染物。ABR出水進入A2/O池進一步去除有機污染物，同時生物脫氮除磷，出水進入二沉池，泥水分離后出水達標排放。 MAP反應沉淀池1、2的污泥主要為磷酸銨鎂，經板框壓濾機脫水裝袋后可作為肥料進行回收[1]。
2 主要構筑物及設計參數
該項目主要構筑物及設計參數見表2。
3 工程實際運行與結果分析
3.1 反應器的啟動
(1)ABR啟動。ABR池接種污泥來自江西某污水處理廠厭氧污泥，接種時每個隔室的污泥質量濃度>10 g/L，啟動過程若反應器內污泥濃度不夠需及時補充。控制污泥泥齡，定期排放一定老化污泥，確保污泥的活性。啟動初期控制有機負荷為0.5kg/(m3·d)，逐步提高，每次提高幅度為0.5 kg/(m3·d)，系統適應后(即反應器出水COD穩定在1 000 mg/L)進行下一次提升，直至達到反應器設計負荷3.0kg/(m3·d)。有機負荷提升方式為增大反應器進水中生產廢水的比例，直至完全為生產廢水。經過3個月左右的馴化，污染物去除率維持在80%左右，系統抗沖擊能力良好，ABR啟動成功。
(2)A2/O池啟動。A2/O接種污泥來自江西某污水處理廠好氧污泥，接種量50 m3。啟動初期，A2/O接入污泥后低負荷間歇運行，悶曝24 h，靜置2 h，出水并入新的廢水，重復這一過程至污泥有明顯增長。逐漸增大進水負荷，連續運行，好氧池曝氣量不變，DO逐漸下降，微生物明顯增長，有機物氧化消耗大量DO，啟動成功后SV增至30%，MLSS在3 000~4 000 mg/L，系統啟動成功，接入ABR反應器出水，正常運行。控制厭氧池、缺氧池pH為7.0~7.5，DO為0.5 mg/L;O池pH為7.0~8.0，DO為2~4 mg/L;消化液回流比200%，污泥回流比70%。
3.2 系統穩定效果分析
經過3個月的調試，各反應器均已成功啟動，系統正常運行，出水達標排放。COD、NH3-N、TP、pH均采用標準方法測定[2]。系統均穩定運行后，于2014年5月對水質進行監測，為期1個月。由于MAP反應沉淀池1、2的工作原理一致，運行時控制條件也一致，脫氮除磷效果相差不大，故此處只分析MAP反應沉淀池1的脫氮除磷效果。MAP反應沉淀池1的脫氮除磷效果見圖3~圖4，組合工藝的處理效果見表3。
圖3 MAP 反應沉淀池1 對氨氮的去除效 
圖4 MAP 反應沉淀池1 對TP 的去除效果
由圖3、圖4可知，MAP反應沉淀池1中NH3-N去除率>85%，TP去除率穩定在95%左右，出水NH3-N、TP分別≤500、400 mg/L。再經MAP反應沉淀池2處理后，進入調節池3的廢水NH3-N、TP分別穩定在200、30 mg/L以下。由表3可知，調節池3有機物濃度較高且波動較大，但經改造后的組合工藝處理后，出水污染物維持在較低水平且水質較穩定，說明改造后的組合工藝有較強的抗沖擊負荷能力。綜合圖3~圖4及表3可知，整個改造后的工藝對COD、TP的去除率均在97%以上，NH3-N去除率也在93%以上，出水各項指標均達到化學合成類制藥工業水污染物排放標準要求(GB 21904—2008)。
4 經濟分析
該工程廢水處理成本為：人工費0.86元/m3，藥劑費6.15元/m3，水電費0.92元/m3，污泥處理費0.67元/m3，其他費用0.12元/m3。廢水水量為1 350 m3/d，處理成本為8.72元/m3。具體參見http://www.jianfeilema.cn更多相關技術文檔。
5 結論
(1)采用MAP+ABR+A2/O工藝處理高氮高磷廢水，處理效果良好，系統運行穩定，出水各項指標均達標，可為高COD高氮高磷制藥廢水的處理提供參考。(2)MAP法可同時去除氮、磷，氨氮去除率可達85%以上，磷去除率可達95%以上，處理高氮高磷廢水有較好的效果，生成的沉淀磷酸銨鎂也可作為肥料回收。(3)ABR高效厭氧反應器設計簡單，耐沖擊負荷，啟動時間短，處理效果好[3]。在整個工藝中可去除大部分COD，運行穩定后可去除80%有機污染物。
