湖南某生物醫藥有限公司醫藥中間體生產產生大量廢水，該廢水污染物成分復雜，污染負荷較高。廢水中含有大量的甲醇、乙醇、DMF、乙酸乙酯、CH3Cl和溴化鈉。其中DMF(N,N-二甲基甲酰胺)是一種具有一定生物毒性的有機溶劑。DMF是用于合成殺蟲脒和磺胺嘧啶等藥物的重要中間體。該類廢水常采用高級氧化法處理，但其運行成本高昂，操作復雜，運行不穩定。因此，通過對該廢水進行實驗室預實驗，結合不同水質廢水的實際情況，采用對不同水質的廢水采用分流分段處理，采用生物法處理該廢水，得到了很好的處理效果。
1、工程概況
廢水日排放量約為300t/d。該醫藥中間體廢水來源包括四個部分，分別為高鹽廢水為10m3/d，高濃度廢水150m3/d，低濃度清洗廢水100m3/d，生活污水40m3/d。該廢水處理要求執行《污水綜合排放標準》(GB8978-1996)二級排放標準，再接入該工業園區污水收集管網，最終由工業園區污水處理廠處理達GB8978-1996一級A標準后排放。
2、廢水水質
制藥廢水水質指標與要求出水水質指標見表1。
3、廢水處理工藝流程
廢水處理工藝流程圖見圖1。
該醫藥中間體廢水可生化性(CODCr/BOD5)<0.33，且醫藥中間體生產廢水鹽濃度高，直接進行高級氧化費用高昂，不能直接進行好氧生化處理。可通過厭氧反應中兼性微生物和厭氧微生物降解與穩定有機物的作用，可以極大的減輕了后續處理單元的負荷，為后續的好氧生化反應提供良好的條件。考慮到高濃度廢水與低濃度清洗廢水水質差異大，特將兩股廢水分開進行厭氧處理。本醫藥中間體廢水中高鹽廢水經過調節池調節水質后，再經蒸發器再與高濃度廢水混合進入一級UASB反應器;一級厭氧生化去除掉高濃度廢水中大部分的COD后，與低濃度清洗廢水一起匯入中間調節池，再進入二級厭氧UASB反應器，再進入后續污水處理工序。一級UASB反應器HRT為3d，二級UASB反應器HRT為2.5d，UASB反應器進水pH要求嚴格控制在7.0±0.2范圍內，要求水溫控制在25~35℃范圍內。
經過厭氧生化處理后，出水的有機物依然很高，需作進一步的處理。由于污水中的有機物濃度較高，并且污水排放是間歇性的。故可采用好氧反應器來進行處理。好氧反應器即在通過曝氣，來培養好氧菌和兼性菌，通過這些菌的代謝作用，將厭氧反應器出水中的部分有機物降解。由于該醫藥中間體廢水中有一定濃度的DMF，DMF在厭氧微生物作用下被分解，DMF中的有機N轉化成NH4+，因此厭氧出水氨氮濃度會增加，在曝氣條件下，一部分NH4+轉化成NH3被吹脫，絕大部分被氧化成硝態氮。好氧活性污泥對于硝態氮的利用是有限的，因此后續需要脫氮工藝。
在缺氧池中馴化培養缺氧好氧兼性菌，其能充分利用好氧池出水所中的硝態氮和亞硝態氮進行反硝化脫氮反應，將廢水中的氨氮、硝態氮轉化為氮氣從而去除。廢水經過缺氧工序處理后，氨氮才能達標。如若未能達標，則要在一級好氧池-缺氧池-二級好氧池之間內循環，回流比為150%~300%，直至達標。
廢水經過缺氧池脫氮處理后，C/N比升高，廢水的可生化性加強，二級好氧工藝可以對廢水進行深度處理。二級好氧池可以進一步去除廢水中的COD、氨氮和TP，穩定出水水質。
好氧反應器出水夾雜一定濃度的SS，而該SS的主要成分為好氧污泥，而且在好氧條件下，活性污泥表面吸附了大量的磷，若不及時混凝，那么在缺氧條件下，污泥表面吸附的磷則會釋放出來，惡化水質。因此，在二級好氧池后端采用絮凝工藝。投加調配好的氫氧化鈣調節出水的pH值，再添加絮凝劑PAC與PAM，通過吸附架橋作用將細小分散的膠體粒子凝聚成較大顆粒，去除掉絕大部分SS和TP，同時有效降低廢水的色度。混凝的出水沉淀后，上清液排至清水池，再排放;沉淀的污泥排放至污泥濃縮池。
高級氧化池產生的沉淀、好氧反應器產生的剩余污泥、混凝產生的沉淀先統一排放至污泥濃縮池，經重力濃縮后進行后續脫水處理，濃縮池的上清液及脫水后的水再進入調沉池進入污水處理系統。
4、主要構筑物與設計參數
廢水處理站的主要構筑物與設計參數見表2。
5、廢水處理工程調試及運行效果
5.1 UASB反應器調試
脫鹽后的廢水與高濃度廢水混合后，開啟攪拌機，用片堿調節pH到7.0±0.2后，若15min內pH無明顯變化，則可進水至一級UASB反應器。一級UASB反應器接種城市污水處理廠厭氧污泥80t，UASB反應器接種厭氧污泥后，不可直接滿負荷運行，需先用生活污水一次性注滿UASB反應器，然后每日進一定量的高濃調節池廢水，第一天進水量為UASB反應器有效容積的1/20，往后每天的進水量提升1/20，直到第20d開始滿負荷運行。調試期間要嚴格監控UASB內pH值和水溫的變化，pH值變化超過0.5，即要停止進水，開啟內循環，讓厭氧微生物將有機酸消耗完后，再進水運行;水溫若低于25℃，則需要往UASB反應器中加熱管道通蒸汽，通過管道熱交換給廢水升溫，32℃左右是最佳溫度，考慮到能耗以及運行成本的問題，水溫控制在不低于25℃即可。中間調節池pH值調節方法以及二級UASB反應器進水方式同上，二級UASB反應器接種城市污水處理廠厭氧污泥200t。
5.2 一級好氧池+缺氧池+二級好氧池(O/A/O系統)調試
好氧池與缺氧池活性污泥菌來自當地的城市污水處理廠，一級二級好氧池均接種活性污泥80t，缺氧池接種活性污泥50t。接種活性污泥后，可用生活污水將反應池注滿，然后正常啟動。調試初期，由于每日生活污水最多只有40t，因此不往外排水。調試期間，每日生活污水全部進入O/A/O系統處理，每日增加的進水量可由二級UASB反應器出水量決定。由于二級UASB出水COD與氨氮濃度較高，為保證對缺氧段脫氮的效果，一級二級好氧池采用間歇性曝氣方式，即曝氣2h后，停止曝氣1h，并同時開啟回流泵，回流比控制在150%~300%范圍內，保證COD去除的同時很好的去除廢水中的氨氮。要求好氧池溶解氧濃度控制在1.2~2.2mg/L之間，缺氧段溶解氧≤0.2mg/L。一天為一個運行周期，一周期運行時間為21h。回流沉淀池污泥回流泵在運行周期內要持續開啟，確保O/A/O池中SV30保持在30%~35%左右，若SV30>35%，則停止污泥回流，并開啟排泥。
5.3 運行效果
通過2個月的調試運行，一、二級UASB反應器出水穩定，二級好氧池出水穩定，正常運行后水質監測結果見表3。
由表3可知，經絮凝沉淀后，出水CODCr、BOD5、TP、NH4+-N、SS均達到《污水綜合排放標準》(GB8978-1996)二級排放標準。
6、結論
針對該醫藥中間體生產工藝所產生的不同水水質的廢水進行分流分段處理，有效的穩定了各工藝段的運行情況，極大的降低了廢水負荷。采用好氧-缺氧-好氧(O/A/O)工藝，有效的解決了有機氮生化過后，廢水中氨氮升高的問題。
該工藝的運行費用主要產生于高濃調節池pH值調節，以及末端絮凝藥劑的投加。實際運行成本為4.35元/噸，詳細成本如下：電費2.35元/噸，NaOH(片堿)0.6元/噸，PAC0.3元/噸，PAM0.5元/噸，人員費0.6元/噸。該工藝適用于該類醫藥中間體廢水的治理，運行穩定，操作簡單，維護方便，運行成本低于大部分醫藥中間體廢水處理成本，具有一定的推廣價值。(來源：婁底市環境保護科學研究所)
