化學合成是原料藥和醫藥中間體生產的主要工藝類型之一，需要通過一系列化學反應完成藥物活性成分的生產。企業在生產過程中產生的化學制藥廢水成分復雜、可生化性差、有機物含量高，屬于高濃度難降解廢水。化學制藥廢水大多具有較強的毒性和“三致”作用，制藥行業也因此成為政府環境污染治理的重點行業。本項目根據化學制藥廢水的特點并經綜合技術經濟分析，選取合理的工藝技術路線實現了廢水的穩定達標排放。
１、工程概況
某藥業有限公司主要生產化學合成原料藥、醫藥中間體，其廢水主要包括工藝廢水、廢氣吸收廢水、設備沖洗水、地面沖洗水及生活污水。該工程設計水量為５０ｍ３／ｄ，出水水質達到《化學合成制藥工業水污染排放標準》（ＧＢ２１９０４－２００８）中的要求后排入園區污水處理廠。具體設計進、出水指標如表１所示。
２、工藝流程及設計參數
２.１ 工藝流程
廢水中殘余的原輔材料、生成物等濃度高，酸堿性變化大，可生化性差�；谏鲜鏊|條件，篩選處理工藝并在實驗室開展小試，然后將關鍵處理單元進行優化組合，最終確定采用物化預處理與生物處理相結合的組合工藝，具體工藝流程如圖１所示。
２.１.１ 預處理
針對化學制藥廢水成分復雜、難降解、生物抑制性強的特點，采用微電解＋芬頓氧化組合處理工藝對廢水進行預處理。鐵碳微電解工藝是利用零價鐵和活性炭之間的電位差，形成和Ｆｅ２＋與廢水中的大分子有機化合物發生氧化還原反應，提高廢水的可生化性。該工藝成本低廉、高效無毒，是環境友好的綠色預處理技術。在廢水中加入適量的Ｈ２Ｏ２，可以與微電解反應過程中釋放的Ｆｅ２＋形成Ｆｅｎｔｏｎ系統，生成氧化性更強的·ＯＨ。研究表明，鐵碳微電解和Ｆｅｎｔｏｎ氧化的協同作用具有更大的成本優勢，并能保證較高的ＣＯＤ去除率。
２.１.２ 生化處理
ＵＡＳＢ具有容積負荷高、運行成本低、結構簡單等優點，在高濃度制藥廢水的處理中應用廣泛。廢水經泵提升至ＵＡＳＢ反應器，廢水中的長鏈或環狀有機物可水解為短鏈或直鏈有機物，含氮有機物也可分解釋放ＮＨ３－Ｎ，廢水的可生化性得到進一步提高。生物接觸氧化（ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｃｏｎｔａｃｔｏｘｉｄａｔｉｏｎ，ＢＣＯ）兼有活性污泥法和生物膜法的特點，具有容積負荷高、抗沖擊能力強、運行維護管理簡單等優點。制藥廢水中含有較高濃度的有機物和氨氮，相比于單一的厭氧或好氧處理工藝，ＵＡＳＢ＋ＢＣＯ組合工藝具有處理效率高、運行成本低的特點。
２.１.３ 深度處理
經過生化處理的廢水，加入ＰＡＣ和ＰＡＭ進行過濾，可以去除廢水中剩余的少量懸浮物、非溶解性ＣＯＤ，同時廢水中的正磷酸鹽可以與ＰＡＣ形成沉淀析出。廢水經過過濾后，ＣＯＤ、ＳＳ和ＴＰ的濃度均會下降，確保出水水質能夠達到排放要求。
２.２ 主要設備及構筑物
（１）格柵及調節池。新建格柵井１座，磚砌結構，尺寸（Ｌ×Ｂ×Ｈ）為１６００ｍｍ×９００ｍｍ×７００ｍｍ。由于進水中不含纖維、塑料制品等較大的漂浮物，因此本項目不設置粗格柵。格柵井安裝轉鼓式細格柵１套，格柵間隙為２.０ｍｍ。
制藥生產過程中各工序為間歇排水，水質、水量隨晝夜和產品種類變化較大，沖擊負荷較強。設計調節池１座，用于收集廢水并均質均量。調節池尺寸（Ｌ×Ｂ×Ｈ）為５.２ｍ×４.８ｍ×４.８ｍ，設計停留時間為４８ｈ。調節池內設置提升泵２臺（１用１備），通過液位控制器控制；池底設置低速潛水攪拌器１臺，每隔３０ｍｉｎ攪拌５ｍｉｎ。
（２）ｐＨ調節池。１座，鋼砼結構，內襯ＦＲＰ防腐，尺寸（Ｌ×Ｂ×Ｈ）為１.６ｍ×１.６ｍ×２.０ｍ，設計停留時間為０.８ｈ。配套安裝工業在線ｐＨ計１套，硫酸自動加藥裝置１套。
（３）微電解反應器。１座，碳鋼防腐結構，尺寸為２.０ｍ×３.５ｍ，設計停留時間為２.０ｈ。反應器內裝填５.５ｔ鐵碳填料，填料粒徑為３０～５０ｍｍ。配套安裝空氣攪拌系統１套，氣源由生物接觸氧化池的離心鼓風機提供。
（４）芬頓反應器。１座，ＰＰ材質，尺寸（Ｌ×Ｂ×Ｈ）為１.５ｍ×１.５ｍ×２.０ｍ，分為串聯的２格，設計停留時間為０.５ｈ。安裝ＯＲＰ在線儀１套，硫酸亞鐵自動加藥裝置１套，雙氧水自動加藥裝置１套；每格內各安裝框式攪拌機１臺。
（５）中和沉淀池。１座，碳鋼防腐，尺寸（Ｌ×Ｂ×Ｈ）為２.４ｍ×１.５ｍ×３.５ｍ，設計停留時間為４.０ｈ，表面負荷為１.２ｍ３／（ｍ２·ｈ）。配套安裝垂直軸式攪拌器１臺，工業在線ｐＨ計１套，堿液和ＰＡＭ自動加藥裝置各１套，斜板填料２.０ｍ３。（６）中間池。１座，鋼砼結構，尺寸（Ｌ×Ｂ×Ｈ）為２.５ｍ×２.４ｍ×３.５ｍ，設計停留時間為７.５ｈ。池內安裝提升泵２臺，１用１備。
（７）ＵＡＳＢ反應器。１座，碳鋼防腐，外用聚氨酯泡沫塑料保溫，常溫運行。反應器尺寸為φ４.０ｍ×８.０ｍ，設計停留時間為３０ｈ，容積負荷為６.４ｋｇＣＯＤＣｒ／（ｍ３·ｄ）。
（８）生物接觸氧化池。１座２組，鋼砼結構，尺寸為（Ｌ×Ｂ×Ｈ）為４.０ｍ×３.６ｍ×４.５ｍ，設計停留時間２４ｈ。池內安裝彈性組合填料３１.２５ｍ３；配套離心鼓風機２臺，１用１備。
（９）二沉池。１座，鋼砼結構，尺寸為φ２.０ｍ×３.５ｍ，設計表面負荷為０.６６ｍ３／（ｍ２·ｈ）。配套污泥回流泵２臺，１用１備，設計污泥回流比為１５０％。
（１０）過濾罐。石英砂過濾罐２臺（交替使用），ＦＲＰ內襯ＰＥ材質，單臺尺寸為φ１.０ｍ×３.２ｍ。過濾層高度為１.２ｍ，工作壓力為０.６ＭＰａ，配套砂濾沖洗泵２臺，１用１備，反沖洗強度為１０Ｌ／（ｍ２·ｓ）。
（１１）污泥濃縮池。１座，鋼砼結構，尺寸為（Ｌ×Ｂ×Ｈ）為５.８ｍ×４.０ｍ×３.９ｍ。配套帶式壓濾機１臺，污泥螺桿泵１臺。污泥經帶式壓濾機脫水后，泥餅外運處理。
３、調試運行
３.１ 預處理單元
使用質量分數為９８％的Ｈ２ＳＯ４將廢水ｐＨ值調節至３.３～４.２，微電解反應器內的氣水比為７∶１。芬頓反應器內ＦｅＳＯ４·７Ｈ２Ｏ的投加量為５.５～６.５ｇ／Ｌ，３０％Ｈ２Ｏ２投加量為５～６ｍＬ／Ｌ。中和沉淀池內使用１０％的ＮａＯＨ將廢水ｐＨ值調節至８.０～８.５，投加０.２ｍｇ／Ｌ絮凝劑（ＰＡＭ），沉淀池內化學污泥每天排放一次。
３.２ 生化處理單元
生化系統的接種污泥取自附近城鎮污水處理廠剩余污泥（含水量＜８０％）。ＵＡＳＢ反應器內的接種濃度為２０ｇ／Ｌ，ＵＡＳＢ反應器啟動初期進水量控制為設計處理水量３０％，待ＣＯＤ去除率穩定達到７０％以上時再逐步提高進水水量。每天監測出水ＣＯＤ、ｐＨ等指標，確保反應器穩定運行。
生物接觸氧化池的接種濃度為３０００ｍｇ／Ｌ。啟動初期采用間歇進水，每天更換１／３池容的廢水并進行曝氣，溶解氧維持在２.０ｍｇ／Ｌ以上，待填料上的生物膜轉為黃褐色后改為連續運行。生物接觸氧化池在運行初期，進水水量為設計處理水量的３０％，然后每３ｄ按設計處理水量的１０％遞增進水，直至達到設計處理水量。
經過三個月后，系統啟動調試完成。ＵＡＳＢ反應器污泥流失現象消失，并有顆粒污泥形成，出水ｐＨ穩定在６.５～７.５。生物接觸氧化池基本無生物膜脫落現象，污泥鏡檢可發現草履蟲、輪蟲和腎形蟲等。
３.３ 運行效果
污水處理站調試完成后，出水能夠穩定達到設計要求，各主要構筑物的出水水質如表２所示。
４、技術經濟指標
本項目設備自動化程度較高，無需專人值守，可由企業水電工兼職管理。污水處理站的運行費用主要包括電費、藥劑費和污泥處置費，其中電費為２.５３元／ｍ３，藥劑費為６.８７元／ｍ３，污泥處置費為５.６２元／ｍ３，共計１５.０２元／ｍ３。以上未考慮折舊費和攤銷費等。
５、結論
針對化學制藥廢水成分復雜、可生化性差、有機濃度高等特點，采用“微電解－芬頓－ＵＡＳＢ－ＢＣＯ”組合工藝進行處理�！拔㈦娊猓翌D”組合預處理工藝能夠顯著提升廢水的Ｂ／Ｃ，改善廢水的可生化性。污水處理站穩定運行后，出水水質能夠達到《化學合成類制藥工業水污染物排放標準》（ＧＢ２１９０４－２００８）的相關要求。該工藝運行穩定，具有較好的環境效益和社會效益，用于處理化學制藥廢水切實可行。（來源：中秉（山東）環境工程有限公司）
