污水處理工程實(shí)例：生物制藥廢水處理解析

1、生物制藥廢水處理工程實(shí)例一、工程概況某生物技術(shù)有限公司是以生物技術(shù)為主業(yè)務(wù)，集科研、開發(fā)、生產(chǎn)、 銷售為一體的生產(chǎn)型企業(yè)， 主要生產(chǎn)天然防腐劑納他霉素及天然食品添加劑紅曲紅色素等。 生產(chǎn)過程中產(chǎn)生少量高濃度有機(jī)廢水， 對(duì)環(huán)境造成一定的污染，需要進(jìn)行處理。本項(xiàng)目的設(shè)計(jì)處理規(guī)模為 50m3/d, 包括納他霉素及紅曲霉素生產(chǎn)車間發(fā)酵濃液以及發(fā)酵罐和車間地面沖洗水， COD 平均濃度為40000mg/L, COD負(fù)荷為 2000kg/ d。本工程于 2007 年 3 月開始設(shè)計(jì)施工， 2007 年 9 月竣工并試運(yùn)行，2008 年 6 月驗(yàn)收。經(jīng)過近兩年的運(yùn)行實(shí)踐證明，處理后排水滿足排放標(biāo)準(zhǔn)要求，工藝

2、運(yùn)行效果良好。二、處理工藝1. 生產(chǎn)工藝及水質(zhì)目前該廠排放的廢水主要包括納他霉素和紅曲霉素的發(fā)酵排水以及發(fā)酵罐和地面的沖洗水，總廢水量50m3/d , 其中納他霉素生產(chǎn)車間為40t的發(fā)酵罐、每天排放濃液30m3,紅曲霉素生產(chǎn)車間投產(chǎn)為20t 的發(fā)酵罐， 每年生產(chǎn) 2 個(gè)月， 每 2 天排放濃液約 10m3, 發(fā)酵罐和車間地面沖洗水約10m3。納他霉素和紅曲霉素的發(fā)酵廢水屬于典型的高濃度有機(jī)廢水，有機(jī)物、總氮、總磷指標(biāo)濃度較高，懸浮物濃度較低，可生化性較差。本工程設(shè)計(jì)規(guī)模為 50m3/d , 主要污染物濃度和設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)指標(biāo)見下表。曜日crioBODJX呷/絲jssNHr NA mb LI _a

3、_ /(w/L)TF/Cths/UpHffi量解進(jìn)廢水50IXH)joaoo15時(shí)300010043 4.5康弁IE水40000J 201200竄）4.0-4, 5設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)根據(jù)當(dāng)?shù)丨h(huán)保局要求，廢水處理應(yīng)達(dá)到國家污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（GB 8978-1996戶一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)?？紤]到日益嚴(yán)格的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的要求，為企業(yè)未來的發(fā)展預(yù)留一定的發(fā)展空間， 企業(yè)要求將設(shè)計(jì)出水水質(zhì)指 標(biāo)加嚴(yán)，主要排放水質(zhì)指標(biāo)見下表。項(xiàng)目BOD/Cinfl/L)SS/(mg/L>Nlir-N/Cmg/L)pH值前融標(biāo)理1020la廢水排放限值要求2. 處理工藝本工程采用高效的厭氧發(fā)酵處理技術(shù)與好氧處理相結(jié)合的工藝。本工程原水

4、濃度較高，厭氧采用高效內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器進(jìn)行高溫發(fā) 酵，以盡量多地去除有機(jī)污染物。對(duì)于好氧工藝，本工程處理規(guī)模小， 但是出水水質(zhì)要求較高，從系統(tǒng)的穩(wěn)妥性方面考慮，非常適合采用膜 生物反應(yīng)器（MBR）。由于傳統(tǒng)的中空纖維絲狀膜在使用中需要頻繁進(jìn) 行反沖洗，絲容易折斷和被雜物纏繞，還存在膜通量小、過濾壓力大 等缺點(diǎn)，因此本工程選用了日本久保田公司生產(chǎn)的一種板式微濾膜， 較好地克服了絲狀膜的缺點(diǎn)，保證了系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定。本工程原水總氮含量非常高，為了有效地脫氮，采用了兩級(jí)硝化 - 反硝化工藝。設(shè)置后處理單元的目的是為了降低總磷的排放濃度， 同 時(shí)保證有機(jī)物和色度實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放，處理工藝采用混凝膜分離與化學(xué)脫

5、色的組合。 化學(xué)混凝不僅能有效地除磷而且對(duì)難降解的膠體性有機(jī) 物有較好的去除作用。本工程好氧剩余污泥送到厭氧單元進(jìn)行穩(wěn)定化，使污泥減量，最終全部剩余污泥從厭氧單元排出。 在后處理單元中會(huì)產(chǎn)生一定量的化學(xué)污泥。 將這兩種污泥混合后脫水， 脫水后污泥含水率約為 80% , 可以進(jìn)行綜合利用。3. 工藝流程本工程的處理工藝流程可分為三部分： 廢水生物及物化處理部分、污泥處理部分以及沼氣處理和利用部分。工藝流程詳見圖 1廢水經(jīng)廠區(qū)排水管道排人現(xiàn)有車間外的貯水池中，然后由泵提升至 pH 調(diào)節(jié)罐，經(jīng)過pH 調(diào)節(jié)后自流進(jìn)人調(diào)節(jié)池，進(jìn)行水質(zhì)、水量的調(diào)節(jié)；然后由調(diào)節(jié)池內(nèi)的提升泵提升至高效厭氧內(nèi)循環(huán)反應(yīng)池進(jìn)行厭氧

6、處理； 厭氧出水自流排入一級(jí)脫氮單元， 一級(jí)脫氮單元由一級(jí)反硝化池、一級(jí)硝化池和脫氮池組成；一級(jí)脫氮單元出水自流進(jìn)入二級(jí)脫氮單元， 二級(jí)脫氮單元由二級(jí)硝化池 (膜池 1) 與二級(jí)反硝化池組成；二級(jí)脫氮單元出水由膜抽吸泵送入混凝反應(yīng)池， 采用化學(xué)法對(duì)磷和膠體性有機(jī)物進(jìn)行去除，混凝反應(yīng)出水經(jīng)膜過濾和脫色達(dá)標(biāo)排放。4. 主要設(shè)計(jì)參數(shù)(1) 貯水池收集車間排水， 有效容積為 42m3, 結(jié)構(gòu)尺寸為 7. 0m X 3. 0m X 2. 8m ,HRT= 0. 74h ,滿足提升泵組最大小時(shí)流量的 15min 流量 。(2)調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)水量、 均化水質(zhì) ， 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)， 尺寸為 3.0m X 3.0m

7、 X 4.0m , 有效容積為 31. 5m3, HRT= 15h。(3)高效厭氧反應(yīng)器鋼結(jié)構(gòu)，尺寸為0 3.5X 17.5m，總?cè)莘e168m3,有機(jī)負(fù)荷16.5kgCOD/ (m3?d),高溫5560C發(fā)酵，設(shè)計(jì)CO球除率95% , BODfe除率98% , 出水 C0D<2000mg/L, B0D<480mg/ L 沼氣產(chǎn)量為 1200m3/d。(4) 一級(jí)硝化池去除厭氧出水中的有機(jī)物及將氨氮部分轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu) 3 座， 單座尺寸為 3.1m X 2. 9mX 4.0m , 總有效容積 95m3。(5) 一級(jí)反硝化池將脫氮池中產(chǎn)生的硝酸鹽轉(zhuǎn)化為氮?dú)猓?從水體中脫

8、除。 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu) 1 座，尺寸為 3. 1m X 2. 9m X 4. 0m ,有效容積31. 5m3。更多污水處理技術(shù)文章參考易凈水網(wǎng) (6)中間池貯存一級(jí)硝化池出水。 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu) 1 座， 尺寸為 1. 0m X 2. 9mX4.0m,有效容積10.2m3。(7)脫氮池將一級(jí)硝化池生成的亞硝酸鹽轉(zhuǎn)化為氮?dú)狻?鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)2 座，單池尺寸為 0.5m X 6. 0m , 有效容積38.5m3。(8)二級(jí)硝化池對(duì)一級(jí)硝化/ 反硝化池出水進(jìn)一步脫除有機(jī)物和氨氮。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu) 1座，尺寸為2. 0m X 2.9mX4.0m,T效容積22.3m3。選用膜通量為0. 6m3/(nf?d),

9、單片膜面積為0. 8 m膜片數(shù)為104片，選用膜組件型號(hào) 為 ES100。(9) 二級(jí)反硝化池對(duì)一級(jí)硝化 / 反硝化池出水進(jìn)行脫氮。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu) 1 座 ，尺寸為 3. 1m X 2. 9m X 4. 0m ,有效容積31. 5m3(10)加藥混凝反應(yīng)池主要是對(duì)磷和有機(jī)物進(jìn)行加藥混凝反應(yīng)，達(dá)到去除磷和膠體性COD的目的。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)1座，尺寸為1.1m X1.5m X 2. 5m,有效容積3. 3m3。采用PAC乍為除磷混凝劑，投加量為 6. 5kg/d。(11)膜分離池對(duì)加藥混凝池出水進(jìn)一步去除有機(jī)物、 氮、 磷并對(duì)出水進(jìn)行泥水分離。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)1 座。尺寸為 1.9m X 3.0m

10、X 4. 0m ,有效容積為 22.8m3。膜片數(shù)為104片，選用ESlOC©板式膜。(12)脫色反應(yīng)池對(duì)處理出水進(jìn)行脫色，保證出水色度達(dá)標(biāo)排放。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)1 座， 尺寸為 1.1m X 1.5m X 2.5m , 有效容積 3.3m3。 采用 NaClO 作 為脫色劑，投加量2. 5kg/d 。更多污水處理技術(shù)文章參考易凈水網(wǎng) (13)清水池鋼筋混凝土結(jié)構(gòu) 1 座， 尺寸為 3.0m X 3.0m X 4. 0m , 有效容積 31.5m3。(14) 集泥池豎流式重力濃縮池，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu) 1 座，尺寸為 2. 0m X 2. 0mX2.5m, 有效容積 10m3。(15) 附

11、屬系統(tǒng)污泥脫水系統(tǒng)、加藥系統(tǒng)、鼓風(fēng)機(jī)房及沼氣處理間。(三)工程設(shè)計(jì)1. 平面設(shè)計(jì)本工程占地面積1120 itf,長43.5m,寬26m。廢水由東側(cè)進(jìn)入廢水處理站集水井，處理后出水由廢水站西側(cè)排放廠區(qū)外排管道.工程平面設(shè)計(jì)見圖 3 所示。2. 高程設(shè)計(jì)本項(xiàng)目高程設(shè)計(jì)時(shí)， 地面標(biāo)高作為處理系統(tǒng)的相對(duì)標(biāo)高± 0. 00 , 地下構(gòu)筑物底標(biāo)高為3.00 4. 50m , 地上建構(gòu)筑物標(biāo)高一般為 1.50m , 脫氮池標(biāo)高為 7. 0m。 厭氧反應(yīng)器標(biāo)高為 17. 50m。 考慮到基建費(fèi)用以及防凍要求，除建筑物外其余構(gòu)筑物均為半地上半地下方式。高程設(shè)計(jì)如圖 4 所示。3. 建 、構(gòu)筑物設(shè)計(jì)建、

12、構(gòu)筑物設(shè)計(jì)見下表序號(hào)包部ML*效;,原普拄1肥水檢時(shí)如1偶混靖何2調(diào)節(jié)推m31譙惶姑構(gòu)3離就醫(yī)加反應(yīng)儡1掰結(jié)構(gòu)+一盤反硝化他36m11銅淞結(jié)胸5一空硝建植35*3銅罐結(jié)胸6中闕他ILW審限結(jié)構(gòu)7睨氯他1韻結(jié)構(gòu)8脫軾檢n56 mJ相混幫的9二場礴叱漕（ 腹地1）33. 2m11銅福結(jié)構(gòu)10強(qiáng)分離他（腥油2）修加1銅斑蠟的二驟反總化油36inJ1踽混轉(zhuǎn)構(gòu)12沮噩反應(yīng)他家Im31第也納拘13脫色觸4u lmag闞祖培構(gòu)14浦水的32i銅鹿錯(cuò)布1S集需地lOm1銅泥靖構(gòu)博鼠爾機(jī)房29mfl玨溫結(jié)相17辭令用房«7m*1 1碑棍結(jié)構(gòu)汨氣后姓理中匐L 1扁報(bào)結(jié)梅建、構(gòu)筑物一覽表4. 自動(dòng)化設(shè)計(jì)本

13、項(xiàng)目廢水處理站采用集散型自動(dòng)控制方式，設(shè)置中控室對(duì)主體 工藝和設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程PLC控制，實(shí)時(shí)監(jiān)視各處理單位的運(yùn)行狀態(tài)和 故障報(bào)警。同時(shí)設(shè)計(jì)水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)，對(duì)處理出水的 CODJ pH值、 氨氮等指標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，從而實(shí)現(xiàn)了較高的自動(dòng)化水平，保證了達(dá) 標(biāo)排放。（四）運(yùn)行情況1 .監(jiān)測結(jié)果2007年10月開始試運(yùn)行，2008年18月運(yùn)行檢測數(shù)據(jù)見下表。月肘進(jìn)水 COr）/（in（/L）進(jìn)水pH值出 * C0D/<mg/L>由水pH值80去除率/%I月前M 04配苗5甌祠飛高一鮑，B51%.幅I-S1279. n白.n9453月I050Z. 22339. 156.領(lǐng)M1*月1»

14、70, 416,042»5.417. 5&97門5月20808. 895.95287.007628蛇66月E州35. 315.77244.127+ 1194.02M14- 49工博267. 637.639亂98月26419. 175. 3aZ73. 314 *&$9. 02008年18月份月均分析數(shù)據(jù)廢水處理站的出水能夠滿足醫(yī)藥行業(yè)的排放標(biāo)準(zhǔn)，由于該廠另有一股循環(huán)冷卻水與處理后的廢水混合排放， 水量約為本工程廢水素的3-4 倍，最終外排水能夠達(dá)到 GB 8978 -1996中的一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。2 . 主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)廢水處理工程總投資為 212 萬元， 勞動(dòng)定員 4 人

15、， 裝機(jī)容量 108kW, 運(yùn)行日耗電611kWh,藥費(fèi)198元/d ,年運(yùn)行總費(fèi)用為20.5萬元，噸 水處理費(fèi)用為 11. 4 元/ m3。（五）工程評(píng)析本工程對(duì)難生物降解的納他霉素和紅曲霉素生產(chǎn)廢水處理的關(guān)鍵技術(shù)是高效厭氧反應(yīng)器、膜生物反應(yīng)器以及兩級(jí)脫氮反應(yīng)器。由于廢水的COD值很高，而且其中含有較高濃度的納他霉素，對(duì)微生物生長產(chǎn)生較強(qiáng)的抑制作用， 因此一般的生物處理方法難以對(duì)其進(jìn)行高效處理。本工程選用內(nèi)循環(huán)高效厭氧反應(yīng)器，控制高溫發(fā)酵，同時(shí)增加厭氧反應(yīng)出水循環(huán)，是保證生物處理效果的關(guān)鍵。正常運(yùn)行時(shí)，高效厭氧反應(yīng)器的去除率維持在 92 %以上。而且高效厭氧反應(yīng)器產(chǎn)生的沼氣得以回收利用，可以彌補(bǔ)部分處理運(yùn)行費(fèi)用，經(jīng)濟(jì)性較好。更多污水處理技術(shù)文章參考易凈水網(wǎng) 高效厭氧反應(yīng)對(duì)廢水中有機(jī)物的去除效率較高，其出水中所含的有機(jī)物基本為不易生物降解或不可生物降解物質(zhì)， 用活性污泥法或生物膜法對(duì)其的處理效果較差，本工程中采用膜生物反應(yīng)器（MBR江藝， 可以保持較高的污泥濃度，SRT與HRT分離