《化學(xué)制藥技術(shù)》課件-化學(xué)制藥廢水的工藝流程

化學(xué)制藥技術(shù)化學(xué)合成類制藥廢水處理工藝流程1、水解酸化-好氧法處理工藝分析2、超臨界水氧化技術(shù)3、高溫深度氧化處理工藝比較4、催化氧化-生化法廢水處理工藝實(shí)例5、氣浮-水解-好氧法廢水處理工藝實(shí)例6、水解酸化-接觸氧化-氣浮-氧化廢水處理工藝實(shí)例目錄7.鐵碳Fenton/SBR法廢水處理工藝實(shí)例8.AO-PW膜生物反應(yīng)器廢水處理工藝實(shí)例廢水調(diào)節(jié)混凝沉淀厭氧（或水解酸化）好氧生化混凝沉淀排放采用厭氧污泥床反應(yīng)器(UASB)、厭氧復(fù)合床反應(yīng)器(UASB+AF)、厭氧顆粒污泥膨脹床反應(yīng)器(EGSB)等水解一好氧生物接觸氧化法以及不同類型的序批式活性污泥法居多活性污泥法、深井曝氣法、生物接觸氧化法為主（20世紀(jì)80年代至90年代初期）目前大部分化學(xué)合成類制藥企業(yè)均采用厭氧一好氧生物處理技術(shù)厭氧一好氧生物廢水處理技術(shù)的效果良好，對COD等污染物的去除率較高，出水COD、BOD、SS、pH等各項(xiàng)指標(biāo)可達(dá)到《制藥工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)一一化學(xué)合成類》規(guī)定的要求，且投資成本和運(yùn)行費(fèi)用也較低。處理每噸廢水的運(yùn)行費(fèi)一般在2．5元以下，但個(gè)別廠家較高，最高達(dá)到16．4元/t,五家企業(yè)實(shí)際處理效果可見水解酸化-好氧法處理工藝分析除漂浮物和固體砂粒調(diào)節(jié)水量、均化水質(zhì)后入反應(yīng)沉淀池加藥絮凝水解酸化進(jìn)行氧化反應(yīng)，在池內(nèi)曝氣充氧運(yùn)行條件廢水處理能力的提高（1）廢水要輔以尿素和銨鹽、磷鹽等，通常按BOD5：N：P=100：5：1投入好氧處理系統(tǒng)，細(xì)菌靠酶催化作用完成氧化與合成等生化反應(yīng)；（2）好氧處理需設(shè)鼓風(fēng)機(jī)房、供給氧；（3）大多數(shù)細(xì)菌適宜的溫度在20一40℃、pH值范圍在6、8，運(yùn)行期間加強(qiáng)控制工藝特點(diǎn)是在生化法高效處理有機(jī)污染物的同時(shí)，加強(qiáng)預(yù)處理和后處理污水處理的主體是細(xì)菌12435主要裝置格柵酸化池均質(zhì)調(diào)節(jié)池氧化池固液分離機(jī)處理效果:COD去除率94.24％、BOD去除率98.3％、SS去除率90.5％工藝流程的優(yōu)缺點(diǎn)(a)該處理工藝兼有生物膜法和活性污泥法兩者優(yōu)點(diǎn)，工藝流程簡單，操作、維護(hù)、管理方便，經(jīng)濟(jì)節(jié)能。(b)經(jīng)水解處理后BOD5/COD值升高，可生化性強(qiáng)，處理時(shí)間短，凈化率高。(c)填料間的生物膜易發(fā)生堵塞及板結(jié)現(xiàn)象，需采用軟性填料接觸氧化結(jié)合堿式氧化鋁混凝處理。超臨界水氧化技術(shù)

技術(shù)原理：

把水的溫度和壓力升高到臨界點(diǎn)（Tc=374℃、pc=22.1MPa)以上，水處于一種既不同于氣態(tài)也不同于液態(tài)和固態(tài)的新液體態(tài)一一一超臨界態(tài)，水成為超臨界水，水中的氫鍵不再存在；超臨界水中通入氧氣后，氧與超臨界水能極好地溶解，有機(jī)物的氧化可以在富氧的均一相中進(jìn)行。同時(shí)，極高的反應(yīng)溫度（400~600℃）也使反應(yīng)速度加快，可在幾秒鐘內(nèi)使廢水中有機(jī)物達(dá)到很高的破壞效率，且反應(yīng)完全徹底；可使有機(jī)物轉(zhuǎn)化成二氧化碳、氮?dú)?、氫氣和水，氯轉(zhuǎn)化成氯離子的金屬鹽，而硝基物轉(zhuǎn)化成氮?dú)?，硫轉(zhuǎn)化成硫酸鹽。超臨界水氧化在某種程度上與簡單的燃燒法過程相似scwo處理工藝對有機(jī)物去除率可達(dá)99．99％。因此，它與傳統(tǒng)的處理方法相比，具有高效、節(jié)能、無二次污染等明顯的優(yōu)點(diǎn)是一種有發(fā)展前途的高濃度有機(jī)廢水處理技術(shù)。廢水經(jīng)過濾后流人集水池，經(jīng)細(xì)篩網(wǎng)過濾后由高壓泵打人預(yù)熱器，之后進(jìn)人反應(yīng)器，反應(yīng)器由<150mm直徑的管道制成，材質(zhì)耐腐蝕，能承受高壓，采用超高壓空氣泵將空氣打人反應(yīng)器，在超臨界狀態(tài)下，高濃度有機(jī)廢水中所有有機(jī)物便轉(zhuǎn)化成無害的二氧化碳、氮?dú)猓瑲滢D(zhuǎn)化成水，超臨界水蒸氣通人汽輪機(jī)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。部分超臨界水蒸氣再進(jìn)人預(yù)熱器充分利用余熱高溫深度氧化處理工藝比較123高溫深度氧化處理技術(shù)濕式空氣氧化技術(shù)(WAO)超臨界水氧化處理技術(shù)(SCWO)焚燒技術(shù)各技術(shù)原理、特征或性能比較如下1.濕式空氣氧化技術(shù)（WAC）該工藝COD的去除率為60％-96％，該廠廢水經(jīng)WAO法處理后，仍需其他工藝處理，才能達(dá)標(biāo)排放。WAC是在高溫（150-250℃）和高壓（0.5-20MPa）下，以空氣或純氧化劑將有機(jī)污染物氧化分解為無機(jī)物或小分子有機(jī)物的化學(xué)過程。操作中將廢液經(jīng)增壓并混入高壓空氣通過熱交換器升溫后進(jìn)入空氣氧化反應(yīng)器，反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)熱交換器換熱升溫后進(jìn)入冷卻塔繼續(xù)冷卻，然后經(jīng)氣液分離器分離出氣體和液體，再送往后續(xù)處理。2.超臨界水氧化技術(shù)(SCWO)技術(shù)原理：把水的溫度和壓力升高到臨界點(diǎn)，水處于超臨界狀態(tài)，向超臨界水中通人氧氣后，氧與超臨界水能極好地溶解，有機(jī)物的氧化可以在富氧的均一相中進(jìn)行,可使有機(jī)物轉(zhuǎn)化成二氧化碳、氮?dú)?、氫氣和水等物質(zhì)。技術(shù)特點(diǎn)：反應(yīng)速度加快，可在幾秒鐘內(nèi)使廢水中有機(jī)物達(dá)到很高的破壞效率，且反應(yīng)完全徹底，scwo處理工藝對有機(jī)物去除率可達(dá)99.99％將有機(jī)廢水精濾后噴入焚燒爐中，在1200℃以上的高溫下，水霧完全汽化，有機(jī)物焚燒。焚燒后的煙氣經(jīng)吸收、洗滌后排放。該處理方法不需后續(xù)處理。3.焚燒技術(shù)

將含高濃度有機(jī)廢水在高溫下進(jìn)行氧化分解，使有機(jī)物轉(zhuǎn)化成CO2和水，而無機(jī)物生成鹽和水。從運(yùn)行費(fèi)用分析來看，超臨界水氧化法最少，而且可以回收利用熱能，而焚燒法最大超臨界水氧化法和焚燒法COD去除效率最高，幾乎徹底去除，而濕式空氣氧化法處理后的水不能達(dá)標(biāo)排放，還需后續(xù)處理；從投資來看，焚燒法投資最大，需80萬一105萬元，而濕式空氣氧化技術(shù)最少；超臨界水氧化法催化氧化-生化法廢水處理工藝實(shí)例某化學(xué)合成原料藥企業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水成分復(fù)雜，COD濃度較高，處理難度較大。廢水中主要含有甲醇、丙酮、二氯甲烷、氯仿、吡啶及芳環(huán)、雜環(huán)等復(fù)雜成分，且含有硝基、氨基芳香族化合物等物質(zhì)，毒性較大，對活性污泥有抑制作用，可生化性很差。因此廢水進(jìn)人SBR曝氣池之前，必須進(jìn)行預(yù)處理。【企業(yè)案例】催化氧化一生化法處理廢水分解芳環(huán)、雜環(huán)等，提高其可生化性，降低毒性系統(tǒng)運(yùn)行及參數(shù)1.空氣催化氧化：經(jīng)過運(yùn)行，最佳工藝參數(shù)曝氣量為15m3空氣／（m3廢水．min),反應(yīng)溫度為80-83℃，催化劑MnS04加人量為20kg/m3，廢水反應(yīng)時(shí)間8-10h，活性污泥產(chǎn)量55一75kg/（m3·d)，母液COD去除率80％，可生化性由0.03升高至0.18。2.氣?。簹飧r(shí)間2h，主要去除催化氧化過程中的固體懸浮物，SS可由4000mg/L降至100mg/L以下。3.加藥：經(jīng)氧化池流出的廢水經(jīng)氣浮、格柵欄后進(jìn)入污水調(diào)節(jié)池，在其中加入混凝劑硫酸亞鐵(FeS04·7H2O)及高分子絮凝劑聚丙烯酰胺(PAM)使之形成FeS沉淀、Fe(OH)3膠體沉聚及其他絮凝物（化學(xué)泥）去除，出水可以直接進(jìn)行生物處理而不受S2-的影響，沉淀的FeS、Fe(OH)3可以送去制磚或進(jìn)行填埋處理；亦可以向廢水中加酸，將廢水中的S2-形成H2S吹脫到空氣中去，用NaOH溶液吸收后形成Na2S再回收用于制藥生產(chǎn)。4.生化處理系統(tǒng)的馴化(a)先用同步馴化法使SBR池中活性污泥對污水有較好的處理能力，再將部分活性污泥通入?yún)捬醢l(fā)酵池中延長對厭氧菌馴化。(b)原有SBR池中活性污泥對中試及其他車間廢水有較強(qiáng)的降解能力。污水COD值為2000-2500mg/L，可生化性約為0.2，活性污泥生長正常運(yùn)行，處理后水質(zhì)可達(dá)到200mg/L以下，S2-<1mg/L。為了保持SBR池正常運(yùn)行，需對活性污泥采用同步馴化。(c)厭氧發(fā)酵池主要是通過厭氧菌分解或部分分解大顆粒有機(jī)成分，提高污水可生化性。經(jīng)過3年多的馴化，厭氧菌膜對苯胺、酯類等化合物有較強(qiáng)的分解作用。為了提高厭氧發(fā)酵池對藥物合成車間污水的降解能力，不斷導(dǎo)人部分SBR池活性污泥，經(jīng)一段時(shí)間運(yùn)行后，白色厭氧菌膜由多變少，再重新生成新的厭氧菌膜毛刷，廢水可生化性由0.1提高至0.25以上，基本符合SBR池運(yùn)行條件。氣浮-水解-好氧法廢水處理工藝實(shí)例廢水的性質(zhì)及特點(diǎn)徐州市某制藥廠是一家以多種化學(xué)原料藥合成為主的中型制藥企業(yè)。生產(chǎn)廢水（生產(chǎn)過程產(chǎn)生的廢水和沖洗水）約100m3/d且排放不穩(wěn)定，廢水中含有苯、甲苯、氯苯等難降解有機(jī)物，CODCr平均為12000mg/L，BOD5平均3840mg/L，生產(chǎn)廢水的BOD5與CODcr的比值稍>0.3，可生化性較差，但可生化處理。生活廢水約500m3/d廢水處理工藝流程采用氣浮一水解一好氧組合工藝氣浮一水解一好氧組合工藝生產(chǎn)廢水間歇性排放，且水量少，故對高濃度的生產(chǎn)廢水單獨(dú)進(jìn)行氣浮處理氣浮池采用部分回流加壓溶氣工藝，溶氣水回流比為30％一35％，溶氣壓力為0.3-0.4MPa，溶氣水取自氣浮池出水加藥調(diào)整廢水的pH值為7.8-8.0后，加人硫酸鐵作為凝聚劑，使廢水中以膠體狀態(tài)存在的污染物絮凝成較大的絮狀體，吸附截留氣泡，加速顆粒上浮三價(jià)鐵離子能激活廢水中降解微生物某些酶的活性。利用氣浮法可去除廢水中部分有機(jī)物和CODcr,降低后續(xù)處理過程的有機(jī)負(fù)荷，利于后續(xù)的生化處理水解（酸化）處理進(jìn)行水量水質(zhì)的均化向制藥廢水加人生活污水，可形成共基質(zhì)條件，改善對難降解有機(jī)物的處理效果。水解池是由原曝氣池的一部分改造而成，水解階段，大分子有機(jī)物被降解為小分子物質(zhì)，難以生物降解的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為易生物降解的物質(zhì)此階段的微生物主要是水解和產(chǎn)酸菌水解池由底部進(jìn)水，在進(jìn)水口安裝布水裝置，使廢水在池內(nèi)能平穩(wěn)均勻地上升。池子的中段安置了生物填料，以增加比表面積，為微生物的生長提供了有利條件，增加了污泥的濃度，提高水解池的處理效率。好氧處理好氧處理段采用接觸氧化法優(yōu)點(diǎn)：具有耐沖擊負(fù)荷、無污泥膨脹、不需進(jìn)行污泥回流以及維護(hù)管理方便接觸氧化池的內(nèi)部尺寸（長×寬×高）為11.6m×8m×4m，有效容積為350m3，廢水停留9h。接觸氧化池內(nèi)置彈性填料，填充率為75％。好氧處理后的廢水自流進(jìn)入沉淀池，在沉淀池中停留4h后，上清液外排。浮渣及污泥的處理調(diào)節(jié)沉淀池、沉淀池排放的污泥以及氣浮池產(chǎn)生的浮渣濃縮后由板塊壓濾機(jī)脫水，干泥運(yùn)往焚燒爐焚燒。濃縮池上清液與機(jī)械脫水濾液回流到調(diào)節(jié)池再行處理。廢水的性質(zhì)及特點(diǎn)某制藥廠主要生產(chǎn)維生素H，產(chǎn)生的廢水量較小，但濃度高，水質(zhì)波動(dòng)大，COD高，BOD/COD僅為0．11，可生化性很差。水質(zhì)、水量：生產(chǎn)廢水為95.869m3

/d，生活污水約為13.30m3/d，合計(jì)109.169m3/d。其中維生素車間高濃度生產(chǎn)廢水8.369m3/d，主要污染物有四氫呋喃、乙酸乙酯、鹽酸、甲醇、乙胺、硫代乙酰胺、甲苯等，占廢水的8.73％；低濃度生產(chǎn)廢水占91.27％。設(shè)計(jì)處理水量為120m3/d，要求處理后達(dá)標(biāo)排放。廢水處理工藝流程采用水解酸化-接觸氧化-氣浮-氧化工藝水解酸化-接觸氧化-氣浮-氧化廢水處理工藝實(shí)例工藝流程主要構(gòu)筑物與設(shè)備1.氧化池1：2座，間歇運(yùn)行，每座尺寸D2.3m×2.6m，有效容積8.4m3投加Fenton試劑，池中設(shè)有LJF一1700型立軸式機(jī)械攪拌機(jī)1臺(tái)，攪拌速度為8r/min。出水設(shè)有穩(wěn)流裝置2套。2.調(diào)節(jié)池：地下式，尺寸為7.5m×4.0m×3.6m，有效容積為90m3，水力停留時(shí)間為18h，攪拌方式為空氣攪拌，氣水比為5：1，考慮到調(diào)節(jié)池水位的波動(dòng)，預(yù)曝氣采用獨(dú)立的風(fēng)機(jī)。池內(nèi)設(shè)有潛污泵2臺(tái)，1用1備，水泵的開停根據(jù)水位由浮球閥自動(dòng)控制。3.水解酸化池：2座，并聯(lián)運(yùn)行，每座2格，合建，尺寸為6.4m×6m×5.1m，總有效容積為164m3，水力停留時(shí)間為32.8h。池中設(shè)有組合填料，填料層高3．5m,為確保廢水中有機(jī)物與微生物的充分接觸混合，池底設(shè)有穿孔管曝氣攪拌，氣水比8：1，并依據(jù)實(shí)際運(yùn)行情況，使DO<O.20mg/L。4.接觸氧化池：2座，并聯(lián)運(yùn)行，每座4格，合建，尺寸為16.0m×8.0m×5.1m，總有效容積為512m3，水力停留時(shí)間為102.4h，池中設(shè)有組合填料，填料層高3.5m。池底設(shè)有穿孔管曝氣系統(tǒng)，氣水比為48：1，運(yùn)行時(shí)DO約4mg/L。5.二沉池：豎流式，尺寸為D2.9m×5.3m，水力停留時(shí)間為2h。二沉池污泥采用靜壓重力排泥，污泥回流至調(diào)節(jié)池。6.氣浮池：氣浮池采用成套設(shè)備，型號(hào)TJQJ-5，平流式，處理水量5m3/h，尺為1.5m×1.5m×1.4m,配套空壓機(jī)、回流水泵、溶氣罐、刮渣機(jī)、溶氣釋放器和加藥系統(tǒng)等，總功率為5kW。7.氧化池2：尺寸D1.5m×2．0m，水力停留時(shí)間為30min，投加Fenton試劑，池中設(shè)有攪拌機(jī)1臺(tái)，型號(hào)BJ一470。運(yùn)行結(jié)果高濃度廢水經(jīng)Fenton試劑法氧化預(yù)處理，與低濃度廢水在調(diào)節(jié)池混合后，BOD5/CODcr達(dá)44，廢水的可生化性得到提高。經(jīng)水解酸化處理，CODcr去除率為53％，BOD5去除率為51％;接觸氧化池CODCr去除率為80％，BOD5去除率為81％；氣浮池CODCr去除率為66％，BOD5去除率為64％；氣浮池出水再經(jīng)進(jìn)一步氧化，CODcr去除率為45％，BOD5去除率為72%。廢水經(jīng)以上各工序處理單元處理后，CODcr、BOD5去除率分別達(dá)到98％、99％，其余各項(xiàng)污染物抽檢合格率為100％，出水水質(zhì)良好，優(yōu)于CJB8978一1996《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。鐵碳Fenton/SBR法廢水處理工藝實(shí)例7廢水的性質(zhì)及特點(diǎn)硝基苯類化合物是我國環(huán)境保護(hù)中優(yōu)先控制的52種有害物質(zhì)之一，其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，對微生物具有毒性，不能直接應(yīng)用常規(guī)生化工藝進(jìn)行處理。水質(zhì)、水量：原水取自某制藥廠氯霉素車間的生產(chǎn)廢水，其中硝基苯類化合物的平均濃度為676mg/L,COD平均濃度為9625mg/L。廢水處理工藝流程采用鐵碳Fenton/SBR法廢水處理工藝工藝流程生成氧化能力很強(qiáng)的Fenton試劑，以增強(qiáng)對COD和硝基苯類化合物的去除效果鐵離子和亞鐵離子水解、聚合成氫氧化鐵、氫氧化亞鐵，通過絮凝、吸附和沉淀作用去除廢水中的污染物H202的加人增加了污染物的降解途徑，提高了對污染物的去除效率，同時(shí)也充分利用了由廢鐵屑產(chǎn)生的Fe2+，節(jié)省了藥劑用量，達(dá)到了以廢治廢的目的。鐵炭床：預(yù)處理裝置采用直徑為70mm、高為1400mm的有機(jī)玻璃柱，以鐵屑和顆粒活性炭作為內(nèi)電解材料，交替裝填，每層厚為30-50mm。鐵屑在使用前先通過堿洗和酸洗去除表面的油污和氧化物，然后用水沖洗干凈?；钚蕴坎捎弥鶢铑w粒炭，使用前用清水漂洗：裝置采用底部進(jìn)水（同時(shí)投加30%的H202溶液）、頂部出水，運(yùn)行一定時(shí)間后通人壓縮空氣進(jìn)行反沖洗，以使柱內(nèi)孔隙分布均勻，防止發(fā)生板結(jié)現(xiàn)象。中和沉淀池：有效容積為10L，投加5%石灰乳調(diào)節(jié)廢水pH值為7-8，慢速攪拌15-20min并靜沉2h后出水進(jìn)人SBR池。SBR池：有效容積為20L，運(yùn)行周期為12h，其中曝氣為10h，沉