醫(yī)藥廢水處理如何達到地表Ⅳ類水標準？
【純水設備http://www.tjxqcs.com】根據(jù)深圳國家生物醫(yī)藥工業(yè)園區(qū)制藥企業(yè)廢水的特點，設計了三種深度處理方案進行試點研究和比較。結果表明,增強氮去除生化處理系統(tǒng)為核心,臭氧氧化生物活性炭對廢水深度處理技術的結合具有良好的治療效果,包括COD、氨氮、總氮、總磷廢水濃度平均8 mg / L,0.1 mg / L,3.8 mg / L,0.2 mg / L,能達到穩(wěn)定的“地表水環(huán)境質量標準”(GB3838-2002)四級水標準(5 mg/L)或更少的總氮量。工業(yè)純水設備
深圳國家生物醫(yī)藥產業(yè)園制藥企業(yè)排放的廢水主要由化學合成和混合配制組成，輔以中藥、提取、生物工程和發(fā)酵。這種污水處理廠的廢水直接處理城市生活,為了保護環(huán)境安全,促進生物制藥企業(yè)的發(fā)展和潛在的生物制藥企業(yè)在公園在公園建設統(tǒng)一的制藥廢水處理廠,到公園去接管標準的各類廢水處理本身收集后進行進一步的深加工。藥物廢水成分復雜、生物降解性差，是目前國內外水處理的熱點和難點。目前，在制藥廢水處理方面，國內外的研究人員針對低濃度廢水COD、CASS、SBR、MBR、UNITANK和氧化溝等研究，采用厭氧法對高濃度COD廢水進行處理。在確定本研究過程中，采用生化處理方法，結合深度處理，尋求穩(wěn)定可靠，水質量的工藝流程和參數(shù)達到地表水環(huán)境質量標準(GB3838-2002)第IV級水標準(含TN 5 mg/L)或更少。
1。材料和方法
1.1原料水質量
在園區(qū)1 #(合成化工)、2 #(常規(guī)配制班)中選擇醫(yī)藥企業(yè)代表作為水務企業(yè)，通過園區(qū)污水進口與遠程運輸引水模式相結合，工業(yè)純水設備進行水務試點研究。
取水方案是將制藥企業(yè)的1號廢水以3輛/d, 7立方米/車的方式運輸?shù)皆圏c工廠的蓄水池。采用進口管的80 - 90 m3 / d發(fā)送醫(yī)藥企業(yè)2 #污水泵試驗基地調整池,根據(jù)1 #廢水0.4 m3 / h和企業(yè)2 # 3.8 m3 / h混合廢水作為測試水,水條件如表1所示。
1.2工藝流程方案
本試驗設計的水量為100m3/d，系統(tǒng)以增強型除磷脫氮工藝為主要生物處理工藝，如圖1所示。根據(jù)不同深度處理單元，設計了以下三種方案。
工藝方案對比實驗研究，工藝單元試驗條件如下:調節(jié)池和水解酸化池的水力停留時間分別為4.7 h、10 h，當系統(tǒng)具有生物性時，可以超越預處理單元。A2N工藝變形強化脫氮過程工藝流程(見圖2),反硝化池設置編織帶式纖維填料,總荷爾蒙替代療法為18.3 h,厭氧、缺氧,硝化段落、有氧時間= 2.0,3.1,9.8,3.4,混合物懸浮固體的濃度(mls)是4000 ~ 6000 mg / L,空氣是23.46 m3 / h,回流比R是100%。深度處理單元臭氧接觸柱接觸時間為10min，臭氧用量為10-20mg /L。活性炭柱過濾速率為105m /h，填料為zj-15型3-5mm活性炭。曝氣生物濾池的停留時間為15min，填料為3 ~ 5mm陶瓷顆粒。自培養(yǎng)反硝化過濾器的停留時間為60min，填料為10mm硫磺顆粒。混凝沉淀池的混凝時間為30min，混凝劑的混凝時間為硫酸亞鐵，沉淀時間為60min。反滲透設備與PP棉預處理,操作壓力為4.1 MPa,有效膜面積7.9平方米,水通量1.316立方米/(m2˙d)。
制藥廢水進行預處理后,單位為加強YanYangChi生物脫氮過程,并返回在YanYangChi污泥混合,混合成泥分離池,在泥分離池,20% ~ 30%的上清液的除磷箱化學除磷,其余抽到上清液反硝化池,污泥混合在厭氧硝化反硝化池液池,泥漿混合后進入好氧池曝氣池后()，經過第二個池后，沉淀水進入深部處理單元。
1.3分析項目和方法
鱈魚:重鉻酸鉀法;Nh3-n:nh試劑光度法;TN:堿性過硫酸鉀消解-紫外分光光度法;TP:過硫酸鉀消化。銻鉬的反分光光度法;SS:體重的方法。
2。結果與討論
2.1不同工藝組合對污染物去除的影響
2.1.1不同工藝方案對COD的去除效果
難降解有機物在醫(yī)療廢水中的含量較高，COD的去除是研究的重點。試驗中不同組合工藝去除COD的效果如圖3所示。
從圖3可以看出，試驗研究分別模擬了高、低負荷下提高磷去除和脫氮對有機物的去除效果。水中COD為200 ~ 450mg/L，系統(tǒng)出水COD基本穩(wěn)定在30 ~ 38mg/L，平均出水濃度為33.9mg/L，平均去除率為87.2%。第IV類COD排放限制為地表水標準要求，為確保總出水標準，降低排放風險，可增加深度處理有機物和其他污染物。
方案一中二級出水經臭氧氧化后降至24～28mg/L，其中臭氧氧化塔對COD的平均去除率為27.4%，由于臭氧能將部分有機物氧化成CO2，因此去除率較高;再經生物活性炭濾池處理，利用物理吸附、化學吸附和生物降解綜合作用，出水COD進一步降至5～15mg/L，平均為8.0mg/L，生物活性炭濾池的平均COD去除率為49.5%;系統(tǒng)總平均COD去除率為76.6%。系統(tǒng)運行期間，出水COD可以穩(wěn)定達到地表水環(huán)境IV類標準要求工業(yè)純水設備。
方案二中出水COD為15～30mg/L，平均去除率為32.8%，其中COD的去除主要依靠曝氣生物濾池部分硝化作用消耗。
方案三中二級出水經過預處理單元進入反滲透裝置后，出水COD測定低于檢測限，該方案可以保障出水安全穩(wěn)定，出水標準遠高于地表IV類水標準。
2.1.2不同工藝方案對氨氮及總氮的去除效果
由圖4可以看出，由于醫(yī)藥廢水混合后中氮的濃度較低，在運行期間會投加10～15mg/L的氯化銨來調整進水NH3-N濃度并控制在30～40mg/L。系統(tǒng)運行穩(wěn)定后，平均出水NH3-N低于0.1mg/L，對于NH3-N的平均去除率已達到99%以上。由于強化除磷脫氮工藝具有較優(yōu)的硝化效果，NH3-N主要在前端的生物處理單元去除，出水NH3-N濃度較低在0～0.8mg/L，方案一～方案三出水NH3-N濃度均低于0.1mg/L。出水滿足IV類水標準限值要求(NH3-N≤1.5mg/L)。
由圖5可以看出，在穩(wěn)定運行階段，強化除磷脫氮工藝出水TN濃度在2.1～5.0mg/L，平均出水TN為3.8mg/L，平均去除率為88.4%。強化除磷脫氮工藝采用反硝化除磷過程進行脫氮，脫氮效果遠好于傳統(tǒng)工藝，在出水具有較低NH3-N濃度的基礎上，同時滿足TN出水低于地表IV類水標準限值要求(TN≤5mg/L)。
方案一中二級出水經臭氧氧化+生物活性炭濾池處理后出水TN為1.7～4.7mg/L，平均出水濃度為3.5mg/L，平均去除率為18.4%，系統(tǒng)對TN的去除效果并不明顯。這可能是由于臭氧出水中含有較高的溶解氧導致系統(tǒng)內溶解氧比較充足，不具備反硝化菌生長的條件，因此幾乎未發(fā)生反硝化，僅靠同化作用去除了少量TN。
方案二中硫自養(yǎng)反硝化池的反硝化效果較優(yōu)，可觀察到填料表面有黃褐色微生物和氣泡產生。總出水TN濃度在0.6～2.2mg/L，平均濃度為0.9mg/L，平均去除率為78.1%。
方案三通過反滲透處理后出水TN濃度為1.7～2.1mg/L，平均出水濃度為1.8mg/L，TN的平均去除率為52.6%，TN出水水質遠高于地表IV類水標準限制要求。
2.1.3不同工藝方案對總磷的去除效果
由圖6可以看出，系統(tǒng)進水TP為3.0～4.3mg/L，強化除磷脫氮工藝出水TP均在0.3mg/L以下，平均出水TP為0.18mg/L，平均去除率為95.4%。
由于強化除磷脫氮工藝出水TP已經處理到較低的濃度范圍內符合出水標準要求，因此方案一和方案二對TP的深度處理效果均不明顯;方案三對于TP來說，通過反滲透處理后出水后TP低于檢測限，TP出水水質遠高于地表IV類水標準限制要求。
2.1.4不同工藝方案對SS的去除效果
由圖7可以看出，在整個調試及穩(wěn)定運行階段，強化除磷脫氮工藝進水SS濃度為42.1～82.3mg/L，由于強化除磷脫氮工藝出水經二沉池沉淀后出水效果穩(wěn)定較優(yōu)，出水SS均在檢測限外。
2.2最優(yōu)方案確定
通過上述3組深度處理方案對強化除磷脫氮工藝出水污染物的去除效果研究，下面將各污染指標的處理情況進行對比分析，圖8和圖9為不同方案總出水污染物濃度比較。
由于強化除磷脫氮出水NH3-N濃度較低，經過以上3種深度處理方案后處理效果并不明顯。
以TP指標來說，方案一中臭氧+生物活性炭對TP的去除效果較差，幾乎沒有去除效果;而方案二中采用了三級除磷工藝，在強化除磷脫氮工藝出水TP已達標的基礎上，進一步將TP降至0.1mg/L以下;方案三中反滲透出水TP的測定上低于檢測限，遠高于地表IV類水標準限制要求。
在TN的處理上，方案二對TN的去除效果最好，經過硫自養(yǎng)反硝化單元出水TN濃度為1.7mg/L，去除率約為58.5%;方案三對TN的處理效果較優(yōu)，平均出水濃度為1.8mg/L;方案一中臭氧活性炭對TN的去除效果并不大，僅為活性炭吸附了部分TN，出水TN濃度為3.5mg/L，去除率為14.6%，但最終出水TN指標也完全可以達到地表IV類水標準限制要求(≤5mg/L)。
由圖9得知，方案一中臭氧活性炭對COD的去除效果較好，出水COD平均濃度為7.9mg/L，平均去除率為76.7%;方案二對COD的去除效果較差工業(yè)純水設備，由于后續(xù)深度處理中僅針對除磷脫氮設置了深度處理單元，在二級出水NH3-N較低的情況下，使得曝氣生物濾池在硝化作用中消耗碳源較少，所以對有機物去除效果較小;方案三對有機物的去除效果最優(yōu)，出水濃度低于方法檢測限。
綜上所述，方案三雖然對各污染指標均具有最優(yōu)的處理效果，但因其投資成本和運行費用較高，不適宜大規(guī)模水量處理使用。方案一作為強化除磷脫氮工藝的后接深度處理單元，主要針對二級出水中的有機物進行了強化去除，使得最終出水中各污染物指標均可穩(wěn)定到達地表水IV類標準限值要求。
3、結論
(1)強化除磷脫氮工藝對于基本控制指標COD、NH3-N、TN、TP的去除率分別為：87.2%、98%、88.4%、95.4%，出水的平均濃度分別為：33.9mg/L、0.1mg/L、3.8mg/L、0.18mg/L，其中SS的出水濃度低于檢測限。除部分COD未達標外，其余指標均滿足地表水環(huán)境質量標IV類水標準限值要求。
(2)綜合考慮3個方案，方案一臭氧氧化-生物活性炭吸附對各指標污染物的去除效果均較優(yōu)，其中COD、NH3-N、TN、TP的平均出水濃度分別為8.0mg/L、0.1mg/L、3.8mg/L、0.2mg/L。
(3)本項目確定的最優(yōu)組合方案如圖10所示。
醫(yī)藥廢水處理
最佳工藝方案為采用強化除磷脫氮工藝為生物處理單元，深度處理單元采用臭氧氧化-生物活性炭工藝，在不投加相關藥品的前提下，系統(tǒng)出水已滿足《地表水環(huán)境質量標準》(GB3838-2002)IV類水(TN≤5mg/L)要求。更多環(huán)保及純水處理設備資訊請關注皙全蘇州純水設備網。
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