工业用水处理实例.docx

1、工业用水处理实例工业废水处理工艺及典型案例1、制药废水1、制药废水特点：制药工业废水主要包括抗生素生产废水、合成药物生产废水、中成药生产废水以及各类制剂生产过程的洗涤水和冲洗废水四大类。制药工业按生产工艺过程可分为：生物制药、化学制药。其废水的特点是成分复杂、有机物含量高、毒性大、色度深和含盐量高，特别是生化性很差，且间歇排放，属难处理的工业废水。随着我国医药工业的发展，制药废水已逐渐成为重要的污染源之一，如何处理该类废水是当今环境保护的一个难题。依据制药工业污染物排放标准，制药工业污染物排放标准体系由6个分标准组成，即发酵类、化学合成类、提取类、生物工程与生物制品类、中药类、混装与加工制剂类

2、。 1.1 发酵类生物制药废水的分类1.1.1 主生产过程排水：此类排水是最重要的一类废水，包括废滤液、废母液、其他母液、溶剂回收残液等。废水特点：浓度高、酸碱性和温度变化大、药物残留是此类废水最显著的特点，虽然水量未必很大，但是其中污染物含量高，对全部废水中的COD贡献比例大，处理难度大。1.1.2 辅助过程排水 包括工艺冷却水、循环冷却系统排污、去离子水制备过程排水、蒸馏（加热）设备冷凝水等。废水特点：污染物浓度低，但是水量大，并且季节性强，企业间差异大，此类废水也是近年来企业节水的目标。1.1.3 冲洗水 包括容器设备冲洗水、过滤设备冲洗水、树脂柱冲洗水、地面冲洗水等，其中过滤设备冲洗水

3、污染物浓度也很高，主要是悬浮物，如果控制不当，也会成为重要污染源；树脂柱冲洗水水量较大，初期冲洗水污染物浓度较高，并且酸碱性变化大，也是一类重要废水。1.1.4 生活污水 与企业的人数、生活习惯、管理状态相关，但不是主要废水。1.2 化学制药是利用有机或无机原料通过化学反应制备药品或中间体的过程，包括纯化学合成制药和半合成制药。2、制药废水的处理方法制药废水的处理方法可归纳为以下几种：物化处理、化学处理 、生化处理 以及多种方法的组合处理等，各种处理方法具有各自的优势及不足。2.1 物化处理根据制药废水的水质特点，在其处理过程中需要采用物化处理作为生化处理的预处理或后处理工序。目前应用的物化处

4、理方法主要包括混凝、气浮、吸附、氨吹脱、电解、离子交换和膜分离法等。2.1.1 混凝法该技术是目前国内外普遍采用的一种水质处理方法，它被广泛用于制药废水预处理及后处理过程中，如硫酸铝和聚合硫酸铁等用于中药废水等。高效混凝处理的关键在于恰当地选择和投加性能优良的混凝剂。近年来混凝剂的发展方向是由低分子向聚合高分子发展，由成分功能单一型向复合型发展。2.1.2 气浮法气浮法通常包括充气气浮、溶气气浮、化学气浮和电解气浮等多种形式。2.1.3 吸附法常用的吸附剂有活性炭、活性煤、腐殖酸类、吸附树脂等2.1.4 膜分离法膜技术包括反渗透、纳滤膜和纤维膜，可回收有用物质，减少有机物的排放总量。该技术的主

5、要特点是设备简单、操作方便、无相变及化学变化、处理效率高和节约能源。2.1.5 电解法该法处理废水具有高效、易操作等优点而得到人们的重视，同时电解法又有很好的脱色效果。2.2 化学处理应用化学方法时，某些试剂的过量使用容易导致水体的二次污染，因此在设计前应做好相关的实验研究工作。化学法包括铁炭法、化学氧化还原法（fenton试剂、H2O2、O3）、深度氧化技术等。2.2.1 铁炭法工业运行表明，以Fe-C作为制药废水的预处理步骤，其出水的可生化性可大大提高。2.2.2 Fenton试剂处理法亚铁盐和H2O2的组合称为Fenton试剂，它能有效去除传统废水处理技术无法去除的难降解有机物。随着研究

6、的深入，又把紫外光（UV）、草酸盐（C2O42-）等引入Fenton试剂中，使其氧化能力大大加强。2.2.3采用该法能提高废水的可生化性，同时对COD有较好的去除率。2.2.4 氧化技术又称高级氧化技术，它汇集了现代光、电、声、磁、材料等各相近学科的最新研究成果，主要包括电化学氧化法、湿式氧化法、超临界水氧化法、光催化氧化法和超声降解法等。其中紫外光催化氧化技术具有新颖、高效、对废水无选择性等优点，尤其适合于不饱合烃的降解，且反应条件也比较温和，无二次污染，具有很好的应用前景。与紫外线、热、压力等处理方法相比，超声波对有机物的处理更直接，对设备的要求更低，作为一种新型的处理方法，正受到越来越多

7、的关注。2.3 生化处理生化处理技术是目前制药废水广泛采用的处理技术，包括好氧生物法、厌氧生物法、好氧厌氧等组合方法。2.3.1 好氧生物处理由于制药废水大多是高浓度有机废水，进行好氧生物处理时一般需对原液进行稀释，因此动力消耗大，且废水可生化性较差，很难直接生化处理后达标排放，所以单独使用好氧处理的不多，一般需进行预处理。常用的好氧生物处理方法包括活性污泥法、深井曝气法、吸附生物降解法(AB法)、接触氧化法、序批式间歇活性污泥法(SBR法)、循环式活性污泥法（CASS法）等。2.3.2 厌氧生物处理目前国内外处理高浓度有机废水主要是以厌氧法为主，但经单独的厌氧方法处理后出水COD仍较高，一般

8、需要进行后处理（如好氧生物处理）。目前仍需加强高效厌氧反应器的开发设计及进行深入的运行条件研究。在处理制药废水中应用较成功的有上流式厌氧污泥床（UASB）、厌氧复合床(UBF)、厌氧折流板反应器（ABR）、水解法等。水解池全称为水解升流式污泥床（HUSB），它是改进的UASB。水解池较之全过程厌氧池有以下优点：不需密闭、搅拌，不设三相分离器，降低了造价并利于维护；可将污水中的大分子、不易生物降解的有机物降解为小分子、易生物降解的有机物，改善原水的可生化性；反应迅速、池子体积小，基建投资少，并能减少污泥量。近年来，水解好氧工艺在制药废水处理中得到了广泛的应用。2.3.3 厌氧好氧及其他组合处理工

9、艺由于单独的好氧处理或厌氧处理往往不能满足要求，而厌氧好氧、水解酸化好氧等组合工艺在改善废水的可生化性、耐冲击性、投资成本、处理效果等方面表现出了明显优于单一处理方法的性能，因而在工程实践中得到了广泛应用。3 制药废水的处理工艺及选择制药废水的水质特点使得多数制药废水单独采用生化法处理根本无法达标，所以在生化处理前必须进行必要的预处理。一般应设调节池，调节水质水量和pH，且根据实际情况采用某种物化或化学法作为预处理工序，以降低水中的SS、盐度及部分COD，减少废水中的生物抑制性物质，并提高废水的可降解性，以利于废水的后续生化处理。预处理后的废水，可根据其水质特征选取某种厌氧和好氧工艺进行处理，

10、若出水要求较高，好氧处理工艺后还需继续进行后处理。具体工艺的选择应综合考虑废水的性质、工艺的处理效果、基建投资及运行维护等因素，做到技术可行，经济合理。总的工艺路线为预处理厌氧好氧（后处理）组合工艺。4 制药废水中有用物质的回收利用推进制药业清洁生产，提高原料的利用率以及中间产物和副产品的综合回收率，通过改革工艺使污染在生产过程中得到减少或消除。由于某些制药生产工艺的特殊性，其废水中含有大量可回收利用的物质，对这类制药废水的治理，应首先加强物料回收和综合利用。如铵盐可采用固定刮板薄膜蒸发、浓缩、结晶、回收质量分数为30左右的（NH4）2SO4、NH4NO3作肥料或回用，具有明显经济效益；甲醛气

11、体经回收后可配成福尔马林试剂，亦可作为锅炉热源进行焚烧。通过回收甲醛使资源得到可持续利用，实现了环境效益和经济效益的统一。但一般来说，制药废水成分复杂，不易回收，且回收流程复杂，成本较高。因此，先进高效的制药废水综合治理技术是彻底解决污水问题的关键。5 案例分析：5.1 安阳市第三制药厂安阳市第三制药厂每天排出的废水约为400m3，含有淀粉、发酵残渣、羟基吡嗪、氯乙酰胺、长链亚胺类化合物以及一些硫酸盐类化合物等物质，颜色呈棕黑色混浊状，而且水质、水量变化不稳定，是较难处理的工业废水之一。5.2 某生物制药厂该生物制药厂用生物法生产庆大霉素及土霉素，进水量为每天1000立方，COD为2000mg

12、/L，BOD为1100mg/L,SS为8400mg/L。原水浓度高，存在难生物降解物质和有抑菌作用的抗生素等毒性物质，硫酸盐浓度高，水质成分复杂，水量较小但间歇排放，冲击负荷较高。投资合计1158万元5.3 广州某大型制药厂 废水总量约300m3/d， 制药废水通过格栅过滤后到集水井，然后通过泵提升到微电解池，在微电解池中利用铁碳形成的氧化还原反应使污水中杂环类及大分子物质转化为易于生物降解的小分子物质。微电解出水经调节pH 及投加絮凝剂后进行混凝沉淀，出水则进入好氧、厌氧及二级好氧工艺处理。 出水水质：一期工程总投资约250 万，其中土建投资80 万，工艺设备投资170万。污水处理站装机负荷

13、约100 kW，运行成本约6.5 元/m3污水 。5.4 某小儿厌食症及清热降火的中成药剂制药厂 废水来源于生产车间的蒸煮废液以及药材清洗、车间冲洗水、冷却水等。废水中主要含有各种天然有机物，包括糖类、有机酸、苷类、蒽醌、木质素、生物碱、单宁、鞣质以及它们的水解产物等，属于可生化有机废水。 根据废水的水质波动大、色度高的特点，采用ABRSBR的组合工艺。 废水首先经过格栅去除药渣及漂浮物后进入厌氧ABR池：在厌氧ABR中除去大部分COD，并且p(BOD)p(COD)提高至0-4以上：然后自流进入调节池由水泵提升进入好氧SBR池做最终的生化处理。好氧剩余污泥回流至厌氧ABR池减量整个处理系统的多

14、余污泥定期抽入污泥干化池脱水并外运处置。 出水水质： 5.5 禹城福田药业有限公司 禹城福田药业有限公司是以玉米芯为原料, 经水解、脱色、离子交换、加氢、蒸发、结晶、离心、烘干等工序生产原料药木糖醇的厂家。在生产过程中,产生的废水含有大量玉米芯渣、木质素、SS 等有机物和 SO42-离子等无机物, 且浓度高, 难降解。同时,由于生产工艺流程长, 生产过程废水属无规律性间歇排放, 造成各股废水的水质、水量变化大, 成分复杂, 处理有一定的难度。考虑到废水中的主要污染物为有机物, CODCr比较高, 具有较好的可生化性, 适宜采用生物法进行处理。因此确定采用“厌氧 UASB+好氧 ICEAS”的主

15、体工艺 出水水质整个污水处理工程总投资约 900 万元, 其中土建工程投资约 400 万元, 工艺投资约 500 万元。5.6 中型抗生素原料药生产厂 中型抗生素原料药生产厂废水处理项目，生产美伐他汀、盐霉素、普伐他汀等的混合废水，水量300 m3/d，综合废水进水COD值为1200015000mg/L，复合催化微电解出水实现COD去降率35%，色度去除率80%，异味消除效果明显。微电解处理的出水，通过短时间的培养驯化，活性污泥能够良性生长、自动繁殖，COD去除率稳定上升。生化处理采用（A2-O）组合工艺，最终出水COD浓度小于150mg/L。高浓制药废水 调节池 复合微电解 AO组合工艺 催

16、化降解滤床 沉淀 排放 总停留时间HRT小于100小时，运行成本（直接费用）4元/吨 。5.7 某青霉素类及头孢菌素类粉针制药企业 某制药企业以青霉素类及头孢菌素类粉针生产为主，其小型青霉素类原料药合成车间产生的废水主要分两类：一是粉针剂车间洗涤、洗瓶、化验室排水等废水，COD浓度较低，采用水解生物接触氧化工艺处理；二是来自原料合成过程中结晶、提纯等工序母液的排放，洁净区的清场、消毒等环节的排水，这类废水主要污染物有丁醇、丙酮等有机溶剂、少量的抗生素原粉及较高浓度的NaCI、KCI等盐类，COD浓度较高，水量波动较大 。 本废水处理工程主要针对这部分高浓度废水。废水处理站处理能力为260 m3

17、d 。结合本工程实际，从实测进水水质看，其BOD5COD05，属生化性较好的有机废水，宜采用生化工艺处理。由于综合废水的BOD5远大于l000 mgL，故选用厌氧处理技术是经济合理的 采用HDIC与CASS相结合的处理工艺 出水水质： 经核算，运行总成本(含动力费、药剂费、工资福利费等)合计为165元m3，可回收沼气(540m3d)及颗粒污泥。企业每年减排COD为6821 t、BOD5为3886 t、SS为7293 t。 5.8 驻马店华中医药集团 驻马店华中医药集团以淀粉等为原料采用发酵法生产乙酰螺旋霉素,其生产性废水水质如下表所示。 该废水属于抗生素类废水,虽然其BOD5/CODcr =

18、0.49 ,理论上属于可生化废水,但由于废水中含有残留的抗生素和溶媒,对微生物具有一定的抑制作用;同时废水中含有不少生物发酵所产生的生物难降解物质,属高浓度难降解有机废水,若直接采用厌氧或好氧工艺都难以取得理想的效果。针对上述水质特点,在小试和中试的基础上采用如下处理工艺流程:废水隔油沉淀池调节池厌氧折流板反应器厌氧复合床循环活性污染系统出水。 废水在酸化反应器中, CODcr由进水的9680mg/L 降到出水的7958mg/L ,降低了18%。SS 由进水的1162mg/L ,降到了出水的705mg/L ,降低了49% ,均达到了设计要求,进一步改善了水质。 出水水质 5.9 河南某药业股份

19、有限公司河南某药业股份有限公司合成分厂采用化学合成法生产克林霉素、阿奇霉素、左氧氟沙星等抗生素。其生产废水可分为高浓度废水和低浓度废水，高浓度废水主要为生产车间用于合成药剂时产生的废水，其抗生素含量高、生物毒性大、可生化性差；低浓度废水主要为生产工艺过程中产生的大量冲洗废水、污冷凝水、冷却排水以及生活污水等。通过对企业生产的产品类型及生产工艺分析 ，决定采用高级氧化 一铁碳微电解 一ABRUBF一好氧工艺对该企业的化学合成制药废水进行处理。高浓度废水排出后进入高浓废水调节池，出水加入石灰和 PAC后进入斜管沉淀池进行固液分离，沉淀 出水加入 OHO 后在氧化池中反应 ，反应后与低浓度废水进入低

20、浓废水凋节池，然后经泵送至铁碳微电解反应器反应，出水进入 ABR池水解酸化后进入 UBF反应器进行中温厌氧反应，反应后出水进入好氧池进行反应，出水经过二沉池沉淀后排放。处理系统中产生的污泥排入集泥池，由泵输送至污泥调理罐中加入絮凝剂调理，最后脱水外运，滤液回至 ABR池重新处理。废水处理站高浓度废水处理量为 230m3d，低浓度废水处理量为 1570md，直接运行费用约为449元m，其中人工费 032元m，电费 089元m。，蒸汽费 111元m，药剂费 217元m-3。出水水质：5.10 广州市白云山化学制药厂 广州市白云山化学制药厂其所产生的废水含大量有毒有机物，如侧链脂、石油醚、丙酮、甲醇

21、、乙醇、二氯甲烷、甲苯和各类酸、碱物质，还带有头孢类抗生素残留物。此类废水成份复杂，有机物含量高、分子量大、水中的有毒物质和抗生素类对生化处理的菌种有很强的抑制作用。 设计使用工艺： 预曝气池置有生物铁填料，气水比为5:17:1，连续进水预曝气后进入厌氧生物铁池 。日处理水量增加至240L，进水CODcr浓度控制在4000mg/l左右。 室温范围21.532，进水浓度为3.021034.67103mg/l，进水CODcr浓度为3.55103mg/l；预曝气池出水CODcr平均浓度为1.90103mg/l，平均去除率达48.90%；厌氧生物铁池出水CODcr平均浓度为734.8mg/l，平均去除

22、率达57.80%；好氧生物铁出水CODcr浓度为262.9mg/l，平均去除率达62.6%；全流程出水CODcr平均浓度为208.1mg/l，全系统CODcr总去除率平均为93.8%，出水CODcr值稳定达到并优于DB44/26-2001二级排放标准限值，并可达到工厂回用水质要求。 5.11 肇庆市某生物制药公司肇庆市某生物制药公司主要生产原料药(肌苷、利巴韦林、脯氨酸、腺苷、鸟苷、缬氨酸、精氨酸等)、食品添加剂及调味品,如:呈味核苷酸二钠(I加G)、肌苷酸二钠(IMP)、鸟苷酸二钠(GMP)、味精、鸡精、酱油等。在生产过程中产生大量废水,包括:大量的低浓度废水(3380m3/d);高浓度废水

23、(1220m3/d);高含磷废水(200m3/d)。其中高浓度废水含有较高的氨氮。进水量及水质：根据废水的水质特性分析,这三股水不能混合处理,高浓度废水和高含磷废水必须先单独进行预处理,再与低浓度废水混合,综合废水经二级A/O处理。出水水质：本工程占地面积9033m2,总投资1232万元,运行费用为0.83元/m3。5.12 江苏省德培医药化工有限公司根据业主方面提供的数据，按照水质报告单进行同比例放大后,该制药废水及生活废水总水量为100m3/d，每天按照8小时间歇排放，即每小时12.5 m3/h。其中，含锌废水为17 m3/d,即2 m3/h，含氨氮和磷废水为0.8 m3/d,即0.1m3

24、/h，其他高浓度废水为30.8 m3/d,生活废水及其他低浓度废水为51.4 m3/d。出水水质：5.13 某化工头孢系列医药中间体制药公司本项目实际废水产生量367.4m3/d, 确定设计水量为380m3/d, 其中高浓度工艺废水10m3/d，生产废水190m3/d，生活污水180 m3/d。处理工艺：该污水处理站综合废水工程总投资：290万元;处理运行费用为4.38元/m3废水。满负荷年运行总费用为50.0万元/年。5.14 贵州某制药有限公司贵州某制药有限公司，是国内主要生产化学药制剂、中成药、抗生素、生化药品、生物制品的知名制药企业，生产过程中排放的废水主要包括生活用水、抗生素废水、合

25、成药物废水、中成药生产废水以及各类制剂生产过程的洗涤水和冲洗废水五大类.设计水量按800吨每天设计。废水的特点是成分复杂，有机物含量高、毒性大、色度深和含盐量高，特别是生化性很差，且间隙排放，属难处理的工业废水。生产污水自流到调节池，污水在调节池中进行充分的混合，使水质水量得到均衡。污水经调节池后自流到厌氧池，污水在厌氧微生物的作用下进行厌氧处理。污水经厌氧池后再经泵前加药把污水提升到气浮池中，在溶气水的作用下，进行固液分离，去除绝部分的悬浮物及部分有机污染物。如果SS过多，进入生物处理系统，将影响生物处理的效果。污水经气浮后自流到好氧池进行好氧处理，好氧池中挂满新型弹性填料，表面积大，易传膜

26、、不堵塞，BOD5去除率高。由于经过缺氧处理后提高污水的可生化性，污水中已被降解的小分子有机物在曝气的好氧微生物的作用于下被进一步氧化分解成CO2、H2O等而得以去除。经生化后的污水自流到消毒池后即可排放出水水质CODcr80mg/L,BOD520 mg/L、SS20 mg/L。PH=69，动植物油5 mg/L 色度12)，而且有机物浓度高，碱减量工序排放的废水中CODCr可高达9万mg/L，高分子有机物及部分染料很难被生物降解，此种废水属高浓度难降解有机废水。 2、印染废水的特点：纺织印染废水具有水量大、有机污染物含量高、碱性大、水质变化大等特点，属难处理的工业废水之一，废水中含有染料、浆料

27、、助剂、油剂、酸碱、纤维杂质、砂类物质、无机盐等。目前用于印染废水处理的主要方法有物化法、生化法、化学法以及几种工艺结合的处理方法，而废水处理中的预处理主要是为了改善废水水质，去除悬浮物及可直接沉降的杂质，调节废水水质及水量、降低废水温度等，提高废水处理的整体效果，确保整个处理系统的稳定性，因此预处理在印染废水处理中具有极其重要的地位。印染废水的水质复杂，污染物按来源可分为两类：一类来自纤维原料本身的夹带物；另一类是加工过程中所用的浆料、油剂、染料、化学助剂等。分析其废水特点，主要为以下方面： 水量大、有机污染物含量高、色度深、碱性和pH值变化大、水质变化剧烈。因化纤织物的发展和印染后整理技术的进步，使PVA浆料、新型助剂等难以生化降解的有机物大量进入印染废水中，增加了处理难度。由于不同染料、不同助剂、不同织物的染整要求，所以废水中的pH值、CODCr、BOD5、颜色等也各不相同，但其共同的特点是BOD5/CODCr值均很低，一般在20%左右，可生化性差，因此需要采取措