污水處理工程實(shí)例：生物制藥廢水處理

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(kāi)發(fā)、生產(chǎn)、銷(xiāo)售為一體的生產(chǎn)型企業(yè)，主要生產(chǎn)自然防腐劑納他霉素及自然食品添加劑紅曲紅色素等。生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生少量高濃度有機(jī)廢水，對(duì)環(huán)境造成肯定的污染，須要進(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(chē)間發(fā)酵濃液以及發(fā)酵罐和車(chē)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月起先設(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(guò)近兩年的運(yùn)行實(shí)踐證明，處理后排水滿(mǎn)意排放標(biāo)準(zhǔn)要求，工藝運(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(chǎng)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(chē)間為40t的發(fā)酵罐、每天排放濃液30m3，紅曲霉素生產(chǎn)車(chē)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(chē)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(jiàn)下表。設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)依據(jù)當(dāng)?shù)丨h(huán)保局要求，廢水處理應(yīng)達(dá)到國(guó)家《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)中一級(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)將來(lái)的發(fā)展預(yù)留肯定的發(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(jiàn)下表。廢水排放限值要求2.處理工藝本工程采納高效的厭氧發(fā)酵處理技術(shù)與好氧處理相結(jié)合的工藝。本工程原水濃度較高，厭氧采納高效內(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，特別適合采納膜生物反應(yīng)器(MBR)。由于傳統(tǒng)的中空纖維絲狀膜在運(yùn)用中須要頻繁進(jìn)行反沖洗，絲簡(jiǎn)單折斷和被雜物纏繞，還存在膜通量小、過(guò)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特別高，為了有效地脫氮，采納了兩級(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，處理工藝采納混凝膜分別與化學(xué)脫色的組合?；瘜W(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)生肯定量的化學(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(jiàn)圖1廢水經(jīng)廠(chǎng)區(qū)排水管道排人現(xiàn)有車(chē)間外的貯水池中，然后由泵提升至pH調(diào)整罐，經(jīng)過(guò)pH調(diào)整后自流進(jìn)人調(diào)整池，進(jìn)行水質(zhì)、水量的調(diào)整；然后由調(diào)整池內(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，采納化學(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(guò)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(chē)間排水，有效容積為42m3,結(jié)構(gòu)尺寸為7.0mX3.0mX2.8m,HRT=0.74h,滿(mǎn)意提升泵組最大小時(shí)流量的15min流量。(2)調(diào)整池 調(diào)整水量、均化水質(zhì)，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，尺寸為3.0mX3.0mX4.0m,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φ3.5X17.5m,總?cè)莘e168m3,有機(jī)負(fù)荷16.5kgCOD/(m3?d),高溫55~60℃發(fā)酵，設(shè)計(jì)COD去除率95%,BOD去除率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3.1mX2.9mX4.0m,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)?，從水體中脫除。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)1座，尺寸為3.1mX2.9mX4.0m,有效容積31.5m3。(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1.0mX2.9mX4.0m,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)?。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)2座，單池尺寸為0.5mX6.0m,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2.0mX2.9mX4.0m,有效容積22.3m3。選用膜通量為0.6m3/(㎡?d),單片膜面積為0.8㎡，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3.1mX2.9mX4.0m,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1.1mX1.5mX2.5m,有效容積3.3m3。采納PAC作為除磷混凝劑，投加量為6.5kg/d。(11)膜分別池對(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)行泥水分別。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)1座。尺寸為1.9mX3.0mX4.0m,有效容積為22.8m3。膜片數(shù)為104片，選用ESlOO型板式膜。(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1.1mX1.5mX2.5m,有效容積3.3m3。采納NaClO作為脫色劑，投加量2.5kg/d。(13)清水池 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)1座，尺寸為3.0mX3.0mX4.0m,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2.0mX2.0mX2.5m,有效容積10m3。(15)附屬系統(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㎡，長(zhǎng)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(chǎng)區(qū)外排管道.工程平面設(shè)計(jì)見(jiàn)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?？紤]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、構(gòu)筑物設(shè)計(jì)見(jiàn)下表建、構(gòu)筑物一覽表4.自動(dòng)化設(shè)計(jì)本項(xiàng)目廢水處理站采納集散型自動(dòng)限制方式，設(shè)置中控室對(duì)主體工藝和設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程PLC限制，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(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，對(duì)處理出水的COD、pH值、氨氮等指標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，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)行狀況1.監(jiān)測(cè)結(jié)果2007年10月起先試運(yùn)行，2008年1~8月運(yùn)行檢測(cè)數(shù)據(jù)見(jiàn)下表。2008年1~8月份月均分析數(shù)據(jù)廢水處理站的出水能夠滿(mǎn)意醫(yī)藥行業(yè)的排放標(biāo)準(zhǔn)，由于該廠(chǎng)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《GB8978-1996》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(wàn)元，勞動(dòng)定員4人，裝機(jī)容量108kW,運(yùn)行日耗電611kW·h,藥費(fèi)198元/d,年運(yùn)行總費(fèi)用為20.5萬(wàn)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(zhǎng)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，限制高溫發(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。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行生物降解物質(zhì)，用活性污泥法或生物膜法對(duì)其的處理效果較差，本工程中采納膜生物反應(yīng)器(MBR)工藝，可以保持較高的污泥濃度，SRT與HRT分別，有利于在系統(tǒng)中截留長(zhǎng)泥齡的特異性降解微生物，使厭氧出水中難降解有機(jī)物得以