1、制藥廢水污水處理方案設(shè)計(jì)班級(jí)：環(huán)境工程 學(xué)號(hào)：642085229001姓名：梁柱指導(dǎo)老師：張宇峰 羅平 1、 制藥行業(yè)污水分析1.1制藥行業(yè)廢水污染情況制藥行業(yè)是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)和發(fā)展最快的行業(yè)之一，其主要分類包括：化學(xué)原料藥及制劑、中藥材、中藥飲片、中成藥、抗生素、生物制品、生化藥品、放射性藥品等。制藥行業(yè)屬于精細(xì)化工，其特點(diǎn)是工藝流程復(fù)雜、使用的原料種類眾多、原材料利用率低、副產(chǎn)物多，因此導(dǎo)致制藥廢水組成十分復(fù)雜，有機(jī)污染物種類多、濃度高，COD和BOD5值高，NH3-N濃度高，色度深、毒性大，固體懸浮物SS濃度高等特征。1.2制藥廢水組成及特點(diǎn)1.2.1化學(xué)制藥廢水組成、污染因

2、子及特點(diǎn)化學(xué)制藥是采用化學(xué)方法將有機(jī)物質(zhì)或無(wú)機(jī)物質(zhì)通過化學(xué)反應(yīng)生產(chǎn)化學(xué)藥品及化學(xué)原料藥的生產(chǎn)過程。主要產(chǎn)品包括合成抗菌藥、麻醉藥、鎮(zhèn)靜催眠藥、抗癲癇藥、抗精神失常藥、解熱鎮(zhèn)痛藥、抗腫瘤藥等16個(gè)種類約近千個(gè)品種。1.2.1.1廢水組成(1)生產(chǎn)過程排水。包括各類結(jié)晶母液、轉(zhuǎn)相母液、吸附廢液、溶劑回收殘液及其藥物殘留等。(2)輔助工程排水。包括循環(huán)冷卻水系統(tǒng)排水、水環(huán)真空泵排水、純化水制備過程排水、蒸餾（加熱）設(shè)備冷凝水排水等。(3)沖洗排水。包括容器設(shè)備清洗排水（如提取罐沖洗排水）、過濾設(shè)備沖洗排水、地面沖洗排水、廠房清潔排水等。(4)化驗(yàn)室及實(shí)驗(yàn)室排水。包括藥品檢驗(yàn)或新產(chǎn)品實(shí)驗(yàn)過程排水。1.

3、2.1.2主要污染因子及排污特點(diǎn)根據(jù)調(diào)查結(jié)果，化學(xué)制藥類企業(yè)生產(chǎn)廢水中的污染物主要是常規(guī)污染物，即COD、BOD、SS、PH值、色度、氨氮等污染物?；瘜W(xué)制藥廢水的特點(diǎn)是：用水量大，有機(jī)污染嚴(yán)重，排水為間歇排放。廢水成分復(fù)雜，含有未參與反應(yīng)的反應(yīng)物、生成物、殘留溶劑、催化劑、無(wú)機(jī)鹽（副產(chǎn)物）等；廢水可生化性較差，BOD、COD和TSS濃度高，流量大。PH值變化大，波動(dòng)范圍為1.011.0.1.2.2生物生化制藥廢水組成、污染因子及特點(diǎn)生物生化制藥是利用生物體及生物生命活動(dòng)來制造藥品的生產(chǎn)過程，包括發(fā)酵制藥、提取制藥、生物技術(shù)制藥。發(fā)酵制藥是指通過微生物的生命活動(dòng)，將有機(jī)原料經(jīng)發(fā)酵、過濾、提純等工

4、序制成藥品的生產(chǎn)過程。主要產(chǎn)品包括抗生素類、維生素類、氨基酸類、有機(jī)酸類、酶類等藥物。提取制藥是指運(yùn)用物理、化學(xué)、生物化學(xué)的方法，將生物體中其重要生理作用的活性物質(zhì)經(jīng)過提取、分離、純化等手段制造成藥品的生產(chǎn)過程。主要產(chǎn)品包括氨基酸類、多肽及蛋白質(zhì)類、酶類、核酸類、糖類、脂類等藥物。1.2.2.1制藥廢水組成(1)生產(chǎn)過程排水。包括發(fā)酵殘液、破乳劑、廢濾液、廢母液、其他母液、溶劑回收殘液等。(2)輔助工程排水。包括工藝?yán)鋮s水、動(dòng)力設(shè)備冷卻水、循環(huán)冷卻水系統(tǒng)排污、去離子水設(shè)備過程排水等。(3)沖洗排水。包括容器設(shè)備清洗排水、過濾設(shè)備沖洗排水、樹脂柱沖洗水、地面沖洗排水、廠房清潔排水等。(4)化驗(yàn)室

5、及實(shí)驗(yàn)室排水。包括藥品檢驗(yàn)或新產(chǎn)品實(shí)驗(yàn)過程排水。1.2.2.2主要污染因子及排污特點(diǎn)生物制藥類企業(yè)生產(chǎn)廢水中的污染物主要是常規(guī)污染物，即COD、BOD、SS、PH、氨氮、動(dòng)植物油等污染物。生物制藥廢水的特點(diǎn)是：成分復(fù)雜，有機(jī)物濃度高，溶解性和膠體性固體濃度高，PH值經(jīng)常變化，溫度較高，帶有顏色和氣味，懸浮物含量高易產(chǎn)生泡沫。含有難降解物質(zhì)和有抑菌作用的抗生素且有毒性等。1.2.3中藥飲片加工和中成藥制藥廢水組成、污染因子及特點(diǎn)中藥飲片加工和中成藥制藥是以藥用植物和藥用動(dòng)物為主要原料，根據(jù)我國(guó)要點(diǎn)生產(chǎn)中成藥飲片和中成藥的制藥過程。中藥飲片是指根據(jù)辨證施治及調(diào)配或制劑的需要，對(duì)經(jīng)產(chǎn)地加工的凈藥材進(jìn)

6、一步切割、炮制而成的成品。1.2.3.1廢水組成(1)生產(chǎn)過程排水。包括藥材清洗和浸泡水、炮制工段廢水、下腳料清洗水、提取工段廢水。(2)沖洗排水。包括容器設(shè)備清洗排水、安瓶清洗排水、地面沖洗排水、廠房清潔排水等。1.2.3.2主要污染因子及排污特點(diǎn)根據(jù)調(diào)查結(jié)果，中藥類企業(yè)生產(chǎn)廢水中的污染物主要是常規(guī)污染物，即COD、BOD、SS、PH等污染物。中藥類制藥廢水的特點(diǎn)是：水質(zhì)成分復(fù)雜，廢水中溶解性物質(zhì)、膠體和固體物質(zhì)濃度都很高。COD、SS濃度高，BOD/COD>0.5，廢水易降解。水量間歇排放，水質(zhì)波動(dòng)較大，PH值波動(dòng)較大，排水水溫較高，并帶有顏色和氣味。1.2.4單純藥品分裝與復(fù)配制藥

7、廢水組成、污染因子及特點(diǎn)單純藥品分裝與復(fù)配制藥是通過混合、加工和配制，將藥物活性成分和輔料職稱劑型藥物的生產(chǎn)過程。主要包括固體制劑和注射制劑兩種。固體制劑按照劑型可分為片劑、膠囊劑、顆粒劑等。注射制劑是指將藥物制成供注入人體內(nèi)的滅菌溶液、乳濁液或混懸液，以及供臨用前配成溶液或混懸液的無(wú)菌粉末。主要有溶液型注射劑和無(wú)菌粉末注射劑。溶液型注射劑所用的溶劑主要有注射用水、注射用油、以及乙醇、甘油等注射用劑。無(wú)菌粉末注射劑分為無(wú)菌分轉(zhuǎn)粉針劑和凍干粉針劑。1.2.4.1廢水組成單純藥品分裝與復(fù)配制藥無(wú)嚴(yán)格意義上的工藝廢水產(chǎn)生，主要廢水主要包括包裝容器清洗排水、設(shè)備清洗排水、安瓶、輸液瓶、膠塞清洗排水、地

8、面沖洗排水、廠房清潔排水、純化水注射水制備過程排水、滅菌檢漏用廢水等。1.2.4.2主要污染因子及排污特點(diǎn)根據(jù)調(diào)查，單純藥品分裝與復(fù)配制藥企業(yè)生產(chǎn)廢水中的污染物主要是常規(guī)污染物，即COD、BOD、SS、PH等污染物。單純藥品分裝與復(fù)配制藥制藥廢水的特點(diǎn)是：由于醫(yī)藥行業(yè)的特殊性，生產(chǎn)中涉及的用水基本為純化水或者是注射用水，因此廢水中雜質(zhì)含量極少，污染物濃度很低。固體制劑生產(chǎn)排水中COD濃度范圍在68.11480mg/L，一般在500mg/L以下。BOD濃度范圍在36.95660mg/L，一般在300mg/L以下。SS濃度范圍在68700mg/L，一般在300mg/L以下。注射制劑生產(chǎn)排水中COD

9、濃度范圍在63.27300mg/L，BOD濃度范圍在3080mg/L，SS濃度范圍在5185mg/L。2、 設(shè)計(jì)基礎(chǔ)資料某制藥有限公司生產(chǎn)廢水的最大排放量為850m3/d，擬定設(shè)計(jì)處理水量為850m3/d，處理系統(tǒng)按每天24h連續(xù)運(yùn)行設(shè)計(jì)，即設(shè)計(jì)處理水量為35.42m3/h。根據(jù)該項(xiàng)目的環(huán)境評(píng)價(jià)報(bào)告書及初步設(shè)計(jì)文件等技術(shù)資料并參照類似工程需要進(jìn)行治理的水污染物為CODcr 、BOD5、NH3-N等，水質(zhì)如下：CODcr=800mg/L，BOD5=380mg/L，SS=220mg/L，NH3-N30mg/L。BOD5/ CODcr>0.45，屬于易生化廢水，為了確保達(dá)標(biāo)排放的要求，并兼顧工

10、程投資、運(yùn)行費(fèi)用等，在采用廢水處理工藝時(shí)，設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)考慮留有一定的富余量，設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)為：項(xiàng)目CODcr（mg/L）BOD5（mg/L）NH3-N（mg/L）SS（mg/L）pH值進(jìn)水水質(zhì)<1200<600<35<3504.65.2根據(jù)該項(xiàng)目的環(huán)境評(píng)價(jià)報(bào)告書及初步設(shè)計(jì)文件等資料，廢水經(jīng)廢水處理站處理后，需達(dá)到國(guó)家污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（GB89781996）中一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。項(xiàng)目CODcr（mg/L）BOD5（mg/L）NH3-N（mg/L）SS（mg/L）pH值出水水質(zhì)排放標(biāo)準(zhǔn)1001002020151570706969三、制藥廢水處理方案篩選生化處理技術(shù)是目前制藥廢水廣泛采用

11、的處理技術(shù)，包括好氧生物法、厭氧生物法、好氧厭氧等組合方法。3.1好氧生物處理法常用的好氧生物處理方法包括活性污泥法、深井曝氣法、吸附生物降解法(AB法)、接觸氧化法、氧化溝、序批式間歇活性污泥法(SBR法)、循環(huán)式活性污泥法（CASS法）等。(1)深井曝氣法深井曝氣是一種高速活性污泥系統(tǒng)，該法具有氧利用率高、占地面積小、處理效果佳、投資少、運(yùn)行費(fèi)用低、不存在污泥膨脹、產(chǎn)泥量低等優(yōu)點(diǎn)。此外，其保溫效果好，處理不受氣候條件影響，可保證北方地區(qū)冬天廢水處理的效果。(2)AB法AB法屬超高負(fù)荷活性污泥法。AB工藝對(duì)BOD5、COD、SS、磷和氨氮的去除率一般均高于常規(guī)活性污泥法。其突出的優(yōu)點(diǎn)是A段負(fù)

12、荷高，抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，對(duì)PH和有毒物質(zhì)具有較大的緩沖作用，特別適用于處理濃度較高、水質(zhì)水量變化較大的廢水。 (3)生物接觸氧化法該技術(shù)集活性污泥和生物膜法的優(yōu)勢(shì)于一體，具有容積負(fù)荷高、污泥產(chǎn)量少、抗沖擊能力強(qiáng)、工藝運(yùn)行穩(wěn)定、管理方便等優(yōu)點(diǎn)。很多工程采用兩段法，目的在于馴化不同階段的優(yōu)勢(shì)菌種，充分發(fā)揮不同微生物種群間的協(xié)同作用，提高生化效果和抗沖擊能力。在工程中常以厭氧消化、酸化作為預(yù)處理工序，采用接觸氧化法處理制藥廢水。該工藝處理效果穩(wěn)定、工藝組合合理。(4)SBR法SBR法具有耐沖擊負(fù)荷強(qiáng)、污泥活性高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、無(wú)需回流、操作靈活、占地少、投資省、運(yùn)行穩(wěn)定、基質(zhì)去除率高、脫氮除磷效果好等優(yōu)

13、點(diǎn)，適合處理水量水質(zhì)波動(dòng)大的廢水。其曝氣時(shí)間對(duì)該工藝的處理效果有很大影響；設(shè)置缺氧段，尤其是缺氧與好氧交替重復(fù)設(shè)計(jì)，可明顯提高處理效果；反應(yīng)池中投加PAC的SBR強(qiáng)化處理工藝，可明顯提高系統(tǒng)的去除效果。近年來該工藝日趨完善，在制藥廢水處理中應(yīng)用也較多。(5)氧化溝優(yōu)點(diǎn)：工藝流程簡(jiǎn)單，運(yùn)行管理方便；占地小，布置緊湊；處理效果穩(wěn)定，出水水質(zhì)好；基建費(fèi)用低；泥齡較長(zhǎng)，污泥量少，污泥性質(zhì)穩(wěn)定，可省去污泥消化處理，節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用，且便于管理；在水質(zhì)、水量發(fā)生變化時(shí)，該工藝的調(diào)節(jié)適應(yīng)性強(qiáng)，耐沖擊負(fù)荷；可除磷。缺點(diǎn)：容易發(fā)生污泥膨脹、上浮、產(chǎn)生泡沫以及流速不均及污泥沉積問題。3.2厭氧生物處理法目前國(guó)內(nèi)外處理

14、高濃度有機(jī)廢水主要是以厭氧法為主，但經(jīng)單獨(dú)的厭氧方法處理后出水COD仍較高，一般需要進(jìn)行后處理（如好氧生物處理）。目前仍需加強(qiáng)高效厭氧反應(yīng)器的開發(fā)設(shè)計(jì)及進(jìn)行深入的運(yùn)行條件研究。在處理制藥廢水中應(yīng)用較成功的有上流式厭氧污泥床（UASB）、厭氧復(fù)合床(UBF)、厭氧折流板反應(yīng)器（ABR）、水解法等。(1)UASB法UASB反應(yīng)器具有厭氧消化效率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、水力停留時(shí)間短、無(wú)需另設(shè)污泥回流裝置等優(yōu)點(diǎn)。采用UASB法處理卡那霉素、氯酶素、VC、SD和葡萄糖等制藥生產(chǎn)廢水時(shí)，通常要求SS含量不能過高，以保證COD去除率在85%90%以上。二級(jí)串聯(lián)UASB的COD去除率可達(dá)90%以上。(2)水解酸化法水

15、解池全稱為水解升流式污泥床（HUSB），它是改進(jìn)的UASB。水解池較之全過程厭氧池有以下優(yōu)點(diǎn)：不需密閉、攪拌，不設(shè)三相分離器，降低了造價(jià)并利于維護(hù)；可將廢水中的大分子、不易生物降解的有機(jī)物降解為小分子、易生物降解的有機(jī)物，改善原水的可生化性；反應(yīng)迅速、池子體積小，基建投資少，并能減少污泥量。近年來，水解好氧工藝在制藥廢水處理中得到了廣泛的應(yīng)用，如某生物制藥廠采用水解酸化二段式生物接觸氧化工藝處理制藥廢水，運(yùn)行穩(wěn)定，有機(jī)物去除效果顯著，COD、BOD5和SS的去除率分別為90.7%、92.4%和87.6%。3.3厭氧好氧及其他組合處理技術(shù)由于單獨(dú)的好氧處理或厭氧處理往往不能滿足要求，而厭氧好氧、

16、水解酸化好氧等組合工藝在改善廢水的可生化性、耐沖擊性、投資成本、處理效果等方面表現(xiàn)出了明顯優(yōu)于單一處理方法的性能，因而在工程實(shí)踐中得到了廣泛應(yīng)用。(1) A/O工藝優(yōu)點(diǎn)：工藝效率高；流程簡(jiǎn)單，投資省，操作費(fèi)用低；缺氧反硝化過程對(duì)污染物具有較高的降解效率；容積負(fù)荷高；缺氧/好氧工藝的耐負(fù)荷沖擊能力強(qiáng)。缺點(diǎn)：由于沒有獨(dú)立的污泥回流系統(tǒng)，從而不能培養(yǎng)出具有獨(dú)特功能的污泥，難降解物質(zhì)的降解率較低；若要提高脫氮效率，必須加大內(nèi)循環(huán)比，因而加大了運(yùn)行費(fèi)用。另外，內(nèi)循環(huán)液來自曝氣池，含有一定的DO，使A段難以保持理想的缺氧狀態(tài)，影響反硝化效果，脫氮率很難達(dá)到90。影響因素有：水力停留時(shí)間 （硝化>6h

17、 ，反硝化<2h ）污泥濃度MLSS（>3000mg/L）污泥齡（ >30d ）N/MLSS負(fù)荷率（<0.03 ）進(jìn)水總氮濃度（<30mg/L）。(2) A2/O工藝優(yōu)點(diǎn)：污染物去除效率高，運(yùn)行穩(wěn)定，有較好的耐沖擊負(fù)荷；污泥沉降性能好；厭氧、缺氧、好氧三種不同的環(huán)境條件和不同種類微生物菌群的有機(jī)配合，能同時(shí)具有去除有機(jī)物、脫氮除磷的功能；脫氮效果受混合液回流比大小的影響,除磷效果則受回流污泥中夾帶DO和硝酸態(tài)氧的影響，因而脫氮除磷效率不可能很高；在同時(shí)脫氧除磷去除有機(jī)物的工藝中，該工藝流程最為簡(jiǎn)單，總的水力停留時(shí)間也少于同類其他工藝；在厭氧缺氧好氧交替運(yùn)行下，絲狀

18、菌不會(huì)大量繁殖，SVI一般小于100，不會(huì)發(fā)生污泥膨脹；污泥中磷含量高，一般為2.5以上。缺點(diǎn)：反應(yīng)池容積比A/O脫氮工藝還要大；污泥內(nèi)回流量大，能耗較高；用于中小型污水處理費(fèi)用偏高；沼氣回收利用經(jīng)濟(jì)效益差；污泥滲出液需化學(xué)除磷。4、 工藝流程簡(jiǎn)介4.1工藝流程選定本方案的處理對(duì)象為制藥廢水，廢水的主要特征為：污染物濃度較高，易生化降解，懸浮物含量高。該廢水BOD/COD0.45，屬于易生化廢水，適合生化處理。對(duì)于此種污水采用厭氧預(yù)處理技術(shù)，在國(guó)內(nèi)尚無(wú)成功的經(jīng)驗(yàn)，故本方案主體思路是不采用厭氧工藝，而采用好氧工藝作為生化處理系統(tǒng)的主體工藝。好氧處理系統(tǒng)的能耗雖然較高，但對(duì)進(jìn)水水質(zhì)要求不高，出水水

19、質(zhì)較好的顯著特點(diǎn)，比較適合制藥廢水的處理。經(jīng)過多種方案的比較，及對(duì)已建成制藥廠污水處理廠經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，本方案采用SBR工藝，實(shí)踐證明SBR工藝對(duì)處理制藥污水具有處理效果高、操作簡(jiǎn)單、運(yùn)行穩(wěn)定、費(fèi)用低、污泥產(chǎn)量少的特點(diǎn)，適合本工程污水處理。格柵調(diào)節(jié)池提升泵SBR反應(yīng)池污泥濃縮池接觸消毒池進(jìn)水出水鼓風(fēng)機(jī)剩余污泥泥餅外運(yùn) （上清液和脫出水）污泥脫水4.2工藝流程說明制藥廠生產(chǎn)廢水通過格柵進(jìn)入污水處理段調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)水質(zhì)水量，在絮凝劑的作用下，去除廢水中的懸浮物和膠體物質(zhì)等污染物，降低后續(xù)處理單元的工作負(fù)荷。經(jīng)泵定量提升到SBR反應(yīng)池，在SBR運(yùn)行工序中，通過曝氣推流及沉淀潷水，完成硝化反硝化反應(yīng)，從而去

20、除污水中NH3-N 。反應(yīng)池出水經(jīng)接觸消毒池去除病原性微生物后排出，污泥進(jìn)入濃縮池，剩余污泥經(jīng)脫水，泥餅外運(yùn)。污泥濃縮池的上清液和污泥的脫出水回流至調(diào)節(jié)池。4.3各構(gòu)筑物單元設(shè)計(jì)說明(1) 格柵 格柵主要用來截留污水中較粗大漂浮物和懸浮物，防止堵塞和纏繞水泵機(jī)組、管道閥門、處理構(gòu)筑物配水設(shè)施、進(jìn)出水口，減少后續(xù)處理產(chǎn)生的浮渣，保證污水處理設(shè)施的正常運(yùn)行。(2) 調(diào)節(jié)池 廢水其水質(zhì)水量都會(huì)隨時(shí)變化，且波動(dòng)較大。廢水水質(zhì)水量的變化對(duì)廢水處理設(shè)備的功能發(fā)揮是不利的。為解決這一問題，設(shè)置了調(diào)節(jié)池，以調(diào)節(jié)污水PH、水溫，水質(zhì)和水量，并且有預(yù)曝氣作用。(3) 提升泵 將調(diào)節(jié)池出水輸送到后續(xù)污水處理反應(yīng)池。

21、(4) 鼓風(fēng)機(jī) 提供曝氣，輸送SBR反應(yīng)池內(nèi)所需的氧氣。(5) SBR反應(yīng)池 注水-反應(yīng)-排水的反應(yīng)器，在同一生物反應(yīng)池中完成進(jìn)水、曝氣、沉淀、潷水、閑置五個(gè)階段，能去除制藥廢水中的CODcr 、BOD5、NH3-N等。 SBR工藝操作過程圖如下：進(jìn)水期進(jìn)水期是反應(yīng)池接納污水的過程。由于充水開始是上個(gè)周期的閑置期，所以此時(shí)反應(yīng)器中剩有高濃度的活性污泥混合液，這也就相當(dāng)于活性污泥法中污泥回流作用。SBR工藝間歇進(jìn)水，即在每個(gè)運(yùn)行周期之初在一個(gè)較短時(shí)間內(nèi)將污水投入反應(yīng)器，待污水到達(dá)一定位置停止進(jìn)水后進(jìn)行下一步操作。因此，充水期的SBR池相當(dāng)于一個(gè)變?nèi)莘磻?yīng)器?；旌弦夯|(zhì)濃度隨水量增加而加大。充水過程中逐步完成吸附、氧化作用。SBR充水過程，不僅水位提高，而且進(jìn)行著重要的生化反應(yīng)。充水期間可進(jìn)行曝氣、攪拌或靜止。曝氣方式包括非限制曝氣（邊曝氣邊充水）、限制曝氣（充完水曝氣）半限制曝氣（充水后期曝氣）。反應(yīng)期在反應(yīng)階段，活性污泥微生物周期性地處于高濃度、低濃度的基質(zhì)環(huán)境中，反應(yīng)器相應(yīng)地形成厭氧缺氧好氧的交替過程。雖然SBR反應(yīng)器內(nèi)的混合液呈完全混合狀態(tài)，但在時(shí)間序列上是一個(gè)理想的推流式反應(yīng)器裝置。SBR反應(yīng)器的濃度階梯是按