醫(yī)藥廢水處理如何達(dá)到地表Ⅳ類水標(biāo)準(zhǔn)？
【純水設(shè)備http://www.creativeimagessc.com】針對(duì)深圳國(guó)家生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)園區(qū)內(nèi)醫(yī)藥企業(yè)廢水特點(diǎn)進(jìn)行提標(biāo)處理，設(shè)計(jì)了3種深度處理方案對(duì)其進(jìn)行中試研究比選。結(jié)果表明，以強(qiáng)化除磷脫氮生化處理系統(tǒng)為核心，臭氧氧化-生物活性炭為深度處理的組合工藝對(duì)該類廢水具有較好的處理效果，其中COD、氨氮、總氮、總磷的平均出水濃度為8 mg/L、0.1 mg/L、3.8 mg/L、0.2 mg/L，可穩(wěn)定達(dá)到《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838-2002)IV類水標(biāo)準(zhǔn)(其中總氮≤5 mg/L)。
深圳國(guó)家生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)園區(qū)醫(yī)藥企業(yè)排放的廢水成分主要以化學(xué)合成類、混裝制劑類為主，輔以中藥類、提取類、生物工程類、發(fā)酵類。該類廢水通過(guò)城市生活污水處理廠無(wú)法直接處理，為了保護(hù)環(huán)境安全，促進(jìn)園區(qū)內(nèi)生物醫(yī)藥企業(yè)的發(fā)展和潛在生物醫(yī)藥企業(yè)的入駐，擬在園區(qū)內(nèi)建設(shè)統(tǒng)一的醫(yī)藥廢水處理廠，工業(yè)純水設(shè)備將園區(qū)內(nèi)自行處理至接管標(biāo)準(zhǔn)的各類廢水收集后作進(jìn)一步深度處理。對(duì)于成分復(fù)雜、可生化性差的醫(yī)藥廢水來(lái)說(shuō)，仍是目前國(guó)內(nèi)外水處理的熱點(diǎn)與難點(diǎn)。目前，在醫(yī)藥廢水的處理上，國(guó)內(nèi)外研究者針對(duì)低濃度COD廢水，采用CASS、SBR、MBR、UNITANK以及氧化溝等好氧工藝處理方式進(jìn)行研究，對(duì)于高濃度COD廢水通過(guò)厭氧法進(jìn)行處理。本研究在確定工藝時(shí)采用生化處理與深度處理相結(jié)合的方式，尋求穩(wěn)定可靠的工藝流程及參數(shù)，出水水質(zhì)達(dá)到《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838-2002)IV類水標(biāo)準(zhǔn)(其中TN≤5 mg/L)。
1 材料和方法
1.1原水水質(zhì)
選取醫(yī)藥園區(qū)內(nèi)具有代表性的醫(yī)藥企業(yè)1#(化學(xué)合成類)、2#(混裝制劑類)作為取水企業(yè)，通過(guò)園區(qū)廢水導(dǎo)入和遠(yuǎn)程運(yùn)輸調(diào)水相結(jié)合的模式，提供中試研究用水。
取水方案為采用罐車按3車次/d，每車次7 m3的水量將醫(yī)藥企業(yè)1#廢水運(yùn)送至中試基地內(nèi)調(diào)蓄池;采用管道導(dǎo)入按80～90 m3/d將醫(yī)藥企業(yè)2#廢水泵送至中試基地內(nèi)調(diào)節(jié)池，按企業(yè)1#廢水0.4 m3/h和企業(yè)2#廢水3.8 m3/h混合成試驗(yàn)用水，具體水質(zhì)情況見(jiàn)表1。
1.2工藝流程方案
本中試研究設(shè)計(jì)處理水量為100 m3/d，系統(tǒng)采用強(qiáng)化除磷脫氮工藝作為主體生物處理工藝，具體工藝流程如圖1所示。根據(jù)深度處理單元的不同共設(shè)計(jì)以下3種比選方案。
工藝方案比選試驗(yàn)研究中，各工藝單元試驗(yàn)條件為：調(diào)節(jié)池和水解酸化池的水力停留時(shí)間(HRT)分別為10 h、4.7 h，工業(yè)純水設(shè)備當(dāng)系統(tǒng)可生化性較好時(shí)，可超越預(yù)處理單元。強(qiáng)化除磷脫氮工藝為A2N工藝變形(工藝流程見(jiàn)圖2)，硝化池設(shè)置辮帶式纖維填料，HRT總為18.3 h，其中厭氧段∶缺氧段∶硝化段∶好氧段=2.0∶3.1∶9.8∶3.4，混合液懸浮固體濃度(MLSS)為4 000～6 000 mg/L，曝氣量為23.46 m3/h，回流比R為100%。深度處理單元中臭氧接觸柱接觸時(shí)間為10 min，臭氧投加量為10～20 mg/L;活性炭柱濾速為10.5 m/h，填料為ZJ-15型3～5 mm活性炭;曝氣生物濾池停留時(shí)間為15 min，填料為3～5 mm陶粒;自養(yǎng)反硝化濾池停留時(shí)間為60 min，填料為10 mm硫粒;混凝沉淀池混凝時(shí)間為30 min，投加混凝劑為硫酸亞鐵，沉淀時(shí)間為60 min;反滲透設(shè)備采用PP棉進(jìn)行預(yù)處理，操作壓力4.1 MPa，有效膜面積7.9 m2，最大水通量1.316 m3/(m2˙d)。
醫(yī)藥廢水通過(guò)預(yù)處理單元后進(jìn)入強(qiáng)化除磷脫氮工藝的厭氧池，與回流污泥在厭氧池中混合，然后混合液進(jìn)入泥水分離池，在泥水分離池進(jìn)行分離，上清液的20%～30%進(jìn)入除磷沉淀池進(jìn)行化學(xué)除磷，其余上清液泵送進(jìn)入硝化池，污泥與硝化池的硝化液在缺氧池混合，之后泥水混合液進(jìn)入好氧池(后曝氣池)，經(jīng)二沉池沉淀后出水進(jìn)入深度處理單元。
1.3分析項(xiàng)目及方法
COD：重鉻酸鉀法;NH3-N：納氏試劑光度法;TN：堿性過(guò)硫酸鉀消解—紫外分光光度法;TP：過(guò)硫酸鉀消解—鉬銻抗分光光度法;SS：重量法。
2 結(jié)果與討論
2.1不同工藝組合方案對(duì)污染物的去除效果
2.1.1不同工藝方案對(duì)COD的去除效果
醫(yī)藥廢水中難降解有機(jī)物含量較高，要將其降解到30 mg/L以下，COD的去除為研究的重點(diǎn)。中試期間不同組合工藝對(duì)COD的去除效果見(jiàn)圖3。
由圖3可以看出，中試研究分別模擬了高、低負(fù)荷下強(qiáng)化除磷脫氮工藝對(duì)于有機(jī)物的去除情況。進(jìn)水COD在200～450 mg/L，系統(tǒng)出水COD基本穩(wěn)定在30～38 mg/L，平均出水濃度為33.9 mg/L，平均去除率為87.2%。針對(duì)地表IV類水標(biāo)準(zhǔn)中COD排放限值要求，為保障總出水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，減小排放風(fēng)險(xiǎn)，需增加深度處理方案對(duì)有機(jī)物及其他污染物進(jìn)一步處理。
方案一中二級(jí)出水經(jīng)臭氧氧化后降至24～28 mg/L，其中臭氧氧化塔對(duì)COD的平均去除率為27.4%，由于臭氧能將部分有機(jī)物氧化成CO2，因此去除率較高;再經(jīng)生物活性炭濾池處理，利用物理吸附、化學(xué)吸附和生物降解綜合作用，出水COD進(jìn)一步降至5～15 mg/L，平均為8.0 mg/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(yùn)行期間，出水COD可以穩(wěn)定達(dá)到地表水環(huán)境IV類標(biāo)準(zhǔn)要求。
方案二中出水COD為15～30 mg/L，工業(yè)純水設(shè)備平均去除率為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(jí)出水經(jīng)過(guò)預(yù)處理單元進(jìn)入反滲透裝置后，出水COD測(cè)定低于檢測(cè)限，該方案可以保障出水安全穩(wěn)定，出水標(biāo)準(zhǔn)遠(yuǎn)高于地表IV類水標(biāo)準(zhǔn)。
2.1.2不同工藝方案對(duì)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(yùn)行期間會(huì)投加10～15 mg/L的氯化銨來(lái)調(diào)整進(jìn)水NH3-N濃度并控制在30～40 mg/L。系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定后，平均出水NH3-N低于0.1 mg/L，對(duì)于NH3-N的平均去除率已達(dá)到99%以上。由于強(qiáng)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0～0.8 mg/L，方案一～方案三出水NH3-N濃度均低于0.1 mg/L。出水滿足IV類水標(biāo)準(zhǔn)限值要求(NH3-N≤1.5 mg/L)。更多環(huán)保及純水處理設(shè)備資訊請(qǐng)關(guān)注皙全蘇州純水設(shè)備網(wǎng)。
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