医药化工企业废水处理工艺选择
摘要：介绍医药化工企业废水类型、特质，根据废水特质，提出废水分类收集，分质处理的原则，介绍当前国内先进的废水处理技术，分析医药化工企业废水采取的预处理及后续生化处理的工艺达标排放的可行性。
关键词：医药化工企业；废水；前端控制；分类收集；分质处理
中图分类号：S141 文献标识码：A 文件编号：2095-672X（2017）03-0103-02
DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2017.03.052
Abstract： This paper introduces the types， pharmaceutical and chemical enterprises according to the characteristics of wastewater， wastewater quality， wastewater collection quality put forward classification， processing principle， introduces the current domestic advanced wastewater treatment technology， the feasibility of technology standard of pretreatment and subsequent biochemical treatment of wastewater discharge of pharmaceutical and chemical enterprises to take.
Key words： pharmaceutical and chemical enterprises； wastewater； front-end control； classification and collection； quality control
1 废水类型及水质特性
医药化工企业废水类型主要为工艺废水、设备清洗水、地面冲洗水、废气处理碱吸收废液、吸收废水、机泵冷却水、生活污水及初期雨水等。工艺废水中主要含有部分未反应原料、过量的溶剂及反应生成的中间产物等。
废水水质特点主要为工艺废水成分较复杂，废水盐份、有机物浓度较高；废水间歇排放，水质水量波动较大，存在一定的冲击负荷。
2 废水处理思路及工艺选择
（1）在前端采取清洁生产工艺及有效预防措施，提高转化率并回收物料，尽可能地减少污染物进入废水中。加强车间生产的科学管理，削减废水中的有机负荷，减轻废水处理站处理负荷，同时可节约生产成本，提高生产效率。
（2）对不同废水采取分类收集，分质处理的原则，分别设置有效的高盐废水、高浓度有机废水、低浓度的冲洗废水收集管路和收集调节池，根据废水特性，采取不同的处理技术分别处理。
（3）我国目前化工废水处理通常采用分质预处理（物化）+生化+深度处理的组合工艺，首先对高盐废水、高浓度有机废水预处理系统，降低浓度，提高可生化性，再通过生化处理技术进一步处理。
3 处理工艺介绍
3.1 含盐废水预处理
废水中的盐浓度较高时，采用生化处理，将对生化细菌的渗透压影响较大，造成细胞脱水，使生化处理难以运行，因此生化处理前需对废水进行脱盐处理。方法有：在盐度小于2g/L条件下，可以通过生物驯化处理含盐污水；在盐度大于2g/L时，多采取蒸发浓缩除盐法，包括多效蒸发（MED）、蒸汽压缩冷凝（VC）、多级闪蒸（MSF）等。
3.2 高浓度有机废水预处理
医药化工企业生产废水中含有多种难降解有机污染物，若按类别分别进行预处理不切实际，且所采用的处理工艺存在重复，会大大增加投资处理费用。铁碳微电解+ Fenton强氧化+混凝沉淀是近年来在化学氧化法基础上发展起来的处理难降解有机污染物的较为成熟的技术，其机理是通过氧化剂、催化剂与电、光及超声等技术相结合，产生活性极强的自由基（如-OH），再通过自由基与有机污染物之间的结合、取代、电子转移、断键等反应，使水体中的大分子难降解有机污染物氧化降解成低毒或无毒的小分子物质，甚至直接氧化为CO2和H2O的工艺过程。
据相关试验资料，当铁碳比为1：1、pH值=4、反应时间为100min条件下，采用鐵碳微电解工艺处理某制药厂生产废水后COD去除率达50.52%（原水COD为98000mg/l），B/C比由不足0.1提高至0.32，大大提高了废水的可生化性。某化学合成制药厂用Fenton强氧化工艺处理含甲苯、二氯乙烷废水，当pH值为6-8、反应时间为60min、硫酸亚铁投加量2.5g/L、双氧水投加量15ml/L条件下，系统对甲苯、二氯乙烷废水去除率可达90%左右。采用“铁碳微电解+Fenton强氧化”耦合处理工艺，由于微电解过程产生Fe2+，催化H2O2生成强氧化性的·OH，进而氧化破坏芳环；在这个过程中Fe3+的絮凝作用可以节省H2O2的使用量，既强化了处理效果又可降低处理成本。
经铁碳微电解+ Fenton强氧化处理后的高浓废水显示较高的酸性，且SS指标较高，无法直接进入生化处理工段，为减少对生化工段处理影响，需对废水需投加碱液来调整pH值为中性，增加强化混凝沉淀工序效降低SS指标。据相关试验结果证明，选用复合式聚合氯化铝和聚丙烯酰胺混凝剂，采用二级折返式自控投药方式，强化搅拌，既对悬浮物、胶体有机物，有强效絮凝作用，同时又对可溶性COD也具有良好的吸附絮凝作用，使溶解态有机污染物从其溶液中析出，可对此阶段废水COD脱除率达到20-30%。
实践表明，“铁碳微电解+Fenton强氧化+混凝沉淀”工艺，是目前国内处理高浓度有机废水较成熟的预处理工艺，为医药化工废水后续生化处理的提供较为可靠的可生化性。
3.3 生物处理
废水生物处理的原理是通过生物作用，尤其是微生物的新陈代谢作用，完成有机物的分解和生物体的合成，将有机污染物转变为气体产物（CO2、N2、H2、CH4、H2S等）。废水生物处理以去除不可悬浮物和溶解性可生物降解有机物，其工艺构成多种多样。按照反应过程按有无氧气的参与，可分为厌氧生物处理工艺和好氧生物处理工艺两大类。厌氧生物处理工艺必须隔绝与氧的接触，主要依赖厌氧菌和兼性菌的生化作用完成污染物的降解；好氧生物处理工艺主要依赖好氧菌和兼性菌的生化作用完成污染物的降解。在污水生物处理应用过程中，对中低浓度的城市污水可采用好氧处理，对高浓度有机工业废水应首先采用厌氧处理，然后再接好氧处理，这样才能有效的去除有机物，对难降解的有机工业废水，则应采用缺氧水解酸化处理，使难生物降解的有机物转化为易生物降解的有机物，然后再串接好氧生物处理，使出水水质达到排放要求。
厌氧处理技术的发展趋势经历了第一代（厌氧序批间歇式反应器，ASBR）；第二代（厌氧滤池AF、升流式厌氧污泥床反应器UASB、厌氧折流板反应器ABR 、厌氧流化床AFB）；第三代厌氧反应器（厌氧颗粒污泥膨胀床EGSB、厌氧内循环反应器IC）。其中，UASB反应器具有工艺结构紧凑、处理负荷高、无机械搅拌装置、运行稳定、处理效果好及投资小等优点，是目前研究较多、应用日趋广泛的新型废水厌氧处理设备。
好氧生物处理法有活性污泥法和生物膜法两大类。活性污泥法其中包括：推流式活性污泥法、完全混合活性污泥法、分段曝气活性污泥法、吸附-再生活性污泥法、延时曝气活性污泥法、深井曝气活性污泥法、纯氧曝气活性污泥法、氧化沟工艺活性污泥法、序批式活性污泥法。生物膜法包括生物滤池、生物转盘、生物接触氧化法、生物流化床法等。
目前国内通常在厌氧工艺后采取将缺氧段和好氧段串联在一起如A/O、A2/O、A2/O2工艺处理后序化工废水。在缺氧（A）段异养菌将污水中的淀粉、纤维碳水化合物等悬浮污染物和可溶性有机物水解为有机酸，使大分子有机物分解为小分子有机物，不溶性的有机物转成成可溶性有机物，当这些经缺氧水解的产物进入好氧池进行好氧处理时，可提高污水的可生化性，提高氧的效率；在缺氧段异养菌将蛋白质、脂肪等污染物进行氨化（有机链上的N或氨基酸中的氨基）游离出氨（NH3、NH4+），在充足供氧条件下，自养菌的硝化作用将NH3-N（NH4+）氧化为NO3-，通过回流控制返回至A池，在缺氧条件下，异养菌的反硝化作用将NO3-还原为分子态氮（N2）完成C、N、O在生态中的循环，实现污水的无害化处理。
4 结束语
化工企业废水经过上述工艺进行处理后，废水中的COD、SS、氨氮、总磷、特征有机物等污染物指标可以达到所在化工园区污水处理厂的接管标准，为废水的进一步处理达到国家及地方污染物排放标准，有效减轻废水对环境的污染、改善环境质量提供了有力保障。
参考文献
[1]周立峰，费学宁.铁碳微电解预处理制药废水的实验研究[J].环境科学与管理，2010，35（5）：32-35.
[2]信威鵬，邹杰.“Fenton强氧化处理含甲苯、二氯乙烷医药废水试验研究[J].辽宁化工，2012，41（5）：239.
[3]薛毅.医药化工企业废水处理工艺分析[J].现代工业经济和信息化，2012，32（8）：67-68.
[4]马传明，浅谈城市污水处理工艺选择[J].黑龙江科技信息，2011.（08）：47.
收稿日期：2017-05-08
作者简介：张广迅（1967-），男，工程师，研究方向为环评及环境监理等。
关键词：医药化工企业；废水；前端控制；分类收集；分质处理
中图分类号：S141 文献标识码：A 文件编号：2095-672X（2017）03-0103-02
DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2017.03.052
Abstract： This paper introduces the types， pharmaceutical and chemical enterprises according to the characteristics of wastewater， wastewater quality， wastewater collection quality put forward classification， processing principle， introduces the current domestic advanced wastewater treatment technology， the feasibility of technology standard of pretreatment and subsequent biochemical treatment of wastewater discharge of pharmaceutical and chemical enterprises to take.
Key words： pharmaceutical and chemical enterprises； wastewater； front-end control； classification and collection； quality control
1 废水类型及水质特性
医药化工企业废水类型主要为工艺废水、设备清洗水、地面冲洗水、废气处理碱吸收废液、吸收废水、机泵冷却水、生活污水及初期雨水等。工艺废水中主要含有部分未反应原料、过量的溶剂及反应生成的中间产物等。
废水水质特点主要为工艺废水成分较复杂，废水盐份、有机物浓度较高；废水间歇排放，水质水量波动较大，存在一定的冲击负荷。
2 废水处理思路及工艺选择
（1）在前端采取清洁生产工艺及有效预防措施，提高转化率并回收物料，尽可能地减少污染物进入废水中。加强车间生产的科学管理，削减废水中的有机负荷，减轻废水处理站处理负荷，同时可节约生产成本，提高生产效率。
（2）对不同废水采取分类收集，分质处理的原则，分别设置有效的高盐废水、高浓度有机废水、低浓度的冲洗废水收集管路和收集调节池，根据废水特性，采取不同的处理技术分别处理。
（3）我国目前化工废水处理通常采用分质预处理（物化）+生化+深度处理的组合工艺，首先对高盐废水、高浓度有机废水预处理系统，降低浓度，提高可生化性，再通过生化处理技术进一步处理。
3 处理工艺介绍
3.1 含盐废水预处理
废水中的盐浓度较高时，采用生化处理，将对生化细菌的渗透压影响较大，造成细胞脱水，使生化处理难以运行，因此生化处理前需对废水进行脱盐处理。方法有：在盐度小于2g/L条件下，可以通过生物驯化处理含盐污水；在盐度大于2g/L时，多采取蒸发浓缩除盐法，包括多效蒸发（MED）、蒸汽压缩冷凝（VC）、多级闪蒸（MSF）等。
3.2 高浓度有机废水预处理
医药化工企业生产废水中含有多种难降解有机污染物，若按类别分别进行预处理不切实际，且所采用的处理工艺存在重复，会大大增加投资处理费用。铁碳微电解+ Fenton强氧化+混凝沉淀是近年来在化学氧化法基础上发展起来的处理难降解有机污染物的较为成熟的技术，其机理是通过氧化剂、催化剂与电、光及超声等技术相结合，产生活性极强的自由基（如-OH），再通过自由基与有机污染物之间的结合、取代、电子转移、断键等反应，使水体中的大分子难降解有机污染物氧化降解成低毒或无毒的小分子物质，甚至直接氧化为CO2和H2O的工艺过程。
据相关试验资料，当铁碳比为1：1、pH值=4、反应时间为100min条件下，采用鐵碳微电解工艺处理某制药厂生产废水后COD去除率达50.52%（原水COD为98000mg/l），B/C比由不足0.1提高至0.32，大大提高了废水的可生化性。某化学合成制药厂用Fenton强氧化工艺处理含甲苯、二氯乙烷废水，当pH值为6-8、反应时间为60min、硫酸亚铁投加量2.5g/L、双氧水投加量15ml/L条件下，系统对甲苯、二氯乙烷废水去除率可达90%左右。采用“铁碳微电解+Fenton强氧化”耦合处理工艺，由于微电解过程产生Fe2+，催化H2O2生成强氧化性的·OH，进而氧化破坏芳环；在这个过程中Fe3+的絮凝作用可以节省H2O2的使用量，既强化了处理效果又可降低处理成本。
经铁碳微电解+ Fenton强氧化处理后的高浓废水显示较高的酸性，且SS指标较高，无法直接进入生化处理工段，为减少对生化工段处理影响，需对废水需投加碱液来调整pH值为中性，增加强化混凝沉淀工序效降低SS指标。据相关试验结果证明，选用复合式聚合氯化铝和聚丙烯酰胺混凝剂，采用二级折返式自控投药方式，强化搅拌，既对悬浮物、胶体有机物，有强效絮凝作用，同时又对可溶性COD也具有良好的吸附絮凝作用，使溶解态有机污染物从其溶液中析出，可对此阶段废水COD脱除率达到20-30%。
实践表明，“铁碳微电解+Fenton强氧化+混凝沉淀”工艺，是目前国内处理高浓度有机废水较成熟的预处理工艺，为医药化工废水后续生化处理的提供较为可靠的可生化性。
3.3 生物处理
废水生物处理的原理是通过生物作用，尤其是微生物的新陈代谢作用，完成有机物的分解和生物体的合成，将有机污染物转变为气体产物（CO2、N2、H2、CH4、H2S等）。废水生物处理以去除不可悬浮物和溶解性可生物降解有机物，其工艺构成多种多样。按照反应过程按有无氧气的参与，可分为厌氧生物处理工艺和好氧生物处理工艺两大类。厌氧生物处理工艺必须隔绝与氧的接触，主要依赖厌氧菌和兼性菌的生化作用完成污染物的降解；好氧生物处理工艺主要依赖好氧菌和兼性菌的生化作用完成污染物的降解。在污水生物处理应用过程中，对中低浓度的城市污水可采用好氧处理，对高浓度有机工业废水应首先采用厌氧处理，然后再接好氧处理，这样才能有效的去除有机物，对难降解的有机工业废水，则应采用缺氧水解酸化处理，使难生物降解的有机物转化为易生物降解的有机物，然后再串接好氧生物处理，使出水水质达到排放要求。
厌氧处理技术的发展趋势经历了第一代（厌氧序批间歇式反应器，ASBR）；第二代（厌氧滤池AF、升流式厌氧污泥床反应器UASB、厌氧折流板反应器ABR 、厌氧流化床AFB）；第三代厌氧反应器（厌氧颗粒污泥膨胀床EGSB、厌氧内循环反应器IC）。其中，UASB反应器具有工艺结构紧凑、处理负荷高、无机械搅拌装置、运行稳定、处理效果好及投资小等优点，是目前研究较多、应用日趋广泛的新型废水厌氧处理设备。
好氧生物处理法有活性污泥法和生物膜法两大类。活性污泥法其中包括：推流式活性污泥法、完全混合活性污泥法、分段曝气活性污泥法、吸附-再生活性污泥法、延时曝气活性污泥法、深井曝气活性污泥法、纯氧曝气活性污泥法、氧化沟工艺活性污泥法、序批式活性污泥法。生物膜法包括生物滤池、生物转盘、生物接触氧化法、生物流化床法等。
目前国内通常在厌氧工艺后采取将缺氧段和好氧段串联在一起如A/O、A2/O、A2/O2工艺处理后序化工废水。在缺氧（A）段异养菌将污水中的淀粉、纤维碳水化合物等悬浮污染物和可溶性有机物水解为有机酸，使大分子有机物分解为小分子有机物，不溶性的有机物转成成可溶性有机物，当这些经缺氧水解的产物进入好氧池进行好氧处理时，可提高污水的可生化性，提高氧的效率；在缺氧段异养菌将蛋白质、脂肪等污染物进行氨化（有机链上的N或氨基酸中的氨基）游离出氨（NH3、NH4+），在充足供氧条件下，自养菌的硝化作用将NH3-N（NH4+）氧化为NO3-，通过回流控制返回至A池，在缺氧条件下，异养菌的反硝化作用将NO3-还原为分子态氮（N2）完成C、N、O在生态中的循环，实现污水的无害化处理。
4 结束语
化工企业废水经过上述工艺进行处理后，废水中的COD、SS、氨氮、总磷、特征有机物等污染物指标可以达到所在化工园区污水处理厂的接管标准，为废水的进一步处理达到国家及地方污染物排放标准，有效减轻废水对环境的污染、改善环境质量提供了有力保障。
参考文献
[1]周立峰，费学宁.铁碳微电解预处理制药废水的实验研究[J].环境科学与管理，2010，35（5）：32-35.
[2]信威鵬，邹杰.“Fenton强氧化处理含甲苯、二氯乙烷医药废水试验研究[J].辽宁化工，2012，41（5）：239.
[3]薛毅.医药化工企业废水处理工艺分析[J].现代工业经济和信息化，2012，32（8）：67-68.
[4]马传明，浅谈城市污水处理工艺选择[J].黑龙江科技信息，2011.（08）：47.
收稿日期：2017-05-08
作者简介：张广迅（1967-），男，工程师，研究方向为环评及环境监理等。
