江西某醫(yī)藥科技有限公司以化學(xué)合成法生產(chǎn)腺嘌呤、4-氯-2-三氟乙酰基苯胺鹽酸鹽、白藜蘆醇等，產(chǎn)生的廢水中含有高濃度的氮、磷及有機(jī)污染物。由于原處理工藝選擇不合理，出水難以達(dá)標(biāo)，為此決定在充分利用原處理設(shè)施基礎(chǔ)上進(jìn)行改造，處理后出水的COD、NH3-N、TP均要滿足《化學(xué)合成類制藥工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 21904—2008)要求。
1 工程概況
1.1 水質(zhì)情況
該醫(yī)藥公司年產(chǎn)200 t腺嘌呤、300 t 4-氯-2-三氟乙酰基苯胺鹽酸鹽，30 t 白藜蘆醇等。一期廢水量為500 t/d，二期合計(jì)廢水量1 350 t/d。廢水分為高磷廢水、高氨氮廢水及綜合廢水，處理后需滿足《化學(xué)合成類制藥工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 21904—2008)要求。該廢水水質(zhì)、水量及排放標(biāo)準(zhǔn)見表1。
針對(duì)該廢水水質(zhì)特點(diǎn)，采用MAP+ABR+A2/O組合工藝進(jìn)行處理，控制工藝操作條件，其中MAP工段去除廢水中絕大部分氮、磷，同時(shí)生成磷酸銨鎂沉淀回收利用，ABR工段去除大部分有機(jī)污染物，A2/O工段進(jìn)一步去除剩余有機(jī)污染物、氮、磷，以及經(jīng)厭氧分解的有機(jī)氮、有機(jī)磷。
1.2 工藝流程
1.2.1 原工藝流程
原有處理工藝流程見圖1。
?圖1 原工藝流程
該工藝采用鈣鹽沉淀法除磷，CaO投加量大，處理效率不高，反應(yīng)沉淀池2中投加PAC、PAM，處理費(fèi)用高;高氨氮廢水接入高效蒸發(fā)器蒸發(fā)，耗能大;綜合廢水采用生物處理，原水COD較高，僅進(jìn)行一級(jí)好氧生物處理耗能大且難以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，故需對(duì)原工藝進(jìn)行改造。
1.2.2 改造后工藝流程
改造后的廢水處理工藝流程見圖2。
?圖2 改造后工藝流程
將原反應(yīng)沉淀池1、2改為二沉池，新增MAP反應(yīng)沉淀池1、2，同時(shí)脫氮除磷，投加藥劑MgCl2·6H2O處理效率高且費(fèi)用低;新增ABR厭氧反應(yīng)器進(jìn)行厭氧生物反應(yīng)，有機(jī)物負(fù)荷高、耗能少、效率高;將原接觸氧化池改為A2/O池，原接觸氧化池共有12格，1、2格改為厭氧池，3、4格改為缺氧池、5~12格改好氧池。原曝氣系統(tǒng)為穿孔管，1、2格拆除，3~4格保留起攪拌作用，5~12格拆除并新增微孔盤式曝氣器，提高氧的利用率，增大對(duì)COD的去除效果，同時(shí)具備生物脫氮除磷效果。
高磷廢水由廠區(qū)內(nèi)管道自流入調(diào)節(jié)池1，高氨氮廢水自流入調(diào)節(jié)池2，兩廢水水量按氮磷比例提升至MAP反應(yīng)沉淀池1，調(diào)節(jié)pH至9.0~9.5，投加MgCl2·6H2O，出水進(jìn)入MAP反應(yīng)沉淀池2，調(diào)節(jié) pH，繼續(xù)投加MgCl2·6H2O進(jìn)一步去除氮、磷。MAP反應(yīng)沉淀池2出水自流進(jìn)入調(diào)節(jié)池3與綜合廢水混合，調(diào)節(jié)pH為6~9，提升至ABR池進(jìn)行厭氧反應(yīng)，提高廢水可生化性，去除大部分有機(jī)污染物。ABR出水進(jìn)入A2/O池進(jìn)一步去除有機(jī)污染物，同時(shí)生物脫氮除磷，出水進(jìn)入二沉池，泥水分離后出水達(dá)標(biāo)排放。 MAP反應(yīng)沉淀池1、2的污泥主要為磷酸銨鎂，經(jīng)板框壓濾機(jī)脫水裝袋后可作為肥料進(jìn)行回收[1]。
2 主要構(gòu)筑物及設(shè)計(jì)參數(shù)
該項(xiàng)目主要構(gòu)筑物及設(shè)計(jì)參數(shù)見表2。
3 工程實(shí)際運(yùn)行與結(jié)果分析
3.1 反應(yīng)器的啟動(dòng)
(1)ABR啟動(dòng)。ABR池接種污泥來自江西某污水處理廠厭氧污泥，接種時(shí)每個(gè)隔室的污泥質(zhì)量濃度>10 g/L，啟動(dòng)過程若反應(yīng)器內(nèi)污泥濃度不夠需及時(shí)補(bǔ)充。控制污泥泥齡，定期排放一定老化污泥，確保污泥的活性。啟動(dòng)初期控制有機(jī)負(fù)荷為0.5kg/(m3·d)，逐步提高，每次提高幅度為0.5 kg/(m3·d)，系統(tǒng)適應(yīng)后(即反應(yīng)器出水COD穩(wěn)定在1 000 mg/L)進(jìn)行下一次提升，直至達(dá)到反應(yīng)器設(shè)計(jì)負(fù)荷3.0kg/(m3·d)。有機(jī)負(fù)荷提升方式為增大反應(yīng)器進(jìn)水中生產(chǎn)廢水的比例，直至完全為生產(chǎn)廢水。經(jīng)過3個(gè)月左右的馴化，污染物去除率維持在80%左右，系統(tǒng)抗沖擊能力良好，ABR啟動(dòng)成功。
(2)A2/O池啟動(dòng)。A2/O接種污泥來自江西某污水處理廠好氧污泥，接種量50 m3。啟動(dòng)初期，A2/O接入污泥后低負(fù)荷間歇運(yùn)行，悶曝24 h，靜置2 h，出水并入新的廢水，重復(fù)這一過程至污泥有明顯增長(zhǎng)。逐漸增大進(jìn)水負(fù)荷，連續(xù)運(yùn)行，好氧池曝氣量不變，DO逐漸下降，微生物明顯增長(zhǎng)，有機(jī)物氧化消耗大量DO，啟動(dòng)成功后SV增至30%，MLSS在3 000~4 000 mg/L，系統(tǒng)啟動(dòng)成功，接入ABR反應(yīng)器出水，正常運(yùn)行。控制厭氧池、缺氧池pH為7.0~7.5，DO為0.5 mg/L;O池pH為7.0~8.0，DO為2~4 mg/L;消化液回流比200%，污泥回流比70%。
3.2 系統(tǒng)穩(wěn)定效果分析
經(jīng)過3個(gè)月的調(diào)試，各反應(yīng)器均已成功啟動(dòng)，系統(tǒng)正常運(yùn)行，出水達(dá)標(biāo)排放。COD、NH3-N、TP、pH均采用標(biāo)準(zhǔn)方法測(cè)定[2]。系統(tǒng)均穩(wěn)定運(yùn)行后，于2014年5月對(duì)水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，為期1個(gè)月。由于MAP反應(yīng)沉淀池1、2的工作原理一致，運(yùn)行時(shí)控制條件也一致，脫氮除磷效果相差不大，故此處只分析MAP反應(yīng)沉淀池1的脫氮除磷效果。MAP反應(yīng)沉淀池1的脫氮除磷效果見圖3~圖4，組合工藝的處理效果見表3。
?圖3 MAP 反應(yīng)沉淀池1 對(duì)氨氮的去除效
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圖4 MAP 反應(yīng)沉淀池1 對(duì)TP 的去除效果
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由圖3、圖4可知，MAP反應(yīng)沉淀池1中NH3-N去除率>85%，TP去除率穩(wěn)定在95%左右，出水NH3-N、TP分別≤500、400 mg/L。再經(jīng)MAP反應(yīng)沉淀池2處理后，進(jìn)入調(diào)節(jié)池3的廢水NH3-N、TP分別穩(wěn)定在200、30 mg/L以下。由表3可知，調(diào)節(jié)池3有機(jī)物濃度較高且波動(dòng)較大，但經(jīng)改造后的組合工藝處理后，出水污染物維持在較低水平且水質(zhì)較穩(wěn)定，說明改造后的組合工藝有較強(qiáng)的抗沖擊負(fù)荷能力。綜合圖3~圖4及表3可知，整個(gè)改造后的工藝對(duì)COD、TP的去除率均在97%以上，NH3-N去除率也在93%以上，出水各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到化學(xué)合成類制藥工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)要求(GB 21904—2008)。
4 經(jīng)濟(jì)分析
該工程廢水處理成本為：人工費(fèi)0.86元/m3，藥劑費(fèi)6.15元/m3，水電費(fèi)0.92元/m3，污泥處理費(fèi)0.67元/m3，其他費(fèi)用0.12元/m3。廢水水量為1 350 m3/d，處理成本為8.72元/m3。具體參見污水技術(shù)資料更多相關(guān)技術(shù)文檔。
5 結(jié)論
(1)采用MAP+ABR+A2/O工藝處理高氮高磷廢水，處理效果良好，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，出水各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)標(biāo)，可為高COD高氮高磷制藥廢水的處理提供參考。(2)MAP法可同時(shí)去除氮、磷，氨氮去除率可達(dá)85%以上，磷去除率可達(dá)95%以上，處理高氮高磷廢水有較好的效果，生成的沉淀磷酸銨鎂也可作為肥料回收。(3)ABR高效厭氧反應(yīng)器設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，耐沖擊負(fù)荷，啟動(dòng)時(shí)間短，處理效果好[3]。在整個(gè)工藝中可去除大部分COD，運(yùn)行穩(wěn)定后可去除80%有機(jī)污染物。
