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高浓度有机废水处理和资源化利用的有效途径（第1页）

高浓度有机废水处理和资源化利用的有效途径

从某制药企业废水处理设计方案优化中得到的启示

武兰顺任钢马跃涛田楠

河北省环境科学研究院邮编：050051

摘要：高浓度有机废水是医药原料药行业的一个主要污染源，在目前国家大力实施节能减排的政策环境下，如果要实现增产不增污，必须提出经济有效的减排方案，本文介绍了北方干旱缺水的山区对医药原料药行业高浓度有机废水进行经济有效处理和资源化利用的一种途径，对类似企业积极探索污染减排思路具有示范意义。

关键词：高浓度有机废水处理资源化利用

某发酵类制药企业对其厂内污水处理设施的设计提出了两个方案，笔者对这两种方案进行了比较研究，通过方案优选，认为后一种方案提出了一种全新的废水深度处理后资源化利用的途径。该企业废水产生量约3000m3d，分为高浓度有机废水和低浓度有机废水，下面对两种处理方案分别进行介绍：

一、废水处理方案I

采用“水解酸化＋接触氧化＋活性污泥曝气”的工艺路线，即高浓度废水经水解酸化＋接触氧化处理后与低浓度废水混合，再经接触氧化＋活性污泥曝气＋消毒氧化处理后达标排放。废水处理工艺流程图见图1。

方案I的设计思路：根据受纳水体功能确定排水设计指标，根据进出水指标的要求安排处理工艺。该实例中受纳水体属于III类地表水体，执行《污水综合排放标准》（GB8978－1996）表4一级标准（医药原料药工业gL）。为达到较为严格的出水标准，该方案首先对高浓度有机废水进行厌氧＋好氧两级生化处理，然后与低浓度废水混合后进行两级好氧生化处理，出水增加了一级消毒氧化处理。

图1废水处理工艺流程（方案I）

二、废水处理方案II

采用“物化预处理+活性污泥法好氧二级生化处理+人工湿地深度处理”的工艺路线。调整后的污水处理工艺流程图见图2。

方案II的设计思路：首先考虑废水的资源化利用，消除污染隐患并节约水资源，改善生态环境；其次要简化工艺流程，确保污水处理设施长期稳定运行的经济性。设计力求达到两个目标：一是废水的最终去向力争做到资源化利用，二是力求污水处理工艺的经济技术可行性，在经济合理的前提下，将厂内处理与区域综合处理相结合。

该方案一是改变废水排放去向，变厂内处理达标后排入地表水体为厂内处理满足污水处理厂进水水质要求后排入城市污水处理厂进一步处理，执行《污水综合排放标准》（GB8978－1996）表4二级标准（医药原料药工业gL）；二是改变废水出路，变处理达标后排放地表水体为处理至满足回用水水质要求后优先回用于荒山绿化，非浇灌季节再排入城市污水处理厂。这样一方面降低了厂内污水处理的深度，另一方面最大限度的做到了污水资源化利用，不仅有利于节约水资源，而且对改善区域生态环境有利。

图2污水处理工艺流程（方案Ⅱ）

三、两方案的比较

方案I基于传统污水处理的思路，为达到比较苛刻的排放标准要求，不得不采取了多级生化处理工艺，这就必然造成处理单位废水的工程投资和运行费用的提高。另外，由于废水处理后直接排入三类地表水体，即使在处理后达标排放的前提下，由于废水量较大而地表水体基流很小，长期排污对地表水体仍存在污染隐患。

方案II创新了思路，其特色在于：一是将企业自身对污水的处理与城市集中污水处理厂结合起来，在企业自身的污水处理站将污水预处理到一定程度后排入城市下水管网，由城市污水处理厂在汇合大量生活污水，提高其可生化性后进行进一步处理。排水去向由企业自身处理达标后就近排入地表水体，改为企业进行预处理，符合要求后排入污水处理厂，这样就降低了企业内部污水处理的难度，有利于污水处理设施的长期稳定经济运行。二是该方案不仅考虑了污水的处理，而且从污水资源化利用角度，开拓了全新的污水处理和综合利用途径，达到了一举多得的效果。众所周知，北方干旱地区严重缺水，水资源是改善区域生态环境最重要的限值性因子，污水的资源化显得尤为迫切，因此，与其费尽周折治理污水后排入河流，不仅让水资源白白流走，而且还造成地表水污染的隐患，不如在处理达到回用指标后有效利用，不仅从根本上实现了污染的减排，达到了减轻环境污染的目的，而且节约了水资源，对区域生态环境的改善具有积极意义。

四、污水生化处理需注意的问题

在污水处理主工艺确定后，监控系统的优劣就成为能否达到预期效果的关键因素。传统活性污泥法处理高浓度有机工业废水的工艺技术成熟可靠，pH自动监测控制系统可以根据中和池pH的变化自动控制加酸泵运行使生化系统进水pH保持稳定；溶解氧自动监控系统可以根据生化池中溶解氧的多少控制调节鼓风机的转速以改变进入生化池中的供氧量，可最大限度地节约能耗；适时监视生化池中溶解氧水平，掌控生化池运行状况，可提高运行的可靠性；在各处理单元和设备中设置温度、压力、流量、液位监测和控制系统，能使操作人员适时监测和控制，及时了解和处理系统运行中存在的问题。

对医药原料药工业污水处理来讲，需设置较大容积的事故接收罐，贮存各车间事故排放的高浓度污水，经适当处理后定量投入到系统中，避免事故排放对整个污水处理系统造成负荷冲击。另外，设置较大容积的调节池和均化池，可使污水尽量均衡地进入生化处理单元，以保障生化处理单元稳定可靠运行。

对于生化处理系统来说80%以上的能耗为生化处理单元供氧系统的，为此除了鼓风机采取变频调速外，选用高效的盘式微孔曝气器和管式微孔曝气器，可使氧的利用率达到16%～20%。对生化池采取防热胀冷缩的设计措施，采用抗硫酸盐水泥，池内采用环氧树脂防腐；加药间、化验室地面及墙裙均作耐酸砖、墙面刷树脂乳液防腐。

五、人工湿地深度处理需注意的问题

人工湿地的建立：人工湿地主体工艺以生态系统为主，具有一定的特殊性，与季节有很大的关系，一般应在春季、夏初完成植物的选种、栽培。其建设分为三个阶段：植物适应性培育、湿地床建设、湿地植物栽种。湿地植物适应性培育对整个处理系统后期的处理效果、运行稳定起着决定性作用，在此阶段要针对处理系统进水水质特点，对植物进行筛选、培育，确定植物类型及运行需要的条件。

人工湿地的越冬：人工湿地能否连续运行，关键在冬季植物能否安全越冬。每年11月初，到翌年4月末是大部分植物休眠越冬的时期，冬季平均气温为-13℃，要保证冬季湿地系统的正常运行，必须在湿地结构上采取一定的措施。根据当地的气象特征及项目实际条件，对湿地系统采取相应的冬季防护保障措施：在冬季上冻前检查植物床和植物渠围堰是否有渗漏现象，再提升植物床的出水水位，等植物渠水面冰层厚度达到20~30cm厚度时，降低植物渠水位，使植物床水面与冰盖之间形成隔气层，冰盖能起到保温效应，从而形成冰下土壤与水的界面不结冰的环境，以保证根系周围微生物菌群的生存，使湿地系统各处理单元在冬季保持正常运行。

引流泄洪：深度处理工程位于山脚下，要考虑雨季时处理系统的安全性，在处理系统长度方向沿途建设挡墙，构建引流泄洪系统，采取措施以保证湿地处理系统超过基本水位时能及时排出多余水量。

六、启示

高浓度有机废水处理难度大，尤其是后期处理，COD的去除非常困难，因此如果从企业自身来说，要达到较严的排放标准，从设计上花费的代价必然增大。从以上污水处理设计方案的调整可以得到启发，在条件具备的区域，可以调整污水深度处理的思路，变处理达标后排放为适当处理后回用。污水的回用意义重大，它从根本上消除了污染，彻底实现了污染的减排而不是污染转移，而且起到了节约水资源，改善生态环境的效果，可谓一举多得，是非常值得推广的新思路。