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解析医药化工废水处理工艺
2019-09-07 08:58:12 文章来源:

医药化工废水属于工业废水范畴,对于它的治理一直以来是研究领域的重点和难点,由于医药化工废水成分相对复杂、污染物的含量较高,PH值的变化极其频繁而复杂,并携带有难降解的物质以及抑菌抗生素,这就使医药化工废水带有较大的毒性,是一种难于降解的工业有机废水。如:萘普生医药废水、环丙沙星医药废水等,原有的稀释/好氧处理工艺难以达到较好的医药化工废水处理效果,为此,有必要采用微电解/氧化/生物降解的工艺和流程,对医药化工废水进行治理。
 
医药化工废水处理工艺概述
 
随着我国医药工业的快速发展,生产作业中排放的废水对环境造成了较大的污染,医药化工废水的主要特性表现为水质、水量的变化较大,B/C比较低,成分复杂,浓度及盐分高,毒性大,可生化性差,具有较大的处理难度。目前,我国医药化工废水处理的工艺主要包括有以下几种:
 
(1)物理处理法。主要是指过滤法、重力沉淀法、气浮法。其中:过滤法通过截留水中的杂质,以减少水中的悬浮物。重力沉淀法是利用水中悬浮颗粒物的沉淀性能,在重力的自然沉降作用之下,实现固液分离。气浮法是通过微小气泡将悬浮颗粒物携带出水面的方法。然而,这些物理处理法不适用于可溶性污染物的去除。
 
(2)化学处理法。具体有:化学混凝法、化学氧化法、电化学氧化法。其中:化学混凝法是添加化学药剂,在水中产生凝聚作用和絮凝作用,从而使胶体脱稳生成沉淀而达到去除效果。化学氧化法是以O2、Cl2、O3为氧化剂,采用湿式氧化法或臭氧氧化法,对医药化工废水中的有机污染物进行氧化去除,然而这种方法不适用于水量大及浓度低的医药化工废水。电化学氧化法是使医药化工废水中的有机污染物在电解槽的电极上产生氧化还原反应而去除,然而也有能耗大、成本高、有一定的副作用的缺陷。
 
(3)生化法。如:活性污泥法、SBR法、接触氧化法、升流厌氧污泥床法等,它们是利用微生物的新陈代谢作用降解转化而成有机物的过程,对于PH值和温度有一定的要求。
 
物化/水解/接触氧化工艺医药化工废水工艺
 

1、医药化工废水处理工艺流程
 
对于成分复杂、污染浓度高的医药化工废水处理工艺,可以采用物化/水解/接触氧化工艺方法,其具体处理流程,如下图所示:

2、医药化工废水处理主要构筑物及相关设施
 
(1)调节池Ⅰ。这个设备的废水处理结构的容积为120m 3,平面尺寸为10m×5m,水深为2.5m。在废水池的进水位置设置有一个栅条间距为3mm、倾角为60°的不锈钢格栅,由于它是钢混结构,为此要做好格栅的防渗、防腐处理,在保持过栅流速为0.5m/s的条件下,可以有效地去除污水中的固形物和纤维类物质,并要注意清除过程中对管道阀门及曝气器的堵塞问题,并定期对格栅进行人工清理,确保其整洁。另外,调节池内还配置有空气混合系统,可以较好地起到搅拌的作用。
 
(2)混凝沉淀池。这是采用钢板定制的外形尺寸为5m×2.5m×2.7mr设备,功率为1.1kW,并做了防腐处理,集成了中和反应和絮凝反应,具有10m 3/h的处理能力。
 
(3)电解氧化池。该装置的处理能力为100m 3/d,分为三个5 m 3/d的不同单元,总功率达到10kW,电流密度为300A/m 2,电压为20~24V,声强为1kW/m 2,氧化时间为一个小时。在这个设备之内,主要实现对高浓度难于生物降解的医药化工废水的处理,具有较好的可生化性。
 

4)电导监控。医药化工废水经过电解氧化之后,当其盐度超出20000mg/L时,要将主流路电磁阀关闭,并同时开启旁路电磁阀,将高浓度的医药化工废水输送到缓冲池之内,在单片机控制的工业电导率仪设备应用条件下,实现医药化工废水的自动温度补偿、自动校准输出。
 
(5)调节池Ⅱ。在这个平面尺寸为20m×7m、深度为2.5m、容积为350m3的钢混结构之内,在做好防渗、防腐处理的前提下,与空气混合系统相配合,实现对医药化工废水的搅拌。
 
(6)水解池。这是一个平面尺寸为10m×6.5m、深度为6.5m、容积为400m 3的一体化结构,在这个结构之内配置有污泥回流补充系统。沉淀池的平面尺寸为6M×6M、深度为6.5m,在这个竖流式的沉淀池之内,污泥沉淀的污泥返回到水解池之中,其他的污泥则输送到污泥浓缩池。利用污泥的内部循环,可以培养微生物,对医药化工废水的有机污染物进行水解、酸化,从而有效地去除医药化工废水的悬浮物。
 
(7)接触氧化池。这是一个平面尺寸为10m×4m、深度为5m、容积为200m3的一体化结构,在这个一体化结构之中,主要采用微生物作为填充组合填料,并达到80%的填充率。操作方法为:由曝气软管曝气、鼓风机供气,结合调节池的搅拌用气现实需求,可以考虑选用两台罗茨鼓风机,其中一台作为备用,单台鼓风机的气量为5.68m 3/min,鼓风压力值为44kPa,电机功率为7.5kW,这个设备的主要功能在于:较好地实现空气搅拌功能,并为氧化工艺提供曝气条件。
 
(8)终沉池。组成部分包括有反应区和沉淀区,其中:反应区是一个平面尺寸为1m×4m、深度为5m的结构;沉淀区的平面尺寸为4m×4m、深度为5m、表面荷载为0.52m 3/(m2•h)。在终沉池之内可以装置加药装置

 
9)标准排放口。这是一个平面尺寸为4m×4m、深度为1.5m的结构,采用COD在线监控系统加以实时的监测,并在该系统之中设置有砂石过滤消泡,在提升泵的作用之下,将处理后的污水输送到污水排放总管,进行排放处理。
 
(10)污泥浓缩池。这是一个平面尺寸为4m×5m、深度为5m、容积为100m3的结构,在这个污泥浓缩池之中配置有上清液排放系统和底部排泥系统,主要是借助于配置有两套螺杆泵的厢式压滤机设备,实现对医药化工废水污泥的处理,主要是对医药化工废水污泥浓缩池的污泥进行压缩处理,可以极其有效地降低污泥含水率,并使滤液回流到调节池之中。另外,在医药化工废水处理工艺流程设置过程中,还要做好对环境的美化,要在污水处理站的位置,种植一些树木、草坪等,以实现对处理区域的绿化和美化。
 
对于医药化工废水的水质复杂、COD浓度较高、冲击负荷较大、可生化性较差的特点,要转变单一的生化处理方式,可以采用混凝沉淀及电解氧化处理方式,高效地实现对医药化工废水的预处理,并为后续的接触氧化生物处理提供条件,使医药化工废水的排放达标,在工艺运行稳定可靠的前提条件下,大幅提升医药化工废水的可生化性,达到厌氧消化的处理效果,从而满足我国对于污水综合排放的标准和要求。
 
化工废水相关资讯介绍:

 
国土面积只有700多平方公里,不及北京市的1/20,横向不过约40公里,纵向更只有约20公里,土地资源贫瘠,淡水资源匮乏,面对这样的自然条件,新加坡却建成了“花园城市”,成为旅游胜地。更令人难以置信的是,新加坡同时贴有诸多显赫的石化标签——全球三大炼油中心之一、全球十大石化中心之一、全球最大的石油精炼中心之一、世界三大石油贸易枢纽之一、亚洲石油产品定价中心……
 
距市区约10公里之外的西南部,便是新加坡的世界知名化工岛——裕廊岛,岛内聚集着逾100家化工企业,壳牌、埃克森美孚、雪佛龙、杜邦、巴斯夫等诸多世界级石油化工巨头均在此“立足、建业”,涉及产业覆盖石油与化工领域从炼油、化工到仓储、物流等全产业链各环节。该岛由7个小岛经填海造地而成,占地仅约32平方公里,却以约70亿新元(约350亿人民币)的建设资金带动了逾500亿新元(约2500亿人民币)的投资,支撑着化工产业成为新加坡的支柱产业之一。
 
世界级重化工基地与花园城市共生,经济发展与绿色环保相融,新加坡是如何做到的?带着疑问,记者日前在新加坡开展了相关走访调研。
 
水资源从依赖进口到有望自给自足
 

10月底的新加坡正值雨季。雨水冲刷后,街边泛着水光的绿植、鲜花与清凌凌的小河、水泊相映,让整座城市显得生机勃勃、充满“新意”。
 
置身于这样的场景,人们很难想象这是一个淡水资源极度匮乏的国家。据介绍,一直以来,新加坡主要从邻国马来西亚大量进口淡水。为摆脱这一局面,新加坡政府高度重视发展和创新工业污水处理技术,以提高企业在水处理方面的效率,实现了新加坡本岛工业污水和市政废水的循环再利用。
 
2010年,新加坡最大国有企业淡马锡控股公司旗下胜科工业集团投资1.8亿美元,建成了新加坡最大的新生水厂——胜科新生水厂。该厂也是目前世界上最大的再循环水厂之一,目前每天生产约23万吨新生水,可提供新加坡约15%的用水。
 
所谓新生水,即通过采用先进的微过滤/超滤和反渗透膜、紫外线杀菌技术将市政统一集中处理过的生活、工业污水进一步净化,形成高品质纯净水。新生水大部分用于工业生产,少部分打入蓄水池与大自然的雨水混合经传统工艺净化消毒后,形成生活用水。
 
在新加坡政府的大力支持与号召下,新生水现已成为新加坡的高品质再循环水品牌。据介绍,目前新加坡使用的全部新生水已占到用水总需求的1/3。
 
现如今,新加坡的“水龙头”除了进口水之外,新生水、本地集水以及海水淡化多渠道水源并进,有力地保障了本国居民的淡水供应。据介绍,待马来西亚进口水合同于2060年到期后,新加坡将有望实现国民用水的完全自主供应。
 
化工废水实现高比例回收再利用
 
始运营于1997年的裕廊岛是新加坡最大化工企业园区,该国境内几乎所有的化工生产企业都汇集于此,因此裕廊岛不仅是耗水大户,更是工业污水排放的集中地,园区内工业供水与污水治理任务艰巨。
 
驱车行驶在裕廊岛区域内,映入眼帘的除了一座座错落有致的化工厂、各类化工产品生产厂房、存储仓库、物流基地、油轮、码头,以及宽阔的待建绿地之外,沿途整齐划一的水、气、热公用管廊设施更是岛内一道别致的景观。
 

据介绍,新加坡对工业废水实施源头控制的管理思路,工业企业可将其生产过程中产生的废水直接排给有资质的污水处理公司,进行集中统一达标处理后安全排入大海或者进行工业再利用。在裕廊岛,包括废物/水处理、蒸汽、供水、工业消防等在内的基础设施通过公共管廊得以共享,企业入驻可以“即插即用”。
 
胜科集团是裕廊岛最大的公用事业运营商与水处理企业,该集团通过运营集工业用水和污水处理、天然气、电力与蒸汽于一体的一站式服务公用事业,为全岛逾40家跨国石化和化工用户提供服务。
 
2007年,该集团建成新加坡第一个化工污水处理MBR(膜生物反应器)项目,出水化学耗氧量(COD)优于一级A标准。该项目作为亚洲地区最早的MBR项目之一,目前水处理总规模2880吨/天,加上现有3.5万吨/天处理能力的中水回用(ERP)高度工业水(HGIW),助力裕廊岛化工园区真正实现了水资源的最大化利用,其中高度工业水回收利用率达到约85%,中水回用率可达到60%。
 
“采用这种由第三方公用事业运营商针对不同用户,集中统一提供工业用水、消防水、脱盐水、冷却水与污水处理,以及蒸汽、天然气、管廊、码头、罐区等公用工程的一站式、个性化服务商业模式,用户无需自建所需公用设施,可最大程度节约投资运行成本,同时提高运行效率,事实证明这种模式是行得通的。”胜科中国公共事务高级副总裁曾广仁对记者说。
 
向综合管控要成效
 
考虑到新生水厂、裕廊岛对于新加坡在用水供应及化工安全生产方面的重要性,新加坡政府对二者实行军事化级别的安保管理,每一个进入的参观者均需向新加坡公用事业局与裕廊岛管理局提前报备审批,持有效证件换取出入证,经过严格的安检后方可进入,且区内严禁拍照。
 


 
记者在采访中了解到,新加坡政府对包括新生水在内的水处理实施了国际上最严格的质量管理和排放标准。比如,新生水厂采用膜技术生产的新生水纯度远高于普通饮用水标准,需要经专门“加盐”处理后才能灌装饮用。
 
除了执行严格的质量管理标准外,该新生水厂采用了最先进的智能管控系统,堪称全球自动化程度最高的水处理厂之一。水厂占地面积约5万平方米,全厂只有16名员工负责日常运营维护,实行4班2倒制,每次轮班只需2名员工值班,最大程度降低了水厂的人力资源成本。
 
此外,在用水价格上,新加坡公用事业局采取国际公开招标制。据介绍,新生水厂投运第一年招标价格为0.28新元/吨,海水淡化水厂投产第一年招标价格为0.91新元/吨,此后根据消费者价格指数等做相应调整,但到目前为止未有任何相关公开数据。