污水处理技术工艺

高标准:医药废水处理如何达到地表Ⅳ类水标准?

针对深圳国家生物医学产业园制药企业废水的特点,设计了三种先进的处理方案,进行了初步研究和比较。结果表明,强化除磷脱氮生化处理系统与臭氧氧化生物活性炭深度处理相结合的工艺对该类废水有较好的处理效果。出水COD、氨氮、总氮、总磷的平均浓度分别为8 mg/L、0.1 mg/L、3.8 mg/L和0.2 mg/L,均能满足《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)中的四级水标准(总氮小于5 mg/L)。

深圳国家生物医学工业园制药企业排放的废水主要是化学合成和混合制剂,辅以中药、萃取、生物工程和发酵。这类废水不能通过城市污水处理厂直接处理。为保护环境安全,促进园区内生物医学企业的发展,接纳有潜力的生物医学企业,计划在园区内建设统一的医疗废水处理厂。在公园内进行处理,以接管各类污水收集的标准,作进一步深入处理。由于医疗废水成分复杂,生化性能差,目前仍是国内外水处理的热点和难点。目前,国内外学者在医疗废水处理中,已采用cass、sbr、mbr、unitank、氧化沟等有氧工艺处理低浓度的鳕鱼废水。厌氧处理.通过生化处理和深度处理来确定工艺过程,得到了稳定可靠的工艺参数。流出的水质符合地表水环境质量标准(gb 3838-2002)四级水质标准(其中tn≤5mg/l)。

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1材料和方法

1.1原水水质

选取制药园区具有代表性的制药企业1#(化学合成类)和2#(混装制剂类)作为取水企业。中试规模的研究水是通过污水导入与远程交通和园区调水相结合的方式提供的。

取水计划是用油罐车将1英镑的废水从制药企业运至试验基地的储罐,每辆每辆3车/日,水量为7立方米;管道进料用于将#2废水泵从制药企业运到试验基地的内部调节池,每次80至90立方米/天,通过1号企业废水0.4立方米/小时和2号企业废水3.8立方米/小时,将水混入试验水中。具体水质见表1。

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1.2工艺流程方案

试验研究设计和处理水量为100m3 / d,系统采用强化除磷脱氮工艺作为主要生物处理工艺。具体工艺流程如图1所示。根据不同的深度处理单元设计以下三种比较选项。

在工艺方案对比试验中,各工艺装置的试验条件为:调节池水力停留时间(HRT)为10h,水解酸化池水力停留时间(HRT)为4.7h。当系统的生物降解性能良好时,可超过预处理单元。强化除磷脱氮工艺为A2N工艺变形(见图2),硝化池内设置编织纤维填料,HRT为18.3h,其中厌氧段:缺氧段:硝化段:好氧段=2.0 3.1 9.8 3.4,混合液悬浮固体浓度(MLSS)为4000-6000mg/L,曝气IS 23.46m3/h,回流比R为100%。在深度处理装置中,臭氧接触柱接触时间为10分钟,臭氧用量为10-20毫克/升;活性炭柱过滤速率为10.5米/小时,填料为ZJ-15型3-5米活性炭;曝气生物滤池停留时间为15分钟,填料为3-5米陶粒;汽车停留时间营养反硝化过滤器60分钟,填料为10毫米硫颗粒,混凝沉淀池混凝时间30分钟,混凝剂为亚硫酸盐。铁,沉淀时间60分钟,反渗透设备预处理采用聚丙烯棉。工作压力4.1兆帕,有效膜面积7.9平方米,最大水通量1.316立方米/(平方米d)。

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医疗废水经过预处理后,进入强化除磷脱氮厌氧池。它与厌氧池中的回流污泥混合。然后混合物进入泥水分离池,在泥水分离池中分离。上部液体的20~30单位的灌装和GT进入含磷沉淀池进行化学除磷,剩余的上部液体泵被送入硝化槽。渗氮池的污泥和渗氮液体混合在缺氧池中,然后混浊混合物进入有氧水池。(曝气槽后),沉淀后,将水排入深度处理单元。

1.3分析项目及方法

COD:重铬酸钾法;NH3-N:纳氏试剂分光光度法;TN:碱性过硫酸钾消解-紫外分光光度法;TP:过硫酸钾消解-钼锑抗性分光光度法;SS:重量法。

2结果与讨论

2.1不同工艺组合方案对污染物的去除效率

2.1.1通过不同的工艺方案去除COD

制药废水中难降解有机物含量高,应在30mg/L以下降解,COD的去除是研究的重点。中试过程中不同组合工艺对COD的去除效果如图3所示。

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从图3可以看出,中间试验模拟了在高负荷和低负荷条件下通过强化除磷和脱氮来去除有机物。摄取鳕鱼200-450毫克/升,系统流出鳕鱼基本稳定在30-38毫克/升,平均流出浓度为33.9毫克/升,平均去除率为87.2<unk>。,以回应地表水标准中的鳕鱼排放限值要求,以确保水的总流出量稳定并降低排放风险,有必要增加深度处理方案,以进一步处理有机物和其他污染物。

在第一种方案中,臭氧氧化将二级出水降至24≤28 mg.L-1,其中臭氧氧化塔对COD的平均去除率为27.4%,且臭氧能将部分有机物氧化为CO_2,故其去除率较高。经生物活性炭滤池处理后,出水≤进一步降至5 mg/L~15 mg/L,平均为8 mg/L,经物理吸附、化学吸附和生物降解,平均COD去除率为49.5%。系统对COD的总平均去除率为76.6%。在系统运行过程中,出水COD稳定达到地表水环境IV标准的要求。

在第二种方案中,出水COD值为15≤,平均去除率为32.8%,出水COD值为30 mg·L-1。COD的去除主要依赖于曝气生物滤池(BAF)的部分硝化消耗。

在方案3中的二级流出物通过预处理单元进入反渗透单元后,流出物COD测定值低于检测限。该方案可确保安全稳定的出水,出水标准远高于地表IV水标准。

2.1.2不同工艺方案去除氨氮和总氮

如图4所示,由于医疗废水混合物中氮的浓度较低,操作时会加入10至15毫克/升的氯化铵,以调整摄取nh 3-n的浓度,控制在30至40毫克/升。系统稳定后,nh 3-n的平均流出量小于0.1 mg/l,nh 3-n的平均去除率达到99+。由于强化除磷脱氮脱氮过程的优越硝化作用,nh 3-n主要是从前端的生物处理单元中去除,流出的nh 3-n浓度为0到0.8mg/l,从设想I到设想III,nh 3-n的浓度低于0.1 mg/l。该废水符合标准的第四类(nh 3-n≤1.5mg/l)用水限制要求。

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从图5可以看出,在稳定运行阶段,强化除磷脱氮工艺出水TN浓度为2.1≤5.0 mg/L,平均出水TN为3.8 mg/L,平均去除率为88.4%。强化除磷脱氮工艺采用反硝化除磷工艺进行脱氮,反硝化效果明显优于传统工艺。在出水NH_3-N浓度较低的基础上,TN出水低于地表水的标准限值(TN、≤、5 mg/L)。

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二级出水经臭氧氧化和生物活性炭滤池处理后,出水TN为1.7≤~4.7 mg/L,平均出水浓度为3.5 mg/L,平均去除率为18.4%。系统对TN的去除效果不明显。这可能是由于臭氧出水溶解氧较高,导致系统溶解氧充足,不具备反硝化细菌生长的条件,因此几乎没有反硝化作用,只能通过同化去除少量TN。

在第二种方案中,硫自养反硝化池的脱氮效果优异,并且在填料表面上观察到黄褐色微生物和气泡。出水总TN浓度为0.6-2.2 mg / L,平均浓度为0.9 mg / L,平均去除率为78.1%。

在第三种方案中,反渗透处理后出水的总氮浓度为1.7-2.1 mg/l,平均出水浓度为1.8 mg/l,总氮的平均去除率为52.6%,总氮的出水水质远高于地表四级水质标准。

2.1.3通过不同工艺去除总磷

从图6可以看出,系统的进水TP为3.0≤=4.3 mg/L,强化除磷脱氮工艺的出水TP低于0.3 mg/L,平均出水TP为0.18 mg/L,平均去除率为95.4%。

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由于强化除磷脱氮工艺出水TP已处理到低浓度范围,达到了出水标准的要求,方案1和方案2对TP的深度处理效果不明显。对于TP,反渗透处理后出水TP低于检出限,TP出水水质远高于地表水IV类标准。

2.1.4不同工艺方案对SS的去除效果

从图7可以看出,在整个调试和稳定运行阶段,强化除磷脱氮工艺进水中的SS浓度为42.1-82.3mg/L。由于强化除磷脱氮工艺出水经二沉池沉淀后稳定,出水中SS浓度处于检测限值。

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2.2最优方案确定

通过以上三个深层处理方案,进一步去除磷脱氮过程中的水污染物,对各个污染指标的处理进行了对比分析,图8和图9分别进行了水污染总量比较。

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由于强化除磷脱氮工艺出水NH3-N浓度较低,上述三种深度处理方案的后处理效果不明显。

就TP指标而言,方案一臭氧+生物活性炭对TP的去除效果较差,几乎没有去除效果。第二种方案采用三级除磷工艺。在强化除磷脱氮工艺出水TP达标的基础上,将TP进一步降至0.1 mg/L以下,在第三种方案中,反渗透出水TP的测定低于检出限,远高于地表水IV标准的限值。

在TN的治疗中,方案2对TN的去除效果最好。硫自养反硝化装置出水中TN浓度为1.7 mg / L,去除率约为58.5%。 T3对T3的治疗效果更好。出水浓度为1.8mg / L.方案1中臭氧活性炭对TN的去除效果不是很好。只有部分TN被活性炭吸附。出水TN浓度为3.5mg / L,去除率为14.6%,但最终出水TN指数。也可以完全满足表面IV级水标准(≤5mg/ L)的要求。

由图9可知,方案1臭氧活性炭对COD的去除效果较好,出水COD平均浓度为7.9mg/L,平均去除率为76.7%。方案2的COD去除效率较差。由于在后续深度处理中只设置了先进的除磷脱氮处理装置,当二级出水NH3-N较低时,曝气生物滤池硝化过程中的碳源消耗较高。有机物去除效果小,方案三有机物去除效果最好,出水浓度低于本方法检测限。

总的来说,方案三对每个污染指标都有最佳的处理效果,但由于其投资成本和运行成本高,不适合大规模水处理。第一个方案作为强化除磷和反硝化过程的后处理单元,主要目的是从二次排放的水中去除有机物,使最终排放水中的所有污染物都能稳定地达到地表水的标准限值。

3结论

主要研究结果如下:(1)强化除磷脱氮工艺对COD、NH3-N、TN和TP的去除率分别为87.2%、98%、88.4%和95.4%。SS的平均浓度分别为33.9 mg/L、0.1 mg/L、3.8 mg/L和0.18 mg/L,出水SS浓度低于检测限。除部分COD外,其它指标均达到地表水环境质量标准IV水标准限值的要求。

(2)综合考虑这三种方案,臭氧氧化-生物活性炭吸附对各指标污染物的去除效果均优于臭氧氧化-生物活性炭吸附。出水COD、NH3-N、TN和TP的平均浓度分别为8.0 mg/L、0.1 mg/L、3.8 mg/L和0.2 mg/L。

(3)该项目确定的最优组合方案如图10所示。

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最佳工艺方案是采用强化除磷脱氮工艺作为生物处理单元,臭氧氧化生物活性炭工艺作为先进处理单元。本系统出水不加药,满足《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)(tn<5mg/L)中四类水质要求。

高标准:医药废水处理如何达到地表Ⅳ类水标准?

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