目前,江西某化工厂主要以生产1-〔2-（2-羟基乙氧基）乙基〕哌嗪、 N,N-二异丙基乙二胺、4、6-二氯-2-丙硫基-5-氨基嘧啶、6-氰基-7-甲基-1,5-二羟基-2-甲氧羰基中氮茚、5-（乙氧羰氨基）-1,2,4-噻二唑-3-乙酸甲酯医药中间体为主。在其生产过程中,产生了大量浓度高、色度高、可生化性较低的废水。该厂针对废水的特点,采用混凝—Fenton氧化—UASB—曝气生物滤池工艺对其进行处理。根据国家环保总局的要求,江西地区工业废水处理站的出水要达到《污水综合排放标准》（GB 8978— 1996）的一级标准,即pH为6～9﹑BOD≤20 mg/L﹑ COD≤100 mg/L、SS≤70 mg/L、色度≤50倍。
1 废水水质分析
江西某化工厂废水主要为生产废水及综合废水。生产废水主要来自生产过程中的减压浓缩、过滤及清洗原药过程,废水中主要含有哌嗪、甲苯、乙酸乙酯以及2-巯基-4,6-二羟基嘧啶等有机物质,具有COD浓度高、可生化性较差﹑色度高及毒性大等特点。综合废水包括生产冷却水及生活污水。化工厂废水水质如表 1所示。
2 废水处理工艺流程及说明
2.1 废水处理工艺流程
结合调研情况和实验室小试及中试结果,该厂确定了“混凝—Fenton氧化—UASB—曝气生物滤池”的序批式运行处理工艺,设计处理水量为230 m3/d。工艺流程如图 1所示。
由于该化工厂废水中含有较多的环状结构有机物,难以直接进行生物降解处理。根据废水性质,先采取混凝沉淀、Fenton氧化等方法对生产废水进行预处理,以去除色度、破坏环状结构,将难生物降解的废水转化为易生物降解的废水。
废水处理站正常运行时,从车间排放的130 m3生产废水首先通过企业污水管网经格栅由提升泵提升到调节池,后由提升泵1提升到混凝沉淀池,开启搅拌器,用氢氧化钠调节pH至7左右,投加PAC+PAM后静置一段时间出水。混凝沉淀池出水经中间池进入到Fenton氧化池,先用盐酸调节pH至3左右,按一定比例投加硫酸亚铁与双氧水,搅拌1 h,静置2 h后出水。Fenton氧化池出水与100 m3车间综合废水依次进入UASB,后提升到曝气生物滤池。经混凝、Fenton氧化、UASB、曝气生物滤池处理后的废水进入清水池。出水达到《污水综合排放标准》（ GB 8978 —1996）的一级标准,可外排也可增加动力消毒后进行回用。
2.2 废水处理工艺说明
2.2.1 格栅井
格栅井设1道粗格栅和1道细格栅,材质均为塑料。粗格栅宽度为300 mm,有效栅隙为16 mm; 细格栅宽度为300 mm,有效栅隙为16 mm,尼龙网D≤2 mm。废水首先经过粗细2道格栅,粗格栅设在进水口处,以去除废水中较大漂浮物,细格栅设置在提升泵房后,用以拦截废水中的部分悬浮物。
2.2.2 调节池
调节池1座,采用地下式钢砼结构,带防腐处理,设计尺寸为9.8 m×8.0 m×3.5 m。调节池能有效减缓水量不均、浓度不均所带来的冲击,保证后续处理连续、稳定地运行。
2.2.3 混凝沉淀池
混凝沉淀池2座,采用地上钢砼结构,带防腐处理,设计尺寸为6.0 m×4.0 m×3.5 m。混凝沉淀池的作用是在混凝剂PAC和PAM的作用下,去除废水中的胶体及细微悬浮物凝聚成的混凝体。控制 pH为8.0左右,PAC、PAM投加量分别为1 、0.033 kg/m3。
2.2.4 Fenton氧化池
Fenton氧化池2座,采用地上钢砼结构,带防腐处理,设计尺寸为3.0 m×3.0 m×3.5 m。Fenton氧化池的主要作用是将废水中带苯环结构的中间体进行降解,以减轻后续生物处理负荷。控制pH为 2～3; 按1 t废水计,硫酸亚铁投加量为1.5 kg,质量分数为30%的双氧水投加量为10 L; 反应时间为3 h（先搅拌1 h,后静置2 h出水）。
2.2.5 UASB
UASB 1座,采用地上钢砼结构,带防腐处理。通过配水、反应、三相分离过程,使水中的有机物与颗粒污泥充分接触,产生剧烈反应,从而去除废水中的COD、BOD,增强废水的可生化性。设计尺寸为9.0 m×8.4 m×8.0 m,有效容积604.8 m3,实际水力停留时间为16.5 h。
2.2.6 曝气生物滤池
曝气生物滤池1座,采用地上钢砼结构,带防腐处理,设计尺寸为12.0 m×3.0 m×5.0 m。填料为页岩陶粒,直径5 mm,层高1.5～2 m。曝气生物滤池集生物氧化和截留悬浮固体于一体,节省了后续沉淀池,具有容积负荷、水力负荷大,水力停留时间短,所需基建投资少,出水水质好,运行能耗低,运行费用少等特点。
2.2.7 沉淀池
沉淀池由进出水口、水流部分和污泥斗3个部分组成。池体平面为矩形,进口设在池长的一端,一般采用淹没进水孔,水由进水渠通过均匀分布的进水孔流入池体,进水孔后设有挡板,使水流均匀地分布在整个池宽的横断面。沉淀池的出口设在池长的另一端,多采用溢流堰,以保证沉淀后的澄清水可沿池宽均匀地流入出水渠。堰前设浮渣槽和挡板以截留水面浮渣。水流部分是池的主体,池宽和池深要保证水流沿池的过水断面布水均匀,依设计流速缓慢而稳定地流过。污泥斗用来积聚沉淀下来的污泥,多设在池前部的池底以下,斗底有排泥管,定期排泥。
2.2.8 清水池
清水池1座,半地下钢砼,带防腐处理,设计尺寸为2.5 m×2.5 m×3.0 m。清水池收集处理好的废水,一部分用于绿化和冲洗地面,剩余废水通过标准化排污口排放至污水管网入工业园污水处理厂。
2.2.9 污泥池
污泥池1座,采用地上钢砼结构,带防腐处理,设计尺寸为1.5 m×1.5 m×1.5 m。废水处理过程中产生的污泥靠排泥泵排入污泥池,自然沉降后所得固体废渣再经螺杆泵泵入污泥脱水机,污泥池的上清液和污泥脱水机的滤液返回调节池。
3 主要设备及工艺参数
该工艺主要设备见表 2。
表 2 主要设备
4 工艺调试运行结果
工艺稳定运行期间对废水的处理效果见表 3。
表 3 废水处理效果
该废水处理工程已调试完成,稳定运行了1个月,处理出水达到《污水综合排放标准》（GB 8978—1996）的一级标准。。
5 工程运行费用
该工程运行的主要费用包括药剂费用和曝气生物滤池运行的电费。以PAC为 130 kg/d,PAM 为4.3 kg/d,硫酸亚铁为195 kg/d,双氧水为1.3 t/d计,药剂费合计为1 300 元/d。用电量为600 kW·h/d,按0.55 元/（kW·h）计,则电费为330 元/d,合计运行费用为48.9万元/a。
6 结论
工程实践表明,采用“混凝—Fenton氧化— UASB—曝气生物滤池”组合工艺处理医药中间体生产废水,出水水质较好。该工艺运行稳定,操作管理方便。另外,由于UASB及曝气生物滤池内废水温度较低,生物降解有机物的能力偏低,建议在原有工艺的基础上,增加保温装置,确保微生物的生长,以达到更好的处理效果。
