简介： 制药工业是广州市的支柱工业之一，抗生素化学制原料药又是制药的基础工业，其所产生的废水含大量有毒有机物，如侧链脂、石油醚、丙酮、甲醇、乙醇、二氯甲烷、甲苯和各类酸、碱物质，还带有头孢类抗生素残留物。此类废水成份复杂，有机物含量高、分子量大、水中的有毒物质和抗生素类对生化处理的菌种有很强的抑制作用，是目前国内外公认最难处理的废水之一。
关键字：生物铁 接触氧化组合 抗生素
一、研究目的：
制药工业是广州市的支柱工业之一，抗生素化学制原料药又是制药的基础工业，其所产生的废水含大量有毒有机物，如侧链脂、石油醚、丙酮、甲醇、乙醇、二氯甲烷、甲苯和各类酸、碱物质，还带有头孢类抗生素残留物。此类废水成份复杂，有机物含量高、分子量大、水中的有毒物质和抗生素类对生化处理的菌种有很强的抑制作用，是目前国内外公认最难处理的废水之一。
我公司受生产厂家的委托，研究治理此类废水的可靠、适用技术。2001年开始，我公司组织技术力量、深入我市唯一一家生产抗生素原料药的厂家——广州市白云山化学制药厂各车间，调查此类废水的组成、性状和排放规律。通过调研和测试，掌握了大量数据和第一手资料。在治理技术调研的基础上，决定通过实验研究，探索各单元工艺和组合工艺的治理效果、最佳的控制参数和操作条件，为拟定治理工艺路线和工程设计参数提供依据。
根据深入工厂各车间进行污染源调查了解到，抗生素化学制药废水按污染物浓度范围大致可分为两种：第一种是CODcr>10万mg/l的高浓度有机废水，此类废水主要是各车间排放的离心母液，离心机酸水和釜底液等，约占全厂废水量的1.7%，此类废水我们需另行研究更特殊的处理方法，不纳入本次试验课题内容；第二类是CODcr<10万mg/l的综合废水，其来源一是各车间排放的工艺废水（CODcr数千至数万mg/l），二是各车间排放的低浓度生产废水，包括阴阳离子柱再生超滤水注、洗瓶、洗罐、洗地、一般冷却水、实验室排水和锅炉冲灰水等（CODcr100至数百mg/l）。第二类废水约占全厂废水量的98.3%，混合调节后，CODcr浓度范围在2700～3500mg/l之间。第二类废水是本课题研究处理的对象。
根据上述情况，我们拟定了研究试验工作的进水水质和处理出水水质目标。鉴于此类废水处理难度大，国内尚缺乏可借鉴的经验，我们拟定的处理出水水质分为三个档次要求，详见表1。
表1 设计进出水水质
|
水质指标 |
PH |
SS |
CODcr |
BOD5 |
石油类 |
氨氮 |
||
|
处理前 |
4-9 |
500 |
4000 |
1500 |
30 |
|||
|
处 理 后 |
第一档 |
DB44126-2001三级标准 |
6-9 |
400 |
1000 |
300 |
30 |
— |
|
第二档 |
DB44126-2001二级标准 |
6-9 |
100 |
300 |
30 |
10 |
50 |
|
|
第三档 |
DB44126-2001一级标准 |
6-9 |
70 |
100 |
20 |
5 |
10 |
|
注：单位除PH值外 均为mg/l
二、 组合工艺流程选定
㈠ 、技术发展现状与趋势简述：
目前对抗生素制药类废水的处理，大多采用传统的生物与物化处理技术，但由于废水中含有大量复杂的有机物对细菌有很强的抑制作用，因而处理效果差，运行费用高，难以达标。近年来国内外有些研究部门采用催化氧化、光氧化、臭氧氧化，纳膜分离等技术，对抗生素类废水进行处理试验，取得一定效果。但多数因为装置复杂，能耗高，操作不便，或要依赖进口材料，生产部门难以承受，极小实现工业规模的应用。为此，我公司根据长期深入生产厂家调研所掌握的废水成份，结合对有关技术调研及本公司近年来处理其它有机废水的经验，力图通过试验探索出一套流程简洁、处理效率高，材料立足国内易得，建设运行费用相对较低，便于操作管理，适合国情的处理此类废水的工艺技术，以解决我市治理此类废水的当务之急。
㈡ 、治理试验工艺流程选定
根据我公司近几年的研究成果和实际应用生物铁技术处理其它难降解有机废水获得成功的经验，拟定了以生物铁技术为主工艺的试验组合工艺流程：
预曝气池置有生物铁填料，气水比为5:1～7:1，连续进水预曝气后进入厌氧生物铁池。
试验工艺调整后，适当加大了试验单元设备的容积，日处理水量增加至240L，进水CODcr浓度控制在4000mg/l左右。
这一阶段试验时间从2002年2月至2002年4月底，表二列出试验工艺调整后CODcr去除率数据（表二附后）。
从表二的数据分析可见，试验工艺调整后，在室温范围21.5～32℃，进水浓度为3.02×103～4.67×103mg/l，进水CODcr浓度为3.55×103mg/l；预曝气池出水CODcr平均浓度为1.90×103mg/l，平均去除率达48.90%；厌氧生物铁池出水CODcr平均浓度为734.8mg/l，平均去除率达57.80%；好氧生物铁出水CODcr浓度为262.9mg/l，平均去除率达62.6%；全流程出水CODcr平均浓度为208.1mg/l，全系统CODcr总去除率平均为93.8%，出水CODcr值稳定达到并优于DB44/26-2001二级排放标准限值，并可达到工厂回用水质要求。
六、研究试验工作小结
1、 研究试验结果表明，应用生物铁—接触氧化组合技术处理抗生素化学制药废水，处理效果显著，对高难度化学制药有机废水的处理获得了突破性进展，其CODcr去除率可稳定>90%，经处理后的出水可达到工厂回用水的水质要求。
2、 此组合工艺流程简洁，操作方便。生物铁池经活化的铁填料用量仅为池容的1/10左右（重量比），每半年仅需补充原始铁填料用量的1/5～1/10，不用投加其它化学药剂。沉淀池的生物污泥可回流至厌氧池进一步消化，需外排污泥量很少。
3、 此工艺推广应用于抗生素类化学制药废水的治理工程，将获得显著的环境效益。以广州白云化学制药厂日处理700吨，平均CODcr浓度3500mg/l的综合废水为例，每天可减少排放CODcr2.205吨，以年生产运行300天计，每年可减少排放CODcr661.5吨。这对改善珠江河的水质，将有重要作用。
4、 处理后的废水可供工厂回用（例如用作循环泵冷却水，锅炉冲灰水等）。可节约大量水资源，也具有可观的经济效应。
5、 此工艺对含复杂组分难降解有机废水具有显著的处理效果，可广泛推广应用于其它种类制药，化工合成等有机废水的处理。
6、 应用这一组合工艺，虽然对抗生素化学制药废水处理已取得突破性进展，但对达到我们的第三档目标（DB44/26-2001一级排放限值）尚有一段距离。要达到更高的处理效果，除了继续调整，优化试验参数（例如探索最适宜的厌氧停留时间等）之外，可能还要配套其它的深度处理技术，我公司将继续开展这方面的研究。