宁夏某制药有限公司, 是专业研制和生产新型兽用原料药的新型现代化股份制企业。由于公司生产规模有限, 公司生产的托曲珠利、替米考星、氟苯尼考3个产品的生产量远不能满足国内外市场的需求, 从而很大程度上影响了企业发展和社会效益。为积极应对市场需求, 公司投资3 400万元, 根据目前设备现状, 对托曲珠利、替米考星、氟苯尼考3个产品生产线进行扩建, 同时新建公司开发的尼卡巴嗪、口恶喹酸、帕托珠利、沃尼妙林4个产品生产线。

　　 扩建后新增生产废水主要分为9部分, 设计进水水质、水量如表1所示。

　　 新建废水处理站建造规模为120m³/d, 进出水水质指标根据公司提供及《污水综合排放标准》 (GB8978—1996) 中的一级排放标准确定, 设计综合进出水水质如表2所示。

　　 新建废水处理站所处理的废水主要成分是二氯乙腈、醋酸丁酯、联脲等物质, 有机物质种类繁多, 难生物降解物质较多, 部分废水属于高氨氮、高COD废水。经整理, 该项目废水中主要特征因子的理化特性见表3。

　　 废水具有以下特点: (1) 废水为多条生产线生产过程中产生的废水, 种类繁多, 成分复杂; (2) 废水处理站进水水量较小, 因企业产品生产情况改变, 导致水质波动较大, 存在冲击负荷; (3) 硝基物废水、托曲珠利废水、环合废水和口恶喹酸废水中污染物成分复杂, 种类繁多, 难生化降解; (4) 废水中氯离子含量较高, 存在一定生物毒性; (5) 氟苯尼考废水中存在污染因子六氟丙烯, 其中氟以化合态形式存在于废水中。

　　 废水处理站进水COD高达35 000 mg/L、SS高达439mg/L, 并含有大量细颗粒油。选用溶气气浮装置, 通过投加PAC, 利用浮上法, 实现废水中悬浮物质及乳化油的去除, 减少后续有机负荷。气浮产生的上层浮渣通过气浮装置的刮渣装置送入浮渣收集池处理。生产废水中含有多种难降解有机污染物, 如邻硝基苯胺、双乙烯酮等污染物, 选用Fe/C微电解耦合Fenton氧化作为二级还原-氧化, 使难生物降解有机物进一步断链、开环, 降低废水COD的同时提高废水可生化性^[1]。

　　 经过Fe/C微电解和Fenton氧化降解, 废水COD明显降低, 可生化性也得到较大幅度提高, 但废水中残留有影响后续生化处理的Fe²⁺和Fe³⁺。结合氟苯尼考废水中含有氟离子的特点, 向Fenton氧化反应单元的出水中投加Ca (OH) ₂溶液, 调节pH的同时Ca²⁺可以与F^-结合形成CaF₂沉淀;之后辅以PAC和PAM加强污染物的沉淀, 同时新生态的Fe (OH) ₂和Fe (OH) ₃胶体具有较大的比表面积和较强的吸附能力, 通过吸附沉淀可以去除废水中的胶体COD和色度。

　　 综上, 针对综合废水特点, 预处理选用溶气气浮+Fe/C微电解+Fenton氧化+混凝沉淀工艺, 达到初步降低废水COD、提高废水可生化性的目的, 同时可有效节约运行成本。

　　 针对废水高硫酸盐、高有机物的特征, 生化处理采用水解酸化池+ABR+A/O工艺。废水先后进入水解酸化池、ABR池, 难生物降解的有机物降解为小分子有机物质, 进一步提高废水的可生化性, 降低后续生化处理的难度^[2]。此外, 水解池可以还原废水中的硫酸盐, 降低硫酸盐对后续生化处理系统的不利影响^[3]。

　　 A/O生物处理采用缺氧+好氧处理工艺。好氧池按照1∶2∶3的比例分组, 其中最后一组池体按投加量50%投加MBBR填料, 利用其生物量大、抗冲击负荷能力强等优势, 进一步去除废水中的有机物质, 降低废水COD, 同时可以进一步降低废水中的氨氮含量^[4]。

　　 本工程深度处理采用一体化环形氧化混凝沉淀池+中间水池+砂滤罐+清水池, 二沉池出水经泵提升进入一体化环形氧化混凝沉淀池中, 在此氧化剂与废水经曝气搅拌推流前进, 良好的均质效果极大的提升了氧化剂的利用效率。而独特的同心圆套设反应器, 既提高了对由水量变化引起的冲击负荷抵抗能力, 也实现了沉淀池高效的沉淀效果。经沉淀池实现固液分离后, 上清液通过中间水池提升进入砂滤罐, 经过滤进一步去除废水中污染物进入清水池。清水池暂存废水处理站出水, 同时也可作为砂滤罐反冲洗水池。

　　 综上所述, 废水处理站的工艺流程如图1所示。

　　 (1) 溶气气浮装置。1套, 处理水量120 m³/d。内置溶气气浮机1套, 流量120m³/d;G30-1型污泥泵1台, 流量5m³/h, 扬程15m, 功率0.75kW。

　　 (2) 微电解反应釜。1座, 尺寸3 m×3.3 m (其中0.5m超高) , 有效容积20m³, HRT 4h。内置曝气装置1套。

　　 (3) Fenton反应釜。1座, 尺寸3 m×3.3 m (其中0.5m超高) , 有效容积20m³, HRT 4h。内置JBJ-900型桨式搅拌机1台, 功率1.1kW。

　　 (4) 稳定池。1座, 尺寸3 m×3.3 m (其中0.5m超高) , 有效容积20m³, HRT 4h。内置JBJ-900型桨式搅拌机1台, 功率1.1kW。

　　 (5) 絮凝池。1座, 尺寸2 m×1 m×2 m (其中超高0.5m) , 有效容积3m³, HRT 40min。内置气体搅拌装置1套;SK-25/50型管式静态混合器1台, 流量3.5~7m³/h, 功率0.2kW。

　　 (6) 沉淀池。1座, 尺寸6.3m×1m×5.2m (其中超高0.5m) , 设计表面负荷q=0.8m³/ (m²·h) , 有效容积15m³, HRT 3h。内置G30-1型污泥泵1台, 流量5m³/h, 扬程15m, 功率0.75kW;CDMS型刮泥机1台, 功率1.5kW。

　　 (1) 水解酸化池。2座, 尺寸12 m×3.75 m×7.7m (其中0.5 m超高) , 有效容积640 m³, HRT5d。配有ORP在线仪2套, QJB0.85/6-220/3-960型潜水搅拌机4台, 功率0.85kW。

　　 (2) ABR池。2座, 每座5格, 尺寸12m×3.1m×7.5m (其中0.5m超高) , 设计容积负荷3kgCOD/ (m³·d) , 流量120 m³/d, 有效容积520m³。内设ORP在线仪2套;QW50-20-12-1.5型污泥回流泵4台 (2用2备) , 流量20m³/h, 扬程12m, 功率1.5kW。另需投加弹性填料200m³。

　　 (3) 缺氧池。2座, 尺寸5.7m×4m×7.3m (其中0.5m超高) , 有效容积300m³, 设计容积负荷1.6kgCOD/ (m³·d) 。内置ORP在线仪2套, QJB0.55/6-220/3-960型潜水搅拌机4台, 功率0.55kW。

　　 (4) 好氧池。2座, 尺寸8 m×5.7 m×7.1 m (其中0.5m超高) , 有效容积600 m³, 设计容积负荷0.6kgCOD/ (m³·d) , 按比例=1∶2∶3分组, 最后一组为MBBR工艺。内置QW50-20-12-1.5型内回流泵4台 (2用2备) , 流量20m³/h, 扬程12m, 功率1.5kW;微孔曝气系统2套;DO在线仪2套。另需投加MBBR填料150m³。

　　 (5) 二沉池。1座, 尺寸3 m×3 m×5.5 m (其中0.5m超高) , 设计表面负荷q=0.6m³/ (m²·h) , HRT 3.3h。内置污泥泵2台 (1用1备) , 流量10m³/h, 扬程15m, 功率0.75kW;外回流泵2台 (1用1备) , 流量10 m³/h, 扬程15 m, 功率0.75kW;CDMS型刮泥机1台, 功率1.5kW。

　　 (1) 一体化环形氧化混凝沉淀池。1座, 尺寸6m×5.5 m (其中0.5 m超高) , 有效容积140m³。内置空气搅拌装置2套;推流搅拌装置4套, 功率0.75 kW;CDMS型刮泥机1台, 功率1.5kW;污泥泵2台 (1用1备) , 流量10 m³/h, 扬程15m, 功率0.75kW。

　　 (2) 砂滤罐。1座, 尺寸1.5 m×4 m (其中0.5m超高) , 有效容积6 m³。内置反冲洗水泵1台, 流量40m³/h, 扬程20m, 功率5.5kW。

　　 2016年12月废水处理站新建完工并投入使用, 运行稳定后废水处理系统各主要处理单元日平均出水水质数据如表4所示。

　　 由表4可知, 采用预处理+生化处理+深度处理组合工艺, 最终出水COD稳定在75mg/L左右, 氨氮稳定在7.6mg/L左右, TP稳定在0.15mg/L左右, SS稳定在35 mg/L左右, 均满足《污水综合排放标准》 (GB 8978—1996) 一级排放标准, 废水可达标排放, 且出水水质波动范围小, 可平稳运行。

　　 工程总投资为405万元, 总装机容量为71.4kW, 电负荷均为380V/220V低压用电负荷, 日总耗电量约878.35kW·h。总运行费用为10.74元/m³, 其中电费4.39元/m³[以0.6元/ (kW·h) 计], 药剂费4元/m³, 维护费0.68元/m³, 人工费1.67元/m³。

　　 (1) 生产废水中含有多种难降解有机污染物, 如邻硝基苯胺、双乙烯酮等污染物, 污染物种类繁多。预处理采用溶气气浮+Fe/C微电解+Fenton氧化+混凝沉淀工艺, 达到了初步降低废水COD、提高废水可生化性的目的, 同时可有效节约运行成本。

　　 (2) 水解酸化池+ABR组合单元为厌氧氨氧化提供了短程反硝化的条件, 可有效地降低氨氮负荷;同时该组合可高效还原废水中硫酸盐, 降低其对微生物的毒害作用。

　　 (3) MBBR池体内部每个载体内外均具有不同的生物种类, 可单独作为一个微型生物膜反应器, 为短程反硝化及高效去除有机物提供了条件。

　　 (4) 深度处理采用一体化环形氧化混凝沉淀池+多介质过滤工艺, 保证出水稳定达标。