1. 研究目的与意义
随着医药工业的发展,制药废水已经成为严重的污染源之一。由于药物品种繁多,在药物生产过程中,需使用多种原料,生产工艺又比较复杂,因而废水组成也十分复杂。制药废水因其组成复杂、有机污染物种类多、浓度高、毒性大、色度深和含盐量高等特点,而成为国内外难处理的高浓度有机水,也是我国污染最严重、最难处理的工业废水之一,如何处理该类废水是当今环境保护面临的一个难题。
在众多的制药产品中,抗生素无论从其影响和作用,还是产品种类,产量以及生产工艺特点等方面来看都具有代表意义,所以抗生素生产废水在制药废水处理上占有重要地位。本设计对某制药厂的抗生素生产废水处理工程进行工艺设计,通过工艺设计来解决抗生素生产废水处理后达标排放问题,这对制药行业生产废水的处理具有指导作用。2. 国内外研究现状分析
国内外制药工业废水常用的处理方法大多为:物化法、化学法、生化法、其他组合工艺等。物化法主要有混凝沉淀法、气浮法、吸附法、电解法和膜分离法;化学法主要有催化铁内电解法、臭氧氧化法和Fenton试剂法:生化法主要有序批式活性污泥法(SBR法)、普通活性污泥法、生物接触氧化法、上流式厌氧污泥床(UASB)法。由于制药废水具有成分复杂、COD高且难降解的特点,单独的好氧处理或厌氧处理往往不能满足达标排放要求,而厌氧 好氧等组合工艺在改善废水的可生化性、耐冲击性、投资成本、处理效果等方面表现出了明显优于单一处理方法的性能,因而在工程实践中得到了广泛应用。组合工艺主要有电解 水解酸化 CASS工艺、微电解 厌氧水解酸化 序批式活性污泥法(SBR)、UASB 兼氧 接触氧化等。
目前国内外研究人员也提出了其他诸多组合工艺,如吸附 混凝 高级化学氧化法、内电解混凝沉淀 厌氧 好氧法、UBF UASB两相厌氧法、水解 接触氧化法、气浮 兼氧 CASS法、OFR(氧化絮凝复合床) SBR法等,目前国内外制药废水治理的关键在于能否找到可明显提高生化性的预处理方法,为后续生化处理系统创造良好条件,继而找到一种工艺简单、操作简便、节省能源且成本低廉的处理方法。
3. 研究的基本内容与计划
研究内容:(1)全面熟悉制药废水的产生和来源,尤其是抗生素废水的性质;(2) 综述抗生素水处理的方法和工艺流程;(3)通过方案论证确定合理的处理工艺;(4)根据方案比较以及优化结果完成设计计算书;(5)根据方案比较的结果完成方案设计,工艺总体初步设计和主要构筑物的初步设计。
研究计划:设计调研(2月21日-3月7日):英文文献翻译,专题综述,熟练掌握AutoCAD制图;设计阶段(3月8日-5月23日):方案论证,流程确定,设计计算,绘制图纸;答辩准备阶段(5月24日-6月1日):完善设计图纸和说明书,准备答辩。
4. 研究创新点
本设计采用厌氧加好氧的组合工艺,主体工艺中,厌氧工艺选择UASB反应器,UASB法与其它类型的厌氧反应器相比较,具有一系列优点:所需池容大大缩小;设备简单,运行方便,勿需设沉淀池和污泥回流装置,不需要充填填料,造价相对较低,便于管理而且不存在堵塞问题。好氧工艺选择CASS池,CASS反应池,建设费用低 ,工艺流程简洁,布局紧凑,一次建设费用低;运行费用省,运行管理简单可靠 ,工艺控制系统简单,不易发生污泥膨胀,并且污泥产量少。CASS池后增设曝气生物滤池。曝气生物滤池集生物氧化和截留悬浮固体一体,节省了二沉池,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,运行费用少的特点。
由于废水中含有残存的抗生素,这对微生物尤其是UASB中产甲烷菌来说具有相当大的毒害作用,甚至可以引起生物处理工艺的失效。因此UASB前设置一个水解池,利用产酸菌的不敏感性,改变毒物的结构或将其分解,使毒性减弱甚至消失,同时大量产酸菌在水解作用下,还可以大大降低悬浮固体浓度。在UASB前降低SS含量是必要的,因此在UASB工艺前设置初沉池,一方面利用固液分离去除废水中的杂质及悬浮物,同时还可以降低一些废水中有机物含量。CASS池后增设曝气生物滤池。曝气生物滤池集生物氧化和截留悬浮固体一体,节省了二沉池,具有水力负荷大,水力停留时间短,所需基建投资少,出水水质好,运行能耗低,运行费用少的特点。
