制药高COD废水处理案例｜化学原料药及医药中间体废水处理工程

化学原料药及医药中间体废水处理工程

一、项目背景与概况

化学原料药及医药中间体生产过程中产生的废水污染物因子多、成分复杂、浓度高低不一、可生化性差，是制药行业中难度最大的废水类型之一。某医药企业从事原料药及中间体生产，主要产品涉及抗生素类、合成类药物等。该厂区废水具有高COD、高氨氮、高盐分的特点，同时含有大量难降解有机污染物，如苯环类、杂环类化合物等，传统生化处理工艺难以直接达标。

该企业废水处理工程设计处理规模为日均混合废水约数千立方米。由于车间排放的废水浓度差异巨大，必须采用分质预处理与集中深度处理相结合的技术路线。

二、进水水质特征

根据该企业各生产车间的排水分析，废水可分为高浓度废水和低浓度废水两大类。其中高浓度废水主要来自合成车间、精制车间及清洗水等，COD浓度极高；低浓度废水主要来自生活污水、冷却排水等，水质相对较好。

混合废水水质指标如下：

COD：5430 mg/L

氨氮：222 mg/L

总氮：371 mg/L

废水呈现污染物因子多、浓度波动大、生物毒性强的特点，BOD5/COD比值较低，可生化性差，需采取强化预处理后提升可生化性，再进入生化系统处理。

三、工艺设计与技术路线

针对上述水质特点，工程设计采用了分类收集、分质处理、分段达标的工艺路线。整体工艺分为车间预处理段、混合废水预处理段、生化处理段和深度处理段四个主要环节。

车间预处理段：

高浓度废水先进入车间预处理系统，重点采用零价铁还原+氧化工艺。零价铁还原可以破坏废水中的硝基、氯代等难降解官能团，将有毒有机物转化为易生物降解的物质，同时氧化工艺进一步降解有机污染物，有效削减废水的生物毒性，为后续处理创造有利条件。

混合废水预处理段：

经过车间预处理的高浓度废水与低浓度废水按比例混合后，进入气浮单元。气浮主要通过微小气泡的吸附作用去除废水中的悬浮物、胶体物质及部分油脂，降低后续生化系统的负荷。气浮出水进入水解酸化池，利用兼性微生物的代谢作用，将大分子的难降解有机物分解为小分子易降解有机物，显著提升废水的可生化性，水解酸化后废水的BOD5/COD比值明显提高。

生化处理段：

生化处理系统采用高效双循环厌氧塔+两级AO-MBR的组合工艺。高效双循环厌氧塔采用内循环与外循环相结合的流态设计，在较高的有机负荷条件下实现对COD的大幅削减，同时产生清洁能源沼气。两级AO工艺则承担主要的脱氮除磷任务。一级AO在缺氧池中进行反硝化，去除硝态氮，好氧池中完成有机物的降解和氨氮的硝化；二级AO进一步强化脱氮效果。MBR膜生物反应器替代传统二沉池，通过膜的高效截留作用，使生化系统的污泥浓度大幅提高，从而增强系统的处理能力和抗冲击负荷能力，同时保证了出水悬浮物极低。

深度处理段：

为确保出水稳定达标，生化出水再进入流化床芬顿氧化塔进行深度处理。芬顿氧化利用过氧化氢与亚铁离子反应生成强氧化性的羟基自由基，可将残留的难降解有机物彻底矿化或转化为可生物降解物质。流化床设计提高了传质效率和氧化剂利用率，减少了药剂投加量。

四、处理效果与运行数据

工程正式投入运行后，经过调试和稳定运行，取得了优异的效果。在进水COD、氨氮、总氮分别为5430、222、371 mg/L的条件下，处理后出水浓度分别为240、21、45 mg/L，对应去除率分别达到95.6%、90.5%和87.9%。出水水质各项指标均符合园区污水处理厂的纳管标准。

工程运行过程中发现，零价铁还原预处理对降低废水生物毒性效果显著，为后续生化系统的稳定运行奠定了基础。MBR膜系统运行稳定，膜污染控制良好，化学清洗周期维持在3个月以上。流化床芬顿氧化塔作为深度处理单元，在COD浓度较低的情况下仍保持了较高的氧化效率，确保了出水达标。

五、工程特点及经济性分析

本工程的主要技术特点体现在以下方面：

一是分类分质的预处理策略。高浓度有毒废水先经过零价铁还原+氧化的双重作用降低生物毒性，再与低浓度废水混合，避免了对生化系统的直接冲击，显著提高了系统的整体处理效率和运行稳定性。

二是多级厌氧-好氧组合工艺的应用。高效双循环厌氧塔在实现COD大幅削减的同时产生沼气，有效回收能源；两级AO工艺为脱氮提供了充足的反应空间，与MBR膜系统的结合则实现了污泥龄和水力停留时间的分离，使得生化系统能够保持在最佳的运行状态。

三是流化床芬顿氧化的深度处理。在常规生化难以达标的情况下，芬顿氧化作为保障单元，确保出水水质的稳定性。

工程总投资在经济性方面表现良好，吨水处理成本处于行业合理区间。通过优化工艺参数和药剂投加，运行费用得到有效控制。该工程为同类医药化工废水处理提供了可资借鉴的工程范例。

六、小结

本案例表明，对于化学原料药及医药中间体生产废水，采用零价铁还原+氧化车间预处理、气浮、水解酸化、高效双循环厌氧、两级AO-MBR理化系统、流化床芬顿氧化塔的组合工艺，能够有效应对高COD、高氨氮、低可生化性等处理难点。工程实践证明，该工艺路线技术先进、运行稳定、处理效果可靠，出水水质全面达到排放标准。