抗生素废水处理系统改造工程的研究与分析
引言
抗生素废水是一类含高硫酸盐、多种抑制物，碳氮比低的难降解有毒高浓度有机废水，主要来源是原料提炼后的发酵废液，还有蒸馏回收溶剂后的残留液、离子交换吸附后的废液以及染菌倒灌的废液等。废水中含有高浓度有机物和悬浮固体，但COD（化学需氧量）很高，排入江河后将严重耗氧，破坏天然水质的自净能力，引起水质变黑、水体富营养化，传播病菌，酿成公害。国内300多家企业生产占世界产量20%-30%的70多个品种的抗生素，废水排放量大且目前大多直接排放，水体污染严重。为了加强对废水的处理能力，减少污染物的排放，公司对废水处理过程中的厌氧处理由UBF（厌氧复合床）工艺再造为IC（internal circulation）反应器处理，不仅优化了废水排放指标，而且创造较好的经济效益。
1 公司废水来源与特点
本公司主要生产盐酸林可霉素原料药及其衍生产品，年产量2000多吨，工业生产产生废水0.35万m3/d，主要组成是发酵提取废液和回收溶剂后的残留液。其特点是废水中含有高浓度的有机物（蛋白质和丁醇等）、悬浮固体和硫酸盐等，其中COD可达1.87g/L，BOD5为1.25g/L，NH3-N为229.7mg/L，SS为0.51g/L，给废水处理带来很大困难，造成生产成本大幅上升。
2 原工艺处理后排水状况
原工艺采用UBF反应池对工业废水进行厌氧处理，UBF反应池具有工艺结构紧凑、无机械搅拌装置、处理效果好以及投资费用省等优点，但其对进水COD和SS有较高的要求，处理负荷较低，一般低于10kgCOD/(m3·d)，以免由于产气负荷率太高而增加紊流造成悬浮固体的流失。公司工业生产废水首先经过自来水稀释，然后经UBF工艺处理，其排放废水指标达到：COD为786mg/L，BOD5为193mg/L，NH3-N为95.1mg/L，SS为389mg/L，经自来水4倍稀释后，达到国家排放标准，年排放废水524万m3，排放COD1218.64t/a。这不但破坏天然水质的自净能力，引起水质腐败，酿成公害，而且大量清水稀释增加公司生产成本，对水资源造成极大的浪费。
3 工艺改造后的排水状况
为了改善废水处理效率，提高废水处理能力，降低废水排放量，公司拟对废水处理过程的厌氧步骤改造为IC反应器处理工艺，共建成1500m3的IC反应器8台。IC反应器是由荷兰Paques BV公司开发的一种用于废水处理的内循环反应器，该设备由两个上下重叠的UASB（升流式厌氧污泥床）反应器串联组成的。下面的UASB反应器产生的沼气作为提升的内动力，使升流管与回流管的混合液产生密度差，实现下部混合液的内循环，使废水获得强化预处理。上面的UASB反应器对废水继续进行后处理（或称精处理），使出水达到预期的处理要求。
在处理中低浓度废水时，反应器的进水容积负荷率可提高至20-24kgCOD/(m3·d)；处理高浓度有机废水时，进水容积负荷率可提高到35-50kgCOD/(m3·d)。IC反应器对进水COD和SS的要求范围较宽，适合低浓度到高浓度废水的处理，不需稀释处理。这是对现代高效废水反应器的一个突破，有着重大的理论意义和实用价值。
公司工业生产废水经改造后的IC反应器处理后，其排放废水指标达到：COD为361mg/L，BOD5为79.3mg/L，NH3-N为35.2mg/L，SS为126mg/L，分别比原工艺下降54.07%、58.91%、62.99%和67.61%。经自来水2倍稀释后，即可达到国家排放标准（GB21903-2008）《发酵类制药工业水污染物排放标准》，年排放废水279万m3，排放COD500.73t/a，分别比原工艺缩减245万m3/a和717.91t/a。
4 改造项目投资和收益
该项目设计、实施共投资915万元，计算期为15年，建设期1年，运行14年。处理吨废水成本增加0.2元/m3，年处理废水增加成本25.6万元。本项目平均年总成本费用为432.8万元。该项目建成运行后，年节约用水245万m3，按2.3元/m3，减少水资源开支627.6万元（包括节约水资源费和节约水附加费）。所得税按25%计，运营期内年平均利润总额为194.8万元，年平均税后利润为146.1万元。
5 结论
采用IC反应器厌氧处理工艺代替UBF处理工艺，工艺简单，对进水指标要求低，运行后使得出水指标大幅优化，其中COD、BOD5、NH3-N和SS分别由786mg/L、193mg/L、95.1mg/L和 389mg/L降至361mg/L、79.3mg/L、35.2mg/L、126mg/L，分别降低54.07%、58.91%、62.99%和67.61%。不仅改善了废水处理效率和处理能力，年排放废水量降低245万m3/a，同时节约大量水资源，具有显著的社会效益和经济效益。目前，公司正在其它分厂进行该项目推广改造。
参考文献：
[1]苑宝玲，王洪杰.水处理新技术原理与应用.化学工业出版社.2006.4.
[2]史瑞明，王峰，杨玉萍.抗生素废水处理现状与研究进展[J].山东化工.2007.36（11）：10-14.
[3]曾丽璇，张秋云，刘佩虹等.抗生素制药废水处理技术进展[J].安全与环境工程.2005.12（4）：35-38.
使用微信“扫一扫”功能添加“谷腾环保网”
