一 设计规模及处理要求
根据厂方提供的数据，废水量300m3/d，CODcr为13000mg/L左右，设计处理能力300m3/d，设计安全系数1.2，每天运行24小时。
根据企业提供数据及行业废水特点，设计进水水质见表3-1
表3-1 设计进水水质指标
序号 | 项目 | 单位 | 指标 |
1 | CODcr | mg/L | 13000 |
2 | BOD5 | mg/L | 3500 |
3 | SS | 1000 | |
4 | 苯胺类 | mg/L | 3 |
5 | 甲苯 | mg/L | 250 |
6 | 挥发酚 | mg/L | 20 |
7 | 色度 | 倍 | 150 |
8 | pH | 无量纲 | 7～9 |
根据有关废水排放标准，各种污染物指标详见表3-2
表3-2 设计出水水质指标
序号 | 项目 | 单位 | 指标 |
1 | CODcr | mg/L | 300 |
2 | BOD5 | mg/L | 30 |
3 | SS | 150 | |
4 | 苯胺类 | mg/L | 2 |
5 | 甲苯 | mg/L | 0.2 |
6 | 挥发酚 | mg/L | 0.5 |
7 | 色度 | 倍 | 50 |
8 | pH | 无量纲 | 6～9 |
制药生产废水含有机物浓度高，可生化性差。根据我公司同类废水处理经验，，设计采用“强化物化预处理+生化预处理+多级生化处理+深度处理”作为主体工艺。工艺能耗、投资费用、运行费用、处理效率、处理效果等综合指标均优于国内同行业合成制药废水现处理工艺。
2.1 工艺流程简述
制药废水自流入调节池，均质均量后进入复合功能高级催化氧化装置，通过催化氧化将难生物降解的大分子有机物破环断链为易生物降解的小分子有机物；废水经调整pH值后由提升泵泵入铁炭微电解装置，通过Fenton试剂进一步氧化有机化合物合成CO2和H2O，使废水中COD大大降低，将苯胺类、甲苯、挥发酚等难生物降解的大分子有机物氧化断链为易生物降解的小分子有机物，提高废水的可生化性，并破坏发色基团，降低废水色度。出水自流入絮凝沉淀装置，通过加药絮凝去除大部分悬浮胶体颗粒，减轻后续生化系统的负荷；絮凝沉淀装置出水流入由短程厌氧和兼氧反应器组成的生化预处理单元，主要以生物吸附为主，降解为辅，进一步去除废水中的有机物质；出水进入由ABR反应器和短程A2-O2单元组成的多级生化处理单元，通过厌氧、兼氧、好氧交叉相互作用，同步硝化、反硝化反应，平衡吸附调整碳氮磷比值，稳步降解有机物质。出水自流入深度处理单元，通过微滤和消毒保证出水稳定达标排放。系统产生的污泥一部分回流至单元系统，剩余污泥泵入污泥浓缩池，浓缩后由压滤机压成泥饼外运。
2.2 工艺流程简图
图3-1 工艺流程图
3.1 复合功能铁炭微电解氧化装置
微电解技术是目前处理高浓度、难降解有机废水的一种理想工艺，又称内电解。它是在无需外接电源的情况下自身产生1.2伏电位差对废水进行电解处理能到降解有机污染物的目的。当系统通水后设备内会形成无数的微电池系统构成磁场产生电位差。铁在酸性条件下释放铁离子生成新生态Fe2+。Fe2+具有氧化-还原的作用，能与废水中的许多组分发生氧化还原反应；同时在Fe2+离子的催化作用下H2O2能够分解产生羟基自由基·OH。羟基自由基（·OH）具有很强的氧化能力，是一种非选择性的氧化剂，易氧化各种有机物和无机物，氧化效率高，反应速度快。通过铁碳微电解氧化将苯胺类、甲苯、挥发酚等难生物降解的大分子有机物破环断链为易生物降解的小分子有机物，提高废水的可生化性，同事破坏构成发色基团的苯等环状化合物，从而使废水脱色。
3.2 絮凝沉淀装置
铁炭微电解装置出水中含有大量Fe2+，经加碱调pH值进一步产生Fe3+；在碱的作用下进一步产生氢氧化亚铁和氢氧化铁胶体絮凝剂，通过助凝剂相互作用下将分散在废水中的悬浮物、金属离子及有机物大分子污染物被吸附-絮凝沉淀。
3.3 短程厌氧、兼氧反应单元
短程厌氧、兼氧反应单元是两个各自独立的单元，依据AB工艺A段反应机理通过技术改进发展而来，针对**合成制药废水水质条件进行设计，分别培育、驯化两种不同种属，不同运行模式以生物吸附为主要生物降解微辅的微生物菌群，两个单元均为高负荷、高污泥量、高去除率、短程运行模式。为后续生物处理提高可生化性的同时减小后续工艺的负荷。
3.4 ABR厌氧反应装置
ABR厌氧反应器内设置若干竖向导流板，將反应器分隔成串联的分几反应室，每个反映室都可以看作一个相对独立的升流式污泥床系统，废水进入反应器后沿导流板上下折流前进，依次通过每个反应室的污泥床，废水中的有机基质通过各反映室并与其中的微生物充分接触而得到去除。借助于水流的上升和沼气的搅动作用，反映室中的污泥上下运动，水流在不同隔室中流态呈现完全混合态。但是由于导流板的阻挡和污泥自身的沉降性能，污泥在水平方向的流速极其缓慢，从而大量的厌氧污泥截留在反映室中，反应器在整个流程方向表现为推流式流态。
ABR独特的分格式结构及推流式流态 使得每个反应室中可以驯化培养出与流至该反映室污水水质环境条件相适应的微生物群落。参与厌氧消化过程的微生物能够生长于各自最佳的生长环境中，使厌氧消化的效率大大提高。
ABR厌氧折流反应器是在UASB基础上开发出的一种新型高效厌氧反应器，具有以下优点：
1、反应器结构简单、无需机械混合装置、容积利用率高、不易阻塞、投资成本和运转费用低。
2、对生物体的沉降性能无特殊要求、污泥产率低、泥龄高、污泥无需在载体表面生长、不需后续沉淀池进行泥水分离。
3、水力停留时间短、可以间歇运行、耐冲击负荷能力强，对进水中的有毒有害物质具有良好的承受力、可长时间运行而无需排泥。
3.5 短程A2-O2单元
短程A2-O2单元是利用活性污泥同时存在好氧、兼氧和厌氧生物菌群的特点，通过人为控制参数，在一个处理系统中形成多段A和多段O的生物环境，使A段和O段按工艺要求进行交替组合。它是若干由A段（缺氧段）和O段（好氧段）组成的A/O周期，刚开始处于营养物质多、菌团数量少的状况（“供过于求”状态）；随着反应的进行，营养物质减少而菌团数量和质量都在增加，很快达到“供求平衡”状态；之后是“供小于求”状态营养物质被彻底干净的分解。递级平衡、吸附、降解的多元空间，最终达到使废水净化的设计目标。
短程A2-O2单元工艺特点：（1）O单元产生的硝化液直接进入下一段A单元进行反硝化，上一级硝化阶段产生的硝化液在下一级反硝化系统中得以降解，从而避免了过多的DO带入反硝化系统。系统无需硝化液回流，减少动力消耗、构筑物体积和管理程序，降低基建投资和运行费用。（2）同步去除有机物的效率高。
处理单元 | 水质 项目 | 水质指标（单位：mg/L，pH值无量纲） | |||||||
COD | BOD5 | SS | 苯胺类 | 甲苯 | 挥发酚 | 色度 | pH值 | ||
强化物化预处理单元（含调节池、铁碳微电解氧化装置、絮凝沉淀装置 | 进水 | 13000 | 3500 | 1000 | 3 | 250 | 20 | 150 | 7～9 |
出水 | 5200 | 1575 | 300 | 1.2 | 25 | 5 | 83 | 6～9 | |
去除率 | 60% | 55% | 70% | 60% | 90% | 80% | 45% | — | |
生化预处理单元（含短程厌氧、兼氧反应器） | 进水 | 5200 | 1575 | 300 | 1.2 | 25 | 4 | 83 | 6～9 |
出水 | 1560 | 788 | 150 | 1 | 3.8 | 1 | 58 | 6～9 | |
去除率 | 70% |
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