详细分析了某制药厂生产废水的特性，包括废水来源、成分及水质处理结果。针对现有废水处理工艺存在的问题，提出了优化方案，包括高浓水引入“隔油气浮+多相催化氧化”预处理后，再和其它废水进入综合调节池，用“水解酸化+IC厌氧池+二级A/O+二沉池”处理的方式以提升处理效率并降低成本。优化后的废水处理工艺在去除高浓度、生物降解性差的有机废水方面表现出色，COD浓度处理效率高达96.5%，氨氮处理效率达到91.4%，处理后的水质完全达到了国家规定的排放标准及市政污水厂接管标准。同时，优化后的工艺设备总功率仅仅比原工艺设备总功率增加10%，耗电量比原工艺增加10%左右，不会大幅增加企业负担，而且能够完全实现达标排放，环境效益明显。该优化方案为制药厂废水处理提供了有效的解决方案，有助于企业应对日益严峻的环境挑战，实现可持续发展。

随着制药化工行业的迅猛发展，生产废水排放问题日益凸显，成为制约制药行业可持续发展的关键瓶颈。某制药厂生产过程中产生的生产废水COD高达上万毫克/升、生化性差，属高浓度有机废水。该厂现有一套综合废水处理设施，处理工艺为：“混凝气浮+厌氧池+二级A/O+二沉池”处理。处理后经常出现COD及氨氮超过市政污水厂接管标准情况，对市政污水厂造成负荷冲击，对周边环境及生态系统造成严重影响。因此，优化该化工厂的废水处理工艺，提高废水处理效率与水质达标率迫在眉睫。研究旨在深入分析某制药厂生产废水的特性与现有处理工艺存在的问题，提出针对性的优化方案，并通过实际运行效果评估，验证优化方案的可行性与有效性，为同类企业的废水处理提供可借鉴的经验与参考。

Part.01某制药厂生产废水特性分析

1.1废水来源与成分

①生产工艺与废水产生环节某制药厂专注于高端原料药、医药中间体的生产，其核心产品包括三元环、五元环、替格瑞洛、洛索洛芬、环丙贝特、舒林酸、替诺福韦等。在产品的生产过程中，废水主要产生于以下几个环节：原料准备阶段(如原料的溶解与调配)、合成反应阶段(分层、萃取、水解、酯化等反应废水)、后处理与精制阶段(如脱盐、提纯等)。这些环节中，未反应的原料、催化剂、反应副产物及后续处理中用于中和、清洗的水等，均构成了废水的主要来源。

②废水特性通过对该制药厂废水的详细分析，我们发现废水有以下特点。

A.进水成分复杂：废水来源为不同环节废水，废水COD高达10000 mg/L、盐分高、生化性差，且含有二氯甲烷、乙酸乙酯、苯系物等难生物降解物质。属高浓度有机废水。

B.污水难生物降解：生产废水来自不同车间不同工艺段产生，废水水质随生产工艺变化，污水中COD的主要成分为烃类、酯类等大分子有机物，生物降解性差。在指标上体现为污水B/C较低。污水氮磷含量较低不利于废水生化处理。

C.污水处理要求较高。企业要求出水COD小于500 mg/L，氨氮小于50 mg/L。企业污水生化性能差，难降解或不可降解的有机物较多，单独生化处理工艺难以达到排放要求。

D.进水中含有部分油类、氯化物，进入生化系统影响系统稳定运行。

1.2现有污水处理工艺及处理效果

某制药厂现建设一套综合废水处理设施，处理工艺为：“混凝气浮+厌氧池+二级A/O+二沉池”处理。处理后通过厂区排口集中排入市政污水处理厂。厂内生产废水不分高低浓度，直接全部进入厂内污水处理站。经多年运行经验，经常出现COD及氨氮超过市政污水厂接管标准情况，最大COD处理后浓度达到800 mg/L，大于市政污水厂接管标准500 mg/L；最大氨氮处理后浓度达到70 mg/L，大于市政污水厂接管标准50 mg/L，对市政污水厂造成负荷冲击。企业也因此受到过环保处罚。

1.3拟优化废水处理工艺及可行性

为彻底解决厂内污水处理站不能有效处理厂内高浓度废水现象，某制药厂拟更新工艺，处理工艺为：高浓水经“隔油气浮+多相催化氧化”预处理后，和其它废水进入综合调节池，采用“水解酸化+IC厌氧池+二级A/O+二沉池”处理。处理后通过厂区排口集中排入市政污水处理厂。其中高浓度废水处理规模100 t/d，高盐废水经多效蒸发后与低浓度废水、处理后的高浓度废水一起进入综合调节池进行“水解酸化+IC厌氧池+二级A/O+二沉池”处理，处理规模700 t/d。

充分考虑分析项目实际水质水量特点，对不同废水采取清污分流、针对处理，同时充分考虑烃类、酯类化合物的去除。整体降低系统负荷和运行成本，提升系统处理效率性处理措施，降低综合处理成本。COD采取物理化学+生化组合方法处理，确保出水COD达标。烃类、酯类化合物、石油类，废水中烃类、酯类化合物污染物生化性能差，物化方法难以去除。方案中预处理工序先采用隔油、气浮去除部分有机悬浮物、石油类，然后采用多相催化氧化，在催化剂的催化作用下，加入废水中的氧化剂催化生成氧化能力极强的自由基，可以对水中的有机物进行氧化，在必要的条件下将会使有机污染物转化成二氧化碳和水。最后再经过混凝沉淀处理悬浮状胶体物质后进入综合调节池。最终企业高浓水经“隔油气浮+多相催化氧化”预处理后，和其它废水进入综合调节池，采用“水解酸化+IC厌氧池+二级A/O+二沉池”处理，具有可行性。

表1 废水各阶段设计处理效果一览表

具体工艺如下。

①气浮、隔油装置：

目的是过滤废水中的有机悬浮物、石油类等，为多相催化氧化提供条件。

②多相催化氧化：

多相催化氧化技术是一种用于去除废水中COD的技术，是高级氧化技术(Advanced Oxidation Process，AOPs)的一种，主要是通过加入催化剂促进氧化剂双氧水发生协同反应，生成大量具有强氧化性的羟基自由基(HO-)，将废水中难降解的有机物降解为小分子、易生物降解的有机物，甚至直接将其矿化为水和二氧化碳，该技术具有高效、无选择性、环境友好的特点。

反应器主要由3部分组成：曝气系统+直流电源+催化氧化反应器，其中曝气系统负责向催化氧化反应器内充氧，促进氧化剂的形成，直流电源负责提供一定的电场，激发水中氧气在催化剂表面产生羟基自由基的效率，催化氧化反应器是最主要的部件，内装催化填料，为废水的最终处理提供反应场所。

③低浓收集池：

厂区来的低浓废水在此处暂存。

④初沉池：

通过絮凝反应和重力沉降的共同作用，去原水携带的悬浮物，减轻后续生化系统负担，同时，减少对设备及管路的磨损，提高设备使用寿命。

⑤综合调节池：

预处理完的高低浓废水在此处混合，对废水进行充分混匀，调节水质水量，确保后续系统稳定运行。

⑥水解酸化池：

设置水解酸化池的目的是提高废水的可生化性以满足后续处理单元处理条件。综合废水调节池内废水经过水解酸化，将大分子有机物转化为小分子有机物后，进入IC厌氧反应器。

⑦IC厌氧反应器：

经过水解酸化处理的废水，经换热器加热，保持温度在(35±3)℃，进入IC厌氧反应器，进行厌氧处理，旨在降低废水COD，提供废水的可生化性，为后续生化处理做准备。

⑧两级A/O活性污泥池：

通过硝化、反硝化作用去除剩余的有机物和氨氮。A/O工艺将前段缺氧段和后段好氧段串联在一起，A段DO不大于0.2 mg/L，O段DO为2～4 mg/L。在缺氧段异氧菌将污水中的纤维、碳水化合物等悬浮污染物和可溶性有机物水解为有机酸，使大分子有机物分解为小分子有机物，不溶性的有机物转化成可溶性有机物，当这些经缺氧水解的产物进入好氧池进行好氧处理时，可提高污水的可生化性及氧的效率；在缺氧段，异养菌将蛋白质、脂肪等污染物进行氨化(有机链上的N或氨基酸中的氨基)游离出氨(NH3、NH4+)，在充足供氧条件下，自养菌的硝化作用将NH3-N(NH4+)氧化为NO3-，通过回流控制返回至A池，在缺氧条件下，异氧菌的反硝化作用将NO3-还原为分子态氮(N2)完成C、N、O在生态中的循环，实现污水无害化处理。

⑨二沉池：

对好氧池出水进行泥水分离，同时提高好氧系统污泥浓度，上清液达标排放。

2.1评估方法与指标

为了全面评估优化后的废水处理效果，我们采用了实地调查与监测分析相结合的方法，并设定了一系列具体的评估指标。首先，我们进行了实地调查，了解了废水处理设施的运行状况、处理工艺及排放口的周边环境。在此基础上，我们制定了详细的监测计划，对废水处理前后的水质进行了全面监测分析。评估指标主要包括排放标准达标率、水质参数变化分析等。排放标准达标率是指废水处理后的水质达到或优于国家规定的排放标准比例。水质参数变化分析则主要关注化学需氧量(COD)、氨氮等关键水质指标的变化情况。

2.2评估结果与分析

①废水处理前后的水质对比。

实地监测数据显示，优化后的废水处理工艺在去除废水中的污染物方面表现卓越。具体数据如下。

COD浓度：处理前，废水的COD浓度为10000 mg/L，经过优化工艺处理后，COD浓度显著下降至350 mg/L，去除率高达96.5%。这一数据明显低于市政污水厂500 mg/L的接管标准，体现了优化工艺在处理高浓度有机物方面的能力。

氨氮浓度：处理前，废水中氨氮浓度为350 mg/L，优化工艺处理后，氨氮浓度降低至30 mg/L，去除率达到91.4%。这一数据明显低于市政污水厂50 mg/L的接管标准，工艺在去除氮化物方面表现出色。

②处理效率与成本分析。

在处理效率方面，优化后的废水处理工艺相比原有工艺实现了显著提升。不仅水质指标改善明显，而且处理效率的提高还带来了运营成本的降低。

能耗对比：优化后的工艺设备总功率仅比原工艺设备总功率增加10%，耗电量比原工艺增加10%左右，不会大幅增加企业负担，而且能够完全实现达标排放，环境效益明显。

综上所述，优化后的废水处理工艺在提升水质、确保排放标准达标及降低处理成本方面均取得了显著成效。这一成果不仅为化工厂的可持续发展提供了有力保障，也为同类企业的废水处理提供了可借鉴的范例。未来，我们将继续跟踪和优化废水处理工艺，确保其始终保持高效、稳定、环保的运行状态。

参考文献