某制藥公司主要經(jīng)營生物醫(yī)藥生產(chǎn)；原料藥生產(chǎn)；醫(yī)藥中間體的生產(chǎn)。主要產(chǎn)品包含肝素類、丙氨酰（俗稱二肽）、、、激素類等。原污水處理工藝僅設(shè)置單級(jí)生化處理，因企業(yè)拓展生產(chǎn)需要，廢水水量增加、有機(jī)污染物成分更加復(fù)雜，原污水處理工藝已經(jīng)不能滿足生產(chǎn)需要，亟需新的解決辦法。
我公司接受該企業(yè)的委托解決污水處理遇到的難題，綜合考慮客戶對(duì)出水水質(zhì)的要求，并在大量試驗(yàn)驗(yàn)證下，結(jié)合同類污水工程處理經(jīng)驗(yàn)，決定采用“LEM/LDF電化學(xué)催化氧化"的工藝對(duì)污水進(jìn)行高級(jí)氧化預(yù)處理，出水COD大幅降低同時(shí)增加污水的可生化性、降低對(duì)微生物的脅迫性，再進(jìn)行層級(jí)生化處理出水即可直接達(dá)標(biāo)排放。
設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)及所含污染物
單元名稱 | PH | CODcr (mg/l) | NH3-N (mg/l) | 總氮 |
設(shè)計(jì)進(jìn)水 | 5-7 | 60000 | ≤480 | ≤550 |
設(shè)計(jì)出水 | 6-8 | ≤200 | ≤30 | ≤50 |
車間 | 含有的污染物 |
501車間 | 甲苯、乙酸乙酯、甲醇、三乙胺、丙氨酰中間體、丙氨酰 |
502車間 | 乙腈、DMF、異丙醚、、正己烷、丙酮、乙二醇甲醚、甲苯、乙醇、異丙醚、乙酸乙酯、二甲苯、二氯甲烷、正丁醚、三乙胺、異丙醇、甲基叔丁基醚、、四氯化鈦、哌啶、吡啶 |
503車間 | 乙醇、 |
505車間 | 、乙醇、對(duì)甲苯磺酰氧甲基膦酸二乙酯、、中間體1、乙腈：,中間體2、三甲基硅醇、溴乙烷、丙酮、N-甲基吡咯烷酮、阿德福韋單酯、特戊酸氯甲酯、乙酸乙酯、 |
水質(zhì)情況分析：
該制藥公司生產(chǎn)廢水中含有甲苯、乙酸乙酯、甲醇、三乙胺、丙氨酰中間體、丙氨酰、乙腈、DMF、異丙醚、、正己烷、丙酮、乙二醇甲醚、甲苯、乙醇、異丙醚、乙酸乙酯、二甲苯、二氯甲烷、正丁醚、三乙胺、異丙醇、甲基叔丁基醚、、四氯化鈦、哌啶、吡啶等復(fù)雜無機(jī)物及有機(jī)物，均為有毒有害物質(zhì)，由于其濃度高、成分復(fù)雜，處理起來難度較大。隨著環(huán)保工作要求的逐年提高，此類廢水的處理效果更加受到人們的關(guān)注。
處理工藝分析選擇：
混合廢水中COD含量很高，同時(shí)含有一定量的油類物質(zhì)，如不將廢水進(jìn)行預(yù)處理，將增大后續(xù)處理系統(tǒng)的處理負(fù)荷。廢水中油類物質(zhì)進(jìn)入后續(xù)生化處理系統(tǒng)易導(dǎo)致活性污泥中的微生物窒息從而失去活性，同時(shí)由于廢水可生化性有限，目前生化處理工藝出水難以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放，因此需對(duì)廢水進(jìn)行高級(jí)氧化預(yù)處理，降低廢水中油類物質(zhì)及性有機(jī)物濃度的同時(shí)，大幅度提高廢水的可生化性，保證后續(xù)生化處理系統(tǒng)的處理效果。本方案初步對(duì)比以下三種具體的治污工藝技術(shù)（1）傳統(tǒng)芬頓氧化法；（2）臭氧化學(xué)催化氧化；（3）LEM電化學(xué)多相催化氧化工藝。這三種工藝均可用于此廢水處理中。
（1）傳統(tǒng)芬頓氧化法
芬頓試劑主要由 H2O2 和 Fe (II)組成，是的、效的氧化試劑之一，被廣泛地運(yùn)用于處理難降解的復(fù)雜有機(jī)物。芬頓試劑氧化的主要機(jī)制是 H2O2 和 Fe (II)反應(yīng)產(chǎn)生的羥基自由基具有很高的氧化電位(2.8V)。芬頓試劑在深度處理中可以同時(shí)達(dá)到去除 COD和色度的目的，能夠用于處理難處理的制藥廢水和其它一些工業(yè)廢水。若是采用芬頓工藝處理此皮革廢水，將存在不少問題，主要如下：
① 芬頓工藝處理產(chǎn)生大量的污泥，此污泥屬于危廢，需要專業(yè)的處理公司處理，導(dǎo)致噸水處理的費(fèi)用大大增加；
② 運(yùn)行勞動(dòng)強(qiáng)度大。是固體，運(yùn)行需要配成液體加藥，產(chǎn)生大量的人工費(fèi)用；
③ 運(yùn)行成本高。雙氧水及的藥劑成本高，加上污泥處理、設(shè)備折舊、維修費(fèi)用等；
④ 出水容易返色。如雙氧水與的投加量與投加比例控制不好，或三價(jià)鐵不沉淀容易導(dǎo)致廢水呈現(xiàn)出微黃色或黃褐色。
⑤ 芬頓反應(yīng)比較難控制。加藥比例較難控制，并且受到反應(yīng)PH值、時(shí)間長短、攪拌混合程度的影響，所以比例很難控制。
⑥ 腐蝕性大，連水泥池都被腐蝕掉。雙氧水及濃硫酸，對(duì)人體都有一定程度的腐蝕。
（2）臭氧催化氧化
單純臭氧氧化工藝中，O3 的利用率并不高（在常溫下，O3 在水中的溶解度大約在10mg/L 左右），將有機(jī)物*礦化的效率還有待提高。我公司自主研發(fā)高效臭氧氧化催化劑（LAT-CY）實(shí)現(xiàn)了提高臭氧氧化法的效率，提高 O3 的利用率，降低臭氧氧化的運(yùn)行費(fèi)用。LCYO 系統(tǒng)核心利用固相催化劑對(duì)臭氧氧化的催化效果，增加水中產(chǎn)生的·OH 濃度，從而提高臭氧氧化效果。LCYO 臭氧催化氧化較單獨(dú)臭氧氧化能更有效地氧化分解水中有機(jī)物；催化劑能強(qiáng)化 O3 在水中的傳質(zhì)，提高水中 O3 的分解能力，利用過渡金屬氧化物強(qiáng)化 O3 轉(zhuǎn)化為具有強(qiáng)氧化能力的自由基，對(duì)高穩(wěn)定性有機(jī)污染物的分解效率比單純臭氧氧化提高 2～4 倍。
但是此生產(chǎn)廢水水質(zhì)經(jīng)過分析得知，若采用臭氧催化氧化工藝，會(huì)存在以下問題：
1、投資費(fèi)用高。對(duì)于水量較大的污水，設(shè)備投資往往嚴(yán)重超過企業(yè)的承受能力；
2、運(yùn)行費(fèi)用高。單位重量臭氧的產(chǎn)生需要消耗7倍重量的液氧及大量電能，而較低的臭氧利用率將大大增加系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用。
（3）LEM/LDF電化學(xué)多相催化氧化工藝
LEM電化學(xué)多相催化氧化工藝系統(tǒng)技術(shù)是利用我公司生產(chǎn)的LEM-I分子催化劑及配套處理設(shè)備形成的反應(yīng)系統(tǒng)對(duì)廢水進(jìn)行處理，可有效降解環(huán)類、苯基、螯合機(jī)等極難分解的化合物，最終將有機(jī)大催化氧化分解為小分子，大幅度地降低COD和氨氮，最終出水中的有機(jī)物及氨氮大大降低，同時(shí)還可增加廢水的可生化性。該系統(tǒng)特別適合重度污染水質(zhì)的凈化，通過復(fù)雜的分子催化氧化作用來處理廢水。用于難降解、高有機(jī)物濃度、高含鹽量的廢水的預(yù)處理及深度處理。
LEM多介質(zhì)分子催化劑是龍安泰公司針對(duì)當(dāng)前有機(jī)廢水難降解的特點(diǎn)而研發(fā)的一種多元分子催化劑。它由多元金屬合金進(jìn)過數(shù)道復(fù)雜工序生產(chǎn)而成，屬新型分子級(jí)高壽命催化劑，可高效去除COD、氨氮，降低色度，提高可生化性，處理效果穩(wěn)定持久，同時(shí)可避免運(yùn)行過程中的催化劑易損壞、易衰減等現(xiàn)象。LEM多介質(zhì)分子催化劑是催化反應(yīng)持續(xù)作用的重要保證，它的成份、結(jié)構(gòu)、技術(shù)性能在很大程度上影響它對(duì)廢水的處理效果。
本次廢水適合采用LEM電化學(xué)多相催化氧化工藝污水處理技術(shù)，該技術(shù)具有以下明顯的優(yōu)點(diǎn)：
①高效氧化分解水中有機(jī)物。通過大量試驗(yàn)和工程應(yīng)用篩選催化填料的載體及活性組分，保證催化氧化效應(yīng)持續(xù)高效；
②催化劑機(jī)械強(qiáng)度大、使用壽命長，效果穩(wěn)定，出水色度大大降低；
③一體化模塊化設(shè)備，生產(chǎn)組裝速度快，操作簡單，建造工期短；
④催化劑可以降低反應(yīng)活化能或改變反應(yīng)歷程，從而達(dá)到深度氧化、限度地去除有機(jī)污染物的目的。
對(duì)比以上三種適合此類廢水治理工藝，現(xiàn)將各個(gè)工藝主要技術(shù)參數(shù)對(duì)比如下表所示。
項(xiàng)目 | 傳統(tǒng)芬頓處理技術(shù) | 傳統(tǒng)臭氧氧化處理技術(shù) | LEM電化學(xué)催化氧化技術(shù) |
建設(shè)費(fèi)用(萬/m3/d) | 0.20~0.30 | 0.40~0.50 | 0.25~0.30 |
占地面積(m2/m3/d) | 0.15~0.20 | 0.16~0.25 | 0.10~0.15 |
氧化后出水COD | 350~400mg/l | 400~450mg/l | 200~300mg/l |
運(yùn)行費(fèi)用 | 9~10元/噸 | 28~33元/噸 | 4~6元/噸 |
耗能 | 較高能耗 | 高能耗 | 低能耗 |
污泥產(chǎn)量（含水率75%） | 3~4kg/m3 | 0 | 0.2~0.5kg/m3 |
操作難度 | 溶藥強(qiáng)度大、成本高 | 操作簡單 | 自動(dòng)化程度高 |
綜上所述，針對(duì)該制藥企業(yè)生產(chǎn)廢水中的難生物降解污染物一般氧化法難以有效去除的問題，在對(duì)業(yè)主提供的水樣進(jìn)行綜合分析的基礎(chǔ)上，綜合成本以及效果，為了獲得更好的經(jīng)濟(jì)效果，確定“LEM/LDF電化學(xué)多相催化氧化工藝"為主體高級(jí)氧化工藝，轉(zhuǎn)化、去除廢水中難生物降解組分，提高廢水可生化性，確保后續(xù)生化系統(tǒng)高效運(yùn)行，有利于出水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放或循環(huán)利用。最終確定采用以下處理工藝：
工藝流程：原水+pH調(diào)節(jié)池+LEM電催化氧化+LDF催化氧化+高效絮凝沉淀池+緩沖池+水解酸化+IC+AO+二沉池+出水。
【工藝技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢】
① LEM電化學(xué)催化氧化系統(tǒng)降解效果好，高效氧化分解水中有機(jī)物；通過大量試驗(yàn)和工程應(yīng)用篩選催化填料的載體及活性組分，保證氧化效應(yīng)持續(xù)高效；
② LEM催化劑機(jī)械強(qiáng)度大、使用壽命長，效果穩(wěn)定，產(chǎn)泥量低，為傳統(tǒng)芬頓的1/5；
③ LEM催化劑可以降低反應(yīng)活化能或改變反應(yīng)歷程，從而達(dá)到深度氧化、限度地去除有機(jī)污染物的目的；
④ 高級(jí)氧化反應(yīng)為常溫常壓條件下進(jìn)行，操作安全、簡單、靈活；系統(tǒng)裝置模塊化組裝，可快速實(shí)現(xiàn)工程應(yīng)用，系統(tǒng)運(yùn)行自動(dòng)化程度高，穩(wěn)定可靠；
⑤ 裝置設(shè)備占地面積小，基礎(chǔ)土建施工周期短，投資運(yùn)行成本低；
⑥ 高級(jí)催化氧化系統(tǒng)可破壞分解轉(zhuǎn)化有毒污染物的結(jié)構(gòu)，提高廢水可生化性，為后續(xù)生化處理提供持續(xù)性作用；
LEM電化學(xué)催化氧化系統(tǒng)
LEM電化學(xué)催化氧化系統(tǒng)技術(shù)是利用我公司生產(chǎn)的LAT分子催化劑及配套處理設(shè)備形成的反應(yīng)系統(tǒng)對(duì)廢水進(jìn)行處理，可有效降解環(huán)類、苯基、螯合機(jī)等極難分解的化合物，最終將有機(jī)大催化氧化分解為小分子，大幅度地降低COD和氨氮，最終出水中的有機(jī)物及氨氮大大降低，同時(shí)還可增加廢水的可生化性。該系統(tǒng)特別適合重度污染水質(zhì)的凈化，通過復(fù)雜的分子催化氧化作用來處理廢水。用于難降解、高有機(jī)物濃度、高含鹽量的廢水的預(yù)處理及深度處理。
LAT分子催化劑是龍安泰公司針對(duì)當(dāng)前有機(jī)廢水難降解的特點(diǎn)而研發(fā)的一種多元分子催化劑。它由多元金屬合金進(jìn)過數(shù)道復(fù)雜工序生產(chǎn)而成，屬新型分子級(jí)高壽命催化劑，可高效去除COD、氨氮，降低色度，提高可生化性，處理效果穩(wěn)定持久，同時(shí)可避免運(yùn)行過程中的催化劑易損壞、易衰減等現(xiàn)象。LAT分子催化劑是催化反應(yīng)持續(xù)作用的重要保證，它的成份、結(jié)構(gòu)、技術(shù)性能在很大程度上影響它對(duì)廢水的處理效果。
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