龍安泰環保 | 某醫藥中間體工廠廢水處理案例

某制藥公司主要經營生物醫藥生產；原料藥生產；醫藥中間體的生產。主要產品包含肝素類、丙氨酰谷氨酰胺（俗稱二肽）、阿德福韋酯、甲磺酸羅哌卡因、激素類等。原污水處理工藝僅設置單級生化處理，因企業拓展生產需要，廢水水量增加、有機污染物成分更加復雜，原污水處理工藝已經不能滿足生產需要，亟需新的解決辦法。

我公司接受該企業的委托解決污水處理遇到的難題，綜合考慮客戶對出水水質的要求，并在大量試驗驗證下，結合同類污水工程處理經驗，決定采用“LEM/LDF電化學催化氧化”的工藝對污水進行高級氧化預處理，出水COD大幅降低同時增加污水的可生化性、降低對微生物的脅迫性，再進行層級生化處理出水即可直接達標排放。

設計進出水水質及所含污染物

水質情況分析：

該制藥公司生產廢水中含有甲苯、乙酸乙酯、甲醇、三乙胺、丙氨酰谷氨酰胺中間體、丙氨酰谷氨酰胺、乙腈、DMF、異丙醚、乙醚、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、氯化亞砜、四氯化鈦、哌啶、吡啶等復雜無機物及有機物，均為有毒有害物質，由于其濃度高、成分復雜，處理起來難度較大。隨著環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注。

處理工藝分析選擇：

混合廢水中COD含量很高，同時含有一定量的油類物質，如不將廢水進行預處理，將增大后續處理系統的處理負荷。廢水中油類物質進入后續生化處理系統易導致活性污泥中的微生物窒息從而失去活性，同時由于廢水可生化性有限，目前生化處理工藝出水難以實現穩定達標排放，因此需對廢水進行高級氧化預處理，降低廢水中油類物質及制毒性有機物濃度的同時，大幅度提高廢水的可生化性，保證后續生化處理系統的最佳處理效果。本方案初步對比以下三種具體的治污工藝技術（1）傳統芬頓氧化法；（2）臭氧化學催化氧化；（3）LEM電化學多相催化氧化工藝。這三種工藝均可用于此廢水處理中。

（1）傳統芬頓氧化法

芬頓試劑主要由 H2O2 和 Fe (II)組成，是最常用的、最有效的氧化試劑之一，被廣泛地運用于處理難降解的復雜有機物。芬頓試劑氧化的主要機制是 H2O2 和 Fe (II)反應產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達到去除 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　芬頓工藝處理產生大量的污泥，此污泥屬于危廢，需要專業的處理公司處理，導致噸水處理的費用大大增加；

②　運行勞動強度大。硫酸亞鐵是固體，運行需要配成液體加藥，產生大量的人工費用；

③　運行成本高。雙氧水及硫酸亞鐵的藥劑成本高，加上污泥處理、設備折舊、維修費用等；

④　出水容易返色。如雙氧水與硫酸亞鐵的投加量與投加比例控制不好，或三價鐵不沉淀容易導致廢水呈現出微黃色或黃褐色。

⑤　芬頓反應比較難控制。加藥比例較難控制，并且受到反應PH值、時間長短、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），將有機物徹底礦化的效率還有待提高。我公司自主研發高效臭氧氧化催化劑（LAT-CY）實現了提高臭氧氧化法的效率，提高 O3 的利用率，降低臭氧氧化的運行費用。LCYO 系統核心利用固相催化劑對臭氧氧化的催化效果，增加水中產生的·OH 濃度，從而提高臭氧氧化效果。LCYO 臭氧催化氧化較單獨臭氧氧化能更有效地氧化分解水中有機物；催化劑能強化 O3 在水中的傳質，提高水中 O3 的分解能力，利用過渡金屬氧化物強化 O3 轉化為具有強氧化能力的自由基，對高穩定性有機污染物的分解效率比單純臭氧氧化提高 2～4 倍。

但是此生產廢水水質經過分析得知，若采用臭氧催化氧化工藝，會存在以下問題：

1、投資費用高。對于水量較大的污水，設備投資往往嚴重超過企業的承受能力；

2、運行費用高。單位重量臭氧的產生需要消耗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的運行費用。

（3）LEM/LDF電化學多相催化氧化工藝

LEM電化學多相催化氧化工藝系統技術是利用我公司生產的LEM-I分子催化劑及配套處理設備形成的反應系統對廢水進行處理，可有效降解環類、苯基、螯合機等極難分解的化合物，最終將有機大催化氧化分解為小分子，大幅度地降低COD和氨氮，最終出水中的有機物及氨氮大大降低，同時還可增加廢水的可生化性。該系統特別適合重度污染水質的凈化，通過復雜的分子催化氧化作用來處理廢水。用于難降解、高有機物濃度、高含鹽量的廢水的預處理及深度處理。

LEM多介質分子催化劑是龍安泰公司針對當前有機廢水難降解的特點而研發的一種多元分子催化劑。它由多元金屬合金進過數道復雜工序生產而成，屬新型分子級高壽命催化劑，可高效去除COD、氨氮，降低色度，提高可生化性，處理效果穩定持久，同時可避免運行過程中的催化劑易損壞、易衰減等現象。LEM多介質分子催化劑是催化反應持續作用的重要保證，它的成份、結構、技術性能在很大程度上影響它對廢水的處理效果。

本次廢水適合采用LEM電化學多相催化氧化工藝污水處理技術，該技術具有以下明顯的優點：

①高效氧化分解水中有機物。通過大量試驗和工程應用篩選催化填料的載體及活性組分，保證催化氧化效應持續高效；

②催化劑機械強度大、使用壽命長，效果穩定，出水色度大大降低；

③一體化模塊化設備，生產組裝速度快，操作簡單，建造工期短；

④催化劑可以降低反應活化能或改變反應歷程，從而達到深度氧化、最大限度地去除有機污染物的目的。    

對比以上三種適合此類廢水治理工藝，現將各個工藝主要技術參數對比如下表所示。

綜上所述，針對該制藥企業生產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，在對業主提供的水樣進行綜合分析的基礎上，綜合成本以及效果，為了獲得更好的經濟效果，確定“LEM/LDF電化學多相催化氧化工藝”為主體高級氧化工藝，轉化、去除廢水中難生物降解組分，提高廢水可生化性，確保后續生化系統高效運行，有利于出水穩定達標排放或循環利用。最終確定采用以下處理工藝：

工藝流程：原水+pH調節池+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。

【工藝技術應用優勢】  

①　LEM電化學催化氧化系統降解效果好，高效氧化分解水中有機物；通過大量試驗和工程應用篩選催化填料的載體及活性組分，保證氧化效應持續高效；

②　LEM催化劑機械強度大、使用壽命長，效果穩定，產泥量低，為傳統芬頓的1/5；

③　LEM催化劑可以降低反應活化能或改變反應歷程，從而達到深度氧化、最大限度地去除有機污染物的目的；  

④　高級氧化反應為常溫常壓條件下進行，操作安全、簡單、靈活；系統裝置模塊化組裝，可快速實現工程應用，系統運行自動化程度高，穩定可靠；

⑤　裝置設備占地面積小，基礎土建施工周期短，投資運行成本低；

⑥　高級催化氧化系統可破壞分解轉化有毒污染物的結構，提高廢水可生化性，為后續生化處理提供持續性作用；

LEM電化學催化氧化系統 

LEM電化學催化氧化系統技術是利用我公司生產的LAT分子催化劑及配套處理設備形成的反應系統對廢水進行處理，可有效降解環類、苯基、螯合機等極難分解的化合物，最終將有機大催化氧化分解為小分子，大幅度地降低COD和氨氮，最終出水中的有機物及氨氮大大降低，同時還可增加廢水的可生化性。該系統特別適合重度污染水質的凈化，通過復雜的分子催化氧化作用來處理廢水。用于難降解、高有機物濃度、高含鹽量的廢水的預處理及深度處理。

LAT分子催化劑是龍安泰公司針對當前有機廢水難降解的特點而研發的一種多元分子催化劑。它由多元金屬合金進過數道復雜工序生產而成，屬新型分子級高壽命催化劑，可高效去除COD、氨氮，降低色度，提高可生化性，處理效果穩定持久，同時可避免運行過程中的催化劑易損壞、易衰減等現象。LAT分子催化劑是催化反應持續作用的重要保證，它的成份、結構、技術性能在很大程度上影響它對廢水的處理效果。