图1 某制药厂生产工艺及废水排放点示意图

随着医药工业的发展，制药工业废水已经成为严重的污染源之一。制药工业废水主要包括四种：抗生素工业废水；合成药物生产废水；中成药生产废水；各类制剂生产过程的洗涤水和冲洗废水。由于药物品种繁多，生产工艺和废水组成十分复杂，其处理难度也比较大。本文将就飞特对某制药工厂废水处理的工艺进行分析，以进一步提高制药厂工业废水处理效率。

这是一家从事现代中药研发、生产、销售为一体的综合性现代化制药企业，主要生产红霉素和淀粉产品。本次飞特公司将处理该药厂水污染最严重的污染源之一：抗生素废水。其特点是悬浮物高、毒性大，不易处理。其生产工艺及废水排放点如图1所示。

在生产过程中主要有三种废水：红霉素废水、压滤废水、淀粉废水。这三种废水的水质如下表所示。

废水处理工艺分析

该废水属于高有机物，高悬浮物，毒性大，而水量不大。主体工艺拟采用UASB反应器，但是UASB反应器对进水悬浮物含量要求较严格，这是它与其他厌氧处理工艺的明显不同之处，一般以不大于1000mg/L为宜，否则不利于颗粒污泥与进水中有机污染物的充分接触，而影响产气量，另一方面容易造成反应器的堵塞问题。

此外，进水中SS的种类对颗粒污泥的形成也有较大的影响。故在UASB前降低SS含量是必要的，因此在UASB工艺前设置均质沉淀池，一方面利用固液分离去除废水中的杂质及悬浮物，同时还可以降低废水中有机物含量，使进水达到UASB进水要求；另一方面，由于该红霉素生产废水水质变化幅度大，冲击负荷强，不利于废水处理设施的正常运行，因此利用均质沉淀池池沿的沿程进水，使同时进池的废水转变为前后出水，达到与不同时序的废水混合的目的。

由于废水中含有硫酸根、金属离子及残存的抗生素，这对微生物尤其是UASB中产甲烷菌来说具有相当大的毒害作用，甚至可以引起生物处理工艺的失效。因此UASB前设置一个水解池，利用产酸菌的不敏感性，改变毒物的结构或将其分解，使毒性减弱甚至消失，同时大量产酸菌在水解作用下，还可以大大降低悬浮固体浓度。经过水解池预处理的酸化液进入产甲烷器（UASB）就能进行正常地产甲烷反应，并能得到快速、高效地处理。

但是UASB出水的CODcr，BOD浓度仍很高，且带有臭味，不能直接徘放，因而考虑增加好氧处理来克服厌氧处理的缺点。

图2  工艺流程图

三相好氧流化床作为一种新型高效的好氧工艺，近30年来其应用范围和规模都日益扩展，尤其是其可以达到很高的污泥负荷，使其进水有机物浓度可以较高，且其反应器高径比相当大，节约占地。对于用地紧张的企业很适合。经三相流化床处理后，废水再经二沉池就基本可以达到处理目标。

主体工艺设计

格栅一般安置在废水处理流程的前端，用以去除废水中较大的悬浮物、漂浮物、纤维物质和固体颗粒物质，从而保证后续处理构筑物的正常运行，减轻后续处理构筑物的处理负荷。

集水井是汇集准备输送到调节池或其他处理构筑物去的污水或污泥的一种小型贮水池。由于工业废水排放的不连续性，为了避免处理的难度，所以在格栅和均质沉淀池之间设置一个集水井。

无论是工业废水，还是城市污水或生活污水，水质水量在24 h之内都有波动。在废水处理系统之前，设置均化调节池，用以进行水量的调节和水质的均化，以保证后续处理的正常。

由于本次工艺中制药废水中悬浮物（SS）浓度很高，此均质池也兼具沉淀池的功能。该池设计有沉淀池的污泥斗，有足够的水力停留时间保证后续处理构筑物能够连续进行。其均质作用主要靠池侧的沿程进水，使同时进入池的废水变为前后出水，以达到与不同时序的废水相混合的目的。由于其均质及沉淀双重功能，故名均质沉淀池。

本次工艺中该厂红霉素生产废水水质变化幅度大，冲击力强，硫酸根、金属离子和悬浮物含量均较高，并且抗生素对微生物具有一定的毒性，为处理难度较大的制药废水。

由于后续UASB工艺中产甲烷菌对毒性物质较敏感，且悬浮物浓度也不宜太大，为了能充分发挥UASB工艺的处理能力，达到良好的处理效果，在UASB前设置水解池，作为预处理，利用水解菌、产酸菌充分去除或改变有毒或抑制性化合物的结构，同时有效地去除悬浮性COD，使出水主要为溶解性小分子COD，利于后续处理。

图3 废水处理工艺改造现场

从工程上讲，厌氧发酵产生沼气的过程可分为水解阶段、酸化阶段和甲烷化阶段等三个阶段。水解池是把反应过程控制在第二格阶段之前完成，不进入第三个阶段。

水解池具有以下优点：

不需要密闭的池子，不需要搅拌器，不需要水、气、固三相分离器，降低了造价和便于维护。

水解、产酸阶段的产物主要是小分子的有机物，可生化性一般较好，故水解可改变原污水的可生化性，从而减少反应时间和处理的能耗。

由于反应控制在第二阶段完成前，出水无厌氧发酵的不良气味，改善了处理厂环境。

由于第一、第二阶段反应迅速，故水解池体积小，与初沉池相当，节省基建投资。

由于水解池对固体有机物的降解，减少了污泥量，具有消化池功能。

UASB（上流式厌氧污泥床）反应器是Lettinga等人于1972~1978年间开发研制的一项有机废水厌氧生物处理技术，这种反应器于20世纪80年代开始在高浓度有机工业废水的处理中得到日趋广泛的应用。

三种废水的基本水质情况

UASB反应器的基本构造主要包括：污泥床、悬浮污泥层、布水器、三相分离器。它是利用流态化的概念进行传质或传热操作的一类反应器。生物流化床是生物膜法的一种。从本质上讲，生物流化床是一类既有固定生长法特征又有悬浮生长法特征的反应器，这使得它在微生物浓度、传质条件、生化反应速率等方面有一些优点。

内循环生物流化床通过在床层内区别升流区和降流区，利用两个区域之间的密度差，推动载体循环流动，是一种改进的生物流化床。这种反应器的优点是混合传质条件好，不易发生载体分层现象，对分离器的要求较低，易于做到流体均匀分布，此外，通过实现床层内部循环，生物颗粒易于与水分离，载体不易流失去。

红霉素废水水质的特点决定其处理难度必定很大，故在主反应器（UASB）前设置均质沉淀池、水解池，用来调节水质、预去除高浓度的悬浮物质，降低抗生素的毒性，改善原废水水质，提高可生化性，以利于后续生物处理，使之最大限度地发挥生物处理的高效率。

后续生物处理(UASB、BASR)设计去除率均较高，也是基于这样的考虑。因此预处理显得非常重要，而本次改造中最关键的部分——UASB反应器， 其三相分离器的设计是否科学、合理，决定了整个工艺的处理效果。

内循环好氧生物流化床反应器也是一种高效的生物处理技术，载体的选择很重要，耐磨、质轻、比表面积大的载体更利于传质的进行。

最后经过竖流式沉淀池的沉淀分离作用，出水水质能达到《污水综合排放标准》（GB8978-1996）。