龙安泰环保 | 某医药中间体工厂废水处理案例

某制药公司主要经营生物医药生产；原料药生产；医药中间体的生产。主要产品包含肝素类、丙氨酰谷氨酰胺（俗称二肽）、阿德福韦酯、甲磺酸罗哌卡因、激素类等。原污水处理工艺仅设置单级生化处理，因企业拓展生产需要，废水水量增加、有机污染物成分更加复杂，原污水处理工艺已经不能满足生产需要，亟需新的解决办法。

我公司接受该企业的委托解决污水处理遇到的难题，综合考虑客户对出水水质的要求，并在大量试验验证下，结合同类污水工程处理经验，决定采用“LEM/LDF电化学催化氧化”的工艺对污水进行高级氧化预处理，出水COD大幅降低同时增加污水的可生化性、降低对微生物的胁迫性，再进行层级生化处理出水即可直接达标排放。

设计进出水水质及所含污染物

水质情况分析：

该制药公司生产废水中含有甲苯、乙酸乙酯、甲醇、三乙胺、丙氨酰谷氨酰胺中间体、丙氨酰谷氨酰胺、乙腈、DMF、异丙醚、乙醚、正己烷、丙酮、乙二醇甲醚、甲苯、乙醇、异丙醚、乙酸乙酯、二甲苯、二氯甲烷、正丁醚、三乙胺、异丙醇、甲基叔丁基醚、氯化亚砜、四氯化钛、哌啶、吡啶等复杂无机物及有机物，均为有毒有害物质，由于其浓度高、成分复杂，处理起来难度较大。随着环保工作要求的逐年提高，此类废水的处理效果更加受到人们的关注。

处理工艺分析选择：

混合废水中COD含量很高，同时含有一定量的油类物质，如不将废水进行预处理，将增大后续处理系统的处理负荷。废水中油类物质进入后续生化处理系统易导致活性污泥中的微生物窒息从而失去活性，同时由于废水可生化性有限，目前生化处理工艺出水难以实现稳定达标排放，因此需对废水进行高级氧化预处理，降低废水中油类物质及制毒性有机物浓度的同时，大幅度提高废水的可生化性，保证后续生化处理系统的最佳处理效果。本方案初步对比以下三种具体的治污工艺技术（1）传统芬顿氧化法；（2）臭氧化学催化氧化；（3）LEM电化学多相催化氧化工艺。这三种工艺均可用于此废水处理中。

（1）传统芬顿氧化法

芬顿试剂主要由 H2O2 和 Fe (II)组成，是最常用的、最有效的氧化试剂之一，被广泛地运用于处理难降解的复杂有机物。芬顿试剂氧化的主要机制是 H2O2 和 Fe (II)反应产生的羟基自由基具有很高的氧化电位(2.8V)。芬顿试剂在深度处理中可以同时达到去除 COD和色度的目的，能够用于处理难处理的制药废水和其它一些工业废水。若是采用芬顿工艺处理此皮革废水，将存在不少问题，主要如下：

①　芬顿工艺处理产生大量的污泥，此污泥属于危废，需要专业的处理公司处理，导致吨水处理的费用大大增加；

②　运行劳动强度大。硫酸亚铁是固体，运行需要配成液体加药，产生大量的人工费用；

③　运行成本高。双氧水及硫酸亚铁的药剂成本高，加上污泥处理、设备折旧、维修费用等；

④　出水容易返色。如双氧水与硫酸亚铁的投加量与投加比例控制不好，或三价铁不沉淀容易导致废水呈现出微黄色或黄褐色。

⑤　芬顿反应比较难控制。加药比例较难控制，并且受到反应PH值、时间长短、搅拌混合程度的影响，所以比例很难控制。

⑥　腐蚀性大，连水泥池都被腐蚀掉。双氧水及浓硫酸，对人体都有一定程度的腐蚀。

（2）臭氧催化氧化

单纯臭氧氧化工艺中，O3 的利用率并不高（在常温下，O3 在水中的溶解度大约在10mg/L 左右），将有机物彻底矿化的效率还有待提高。我公司自主研发高效臭氧氧化催化剂（LAT-CY）实现了提高臭氧氧化法的效率，提高 O3 的利用率，降低臭氧氧化的运行费用。LCYO 系统核心利用固相催化剂对臭氧氧化的催化效果，增加水中产生的·OH 浓度，从而提高臭氧氧化效果。LCYO 臭氧催化氧化较单独臭氧氧化能更有效地氧化分解水中有机物；催化剂能强化 O3 在水中的传质，提高水中 O3 的分解能力，利用过渡金属氧化物强化 O3 转化为具有强氧化能力的自由基，对高稳定性有机污染物的分解效率比单纯臭氧氧化提高 2～4 倍。

但是此生产废水水质经过分析得知，若采用臭氧催化氧化工艺，会存在以下问题：

1、投资费用高。对于水量较大的污水，设备投资往往严重超过企业的承受能力；

2、运行费用高。单位重量臭氧的产生需要消耗7倍重量的液氧及大量电能，而较低的臭氧利用率将大大增加系统的运行费用。

（3）LEM/LDF电化学多相催化氧化工艺

LEM电化学多相催化氧化工艺系统技术是利用我公司生产的LEM-I分子催化剂及配套处理设备形成的反应系统对废水进行处理，可有效降解环类、苯基、螯合机等极难分解的化合物，最终将有机大催化氧化分解为小分子，大幅度地降低COD和氨氮，最终出水中的有机物及氨氮大大降低，同时还可增加废水的可生化性。该系统特别适合重度污染水质的净化，通过复杂的分子催化氧化作用来处理废水。用于难降解、高有机物浓度、高含盐量的废水的预处理及深度处理。

LEM多介质分子催化剂是龙安泰公司针对当前有机废水难降解的特点而研发的一种多元分子催化剂。它由多元金属合金进过数道复杂工序生产而成，属新型分子级高寿命催化剂，可高效去除COD、氨氮，降低色度，提高可生化性，处理效果稳定持久，同时可避免运行过程中的催化剂易损坏、易衰减等现象。LEM多介质分子催化剂是催化反应持续作用的重要保证，它的成份、结构、技术性能在很大程度上影响它对废水的处理效果。

本次废水适合采用LEM电化学多相催化氧化工艺污水处理技术，该技术具有以下明显的优点：

①高效氧化分解水中有机物。通过大量试验和工程应用筛选催化填料的载体及活性组分，保证催化氧化效应持续高效；

②催化剂机械强度大、使用寿命长，效果稳定，出水色度大大降低；

③一体化模块化设备，生产组装速度快，操作简单，建造工期短；

④催化剂可以降低反应活化能或改变反应历程，从而达到深度氧化、最大限度地去除有机污染物的目的。    

对比以上三种适合此类废水治理工艺，现将各个工艺主要技术参数对比如下表所示。

综上所述，针对该制药企业生产废水中的难生物降解污染物一般氧化法难以有效去除的问题，在对业主提供的水样进行综合分析的基础上，综合成本以及效果，为了获得更好的经济效果，确定“LEM/LDF电化学多相催化氧化工艺”为主体高级氧化工艺，转化、去除废水中难生物降解组分，提高废水可生化性，确保后续生化系统高效运行，有利于出水稳定达标排放或循环利用。最终确定采用以下处理工艺：

工艺流程：原水+pH调节池+LEM电催化氧化+LDF催化氧化+高效絮凝沉淀池+缓冲池+水解酸化+IC+AO+二沉池+出水。

【工艺技术应用优势】  

①　LEM电化学催化氧化系统降解效果好，高效氧化分解水中有机物；通过大量试验和工程应用筛选催化填料的载体及活性组分，保证氧化效应持续高效；

②　LEM催化剂机械强度大、使用寿命长，效果稳定，产泥量低，为传统芬顿的1/5；

③　LEM催化剂可以降低反应活化能或改变反应历程，从而达到深度氧化、最大限度地去除有机污染物的目的；  

④　高级氧化反应为常温常压条件下进行，操作安全、简单、灵活；系统装置模块化组装，可快速实现工程应用，系统运行自动化程度高，稳定可靠；

⑤　装置设备占地面积小，基础土建施工周期短，投资运行成本低；

⑥　高级催化氧化系统可破坏分解转化有毒污染物的结构，提高废水可生化性，为后续生化处理提供持续性作用；

LEM电化学催化氧化系统 

LEM电化学催化氧化系统技术是利用我公司生产的LAT分子催化剂及配套处理设备形成的反应系统对废水进行处理，可有效降解环类、苯基、螯合机等极难分解的化合物，最终将有机大催化氧化分解为小分子，大幅度地降低COD和氨氮，最终出水中的有机物及氨氮大大降低，同时还可增加废水的可生化性。该系统特别适合重度污染水质的净化，通过复杂的分子催化氧化作用来处理废水。用于难降解、高有机物浓度、高含盐量的废水的预处理及深度处理。

LAT分子催化剂是龙安泰公司针对当前有机废水难降解的特点而研发的一种多元分子催化剂。它由多元金属合金进过数道复杂工序生产而成，属新型分子级高寿命催化剂，可高效去除COD、氨氮，降低色度，提高可生化性，处理效果稳定持久，同时可避免运行过程中的催化剂易损坏、易衰减等现象。LAT分子催化剂是催化反应持续作用的重要保证，它的成份、结构、技术性能在很大程度上影响它对废水的处理效果。