湖南某生物医药有限公司医药中间体生产产生大量废水，该废水污染物成分复杂，污染负荷较高。废水中含有大量的甲醇、乙醇、DMF、乙酸乙酯、CH3Cl和溴化钠。其中DMF(N,N-二甲基甲酰胺)是一种具有一定生物毒性的有机溶剂。DMF是用于合成杀虫脒和磺胺嘧啶等药物的重要中间体。该类废水常采用高级氧化法处理，但其运行成本高昂，操作复杂，运行不稳定。因此，通过对该废水进行实验室预实验，结合不同水质废水的实际情况，采用对不同水质的废水采用分流分段处理，采用生物法处理该废水，得到了很好的处理效果。
1、工程概况
废水日排放量约为300t/d。该医药中间体废水来源包括四个部分，分别为高盐废水为10m3/d，高浓度废水150m3/d，低浓度清洗废水100m3/d，生活污水40m3/d。该废水处理要求执行《污水综合排放标准》(GB8978-1996)二级排放标准，再接入该工业园区污水收集管网，最终由工业园区污水处理厂处理达GB8978-1996一级A标准后排放。
2、废水水质
制药废水水质指标与要求出水水质指标见表1。
3、废水处理工艺流程
废水处理工艺流程图见图1。
该医药中间体废水可生化性(CODCr/BOD5)<0.33，且医药中间体生产废水盐浓度高，直接进行高级氧化费用高昂，不能直接进行好氧生化处理。可通过厌氧反应中兼性微生物和厌氧微生物降解与稳定有机物的作用，可以极大的减轻了后续处理单元的负荷，为后续的好氧生化反应提供良好的条件。考虑到高浓度废水与低浓度清洗废水水质差异大，特将两股废水分开进行厌氧处理。本医药中间体废水中高盐废水经过调节池调节水质后，再经蒸发器再与高浓度废水混合进入一级UASB反应器;一级厌氧生化去除掉高浓度废水中大部分的COD后，与低浓度清洗废水一起汇入中间调节池，再进入二级厌氧UASB反应器，再进入后续污水处理工序。一级UASB反应器HRT为3d，二级UASB反应器HRT为2.5d，UASB反应器进水pH要求严格控制在7.0±0.2范围内，要求水温控制在25~35℃范围内。
经过厌氧生化处理后，出水的有机物依然很高，需作进一步的处理。由于污水中的有机物浓度较高，并且污水排放是间歇性的。故可采用好氧反应器来进行处理。好氧反应器即在通过曝气，来培养好氧菌和兼性菌，通过这些菌的代谢作用，将厌氧反应器出水中的部分有机物降解。由于该医药中间体废水中有一定浓度的DMF，DMF在厌氧微生物作用下被分解，DMF中的有机N转化成NH4+，因此厌氧出水氨氮浓度会增加，在曝气条件下，一部分NH4+转化成NH3被吹脱，绝大部分被氧化成硝态氮。好氧活性污泥对于硝态氮的利用是有限的，因此后续需要脱氮工艺。
在缺氧池中驯化培养缺氧好氧兼性菌，其能充分利用好氧池出水所中的硝态氮和亚硝态氮进行反硝化脱氮反应，将废水中的氨氮、硝态氮转化为氮气从而去除。废水经过缺氧工序处理后，氨氮才能达标。如若未能达标，则要在一级好氧池-缺氧池-二级好氧池之间内循环，回流比为150%~300%，直至达标。
废水经过缺氧池脱氮处理后，C/N比升高，废水的可生化性加强，二级好氧工艺可以对废水进行深度处理。二级好氧池可以进一步去除废水中的COD、氨氮和TP，稳定出水水质。
好氧反应器出水夹杂一定浓度的SS，而该SS的主要成分为好氧污泥，而且在好氧条件下，活性污泥表面吸附了大量的磷，若不及时混凝，那么在缺氧条件下，污泥表面吸附的磷则会释放出来，恶化水质。因此，在二级好氧池后端采用絮凝工艺。投加调配好的氢氧化钙调节出水的pH值，再添加絮凝剂PAC与PAM，通过吸附架桥作用将细小分散的胶体粒子凝聚成较大颗粒，去除掉绝大部分SS和TP，同时有效降低废水的色度。混凝的出水沉淀后，上清液排至清水池，再排放;沉淀的污泥排放至污泥浓缩池。
高级氧化池产生的沉淀、好氧反应器产生的剩余污泥、混凝产生的沉淀先统一排放至污泥浓缩池，经重力浓缩后进行后续脱水处理，浓缩池的上清液及脱水后的水再进入调沉池进入污水处理系统。
4、主要构筑物与设计参数
废水处理站的主要构筑物与设计参数见表2。
5、废水处理工程调试及运行效果
5.1 UASB反应器调试
脱盐后的废水与高浓度废水混合后，开启搅拌机，用片碱调节pH到7.0±0.2后，若15min内pH无明显变化，则可进水至一级UASB反应器。一级UASB反应器接种城市污水处理厂厌氧污泥80t，UASB反应器接种厌氧污泥后，不可直接满负荷运行，需先用生活污水一次性注满UASB反应器，然后每日进一定量的高浓调节池废水，第一天进水量为UASB反应器有效容积的1/20，往后每天的进水量提升1/20，直到第20d开始满负荷运行。调试期间要严格监控UASB内pH值和水温的变化，pH值变化超过0.5，即要停止进水，开启内循环，让厌氧微生物将有机酸消耗完后，再进水运行;水温若低于25℃，则需要往UASB反应器中加热管道通蒸汽，通过管道热交换给废水升温，32℃左右是最佳温度，考虑到能耗以及运行成本的问题，水温控制在不低于25℃即可。中间调节池pH值调节方法以及二级UASB反应器进水方式同上，二级UASB反应器接种城市污水处理厂厌氧污泥200t。
5.2 一级好氧池+缺氧池+二级好氧池(O/A/O系统)调试
好氧池与缺氧池活性污泥菌来自当地的城市污水处理厂，一级二级好氧池均接种活性污泥80t，缺氧池接种活性污泥50t。接种活性污泥后，可用生活污水将反应池注满，然后正常启动。调试初期，由于每日生活污水最多只有40t，因此不往外排水。调试期间，每日生活污水全部进入O/A/O系统处理，每日增加的进水量可由二级UASB反应器出水量决定。由于二级UASB出水COD与氨氮浓度较高，为保证对缺氧段脱氮的效果，一级二级好氧池采用间歇性曝气方式，即曝气2h后，停止曝气1h，并同时开启回流泵，回流比控制在150%~300%范围内，保证COD去除的同时很好的去除废水中的氨氮。要求好氧池溶解氧浓度控制在1.2~2.2mg/L之间，缺氧段溶解氧≤0.2mg/L。一天为一个运行周期，一周期运行时间为21h。回流沉淀池污泥回流泵在运行周期内要持续开启，确保O/A/O池中SV30保持在30%~35%左右，若SV30>35%，则停止污泥回流，并开启排泥。
5.3 运行效果
通过2个月的调试运行，一、二级UASB反应器出水稳定，二级好氧池出水稳定，正常运行后水质监测结果见表3。
由表3可知，经絮凝沉淀后，出水CODCr、BOD5、TP、NH4+-N、SS均达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)二级排放标准。
6、结论
针对该医药中间体生产工艺所产生的不同水水质的废水进行分流分段处理，有效的稳定了各工艺段的运行情况，极大的降低了废水负荷。采用好氧-缺氧-好氧(O/A/O)工艺，有效的解决了有机氮生化过后，废水中氨氮升高的问题。
该工艺的运行费用主要产生于高浓调节池pH值调节，以及末端絮凝药剂的投加。实际运行成本为4.35元/吨，详细成本如下：电费2.35元/吨，NaOH(片碱)0.6元/吨，PAC0.3元/吨，PAM0.5元/吨，人员费0.6元/吨。该工艺适用于该类医药中间体废水的治理，运行稳定，操作简单，维护方便，运行成本低于大部分医药中间体废水处理成本，具有一定的推广价值。(来源：娄底市环境保护科学研究所)
